土力学天然地基承载力.pptx

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1、会计学1土力学天然地基承载力土力学天然地基承载力一、浅基础地基极限承载力的理论解地基极限承载力ultimate bearing capacity:是地基破坏前所能承受的最大基底压力。p 地基极限承载力现场试验p 地基极限承载力的确定方法经验公式法理论方法第1页/共31页平面应力状态1、浅基础地基极限承载力的理论精确解平面应变问题的静力平衡微分方程对于浅基础地基极限承载力的理论精确解可根据：极限平衡条件和力的平衡微分方程求解。第2页/共31页主应力与应力分量的关系极限平衡条件第3页/共31页将上述应力分量相对于x、z取微分，再代入静力平衡方程，得：上述方程为 变量的非线性偏微分方程，其解析解的求

2、解是非常困难的。浅基础地基极限承载力理论解的简化计算简化计算方法一般是先假定地基破坏图式，再根据静力平衡原理求得地基极限荷载，也称为极限平衡法。第4页/共31页2、浅基础地基极限承载力的Prandtl-Vesic近似解Prandtl-Vesic近似公式的基本假设：1、假设浅基础地基的破坏模式如下图：I：主动区II：过渡区III：被动区IIIIIIIIIII剪切破坏面（滑移面）对数螺旋线破坏面夹角为土体移动方向均处于极限平衡（破坏）状态第5页/共31页地基破坏的模型试验第6页/共31页2、浅基础地基极限承载力的Prandtl-Vesic近似解Prandtl-Vesic近似公式的基本假设：2、先假

3、设 ，基底光滑，由此计算出此时地基的极限压力 。3、再假设 ，由此计算出此时地基的极限压力 对于一般地基，此时极限压力 的计算，可以用 。第7页/共31页I 区主动区区主动区垂直应力pk为大主应力，与水平方向夹角45 2。=pkpkCAB第8页/共31页III区被动区区被动区竖直方向为小主应力，与小主应力方向夹角45-23=H1q0=HEBD第9页/共31页过度区过度区r0rCBE区所以外力处于静力平衡状态，各外力对B点的力矩之和为0。由推导出：第10页/共31页地基土的自重所对应的极限承载力为则埋深为H、粘聚力为c、内摩擦角为的地基的极限承载力为式中Vesic提出基底以下基底以上Prandt

4、l-Vesic公式可查表61第11页/共31页承载力的适用条件：该公式只适用于中心垂直荷载作用下的条形基础，当基础形状改变，荷载出现偏心或倾斜，地基的极限荷载将发生变化。经验修正法可查表62第12页/共31页地基极限承载力理论公式的含义地基极限承载力理论公式的含义地基极限承载力理论公式的含义地基极限承载力理论公式的含义地基的极限承载力公式由三个部分组成：1、滑裂面上粘聚力c所产生的抗力；2、基底两侧均布荷载 q0 产生的抗力；3、滑裂土体自重所产生的摩擦抗力。第13页/共31页1、滑裂面上粘聚力c所产生的抗力；该抗力的大小，除决定于土的重度和内摩擦角以外，还决定于滑裂土体的体积，因而，地基的极

5、限承载力随着基础宽度b的增加而线性增加。2、基底两侧均布荷载 q0 产生的抗力；该抗力的大小，除决定于土的重度和内摩擦角，还决定于基础埋深H。对于砂性土c=0，基础的埋深对承载力起着重要的作用，如果基础埋深太浅，则地基的承载力会显著下降。3、滑裂土体自重所产生的摩擦抗力。该抗力的大小，首先决定于土的内摩擦角和粘聚力c，其次决定于滑裂面的形状和长度。第14页/共31页地基极限承载力的其它极限平衡法 Terzaghi 公式弹性区破坏区破坏区破坏区破坏区基础底面粗糙 Meyerhof 公式计入基底以上土的抗剪强度，适用于埋深较大的基础。Hansen 公式中心倾斜荷载、基础性状的影响等。在斜坡、成层土

6、地基上时的承载力计算。Vesic公式地基土压缩性的影响。整体剪切破坏计算公式向局部、冲切破坏的推广。第15页/共31页算例分析算例分析第16页/共31页解：第17页/共31页二、按规范方法确定地基承载力规范所提供的计算公式和承载力值，主要是依据土工试验、工程实践、地基载荷试验以及国内外同类规范，具有足够的安全储备。p 1、按铁路桥涵地基和基础设计规范（TB10002.5-2005）确定地基承载力p 2、按建筑地基基础设计规范（GB50007-2002）确定地基承载力第18页/共31页 1、按铁路桥涵地基和基础设计规范（TB10002.5-2005）确定地基承载力铁路地基规范是通过查表和经验公式

7、来确定地基的容许承载力分为两类问题：（1）对于基础宽b2m、埋置深度h3m的地基容许承载力确定通过直接查表来确定，此时的地基容许承载力通常称为基本承载力。（2）对于基础宽b2m、埋置深度h3m的地基容许承载力确定先通过直接查表来确定其基本承载力，再利用经验公式对其进行深、宽修正。第19页/共31页（1）基础宽b2m、埋置深度h3m的地基基本承载力（1）粘性土对于Q4的冲、洪积土根据其液性指数IL和天然孔隙比e，由表62查出其基本承载力0。对于Q3的冲、洪积土根据其压缩模量Es，由表63查出其基本承载力0。对于残积土也根据其压缩模量Es，由表64查出其基本承载力0。第20页/共31页（2）粉土对

8、于粉土根据其天然孔隙比e和天然含水量，由表65查出其基本承载力0。对于粗、中砂，按其密实度，由表66查出其基本承载力0。对于细、粉砂，按其密实度和含水程度，由表66查出其基本承载力0。（1）基础宽b2m、埋置深度h3m的地基基本承载力（3）砂性土第21页/共31页（4）碎石类土对于碎石类土根据其密实度，由表67查出其基本承载力0。对于岩石地基，按其坚硬程度和节理的发育情况，由表68查出其基本承载力0。（1）基础宽b2m、埋置深度h3m的地基基本承载力（5）岩石地基第22页/共31页基底以下b容许承载力基本承载力宽度修正系数深度修正系数一般冲刷线基底以上h（2）基础宽b2m、埋置深度h3m的地基

9、容许承载力第23页/共31页原河床面一般冲刷线局部冲刷线局部冲刷线第24页/共31页b承载力特征值宽度修正系数深度修正系数修正后的承载力特征值基底以下基底以上d2、按建筑地基基础设计规范（GB50007-2002）确定地基承载力建筑规范中称地基容许承载力为承载力特征值。经验公式第25页/共31页当偏心距e0.033b时，可由地基土的强度指标通过承载力理论公式求出承载力特征值。基底宽度，b6m，对于砂性土b3m承载力系数，查表613基底以下一倍基础短边宽度的深度 范围内土的粘聚力标准值。第26页/共31页算例分析二算例分析二第27页/共31页解：细砂：粘土：查表6-2（内插），得：查表6-9，因为持力层为粘土，且有IL0.5，故有：因为持力层不透水，所以2用饱和重度，由公式（6-23），得：地下水位以下的饱和粘土，其Sr=1 第28页/共31页小小小小 结结结结1、关于地基承载力的基本概念2、地基破坏的三种典型形式3、地基临塑压力的计算方法及意义4、地基容许承载力的原位测试方法5、地基极限承载力的理论计算方法6、按规范法确定地基承载力第29页/共31页本章作业：6-16-4 6-9第30页/共31页