某著名大学土力学教学课件第九章 地基承载力

土力学第一节概述第二节地基的变形与失稳第三节地基的极限承载力pu第四节地基的容许承载力第九章地基承载力土力学第一节概述极限平衡状态：当土中一点的剪应力达到土的抗剪强度时，这一点的土就处于极限平衡状态。塑性区：若土体中某一区域内各点都达到极限平衡状态，这一区域就称为极限平衡区，或塑性区。地基稳定性：地基在外荷载作用下，抵抗破坏的安全、稳定程度。地基承载力：地基承受荷载的能力。极限承载力pu：地基即将丧失稳定性时的承载力。容许承载力[R]：地基稳定有足够的安全度，并且变形控制在建筑物的容许范围内时的承载力。土力学影响地基承载力的因素地基土的性质基础的埋深、宽度、形状荷载倾斜与偏心的影响覆盖层抗剪强度的影响地下水位的影响下卧层的影响土力学第二节地基的变形与失稳一、竖直荷载下地基破坏的形式三种形式：（1）整体剪切破坏（generalshearfailure）（2）局部剪切破坏（localshearfailure）（3）冲剪破坏（punchingshearfailure）土力学地基的破坏形式主要取决于地基土的特性和基础的埋深。Vesic.A.B.提出采用刚度指标Ir

来判别地基土的破坏形式土力学例题9-1：条形基础宽度1.5m，埋深1.2m，地基为均匀粉质粘土，土的容重γ=17.6kN/m3，c=15kPa，φ=24°，E=10MPa，μ=0.3，试判断地基的失稳形式。解：1.由式（9-1）得地基的刚性指标Ir：2.由式（9-2）得临界刚性指标Ir（cr）：3.判断∵Ir>

Ir（cr）∴地基将发生整体剪切破坏土力学二、地基变形的三个阶段发生整体剪切破坏的地基的变形过程可分为三个阶段：1.压密变形（oa段）2.局部剪损（ab段）3.整体剪切破坏阶段（bc段）土力学三个阶段之间存在着两个界限荷载临塑荷载pcr：（地基中开始出现塑性破坏区时的荷载）对应于p-s曲线上的a点极限荷载pu：

（极限承载力）对应于p-s曲线上的b点土力学第三节地基的极限承载力基本假定：（1）基础底面光滑（2）地基土无重量(γ=0)（3）不考虑基础侧面荷载作用(q=0)1、当荷载达到极限荷载pu时，地基内出现连续的滑裂面。滑裂土体可分为三个区：

I.朗肯主动区

II.过渡区

III.朗肯被动区一、普朗特尔-瑞斯纳公式（一）L.Prandtl课题（1920）ⅡⅠIII土力学2、按上述假定Plantl求得地基中只考虑粘聚力c的极限承载力表达式土力学（二）H.Reissner课题（（1924）H.Reissner求得γγ=0，，c=0，仅考考虑基础础两侧地地基土重重量时，，由基础础侧面荷荷载q=γD产产生的极极限承载载力公式式土力学索科洛夫夫斯基用用差分法法求得c=0，，q=0，仅考考虑容重重γ时的的极限承承载力公公式（三）索索科洛夫夫斯基课课题土力学（四）极极限承载载力的计计算通式式对于实际际工程中中c、q、γ均均不为零零的各种种情况可可将（9-22）和（（9-24）合合并，即即可得极极限承载载力的计计算通式式式中Nq、Nc、Nγ称为承载载力系数数，它们们都是φφ的函数数，可以以查表9-1求得。土力学地基承载载力由三三部分组组成：1、滑动动土体自自重所产产生的抗抗力；2、基础础两侧均均布荷载载q所产产生的抗抗力；3、滑裂裂面上粘粘聚力c所产生生的抗力力。土力学二、Terzaghi（太太沙基））课题基本假定定：（1）地地基基础础间摩擦擦力很大大。当地地基破坏坏时，基基础底下下的土楔楔体ABC处于于弹性平平衡状态态，称为为弹性核核。AC面与水水平面呈呈φ角。。ACB土力学（2）地地基破坏坏时沿着着CDF曲面滑滑动，出出现连续续的滑动动面。DF面与与水平面面的夹角角为45º-/2。ADF为朗朗肯被动动区，ACD为为对数螺螺线过渡渡区。（3）将将基础底底面以上上的地基基土看作作均布荷荷载q=D，，不考虑虑其强度度，将这这一部分分土体视视为松散散体。在上述假假定的基基础上，，可以从从刚性核核的静力力平衡条条件求极极限承载载力土力学φ土力学三、Hansen（（汉森））公式土力学例题9-4：条条形基础础宽度1.5m，埋深深3m，，地基为为均匀粉粉质粘土土，土的的容重γ=17.6kN/m3，c=8kPa，φ=24°，μ=0.35，E=5MPa，按按太沙基基公式求求地基的的极限承承载力。。解：1.判断地地基的破破坏形式式∵Ir<Ir（cr）∴地基将将发生局局部剪切切破坏刚性指标标临界刚性性指标2.用太太沙基公公式求地地基极限限承载力力=367kN/m2土力学课后参考例题题9-3、9-4完成作业业：习题题9-3考虑习题题9-3若采用普普朗特尔尔-瑞斯纳公公式，应应怎样计计算土力学一、地基基容许承承载力的的概念极限承载载力pu：地基即将将丧失稳稳定性时时的承载载力。容许承载载力[R]：地基稳定定有足够够的安全全度，并并且变形形控制在在建筑物物的容许许范围内内时的承承载力。。地基的容许承载载力不仅仅取决于于地基的的性质，，基础宽宽度、基基础埋深深，而且且取决于于建筑物物的容许沉降降量。第四节地地基的的容许承承载力此时地基基已产生生局部破破坏，但但尚未发发展到整整体破坏坏，有一一定的安安全余度度，地基基土强度度已经比比较充分分发挥；；整个地地基仍可可近似当当成弹性性半空间间体。土力学二、按控控制地基基中塑性性区的发发展范围围确定地地基容许许承载力力临塑荷载时，，地基中中开始出出现极限限平衡区区极限荷荷载时，，地基产产生破坏坏常选用临临塑荷载载和临界界荷载作作为容许许承载力力土力学1、条形形基础均均布荷载载极限平平衡区的的最大发发展深度度土力学2β土力学2、条形形均布荷荷载作用用下的临临塑荷载载和临界界荷载比较一下下，可以以得到临临塑荷载载和临界界荷载的的承载力力系数土力学土力学例题9-5：：粘性土土地基上上条形基基础宽度度B=2m，埋埋深D=1.5m，地地下水位位在基础础埋置高高程处。。地基土土的比重重为Gs=2.70，，孔隙比比e=0.70，水位位以上饱饱和度Sr=0.8，，土的强强度指标标c=10kPa，φ=20°。求地基基土的临临塑荷载载pcr，临界荷荷载p1/3、p1/4并与太沙沙基极限限荷载相相比较。。解：1.求土的的天然容容重和饱饱和容重重：2.求承承载力系系数：土力学3.求pcr、p1/4、p1/3：4.用太太沙基法法求极限限荷载：：土力学三、按地地基规范范承载力力表确定定地基容容许承载载力根据室内内试验指指标查表表f0承载力基基本值（（f0）：是指按有有关规范范规定的的一定的的基础宽宽度和埋埋深条件件下的地地基承载载能力，，按有关关规范查查表确定定。承载力标标准值（（fk）：是指按有有关规范范规定的的标准方方法试验验并经统统计处理理后的地地基承载载能力。。承载力设设计值（（f）：地基承载载力标准准值经过过深宽修修正后的的地基承承载力。。统计处理理后得fk深宽修正正得f容许承载载力[R]土力学密实度土的名称稍密中密密实卵石300-500500-800800-1000碎石250-400400-700700-900圆砾200-300300-500500-700角砾200-250250-400400-600表9-4碎碎石石土承载载力标准准值fk(kPa)表9-6粘粘性土土承载力力基本值值f0(kPa)第二指标IL第一指标e00.250.500.751.001.200.54754303903600.64003603252952650.73252952652402101700.8275240220200170135土力学表9-7沿沿海地区区淤泥和和淤泥质质土承载载力基本本值f0(kPa)天然含水量ω(%)36404550556575f0100908070605040基本值fk深宽修正得设计值f土力学也可以根根据野外外的测试试结果查查规范确确定承载载力标准准值N1015202530fk(kPa)105145190230N1010203040fk(kPa)85115135160表9-13素素填填土承载载力标准准值fk(kPa)表9-12粘粘性性土承载载力标准准值fk(kPa)（一）载载荷试验验土力学四、原位位试验求求地基容容许承载载力土力学（二）静静力触探探试验Ps1、梅耶耶霍夫公公式2、国内内建议公公式土力学（三）标标准贯入入试验1、GBJ7-89规规范（根根据标准准贯入击击数N63.5）N63.5土类10153050中、粗砂180250340500粉、细砂140180250340粘性土承承载力标标准值（（kPa）砂土承载载力标准准值（kPa））N63.5357911131517192123f(kPa)105145190235280325370430515600680土力学2、太沙沙基和皮皮克公式式3、梅耶耶霍夫公公式土力学（四）旁旁压试验验土力学五、按极极限承载载力确定定地基容容许承载载力由试验或或根据上上一节中中的理论论求出极极限承载载力pu后，除以以一个安安全系数数K，可可以作为为地基的的容许承承载力，，此时安安全系数数为2~3。确定容许许承载力力方法1、