土力学 009地基承载力.pptx

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1、概述地基承载力subground bearing capacity：地基承担荷载的能力。塑性区plastic zone：小范围的剪切破坏区。第1页/共32页浅基础的地基破坏模式整体剪切破坏局部剪切破坏冲剪破坏第2页/共32页浅基础的地基破坏模式 整体剪切破坏1.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2.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3.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4.一般在密砂和坚硬的粘土中最可能发生。pupusp0第3页/共32页浅基础的地基破坏模式 局部剪切破坏1.p-s曲线转折点不明显，没有明显

2、的直线段2.塑性变形区不延伸到地面，限制在地基内部某一区域内3.荷载达到极限荷载后，基础两侧地面微微隆起4.中等密实砂pusp0pu第4页/共32页浅基础的地基破坏模式冲剪破坏1.p-s曲线没有明显的转折点2.地基不出现明显连续滑动面 3.荷载达到极限荷载后，基础两侧地面不隆起，而是下陷4.压缩性较大的松砂、软土地基或基础埋深较大时相对容易发生。pusp0pu第5页/共32页某谷仓的地基整体破坏浅基础的地基破坏模式第6页/共32页1940年在软粘土地基上的某水泥仓的倾覆浅基础的地基破坏模式第7页/共32页在软粘土上的密砂地基的冲剪破坏浅基础的地基破坏模式第8页/共32页1964年日本新泻（Ni

3、igata）地震地基的大面积液化 1964年日本新泻（Niigata）地震地基的大面积液化浅基础的地基破坏模式第9页/共32页地基液化引起的建筑物破坏浅基础的地基破坏模式第10页/共32页某宫殿，左部分建于1709年；右部分建于1622年。沉降达2.2米，存在明显的沉降差。墨西哥的沉降问题是世界著名的浅基础的地基破坏模式第11页/共32页比萨斜塔-不均匀沉降的典型始建于1173年，60米高。1271年建成平均沉降2米，最大沉降4米。倾斜5.5，顶部偏心2.1米浅基础的地基破坏模式第12页/共32页大阪 Nishinomiya 桥的桥墩破坏.6个桥墩中至少2个严重破坏，其可能的原因是岸边桥墩的大

4、变形导致第一组桥墩过载。日本1995年1月17日阪神大地震浅基础的地基破坏模式第13页/共32页破坏模式的影响因素地基土的条件种类、密度、含水量、压缩性、抗剪强度等基础条件基础型式、埋深、尺寸等第14页/共32页地基临界荷载-地基土中应力状态的三个阶段 压缩阶段compression stage 剪切阶段shear stage隆起阶段 heave stage比例界限荷载proportional limit loading(pcr)极限荷载ultimate loading(pu)0sppcrpuabcppcrpcrppuppu塑性变形区第15页/共32页地基临界荷载-地基塑性变形区边界方程 01

5、3 M013 MBp0pqzzd不考虑土体自重考虑土体自重，令K0=1,则若M点在塑性变形区的边界，则应满足极限平衡方程，得第16页/共32页地基临界荷载-地基塑性变形区边界方程 化简整理得塑性发展区最大深度zmax回代第17页/共32页临塑荷载Pcr若zmax0，则地基中未出现塑性发展区，此时地基所能承受的基底附加压力为临塑荷载Pcr,即；第18页/共32页地基临界荷载指允许地基产生一定范围塑性区所对应的荷载。工程实践经验得出地基允许塑性区最大开展深度为中心受荷，zmaxb/4,则偏心受荷，zmaxb/3,则，第19页/共32页Pcr P1/4 P1/3注意：Pcr,P1/4,P1/3按条形

6、基础受均布荷载的情况推得，矩形、圆形有误区但偏于安全。K=1，与实际情况不符，但计算方便。P1/4,P1/3时，已经出现塑性变形区，但仍用弹力公式计算Pcr与b无关，而P1/4,P1/3与b有关，Pcr,P1/4,P1/3随d的增大而增大。对饱和软土，在不排水条件下，第20页/共32页地基极限承载力 地基极限承载力ultimate subsoil bearing capacity 求解方法极限平衡条件求解 普朗德尔和赖斯纳极限承载力 滑动面求解 太沙基极限承载力 汉森和魏锡克极限承载第21页/共32页地基极限承载力 普朗德尔公式是求解宽度为B的条形基础，置于地基表面，在中心荷载P作用下的极限荷

7、载Pu值。普朗特尔的基本假设及结果，归纳为如下几点：1.地基土是均匀，各向同性的无重量介质，即认为土的 =0，而只具有c，的材料。2.基础底面光滑，即基础底面与土之间无摩擦力存在，所以基底的压应力垂直于地面。3.当地基处于极限平衡状态时，将出现连续的滑动面，其滑动区域将由朗肯主动区，径向剪切区或过渡区和朗肯被动区所组成。第22页/共32页地基极限承载力-普朗德尔极限承载力区：主动朗肯区，1竖直向，破裂面与水平面成45o/2区：普朗德尔区，边界是对数螺线区：被动朗肯区，1水平向，破裂面与水平面成45o/2第23页/共32页地基极限承载力-赖斯纳极限承载力第24页/共32页地基极限承载力太沙基极限

8、承载力 不完全粗糙基底,在与45+/2之间完全粗糙基底完全光滑基底，45+/2弹性核受力状态第25页/共32页地基极限承载力太沙基极限承载力 基底不完全粗糙时，完全粗糙，由查下图得 第26页/共32页地基极限承载力 对于地基发生局部剪切破坏的情况 c*=2c/3,*=arc tan(2tan)/3Nc Nq N 由 查得Nc Nq N Pu=(2/3)cNc+qNq+(1/2)bN 对于方形基础 整体剪切破坏：Pu=1.2cNc+qNq+0.4 bN 局部剪切破坏：Pu=0.8cNc+qNq+0.4 bN 对于圆形基础 整体剪切破坏：Pu=1.2cNc+qNq+0.6 bN 局部剪切破坏：Pu

9、=0.8cNc+qNq+0.6 bN 对于矩形基础（b,l）可按条形与方形插值法求得安全系数K=23第27页/共32页地基极限承载力汉森和魏锡克极限承载力理论 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 承载力系数第28页/共32页地基极限承载力比较G.G.迈耶霍夫极限承载力 最大 考虑两侧超载土抗剪强度影响太沙基极限承载力 较大考虑基底摩擦汉森和魏锡克极限承载力 较小假定基底光滑第29页/共32页地基容许承载力和地基承

10、载力特征值 地基容许承载力Allowable subsoil bearing capacity地基承载力特征值Characteristic value of subgrade bearing capacity地基承载力的计算理论公式法=pcr、p1/4、p1/3、pu/K地基塑性发展区发展速度较慢（如pu/pcr3）:p1/4、p1/3地基塑性发展区发展速度较慢（pu/pcr3）:pu/2、pu/3GB50007p1/4fa=ckMc+qMq+bMb载荷试验fakfa第30页/共32页影响地基承载力的因素c、土的容重和地下水位基础的宽度基础的埋置深度第31页/共32页感谢您的观看。第32页/共32页