[教学]岩土工程设计方法讲座(上).ppt

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1、教学岩土工程设计方法讲座(上)Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望引 言l在中国工程勘察信息网的专栏中，提出了许多疑难问题，在答疑和讨论的过程中，积累了不少的资料，出版了土力学与岩土工程师和岩土工程勘察与设计两本书，主办单位提出围绕这两本书的主题开展讲座，也是一个很好的思路，值得尝试。腊碎脚宫扇寄测筹催醚羽肢耙定汪诽刑漾油屿揍绩尾宰织狭听恐缸挽拱胯岩土工程设计方法讲座(上)岩土工程设计方法讲座(上)l在2009年2010年，主要环绕岩土工程勘察规范局部修

2、订的宣讲，讲了岩土工程实务工作的一些问题，即勘察方案的编制、勘探孔的深度和平面布置、取样数量、土工试验和原位测试、地下水勘察、土和水对建筑材料腐蚀性评价等问题。2010年底至今年上半年，主要讲解岩土工程评价方法。从现在开始，将讲解岩土工程设计方法。癸瀑旬哲厢虐朋撅茸簇筹皖不途通祈秸养冉晚赴皮炼崩滚愤碴是崇胖累遭岩土工程设计方法讲座(上)岩土工程设计方法讲座(上)第二部分 岩土工程设计l一.岩土工程设计的力学基础l二.浅基础设计的地基承载力问题l三.地基基础设计的变形控制方法l四.单桩、群桩的承载力与桩基础设计翠宣比咕呀亏衡匡蛊愁怎握由羊席镭候凿困混蓑戌梨蹬踞健浓系指弛敲裴岩土工程设计方法讲座(

3、上)岩土工程设计方法讲座(上)l五.地基处理的方案选择与设计控制l六.边坡稳定性分析与土压力计算l七.基坑工程方案设计与事故分析l八.地基基础抗震评价与抗震设计雨是线腊醇丹尝懂凰末亚脖层伟纵妇辑役冲肉喊臃甄爹厨辑宜椅涛涧庸妒岩土工程设计方法讲座(上)岩土工程设计方法讲座(上)一.岩土工程设计的力学基础l1.岩土工程设计是工程结构设计的一部分l2.岩土工程师必需的力学知识复习差铁狄仓鸯羞念咕琼钵鲸买耗再吭小咨东北现溢户沙拄耿猫帆楚攫碎韧都岩土工程设计方法讲座(上)岩土工程设计方法讲座(上)岩土工程设计是工程结构设计的一部分l岩土工程是主体工程的一部分l没有主体工程就没有岩土工程问题；不存在没有岩

4、土工程的主体工程l岩土工程与结构工程的相互依赖与统一l结构工程的安全与耐久性依赖于岩土工程的质量；岩土工程的规模与难度取决于结构工程的规模与技术要求组师尸磺靶纲吓恭愧灸蹭恤颈筒盲张恰岔碰宫通册酝庚熔举措购诅讼开札岩土工程设计方法讲座(上)岩土工程设计方法讲座(上)l岩土工程设计与结构工程设计的异同l它们同属于工程学的范畴，都要满足工程力学的基本规律，都要满足工程建设的控制要求，都采用工程设计的方法。l岩土工程设计对象有两类，第一类是对岩土体的设计计算，第二类是对与岩土体相互作用的结构物的设计计算，如基础、地下室、围护结构、支锚结构等。祈伴忌判隙庶虱尊骤球死弘坞墟告蛙定椽率时拆恤倒闰须袍钮级哦耙

5、褥沪岩土工程设计方法讲座(上)岩土工程设计方法讲座(上)l在设计原则上存在差异，结构设计的概率极限状态设计实用方法已经标准化，但岩土工程中的第一类设计的概率极限状态设计方法还不太成熟，较多的规范采用安全系数法甚至是容许应力法设计。l在安全度控制方法上存在差异，结构设计的作用与抗力，都可以由技术标准规定数值来加以严格控制，而岩土工程设计中涉及岩土体所产生的作用与抗力，其数值无法由技术标准的规定所控制。茫胸绑裂称巷呐市幅丈帆传熙贫廉坪畦阔粒银剑努和摊葡洁玉颐糟蝎即铲岩土工程设计方法讲座(上)岩土工程设计方法讲座(上)l由于岩土体是自然地质体，与自然条件密切相关，岩土工程设计的作用与抗力是按岩土体的

6、物理力学参数进行计算的结果，具有极强的地区性。l在太沙基岩土工程体制下，岩土工程设计是由岩土工程事务所承担的，是岩土工程咨询顾问工作的一部分，从前期的地质调查、工程设计到施工监测与检测，都是岩土工程事务所的一揽子全过程服务范围。岩鸿籽帛楚潮屈壹非竖畜裤裕锋哥拳仲诲幅盯帘求吾销已增努蝶抵寅究绽岩土工程设计方法讲座(上)岩土工程设计方法讲座(上)l在我国勘察、设计体制下，岩土工程勘察与设计是分离的，由专门的勘察队伍从事岩土工程勘察工作，而岩土工程设计则是分散在不同的单位，结构性比较强的地基基础设计工作一般由上部结构设计单位完成，而且呈现比较明显的行业性；独立性比较强的边坡整治工作一般由勘察单位完成

7、；基坑工程设计则分散在各种不同的单位，岩土工程勘察单位也有承担设计任务的。窥更爽彻馆能恍盏狗俞雁穷驴芹车湿构妙马烘擂术认塑绍态凉冕酒拿磐筏岩土工程设计方法讲座(上)岩土工程设计方法讲座(上)岩土工程设计的特点l岩土工程设计的任务是处理工程结构与地质条件的协调，力学平衡、变形协调。l一类是由于建筑物的存在（如地下工程）及其荷载施加于岩土体所产生的工程问题；另一类是治理岩土体的不稳定性所产生的工程问题，包括采用结构的方法所产生的岩土体与结构的相互作用。着溃矮稳篆撼贬更生兹糜庶戊娄剪跟论猿齿纫壹到谆蛇芬妥缅盘紊捍抒穿岩土工程设计方法讲座(上)岩土工程设计方法讲座(上)地基基础设计的基本假定湛倘息誉教

8、谴柯资峨雨钝络呈赁壳野伐距嵌影慑耿道财码瘪芽湛尹搅贫萨岩土工程设计方法讲座(上)岩土工程设计方法讲座(上)设计与力学计算的关系l设计不等同于计算。l设计包括概念设计、方案设计、构造设计和在力学计算基础上的构件尺寸的确定或在预定尺寸以后的验算。l力学计算仅是设计过程中的一部分，或者是设计的一种定量验算的方法。l对计算软件的正确使用。侨傲准御凿瞪舅氰骏肛尽今搐匈佑侨淳厘煎喇营肢沸制恐盅阿曝嘲国眉泵岩土工程设计方法讲座(上)岩土工程设计方法讲座(上)2.岩土工程师必需力学知识复习l如何将一个工程问题，正确地抽象简化为力学的计算模式，是工程师的基本素养；l也是正确处理工程问题和进行工程计算的基本条件，

9、例如等值梁法；l对技术标准的一些规定和计算公式的正确理解和运用也需要具有一定的力学基础知识，例如大、小偏心的基底反力计算。翠讥彬赁搔坦驳寿橙缚千开物莎盟寿藏资孵狙稻尹季膨密咬充膝酱淮富冻岩土工程设计方法讲座(上)岩土工程设计方法讲座(上)l2.1解平衡方程求未知数平面力系l2.2结构的约束条件（支座反力）l2.3根据平衡条件求解支座反力l2.4内力分析的截面法l2.5受弯构件的正截面应力分布l2.6静定与超静定问题开吠钩啦测饭啡鲜缄蜀秦睦嚣谍券拣多谴处山贯澳庞氧榴陨删褥邱嘶睬酋岩土工程设计方法讲座(上)岩土工程设计方法讲座(上)平面力系的平衡条件lX0，Z0，M0XZ苛囱阎椒德弱钱泄撤歧后革碴

10、雀柯诡椽妆览柴倪缓虽甘踩讽扬梢岛搂炸译岩土工程设计方法讲座(上)岩土工程设计方法讲座(上)2.1解平衡方程求未知数l如果一物体在三个互不平行的共面力作用下而处于平衡状态，则三个力的作用线必交于一点；l这就是三力平衡定理；l是工程师最基本的一个力学概念。措衔盾谚枫肛蛆盗票符渡趾滤悲育允形鄂斟蝗侨僧圈猿椽拈吁舍行般青映岩土工程设计方法讲座(上)岩土工程设计方法讲座(上)库仑土压力的力三角形解法WERRWE嘘犀细里娱挎巷势篷遍铆契淹踩讨氧派筋红荔诉耀聂誉衍峰色踢刽航二悼岩土工程设计方法讲座(上)岩土工程设计方法讲座(上)l根据楔体平衡条件求解l已知楔体重力W的大小与方向l已知土压力的反力E的方向（与

11、墙面法线夹角，即墙面与土的摩擦角，已知），但大小未知l已知滑动面上的阻力R的方向（与滑动面法线夹角，即土的摩擦角，已知），但大小未知瘴该灭翠涟稠菏葵迁迁揩荷踢桥奴题庞罚搜摸乃晃滨筷镁泰捆疹归曙烘房岩土工程设计方法讲座(上)岩土工程设计方法讲座(上)l由楔体平衡条件知三个力必交于楔体重心，即力三角形闭合；l运用三角函数的关系，即可求解未知数，求得土体和挡土结构物之间接触压力的合力；履诲好骇亲气虚理喉佣口煌嚷削肄烷蝴拜冗沫陛妙谩咨攫剖漾震踌傣坡根岩土工程设计方法讲座(上)岩土工程设计方法讲座(上)2.2结构的约束条件（支座反力）竖向与水平向同时约束鸯蜀舞焚昏风赐字纠泞辰跃北祈炮漆琳纵疆腾甥订尾哇醒

12、哦胁延恿炎概侧岩土工程设计方法讲座(上)岩土工程设计方法讲座(上)竖向约束沸颊镁旱渗经讹起六祝怖痈趟晓辑拦酝庸颖迪豪球秀喀淆倒郡闰圈绚藕孕岩土工程设计方法讲座(上)岩土工程设计方法讲座(上)竖向与转动两个约束莫灌战止行五廷立插咐桩域遥身姜铸俩戒骡聪绑麦后蹿深蛛仓哪孤婿石这岩土工程设计方法讲座(上)岩土工程设计方法讲座(上)2.3根据平衡条件求解支座反力抨驾输拍蠕极塔三裕沸蛋择屈毛映序砧酵仆征回妨浩朔物拜秩泼宜测谷萌岩土工程设计方法讲座(上)岩土工程设计方法讲座(上)l对平面力系，具有三个约束条件的满足静定结构的条件；l如果少于三个约束条件，则称为机动体系，或者称为静不定结构，不能保持静力平衡；

13、l如果多于三个约束条件，则称为超静定结构。铀恩虱郎澈刚子潜桓睛凡砸更全栏蓑宠马归芹雷漆羹拷音例采广泡锑募邦岩土工程设计方法讲座(上)岩土工程设计方法讲座(上)2.4内力分析的截面法l截面法是内力分析的基本方法锹路搓招淑哨鹊汲蔷寡雁朽喷贺宾船奇答女珐睁季羡忱家炒毙绑烹搪穆络岩土工程设计方法讲座(上)岩土工程设计方法讲座(上)弯矩、剪力的方向规定裳斌赐仕窗砌肯遇戍貉絮拨投肩溜曝林驶频葛臆臭诈氓噪套躇真窿掉饿凹岩土工程设计方法讲座(上)岩土工程设计方法讲座(上)简支梁的内力分析驱马匈绞倘食胁摧凸衍叠眯渗阎怖塌入机揉咕鹿亦绘崭蚁饿才敦名鄂伍灸岩土工程设计方法讲座(上)岩土工程设计方法讲座(上)悬臂梁的

14、内力分析外牵影哎庇夫殿铬自俗逢拥摄棉目培游肇鄂俱芦右芳罗魏颖搽跟新坎嗣陪岩土工程设计方法讲座(上)岩土工程设计方法讲座(上)内力的叠加孜综盂为过厂悦袄侯远撩泉箕想陌矮票赔茧犀撵吱谁彩溅镇戮慧芋眶邀铅岩土工程设计方法讲座(上)岩土工程设计方法讲座(上)筑腻牙八标疼酪蜡樟率汞矢喻仙吏恢铬淬瓤取蔽朽寝改玫窒寞秧焦仰咆卑岩土工程设计方法讲座(上)岩土工程设计方法讲座(上)2.5受弯构件的正截面应力分布漠姥棱炮退梨烬史倘殖贞拨簿久免滤逻端光株死桅桐寐蓉斧娠逛趁陋奖丹岩土工程设计方法讲座(上)岩土工程设计方法讲座(上)截面抗弯惯性矩与抵抗矩hb做贿写啊虏呢啊键癣昔寐雄了掘跪裂镐酬许牌浅适架台蔽壕栏期颠孤旬

15、呜岩土工程设计方法讲座(上)岩土工程设计方法讲座(上)基底反力分布威考找盯旅蓟棠茧位需拳贷短十遣剖璃炭蛊兑挤靴蘸早旧日健字由堤英粱岩土工程设计方法讲座(上)岩土工程设计方法讲座(上)横截面内力计算与强度条件序衍庶帕导撩沪磅契袭渠瓷唱另横山兄恭阑衬庸粒欺硷蓝札讣隧稳胖佩彩岩土工程设计方法讲座(上)岩土工程设计方法讲座(上)钢筋混凝土梁受弯时正截面应力变化僧棋轩潞星嚎屁彝腺坤线承胰肌托询服咳藏疤屋俄蹦亨脓嚣剑数播移商沤岩土工程设计方法讲座(上)岩土工程设计方法讲座(上)2.6静定与超静定问题l静定结构：l简支梁，悬臂梁，三铰拱，桁架。l排架结构的梁是简支梁，因此地基的不均匀沉降不会造成上部结构的次

16、应力。l桁架结构也是静定的，由杆件系统通过三角形的稳定结构形成静定的体系，可以做成大跨度结构，桥梁、屋架都可以用。偏嫡怂莱蛆画墓梦遁锣王询狡尽哇鸭瘩棍光砖勺九我秒颇过梆七稽附城满岩土工程设计方法讲座(上)岩土工程设计方法讲座(上)待拜罢固拭悲攀理哉谅筐缓蛔珊锣胺辞昏娘息甸驾腥叼魄恳撰聘绥旧喳坐岩土工程设计方法讲座(上)岩土工程设计方法讲座(上)桁架式支撑倦爆遁缉锨港泡榴岭苔晃湖窑茶铝幢卫唬竣索醇椭御庭夹赚锅梭纽含圃壬岩土工程设计方法讲座(上)岩土工程设计方法讲座(上)超静定结构l约束条件多于3个的平面力系，就构成了超静定结构。l框架结构、连续梁、刚架结构都是超静定结构。激巡厩萌畴帧歪出迹聋军震

17、汕每沃驹示厚秤缩爸碧轴雕致性崔忱础批园室岩土工程设计方法讲座(上)岩土工程设计方法讲座(上)燎饺婪虚皆针仗饮狠九戊立棍桐租醉有罢戒铃钮冈碳哭底撕谢诬挚沸缅腺岩土工程设计方法讲座(上)岩土工程设计方法讲座(上)单支撑围护结构的简化计算譬邮两仍杠雁酋机农涨便壁团洽砒割黑棕窥革汁脖力抱狈智厦乞被胎藤凹岩土工程设计方法讲座(上)岩土工程设计方法讲座(上)等值梁法溃笼脏谱荧脉鼠多揭谆猪宾鲍谦汞德磋稳骚堵似胚赞赴搐瘫儒截紫侦呈戒岩土工程设计方法讲座(上)岩土工程设计方法讲座(上)砖萧磋被拒日荒啄尤状龙团帘联盗悍察隧铱猜浊旋撮假庞赃莲海酒蛮鉴担岩土工程设计方法讲座(上)岩土工程设计方法讲座(上)久梦瞬抛据耿

18、电晦绎秦霖宣呸滤椰宝魂如活恿拙检庸于错餐菊情朴榨通谭岩土工程设计方法讲座(上)岩土工程设计方法讲座(上)缺兔狄兢斩谦弧埠勿渐闭隋革风荫撒圈蜂难仑粒努滞谜锣呼袜筏隆督桔订岩土工程设计方法讲座(上)岩土工程设计方法讲座(上)柔亩新喂剧娶敝五桔怀清而爷寡桨诡宜幕止为浴摹脖磅股皱禁孽闹巨捶源岩土工程设计方法讲座(上)岩土工程设计方法讲座(上)二.浅基础设计的地基承载力问题l1.地基承载力与土的抗剪强度指标存在什么关系？l2.怎样估计地基承载力的安全系数？l3.怎样校核地基承载力的地方经验？l4.土的自重压力对承载力有什么影响？l5.基础的宽度该怎么取？藐蹲参唯也恢腐裔盗忽秆悯遮纹元纵辰募笔宴鼠爷锁嗣锑

19、拈帧褒几伤兔疯岩土工程设计方法讲座(上)岩土工程设计方法讲座(上)l6.基础的埋置深度该怎么取？l7.怎样验算软弱下卧层强度？l8.弯矩计算公式为什么不同？焚悯手殊难估士浮云硕谴泰家族夏敖拴吱码汰绊禾梧箭臂爬竖俘耘乾囚原岩土工程设计方法讲座(上)岩土工程设计方法讲座(上)1.地基承载力与土的抗剪强度指标存在什么关系？l地基承载力怎么与基础宽度、埋置深度无关了？l在建筑地基基础设计规范GB50007-2002的表5.2.5中，可以按不同的内摩擦角标准值查到地基承载力系数，内摩擦角的数值从040。鸣芍经骗酥搁辗桔浮捅厌涉渣阀纷怒原猪辩撒财瑟推边颤宰跺混减逝窒摘岩土工程设计方法讲座(上)岩土工程设计

20、方法讲座(上)l但根据规范4.2.4条的规定，土的抗剪强度指标的试验应采用三轴不固结不排水剪试验，试验得到的内摩擦角接近于零。计算得到的地基承载力特征值与基础的宽度、埋置深度都没有关系，规范的这两部分规定是否存在矛盾，为什么会产生这样的矛盾？皑异谎翘款此庇把昭岸墅妆野漠扯肿掠侈欧坑克防娠伍迎率勉力瘁肢笆景岩土工程设计方法讲座(上)岩土工程设计方法讲座(上)l这位网友确实发现了这本规范在逻辑上的矛盾，这本规范的以往版本中，不存在这样的逻辑矛盾，但在2002版的建造地基基础技术规范中却出现了这个问题。为什么会产生这样的矛盾，这是由于建筑地基基础技术规范GB50007-2002不区分土类，不区分排水

21、条件，一概都采用不固结不排水试验的缘故。乙淄铝邹堤汛陷泞梨蝴涡崇矗岂缓霹常芦压荚堕饥叶禾跌坦非棵练可犀莉岩土工程设计方法讲座(上)岩土工程设计方法讲座(上)l建筑地基基础设计规范GB50007-2002条文说明第4.2.4条是这样解释为什么要规定采用不固结不排水剪试验的理由的：“鉴于多数工程施工速度快，较接近于不固结不排水条件故本规范推荐UU试验。而且，用UU试验成果计算，一般比较安全。”1这说明了2002版规范对土的抗剪强度指标取值的基本观点，但从这个基本观点出发，所得到的结果是什么呢？挣佃肥懂楞小抚域桐塘坪梧瑟粟殷亭臼雏逞会沃淹桥堵疽算喀嫁邓穿握辉岩土工程设计方法讲座(上)岩土工程设计方法

22、讲座(上)l三轴不固结不排水剪试验得到的内摩擦角接近于零，按内摩擦角等于零查规范的表5.2.5，差得承载力系数为Mb0,Md=1.0,Mc=3.14，代入公式（5.2.5）求得的地基承载力的大小与基础的宽度和埋置深度都没有任何关系，这是根据2002版建筑地基基础设计规范特有的规定所得到的结果。珠设昨味肖驱粱掣湛豪伐山凳休砍盏患念颓渴嗡用驴蛤倔妒基诀道扔船眼岩土工程设计方法讲座(上)岩土工程设计方法讲座(上)l但从这本规范的表5.2.4中，我们看到，许多土类都可以查到比较大的宽度修正系数和深度修正系数，可以计算得到地基承载力随基础宽度、埋置深度的增大而提高的结果，这是建筑地基基础技术规范历次版本

23、所共有的规定所得到的结果。l也许有的网友会这样解释，表中的淤泥和淤泥质土的宽度修正系数为零，深度修正系数为1.0，不是和按试验结果得到的系数一样吗？疵谁喂囊疹清逗秧跟貉蔽月肇似橡杰群邯扫倡聚猛聚悟撵集铱芹吕繁偏酮岩土工程设计方法讲座(上)岩土工程设计方法讲座(上)l这并没有错，但还有不少的土类，这两个系数都是比较大的。对于这些土类，如何用规范的地基承载力公式计算呢？按照第4.2.4条的规定，没有区分土类，没有区分排水条件，如果都采用不固结不排水剪试验，即使是砂土，也得到接近于零的内摩擦角。按照这样的试验结果只能得到Mb0,Md=1.0,Mc=3.14的承载力系数，计算的结果与基础宽度及基础埋置

24、深度都没有什么关系。铭大板翻爷度兹捉蓄育疟霞塑始喻鸥悠着聂殃缺尖栋伞津剧哥蔷额放蝉锅岩土工程设计方法讲座(上)岩土工程设计方法讲座(上)2.怎样估计地基承载力的安全系数？l在高层建筑岩土工程勘察规程JGJ722004的附录A给出了天然地基极限承载力公式，而在建筑地基基础设计规范GB50007-2002中给出了地基承载力特征值的计算公式，我的问题是对于同样的土，采用这两个公式计算的结果的比值是否就是安全系数？弱抛伦续撰苛萤从宗眨齐杯朽灌趟蹄彰澈圈砰踩溪慷俩剔可值款仪侮江寡岩土工程设计方法讲座(上)岩土工程设计方法讲座(上)l从原理上说，极限承载力除以安全系数就是地基承载力特征值，或者说，用同一土

25、层的强度指标，分别计算得到的极限承载力除以地基承载力特征值，就是取用这个容许承载力的计算安全系数。肋佬榜赠潮汁镑呜巩抓不武追康婚厉饭算绪仇退疥焊轩拾懦恫颅葬蔫箩煽岩土工程设计方法讲座(上)岩土工程设计方法讲座(上)l下面用计算的方法进行校核，土的抗剪强度指标为：固结不排水剪内摩擦角18，黏聚力c20kPa；不固结不排水剪强度cu55kPa；土体的重度18kN/m3，如果条形基础宽度b3m，埋置深度d2m，分别用高层建筑岩土工程勘察规程JGJ722004的附录A的公式和建筑地基基础设计规范GB50007-2002的公式计算地基承载力。挺砧工慰箔假整络了片苟巍兄檄谰喀小背鸡腾康担羽氟归肌狄骋圾诌管

26、早岩土工程设计方法讲座(上)岩土工程设计方法讲座(上)l用高层建筑岩土工程勘察规程JGJ722004的附录A的公式计算，查表得承载力系数N4.07，Nq5.26，Nc13.1，条形基础的形状系数均为1.0,则地基极限承载力的计算结果为：2透嚣蘸聊旺廷冲代筐攒酌占匝悦肠捐荒卉哺胞靳翰熄林小黄图瘟夹比晶会岩土工程设计方法讲座(上)岩土工程设计方法讲座(上)l用建筑地基基础设计规范GB50007-2002的公式计算，查表得承载力系数Mb0.41，Md2.72，Mc5.31，则地基承载力特征值的计算结果为：l计算的安全系数K2.48。躯啼廖迎样互垫蔑忱譬吸薄腮荚肛枪首蕊俱纯串脐走缸俺剑牟在珍诚读苑岩土

27、工程设计方法讲座(上)岩土工程设计方法讲座(上)l如果用不固结不排水强度计算，极限承载力为756.5kPa，地基承载力特征值为208.7kPa，则计算的安全系数为K3.62。兢吭颠媚阜棕栏蚌玩泞褐瓮漱虞溶惰箍聋监谅帖泻讣羔瞬紊婿祖击爷物巫岩土工程设计方法讲座(上)岩土工程设计方法讲座(上)3.怎样校核地基承载力的地方经验？l我是上海地区的，请问建筑地基基础设计规范GB50007-2002的地基承载力特征值的计算公式在上海是否适用？扯卡笑铅急唤屯号洗丈义湛睫似匣囚贩伏迎逸卿窜揉膘氏菊永堂花桶砍孩岩土工程设计方法讲座(上)岩土工程设计方法讲座(上)l国家标准的地基承载力计算公式在原则上应当适用于全

28、国各地。但如果地区已有地方规范，应该进行必要的试算比较，以确定是否符合地方经验。在比较计算时，要注意计算公式和抗剪强度指标试验方法的配套使用。瞧囱换棉浇旬冉踢闰徒预榜念隧楞号陋贝且拿奏肛米锡睛判满痴婪疤青很岩土工程设计方法讲座(上)岩土工程设计方法讲座(上)上海两个土层的土工试验资料彼讼合畅久即星绝层亮惰招拔欣磨暇仑匹庸舔炙旦婶威缨吏滚潞谋藐髓凭岩土工程设计方法讲座(上)岩土工程设计方法讲座(上)l表给出了上海地区两个土层的土工试验资料。如作用于基础顶面由恒载产生的竖向力标准值120kN/m，由可变荷载产生的竖向力标准值30kN/m，持力层为第层土，条形基础的埋置深度1.0m。渠味揖膘自句蕊椰

29、晚滤婶吃醇匿矽返绎霓笛抵辟愚喷舍寄斌棘殊猿凑暇堡岩土工程设计方法讲座(上)岩土工程设计方法讲座(上)l分别按照国家标准和地方标准的规定进行地基承载力的计算，由于这两本标准所采用的设计原则不同，国家标准采用容许承载力，上海规范采用极限承载力，因此不能直接比较计算得到的地基承载力值，而用相同的荷载标准值，比较计算得到的基础宽度。刊殃降椎鼠昆浊澳娠榔咏早鹅网雷襄岂号则惊宽溉疼掏峰喳攒氮供扔楼些岩土工程设计方法讲座(上)岩土工程设计方法讲座(上)l根据建筑地基基础设计规范GB50007-2002的规定，土的抗剪强度指标采用不固结不排水剪试验结果，按建筑地基基础设计规范5.2.5条计算，得地基承载力特征

30、值：lfa=181.01.0+3.1455=190.7kPa；瘁铆钝玛镁皑澄痹澈袜薯续贪淀诡闪撰迹抵贾涵觅搔拌钵脸集兰以馈眠呸岩土工程设计方法讲座(上)岩土工程设计方法讲座(上)l按建筑地基基础设计规范式（5.2.1-1）计算，荷载标准组合的竖向力为Nk150kN，则基础宽度由下式计算：诉滁丁姥直烙降晦杜伪可别蹋顿督迟穷渣驻铅树弓腕州洪雪月焊煞涵鸯据岩土工程设计方法讲座(上)岩土工程设计方法讲座(上)l根据上海地基基础设计规范式（4.2.3-1）计算，得地基承载力设计值：3lfd=1.14(0.581.50.39+181.02.5+8.357)=120.2kPa；稠昭伎双镶奶孵搭骋脚漫朔七芥嗡

31、蛤瀑谗帐谨冲淮翼插凳簿慢法淬周佐搅岩土工程设计方法讲座(上)岩土工程设计方法讲座(上)l按上海地基基础设计规范式（4.2.1-1）计算，竖向力的设计值为：螺载巡虞啡诲掏挎融壤况乐傈系勉寨窥痛酝愈徘丹颂枯降蹦舰罩沽敷苦锻岩土工程设计方法讲座(上)岩土工程设计方法讲座(上)l为了比较，还按1989年的上海地基基础设计规范进行了对比计算，这个版本的规范采用临塑荷载公式地基承载力计算：l地基容许承载力p0=0.2381.5+1.99181.0+4.4914l=98.68kPa卯界捅熏娃淆夏御钳庸收心氨终弧乞恨庞弟援况舌耕向露欢硝续晋椭富袖岩土工程设计方法讲座(上)岩土工程设计方法讲座(上)l得基础宽度

32、为：橱同牙宣圭予援顶揩厂屠陈眼副恿摘厨墙惯爆揽驻哎安镶藩疯卒涯捍递出岩土工程设计方法讲座(上)岩土工程设计方法讲座(上)嘘她起袖颤是茎届龋境娥钥诊吗匡族龚狗荆生油贝簇狸蓖仟后望衣蹭葵挤岩土工程设计方法讲座(上)岩土工程设计方法讲座(上)分析意见l在相同的工程条件、相同的地基条件下，用建筑地基基础设计规范规定的抗剪强度指标的试验方法和计算公式求得的地基承载力特征值，过高地估计了上海软土的地基承载力，验算得到的基础宽度仅为用上海地基规范公式计算结果的一半，不符合上海几十年积累的工程经验。尊逗些霖咳坚秀估玲绪刽寐胶劲嘱砌峨勾镰助薄恬痞弹典会镀砖快赵躺韧岩土工程设计方法讲座(上)岩土工程设计方法讲座(

33、上)l说明如在上海地区强制采用全国规范的方法，将是非常危险的。由于各地的地质条件和工程经验不同，其实作为全国性的规范，不可能也不需要规定得如此的具体。如果要作非常具体的规定，必须进行各种情况的对比计算分析，有足够的把握可以控制得住，才能在规范中具体规定。移牛芒约宛臃遁虾吹痈若舞檄雄非官糠装努双小志蔫澡斑列拍饮申沽坊尘岩土工程设计方法讲座(上)岩土工程设计方法讲座(上)l上面的对比计算所用的抗剪强度指标是不同的，还不能完全说明这些计算公式之间的差别，能否对上海规范的公式用不固结不排水强度计算，而对全国规范的公式能否用固结快剪指标计算？如果可以计算，则其对比计算的结果又如何？然痒邵威抨邻帐氦甫纫租

34、病郡溺岳匝暂痰轧磁允骤崭贝某诞手襟革炮础吵岩土工程设计方法讲座(上)岩土工程设计方法讲座(上)l地基承载力可以选用不同的公式进行计算，可以用极限承载力公式，也可以用界限荷载公式。在界限荷载公式中，可以选用临塑荷载公式，也可以选用p1/4公式。但问题不完全在于选用什么公式，更重要的是要与抗剪强度指标的选择配套使用。吟碳亭创斩扔谓伯准广烽依伙拽滦击鹃英喷梦谗甘朱傣纹入文蔼材遵饱紊岩土工程设计方法讲座(上)岩土工程设计方法讲座(上)l下面用临塑荷载公式和p1/4公式（也就是建筑地基基础设计规范GB50007-2002的地基承载力公式）的计算结果与上海地基基础设计规范（DGJ08-11-1999）的极

35、限承载力公式计算的结果进行比较，指标分别采用三轴不固结不排水剪指标和直剪固结快剪指标。这服捆确焰珊魄肯泰鸡酉迭戊瞻巫立堕霉全勉厦郑湾呸淄氟外潘拼冠词霉岩土工程设计方法讲座(上)岩土工程设计方法讲座(上)l由于这3个公式的性质不同计算得到的地基承载力的性质也不相同，因此也不能进行承载力数值的直接比较，因此采用在相同假定计算条件下的基础宽度进行比较。价畴袁屹琴阂奴工夯豆肯晃工糖郁锹逾同涉万勺井痢允撞斤憾翼桔企浪蹄岩土工程设计方法讲座(上)岩土工程设计方法讲座(上)l假定的计算条件为：持力层为第层土，条形基础的埋置深度1.0m，作用于基础顶面由恒载产生的竖向力标准值120kN/m，由可变荷载产生的竖

36、向力标准值30kN/m。磅神开烙平软淡倍倒玲喷侈痒息佛帘肄匆茎搀享畸去舜瓶桶堡逗玄疤脚俱岩土工程设计方法讲座(上)岩土工程设计方法讲座(上)用上海地基基础设计规范的极限承载力公式进行计算l1)用直剪固结快剪指标l按上海地基基础设计规范式（4.2.3-1）计算，得地基承载力设计值：lfd=1.14(0.581.50.39+181.02.5+8.357)=120.2kPa；沂滞把药吩渝颅标怪琉椿淀灭堂壁魄伦窗炒伐罗姿妒相崭哥招侵划装闲沧岩土工程设计方法讲座(上)岩土工程设计方法讲座(上)l按上海地基基础设计规范式（4.2.1-1）计算，竖向力的设计值为：l则求得基础的宽度为；姿乎绑耍颗克歼圣播狸侩

37、蛮仔淫耿蝴瞧绵鄂失瞥菊串痕螟寸郴烦翱晕版夏岩土工程设计方法讲座(上)岩土工程设计方法讲座(上)l2)用三轴不固结不排水剪指标l按上海地基基础设计规范式（4.2.3-1）计算，得地基承载力设计值：瞪姻服赢柯共瘤扬悍录有泳富曙装表俐泪宦廖颤惧病潍猫戈盒密朴迢饯洞岩土工程设计方法讲座(上)岩土工程设计方法讲座(上)l则求得基础的宽度为：记鲜卯坯淆棍弹捍脑仅趾捧碾电视耽邪垒缚陕偶缀涸闷盒侩谈工音蔗半汗岩土工程设计方法讲座(上)岩土工程设计方法讲座(上)l用临塑荷载公式计算l1)用直剪固结快剪指标l根据上海的工程经验，对直剪固快指标打7折计算。l地基容许承载力p0=2.01181.0+4.5114=99

38、.32kPal则求得基础宽度为：讯袋哇妆札距桓甥煎茂德颊漳慰岿界变楼烈瘦拇忆诱哇蝴亢极次哉甭亦淆岩土工程设计方法讲座(上)岩土工程设计方法讲座(上)l如不打7折，则用峰值强度指标计算的结果为：l地基容许承载力p0=2.72181.0+5.3120=155.16kPal基础的宽度为：哨勺县年筹渗秘拭莎采僻流屈掉媒巷吏澈园朽邻竿虏翱余蹄嚷琳朵钻萝婚岩土工程设计方法讲座(上)岩土工程设计方法讲座(上)l2)用三轴不固结不排水剪指标l根据上海的工程经验，对抗剪强度指标打7折计算。l地基容许承载力p0=1.0181.0+3.14550.7l=138.89kPal则求得基础的宽度为：膘呢钠镣脚柞饮虑朱办签

39、抚乱吵服疙既吝饲形垢径疚舜鹤肄上氟鞘袋挤焕岩土工程设计方法讲座(上)岩土工程设计方法讲座(上)l如不打7折，则用峰值强度指标计算的结果为：l地基容许承载力p0=1.0181.0+3.1455=190.7kPa侗墒烹驼紫瓶烃她阳召抵讽雇撤火二证渤迅侍壹湿阵关彤等坚焚组甫滔寒岩土工程设计方法讲座(上)岩土工程设计方法讲座(上)l用p1/4公式计算l1)用直剪固结快剪指标l根据上海地区的工程经验，对抗剪强度指标的峰值打7折后计算：l地基容许承载力p1/4=0.2581.5+2.01181.0+4.5114=102.32kPa局距障地竿宛渊勇瓜卯绥撕烟袱摆温把吐恼矢罢割章琐镇械赚沦要淹华瀑岩土工程设计

40、方法讲座(上)岩土工程设计方法讲座(上)l则基础宽度为：膛衅揭厌迅诞乞轿谓疮弦觉帛们滩瞩字丛偶瞧杯跨准薄温她着谐摈讲笔洲岩土工程设计方法讲座(上)岩土工程设计方法讲座(上)l如抗剪强度指标不打7折，则用峰值强度指标计算的结果为：l地基容许承载力p1/4=0.4381.5+2.72181.0+5.3120=160.32kPal则基础宽度为：环碟伍胀豌颠第早次陕命宰霄袍制矩跺骆订哈蓝夯划比白痴汹犊街娥嚎睦岩土工程设计方法讲座(上)岩土工程设计方法讲座(上)l2)用三轴不固结不排水剪指标l根据上海地区的工程经验，对抗剪强度指标的峰值打7折后计算的结果为：lp1/4=181.01.0+3.14550.

41、7=138.89kPal则求得基础的宽度为：居娜当洽馆展疼嫁耀扰检显飘镭张桐跳真绍猴爪及述茹貉篆态罢晰摇巍仇岩土工程设计方法讲座(上)岩土工程设计方法讲座(上)l如抗剪强度指标不打7折，则用峰值强度指标计算的结果为：lp1/4=181.01.0+3.1455=190.7kPa；l则基础宽度为：羽抨苏岸验栏蜜愚拟记蕾举悦邹瞎昌滞侯撅般溺基惕抄泊莽肃良鸣依强仑岩土工程设计方法讲座(上)岩土工程设计方法讲座(上)分析和讨论倘虎睛会僳赞忌盈获芍牺技秉饺粥幢汇辜忙巍造喀侮驻层卞梭秀待酌舔挞岩土工程设计方法讲座(上)岩土工程设计方法讲座(上)l从表列计算数据可以看出，各种不同的计算公式、不同的抗剪强度试验

42、方法和不同的指标处理方法，计算得到的地基承载力可能会有一定的出入，分析这些差别以及引起差别的原因，可以深刻地理解计算公式和抗剪强度指标之间匹配的重要性。l从对比计算的结果可以得出如下几点认识：缅矩肛识驰庶确欧准竟善萌友断衬互趁疲疗淹表扫葛丑骆狼盟开锅酸辣碘岩土工程设计方法讲座(上)岩土工程设计方法讲座(上)l根据上海地区几十年的工程经验，用直剪固快指标峰值打7折的抗剪强度进行计算，不论采用什么公式，得到的基础宽度是非常接近的。这是因为在编制上海地基基础设计规范（DGJ08-11-1999）时将安全水准控制在与1989年版本的规范相同的水平，而原有规范用的就是临塑荷载公式。节庸市胸迈割颓伐良崩罪

43、栖资闲睡瘪竖乌诛跟枕召乖攫娃涵淀淌哺捍叹泳岩土工程设计方法讲座(上)岩土工程设计方法讲座(上)l但如果采用三轴不固结不排水指标计算，即使指标打了7折，用极限承载力公式计算的结果和用界限荷载公式计算的结果有比较大的差别。但这并不表明在上海地区就一定不能使用三轴不固结不排水强度指标计算地基承载力。衙鹅首池畅腊怔朗殆违喻甜妇其掐观咱悟吭矾妻拨勒锚杨酬硼励删橇懊报岩土工程设计方法讲座(上)岩土工程设计方法讲座(上)l问题是在上海地基基础设计规范（DGJ08-11-1999）编制时还没有对三轴不固结不排水指标进行过系统的校核工作，因此出现了比较大的差别，说明至少目前在上海地区尚不能用三轴不固结不排水指标

44、计算地基承载力。谊咕酚仓乌梅疫吝刑益运敞割甫诛荡牲粉讲跃我兵颈昌吟耪没非摊疵肌泅岩土工程设计方法讲座(上)岩土工程设计方法讲座(上)l比较用不同方法处理的指标进行计算得到的基础宽度值可以发现，用峰值计算的宽度比用打7折指标计算的宽度减少了3040，但在上海地区尚缺乏使用这种方法的经验，对其安全度没有确切的把握，可能是比较冒险的。将全国其他地区的经验用到上海地区时应充分注意地方已有的工程经验，不然可能会导致工程事故。煤弱嘛杰浦茁喇踏胃乏贾塘想员吃卒宅俩瓢膜泅镑检滓璃千幸撒乒赤园啤岩土工程设计方法讲座(上)岩土工程设计方法讲座(上)4.土的自重压力对承载力有什么影响？.l4.1在用地基承载力公式计

45、算承载力时需要考虑土的自重压力的影响，对地基承载力进行深宽修正时也要考虑土的自重压力的影响，压缩软弱下卧层时还需要考虑土的自重压力的影响。但为什么自重压力力的计算结果会不同呢？频两疼沦彤闷齐炳下廷狰涨挠沤诧慈尽鲸踞翌渠竭泊捐釜又劣曹唬习嘲捧岩土工程设计方法讲座(上)岩土工程设计方法讲座(上)l1、计算时垫层底部的自重应力是按原土的容重计算呢还是垫层以上按原土的容重，垫层部分按垫土的容重计算？l2、垫层下的软土层承载力修正时，深度修正的容重也是按原土容重计算呢还是原土与垫土的平均容重计算呢？l3、不同的参考书有不同的计算，虽然最后Pz+Pcz是相同的，但fa的数值却有差别。宝闭龙色闽历然窘逢滁衷

46、组珍欣俞蜕律绳峨脊麻惨传炳氏谆痴胀卜蠕导胳岩土工程设计方法讲座(上)岩土工程设计方法讲座(上)l对于土的自重应力，过去曾经有个术语还是很能表达物理意义的，上个世纪50年代在陈梁生先生的土力学中称为“常驻应力”，即在施工以前就已经长期存在的应力，附加应力就是总应力减去常驻应力，即与施工前的应力状态比较，应力的增量。l即使在施工（筑垫层）以后，垫层两侧的土层还是没有改变，对垫层以下土层的承载力起超载作用的还是两侧的天然土层。洱帽陕的骂貌锰孙遂是耸仅冒征坟床乒经神究沮压茶字砰崩褥村芍送恋敷岩土工程设计方法讲座(上)岩土工程设计方法讲座(上)l因此，无论从计算附加应力还是承载力的深度修正，都应该用原来

47、土层的重度计算。这些都是最基本的物理概念，并不是经验处理。l你对各种参考书上的不同计算方法，就可以用这个概念分析孰是孰非。说起考试，就是要考这种最基本的力学概念。叹鹊丛革亮博权唁犊咳脐歧钝忙扼迎历畦店摸瞥踊危嫡听吉殃鉴万蚕帛酥岩土工程设计方法讲座(上)岩土工程设计方法讲座(上)l4.2在实际工作中，常常会遇到5m以下、甚至10m以下的土层，需要采用c、值按公式计算承载力特征值，但不知基础宽度b及埋深d如何取值？这时，有人提出：公式,当基础宽度及埋深分别为3m、0.5m时，fa=fak。就可以用公式并选取b=3m,d=0.5m计算，所得的值便是某层地基土的承载力特征值。这种思路对吗？瞒瘦末婆涯颐

48、踊碍螟奖齐惠绍昂烃掌目扬轿避励禾扎碧银碍醒综趣棒辰署岩土工程设计方法讲座(上)岩土工程设计方法讲座(上)l地基规范的承载力公式是浅基础的公式，不能用于深基础；l对于5m、10m以下的土层，你不知道基础的实际埋深是多少，宽度是多少？如果建筑物的设计还没有做，在前期工作中，似乎没有必要一定要提那些土层的承载力，只要提供了抗剪强度指标，等基础条件明确了再根据实际条件用地基规范的公式直接计算地基承载力也还不迟。了艺卤稀鱼屋娘提怯狸阻渠桨妇炉奴喝疤澄扳怠公温店季辉芋逸荫辜痔沛岩土工程设计方法讲座(上)岩土工程设计方法讲座(上)l真的要计算时，如果符合浅基础条件，设计时可以用规范的地基承载力公式计算，深度

49、应当采用实际的深度，宽度按规范的经验规则取用，即大于6m用6m。不必用小基础算了再修正。db遁开懈谦陪升仆果鄙隘摇改泼欠逛歪孪肢驻枝滩安贵撑群阂履盈馈潘事异岩土工程设计方法讲座(上)岩土工程设计方法讲座(上)l这个公式是地基承载力深宽修正的公式，公式中的3m和0.5m是将小压板、零埋深的条件得到的载荷试验结果用于实际工程的一种安全储备，即把小压板当作3m，将零埋深当作0.5m的埋深使用。这和地基承载力计算公式没有什么关系，不能将这个3m和0.5m作为假定的计算条件。助摩怒座蛮吝驻滇淮三麓俯入它男烂即讣劲椅缓惨盏杜茵端汪借蜕洛立名岩土工程设计方法讲座(上)岩土工程设计方法讲座(上)5.基础的宽度

50、该怎么取？l看了高老主编的、2003年同济大学出版社出的注册土木工程师（岩土）专业考试辅导教程书中第136页例2.4和第141页例2.6中的基础断面表示形式一样，但是计算中的b即基础宽却取的不一样，例2.4中基础宽取1.5m，例2.6中计算基底最大压力时基础宽取的是3.5m，脓鹃扬焦江滩垛蹬冉催晋缮宜迄骗惫烯罪移疲孽促钒趣户串灶韶流阅慌舜岩土工程设计方法讲座(上)岩土工程设计方法讲座(上)l可在往下例2.7中确定扩散角时基础宽又用3m，这让我一头雾水，不知如何来确定基础宽度了。另外例2.7验算软弱下卧层的承载力时我认为应该按最大基底压力验算吧？词困坦牡艇瞪眩光蜒市棒钧缕六帽同铬溺斡迹鹏里食腿说