土力学之地基承载力

第六章地基承载力§6.1地基承载力概述§6.2按极限平衡区发展范围确定地基承载力§6.3按极限荷载确定地基极限承载力§6.4按原位测试成果确定地基承载力§6.5按《地基规范》确定地基承载力主要内容§6.1地基承载力概述一、地基承载力概念

建筑物荷载通过基础作用于地基，对地基提出两个方面的要求1.变形要求建筑物基础在荷载作用下产生最大沉降量或沉降差，应该在该建筑物所允许的范围内

2.稳定要求建筑物的基底压力，应该在地基所允许的承载能力之内

地基承载力：地基所能承受荷载的能力二、地基变形的三个阶段0sppcrpuabcp＜pcrpcr＜p＜pup≥pua.线性变形阶段塑性变形区连续滑动面oa段，荷载小，主要产生压缩变形，荷载与沉降关系接近于直线，土中τ＜τf,地基处于弹性平衡状态b.弹塑性变形阶段ab段，荷载增加，荷载与沉降关系呈曲线，地基中局部产生剪切破坏，出现塑性变形区c.破坏阶段bc段，塑性区扩大，发展成连续滑动面，荷载增加，沉降急剧变化三、地基的破坏形式

地基开始出现剪切破坏（即弹性变形阶段转变为弹塑性变形阶段）时，地基所承受的基地压力称为临塑荷载pcr地基濒临破坏（即弹塑性变形阶段转变为破坏阶段）时，地基所承受的基地压力称为极限荷载pu1.整体剪切破坏a.p-s曲线上有两个明显的转折点，可区分地基变形的三个阶段b.地基内产生塑性变形区，随着荷载增加塑性变形区发展成连续的滑动面c.荷载达到极限荷载后，基础急剧下沉，并可能向一侧倾斜，基础两侧地面明显隆起2.局部剪切破坏a.p-s曲线转折点不明显，没有明显的直线段b.塑性变形区不延伸到地面，限制在地基内部某一区域内c.荷载达到极限荷载后，基础两侧地面微微隆起3.冲剪破坏b.地基不出现明显连续滑动面c.荷载达到极限荷载后，基础两侧地面不隆起，而是下陷a.p-s曲线没有明显的转折点§6.2按塑性区发展范围确定地基承载力一、塑性区的发展范围

zzbdq=dpβ0△σ1△σ3根据弹性理论，地基中任意点由条形均布压力所引起的附加大、小主应力

假定在极限平衡区土的静止侧压力系数K0=1，M点土的自重应力所引起的大小主应力均为(d＋z)M点达到极限平衡状态，大、小主应力满足极限平衡条件M塑性区边界方程塑性区最大深度zmax二、临塑荷载pcr和界限荷载当zmax＝0，地基所能承受的基底附加压力为临塑荷载塑性区开展深度在某一范围内所对应的荷载为界限荷载中心荷载偏心荷载三、例题分析

【例】某条基，底宽b=1.5m，埋深d=2m，地基土的重度＝19kN/m3，饱和土的重度sat＝21kN/m3,抗剪强度指标为

=20°，c=20kPa,求(1)该地基承载力p1/4,(2)若地下水位上升至地表下1.5m，承载力有何变化【解答】(1)(2)地下水位上升时，地下水位以下土的重度用有效重度说明：当地下水位上升时，地基的承载力将降低§6.3按极限荷载确定地基承载力一、普朗特尔极限承载力理论

1920年，普朗特尔根据塑性理论，在研究刚性物体压入均匀、各向同性、较软的无重量介质时，导出达到破坏时的滑动面形状及极限承载力公式PbccddⅠⅡⅡ45o＋

/245o－

/2ⅢⅢ将无限长，底面光滑的荷载板至于无质量的土(＝0)的表面上，荷载板下土体处于塑性平衡状态时，塑性区分成五个区Ⅰ区：主动朗肯区，1竖直向，破裂面与水平面成45o＋

/2Ⅱ区：普朗特尔区，边界是对数螺线Ⅲ区：被动朗肯区，1水平向，破裂面与水平面成45o－

/2普朗特尔理论的极限承载力理论解式中：承载力系数当基础有埋深d时式中：二、太沙基极限承载力理论

底面粗糙，基底与土之间有较大的摩擦力，能阻止基底土发生剪切位移，基底以下土不会发生破坏，处于弹性平衡状态PaabccddⅠⅡⅡⅢ45o＋

/245o－

/2ⅢⅠ区：弹性压密区(弹性核)Ⅱ区：普朗特尔区，边界是对数螺线Ⅲ区：被动朗肯区，1水平向，破裂面与水平面成45o－

/2太沙基理论的极限承载力理论解Nr、Nq、Nc均为承载力系数，均与有关，太沙基给出关系曲线，可以根据相关曲线得到上式适用于条形基础整体剪切破坏情况，对于局部剪切破坏，将c和tan均降低1/3

方形基础局部剪切破坏时地基极限承载力Nr

、Nq

、Nc为局部剪切破坏时承载力系数，也可以根据相关曲线得到对于方形和圆形基础，太沙基提出采用经验系数修正后的公式

圆形基础三、汉森极限承载力理论

对于均质地基、基础底面完全光滑，受中心倾斜荷载作用式中：汉森公式Sr、Sq、Sc

——基础的形状系数ir、iq、ic

——荷载倾斜系数dr、dq、dc

——深度修正系数gr、gq、gc

——地面倾斜系数br、bq、bc

——基底倾斜系数Nr、Nq、Nc

——承载力系数说明：相关系数均可以有相关公式进行计算§6龙.4贼按原表位测镜试成霞果确啊定地勉基承川载力一、算载荷损试验帆法pup0s千斤顶荷载板平衡架拉锚由拐陪点得摇地基姑极限定承载液力pu，除以狼安全摸系数Fs得容演许承丙载力[p]p-刘s曲线稀确定伙地基厚承载否力特椅征值江:1.防p狡-s曲线穷有明蚕确的饱比例议界限衬时，待取比俩例界谱限所谅对应荒的荷启载值2.极限跨荷载辽能确矮定，禽且值僚小于藏对应间比例持界限纹的荷丙载值初的2狡倍时悄，取导极限初荷载倍值的章一半3.不能赵按上醒述两右点确登定时蛾，取s/谷b=0.温01猫～0住.0扛15尝对应病荷载扶值；既但值览不应希大于翅最大妹加载族量的剑一半二、婶静力稼触探何试验尝法探头QfQcF钻杆用静登压力强将装煎有探翁头的粮触探加器压盼入土偷中，愚通过避压力笔传感降器及钱电阻域应变无仪测栗出土丘层对宰探头菌的贯四入阻书力。众探头贷贯入皇阻力充的大秧小直榜接反驰映了征土的桥强度允的大盲小，易把贯守入阻检力与跳荷载蜂试验旋所得康到的屑地基有容许衡承载先力建的立相增关关塞系，芽从而跪即可刊按照冻实测圈的贯琴入阻吃力确芒定地紧基的域容许些承载废力值某。还判可以尽把土坐的贯厕入阻宋力与蜻土的孝变形节模量诞及压藏缩模团量建累立相非关关管系，马从而震可以兄确定卫变形托模量眉和压系缩模胁量方法塑介绍悬：探头顷阻力Q可分恒为两赞个部久分1.花锥头迟阻力Qc2.煌侧壁追摩阻垂力Qf比贯哀入阻兔力：探头烂单位窗截面布积的林阻力三、峰标准狠贯入幅试验痰法试验职时，填先行圣钻孔稼，再爷把上咳端接搬有钻族杆的趁标准储贯入孤器放枣至孔臭底，辽然后贼用质栋量为冷63蜘.5kg的锤岔，以哥76cm的高今度自改由下斩落将艰贯入商器先暗击入腥土中桑15cm缓，然后州测继届续打命30cm的所亭需要励锤击卡数，仰该击姐数称蚁为标茫准贯娱入击晕数方法框介绍笼：建立慰标准野贯入兽击数犹与地法基承硬载力泉之间题的对攀应关棵系，配可以铅得到鸟相应臣标准扣贯入蚂击数晃下的彼地基窝承载惨力§6侮.5例按《扑地基田规范施》确虚定地立基承婆载力一、耻按抗钟剪强闲度指犬标确黄定地撇基承乔载力1.抗剪秋强度仙指标现标准列值ck、ka.根据过室内n组三犬轴试鸣验结蛇果，染计算脊土性泉指标菌的平晃均值伞、标爬准差笔和变聪异系屡数平均正值标准冰差变异啊系数b.计算奇内摩致擦角糟和粘宾聚力秃的统挤计修拉正系张数ψφ、ψcc.计算叫内摩坟擦角盖和粘棕聚力脾的标学准值2.确定绘地基裤承载飞力特熊征值当e≤0.湾03羞3b，根据斗土的锦抗剪东强度猛指标乐确定腿地基伙承载竟力fa——庆土的瓜抗剪企强度际指标块确定板的地催基承易载力专特征笨值Mb、Md、Mc——翼承载部力系妻数（槐可根云据k查表友得到飞)——施地基棕土的丛重度舞，地扭下水讲位以君下取悦浮重旺度d——基础暮埋置肆深度亩(m)，从室贩外地杀面标启高计生算m——恐基础漠底面数以上茫土的览加权本重度仗，地用下水喊位以尤下取星浮重育度b——惜基础寨地面滚宽度伐，大吨于6m时，谜按6m取值敢，对伯于砂问土小叨于3m时按斤3m取值ck——币基底园下一墙倍短徒边宽扁深度层内土断的粘评聚力咽标准减值3.确定士地基确承载乡丰力特唯征值遍修正《规掠范》夹规定静：当b＞3民m或d＞0浩.5脸m，地基欧承载众力特意征值窄应该矛进行肠修正fa——柴修正司后的酷地