工程岩土课件 模块三 地基土变形与承载力

工程岩土模块三地基土变形与承载力学习导图模块三地基土变形与承载力

单元一地基沉降任务一

分析土中应力分布为研究青延公路Ｋ２１＋６００小桥２号墩的沉降，首先从地基土的受力进行分析。请根据图中土层分布和表中的参数，分析在小桥修建之前土层中自重应力如何分布。学习情境一1土中应力相关知识土中应力自重应力由于土的自身重力引起的应力附加应力外荷载作用在土体上时，土中产生的应力增量2自重应力计算相关知识例题１

某土层的物理性质指标如图所示，试计算土中的自重应力，并绘制自重应力分布图。相关知识例题例题2某土层的物理性质指标如图所示，试计算土中的自重应力，并绘制自重应力分布图某公路Ｋ21+600处小桥２号墩拟建浅基础，基础底面为矩形，长度ｌ＝6.6ｍ，宽度ｂ＝３ｍ，使用阶段作用在桥墩基础底面中心处的荷载Ｎ＝1890ｋＮ，Ｍ＝０，分析基础底面压力分布。（不考虑埋置深度的影响）学习情境二1.．基础底面压力分布相关知识柔性基础基础抗弯刚度EI=0刚性基础抗弯刚度EI=∞２．基底压力的简化计算方法（１）中心荷载作用时相关知识BLxyP２．基底压力的简化计算方法（２）偏心荷载作用相关知识e<B/6:梯形e=B/6:三角形e>B/6:出现拉应力区xyBLeexyBLexyBLK3KPPPK=B/2-e例题例题

某基础底面尺寸为1.2×1.5m，作用基础底面的荷载N=180KN，如果基底合力偏心距分别等于0m、0.1m、0.2m、0.3m，试确定基础底面压应力。

偏心距e0=0，偏心距e0=0.1偏心距e0=0.2偏心距e0=0.3某公路工程K21+600小桥2号墩基础埋深1m，矩形基础底面尺寸3.0m6.6m，基础底面荷载N=1890KN，H=0，M=0作用下，分析基础中心轴线上的附加应力分布。学习情境三1.竖直集中荷载作用下附加应力的计算相关知识集中荷载下竖向附加应力系数矩形竖直向均布荷载角点下的应力分布系数pMm=L/b,n=z/b1.矩形面积上竖向均布荷载作用时附加应力计算2.任意点的垂直附加应力—角点法a.矩形面积内b.矩形面积外两种情况：荷载与应力间满足线性关系叠加原理角点下垂直附加应力的计算公式地基中任意点的附加应力例题例题有均布荷载p=100kN/m2，荷载作用面积为2m×１m，如图所示，求荷载面积上角点A、边点E、中心点O以及荷载面积外F点和G点等各点下z=1m深度处的附加应力。并利用计算结果说明附加应力的扩散规律。3、矩形面积承受竖直三角形分布荷载作用时的附加应力计算ptM矩形面积竖直三角分布荷载角点下的应力分布系数矩形面积上竖直三角形分布荷载作用下压力为零的角点附加压力系数4.建筑物基础下地基应力（1）基底压力影响因素基底压力基础条件刚度形状大小埋深大小方向分布土类密度土层结构等荷载条件地基条件4.建筑物基础下地基应力例题某桥墩基础及土层剖面如图3，已知基础底面尺寸b=2m，=8m。作用在基础底面中心处的荷载：N=1120KN，H=0，M=0。计算在竖向荷载作用下，基础中心轴线上的自重应力和附加应力，并画应力分布图。已知各层土的物理指标：某公路工程K20+300～K20+600桩号填土情况如下图3-1-24，填土重度，路基中心点下3m和4.5m处附加应力。学习情境四1、竖直均布条形荷载作用下的附加应力相关知识条形面积竖直均布荷载作用时的应力分布系数pM条形面积上竖直均布荷载作用下的附加应力系数2、竖向条形三角形分布荷载作用下附加应力相关知识条形面积竖直均布荷载作用时的应力分布系数ptM竖直条形三角形分布荷载作用时的应力系数例题宽度4m的条形基础承受偏心荷载，在基底的压力强度pmax=450KPa，Pmin=200KPa，求图中a、b、c、d、e各点的竖向附加压应力（c点在基础中心线上，其他相邻两点间的水平距离均为2m）。任务二

基础沉降量计算某公路工程K21+600小桥2号墩基础埋深1m，基础底面尺寸3.00m6.60m，正常使用极限状态下，基础底面荷载N=1890KN，H=0，M=0。计算其沉降量。褐黄色亚黏土的地基承载力特征值学习情境一1.沉降量计算原理相关知识《公路桥涵地基与基础设计规范JTG3363》规定当无相邻荷载影响，基础宽度在1～30m范围内时，基底中心的地基沉降计算深度简化计算：简化计算：2.沉降计算经验系数ψS

地基沉降计算深度Zn:《公路桥涵地基与基础设计规范JTG3363》规定例题某基础底面尺寸为4m×2m，埋深为1.5m，传至基础底面的中心荷载N=1434kN，如图3-1-30所示，持力层的地基承载力特征值fao=150kPa，用压力面积法计算基础中点的最终沉降。模块三地基土变形与承载力

单元二地基承载力任务一

地基承载力特征值某高速试验路段，起讫桩号为k21+900+k24+900，道路设计标准为双向6车道，行车速度为100km/h，该段试验路经过农田，施工人员采用平板荷载试验法对土层承载能力进行评价，载荷试验确定地基承载力时，p-s曲线开始不再保持线性关系时，试验结束，载荷试验p-s曲线简单定性分析地基土所处的受力状态。学习情境一1.载荷试验相关知识（1）整体剪切破坏（2）局部剪切破坏（3）刺入式剪切破坏地基的破坏形式2.静力触探试验相关知识3.动力触探试验相关知识（1）圆锥动力触探试验

（2）标准贯入试验某高速公路K54+691.48人行兼排水钢筋混凝土盖板涵1-4×3.5，见图3-2-5，涵址处地面标高1021.98-1044.27m，地势为缓坡-中坡，纵向坡度约5-25°。上覆为可塑状粉质黏土，厚度2.0~6.0m，下为白云岩，岩层产状254°∠85°，强风化层厚度约4m，地下水主要受大气降水补给，水文地质条件简单，无不良地质现象。因受到现场条件限制，开展载荷试验和其他原位测试确有困难，应用规范初步确定地基承载力特征值。学习情境一相关知识1.黏性土相关知识相关知识2.砂土相关知识2.碎石相关知识3.岩石相关知识4.粉土任务二地基承载力验算某高速公路K50+967.41排水钢筋混凝盖板涵（1-6×4.5）涵址，见图3-2-6。地面标高为852.8~853.92m，地势平缓，纵向坡度约0~1度，无不良地质现象。上覆为软塑状淤泥黏土，平均厚度4m，下为泥灰岩，岩层产状135°∠20°，强风化层厚度约2m，无地下水影响。涵洞基础底面压力均匀分布p=150KPa（基础底面尺寸7m×5.5m），如图3-2-7所示，验算强风化泥灰岩作为持力层的地基承载力是否合格。学习情境一当基底宽度b＞2m、埋置深度h＞3m且h/b≤4时，地基承载力特