《土力学与地基基础》学习指导书.docx
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1、地基承载力学习要求学习要点:了解地基破坏模式;把握地基临塑荷载和临界荷载的计算;把握地基极限承载力的计算。重点和难点:地基临塑荷载、临界荷载和极限承载力的计算。8.1 学习要点1.浅基础的地基破坏模式如图8-1中P-S曲线所示,地基的变图8-1 p-s曲线地基变形的三个阶段形一般可分为三个阶段:降S基本上呈直线关系,地基中任意点的剪应力均小于土的抗剪强度,土体处1)线性变形阶段(压缩阶段):相应 于P-S曲线中的。段。此时荷载与沉于弹性平衡状态。地基的变形主要是由 于土的体积减小而产生的压密变形。2)塑性变形阶段(剪切阶段):相应于p-s曲线中的ab段。此 时荷载与沉降之间不再呈直线关系而呈曲
2、线外形。在此阶段,地8-14假如以临塑荷载作为地基承载力特征值,对于大多数地基来说,将是非常危急的。8-15由于土体几乎没有抗拉强度,故地基土的破坏模式除剪切破坏外,还有受拉破坏。8-16地基承载力特征值在数值上与地基极限承载力相差不 大。8-17塑性区是指地基中已发生剪切破坏的区域。随着荷载的 增加,塑性区会渐渐进展扩大。8-18基础O太沙基极限承载力公式适用于均质地基上基底光滑的浅8-19 坏形式。一般压缩性小的地基土,假设发生失稳,多为整体剪切破8-20地基土的强度破坏是剪切破坏,而不是受压破坏。8-21地基的临塑荷载大小与条形基础的埋深有关,而与基础宽度无关,因此只转变基础宽度不能转变
3、地基的临塑荷载。8-22局部剪切破坏的特征是,随着荷载的增加,基础下的塑性区仅仅发生到某一范8-23太沙基承载力公式适用于地基土是整体或局部剪切破坏 的状况。3.计算题8-24 条形筏板基础,基底宽度 =12m ,埋深d=2m ,建于匀称黏土地基上,黏土的/ = 18kN/m3,0 = 15。,c=15kPa ,试求:(1)临塑荷载Per,临界荷载P1/4和P1/3 ;(2)按太沙基公式计算“;(3)假设地下水位在基础底面处/=9.9kN/n? , A,、/?1/4 , p1/3 又各为多少?8-25某方形基础边长为2.25m ,埋深为1.5mo地基土为砂土,=38。,试按太沙基公式求以下两种
4、状况下的地基极限承载力。假定砂土的重度为18kN/m3(地下水位以上)和20kN/m3(地下 水位以下)。(1)地下水位与基底平齐; (2)地下水位与地面平齐。8.5练习解答8-1 D 8-2 C 8-3 C 8-4 D 8-5 B 8-6 D 8-7 D 8-8 C 8-9 C 8-10C 8-11 x ,有三种,再加上局部剪切破坏。8-12 x ,不能提高临塑荷载。8-13 x临塑荷载和极限承载力是两个不同的概念。8-14 x ,不仅不危急,反而偏于保守。8-15 x , 土体的破坏通常都是剪切破坏。8-16 x地基承载力特征值力与地基极限承载力pu的关系是f.Fp/K , K为平安系数,
5、其值大于lo8-17 V8-18 x ,改“光滑“为“粗糙”。8-19 V8-20 V8-21 V8-22 V8-23 V7T(C-COt(2? + (7)8-24 (1) Pn =- + q = 155.3kPacot(p + (p -兀 12乃(ccot0 + 9 +/4)z71/4 =+ Q = 225 3kPacotcp + (p - 兀 12(ccot + q + 7&/3) c/o八Pm 二-+ q = 248.6kPacot(p +(p 兀 12 Nc=129Nq=4.45,M=L80,代入式(8-4 )得:Pu= cNc+qNq+;WN、= 548.1 kPa乃(CCOt0 +
6、 q)0C /inpcr = - + q = 82.6kPacotcp + cp -兀 12(ccot0 + 9 + /4)1/4 = + q = 193.8kPacotcp + cp - 兀 12兀(ccot(p + q + ybl$c”PR = - + 9 = 206.6kPa, COt(p +(p 7l 128-25(1)由0=38。查土力学教材中相应的表,得N。= 65.3,乂 =93.2HIPu = 12cN c + qNq + 0.4 % M = 2602kPaPu = 1.2cM + qNq + 04ybN、二(20 -10) x 1.5 x 65.3 + 0.4 x (20 -
7、10) x 2.25 x 93.2=1818kPa基土在局部范围因剪应力到达土的抗剪强度而处于极限平衡状 态。产生剪切破坏的区域称为塑性区。随着荷载的增加,塑性区 逐步扩大,由基础边缘开头渐渐向纵深进展。3)破坏阶段(隆起阶段):相应于p-s曲线中的秘段。随着荷载的连续增加,塑性区不断扩大,最终在地基中形成一个连续的滑动面。此时基础急剧下沉, 切破坏。周的地面隆起,地基发生整体剪地基破坏的三种模式 地基在竖向荷载作用下的剪切破坏模式可分为整体剪切破坏、局部剪切破坏和冲切(刺入)剪切破坏三种。1)整体剪切破坏这种破坏模式的p-s曲线可以明显地区分出三个变形阶段,当 荷载增加到某一数值时,在基础边
8、缘处的土开头发生剪切破坏, 随着荷载的不断增加,塑性区不断扩大,最终在地基中形成一连 续的滑动面,基础急剧下沉或向一侧倾倒,同时基础四周的地面 隆起,地基发生整体剪切破坏。这种破坏模式一般在密砂和坚硬 的黏土中最有可能发生,破坏具有肯定的突然性。2)冲切剪切破坏其破坏特征是,在荷载作用下基础产生较大沉降,基础四周的局部土体也产生下陷,破坏时基础似乎“刺人”地基土层中,不消 转折点,是一种典型的以变形为特征的破坏模式。在压缩性较大 的松砂、软土地基或基础埋深较大时相对简单发生冲切剪切破坏。失明显的破坏区和滑动面,基础没有明显的倾斜,其p-s曲线没有3)局部剪切破坏其特点介于整体剪切破坏和冲切剪切
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