第六章 天然地基承載力

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1、第六章天然地基承載力(bearingcapacity)§6.1地基承載力概述§6.2按極限平衡區(qū)發(fā)展范圍確定地基承載力§6.3按極限荷載確定地基極限承載力§6.4按《地基規(guī)范》確定地基承載力§6.5按原位測試成果確定地基承載力主要內(nèi)容§6.1地基承載力概述一、地基承載力概念建筑物荷載通過基礎(chǔ)作用于地基，對地基提出兩個方面的要求1.變形要求建筑物基礎(chǔ)在荷載作用下產(chǎn)生最大沉降量或沉降差，應(yīng)該在該建筑物所允許的范圍內(nèi)（容許承載力）2.穩(wěn)定要求（強度要求）建筑物的基底壓力，應(yīng)該在地基所允許的最大承載能力之內(nèi)（極限承載力）地基承載力：地基所能承受荷載的能力極限承載

2、力容許承載力二、地基變形的三個階段0sppapkakcp＜papa＜p＜pkp≥pka.線性變形階段塑性變形區(qū)連續(xù)滑動面oa段，荷載小，主要產(chǎn)生壓縮變形，荷載與沉降關(guān)系接近于直線，土中τ＜τf,地基處于彈性平衡狀態(tài)b.彈塑性變形階段ak段，荷載增加，荷載與沉降關(guān)系呈曲線，地基中局部產(chǎn)生剪切破壞，出現(xiàn)塑性變形區(qū)c.破壞階段kc段，塑性區(qū)擴大，發(fā)展成連續(xù)滑動面，荷載增加，沉降急劇變化三、地基的破壞形式地基開始出現(xiàn)剪切破壞（即彈性變形階段轉(zhuǎn)變?yōu)閺椝苄宰冃坞A段）時，地基所承受的基地壓力稱為臨塑荷載pa地基瀕臨破壞（即彈塑性變形階段轉(zhuǎn)變?yōu)槠茐碾A段）時，地基所承受的

3、基地壓力稱為極限荷載pk1.整體剪切破壞pS條件：密實砂土或硬粘土或基礎(chǔ)埋置較淺且荷載快速增加臨塑荷載極限荷載2.局部剪切破壞a.p-s曲線轉(zhuǎn)折點不明顯，沒有明顯的直線段b.塑性變形區(qū)不延伸到地面，限制在地基內(nèi)部某一區(qū)域內(nèi)c.荷載達到極限荷載后，基礎(chǔ)兩側(cè)地面微微隆起3.沖切破壞b.地基不出現(xiàn)明顯連續(xù)滑動面c.荷載達到極限荷載后，基礎(chǔ)兩側(cè)地面不隆起，而是下陷a.p-s曲線沒有明顯的轉(zhuǎn)折點pS條件：中密砂土或一般粘性土或基礎(chǔ)埋深較大時pS條件：松砂通常不能直接作為地基§6.2地基的臨塑壓力一、塑性區(qū)的發(fā)展范圍zzbdq=?Hpψ△σ1△σ3根據(jù)彈性理論，地基

4、中任意點由條形均布壓力所引起的附加大、小主應(yīng)力假定在極限平衡區(qū)土的靜止側(cè)壓力系數(shù)K0=1，N點土的自重應(yīng)力所引起的大小主應(yīng)力均為?(H＋z)N點達到極限平衡狀態(tài)，大、小主應(yīng)力滿足極限平衡條件N塑性區(qū)邊界方程塑性區(qū)最大深度zmax二、臨塑荷載pcr和界限荷載當(dāng)zmax＝0，地基所能承受的基底附加壓力為臨塑荷載.塑性區(qū)開展深度在某一范圍內(nèi)所對應(yīng)的荷載為界限荷載（容許承載力）中心荷載思考：由Pa計算式可知，Pa僅與c、H、?、?有關(guān)，而與基礎(chǔ)寬度無關(guān),為什么？例題某條基，底寬b=1.5m，埋深d=2m，地基土的重度?＝19kN/m3，飽和土的重度?sat＝21

5、kN/m3,抗剪強度指標(biāo)為?=20°，c=20kPa,求(1)該地基承載力p1/4,(2)若地下水位上升至地表下1.5m，承載力有何變化？【解答】(1)(2)地下水位上升時，地下水位以下土的重度用有效重度說明：當(dāng)?shù)叵滤簧仙龝r，地基的承載力將降低§6.3淺基礎(chǔ)地基極限承載力的理論近似解勃朗特-維西克（Prandtl-Vesic）公式Pbcc?dd?ⅠⅡⅡ45o＋?/245o－?/2ⅢⅢ§6.4按規(guī)范確定地基承載力一、鐵路橋涵地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范Hb地基容許承載力基本承載力寬度修正系數(shù)深度修正系數(shù)局部沖刷線二、建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范db地基承載力特征值寬度修正系

6、數(shù)深度修正系數(shù)修正后的承載力特征值§6.5按原位測試成果確定地基承載力一、載荷試驗法千斤頂荷載板平衡架拉錨pupk0s由拐點得地基極限承載力pu，除以安全系數(shù)Fs得容許承載力[p]p-s曲線確定地基承載力特征值:1.p-s曲線有明確的比例界限時，取比例界限所對應(yīng)的荷載值。2.極限荷載能確定，且值小于對應(yīng)比例界限的荷載值的2倍時，取極限荷載值的一半。3.不能按上述兩點確定時，取s/b=0.01～0.015對應(yīng)荷載值；但值不應(yīng)大于最大加載量的一半。二、靜力觸探試驗法探頭QfQcF鉆桿用靜壓力將裝有探頭的觸探器壓入土中，通過壓力傳感器及電阻應(yīng)變儀測出土層對探頭

7、的貫入阻力。探頭貫入阻力的大小直接反映了土的強度的大小，把貫入阻力與荷載試驗所得到的地基容許承載力建立相關(guān)關(guān)系，從而即可按照實測的貫入阻力確定地基的容許承載力值。還可以把土的貫入阻力與土的變形模量及壓縮模量建立相關(guān)關(guān)系，從而可以確定變形模量和壓縮模量方法介紹：探頭阻力Q可分為兩個部分1.錐頭阻力Qc2.側(cè)壁摩阻力Qf比貫入阻力：探頭單位截面積的阻力三、標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗法試驗時，先行鉆孔，再把上端接有鉆桿的標(biāo)準(zhǔn)貫入器放至孔底，然后用質(zhì)量為63.5kg的錘，以76cm的高度自由下落將貫入器先擊入土中15cm，然后測繼續(xù)打30cm的所需要錘擊數(shù)，該擊數(shù)稱為標(biāo)準(zhǔn)貫入

8、擊數(shù)方法介紹：建立標(biāo)準(zhǔn)貫入擊數(shù)與地基承載力之間的對應(yīng)關(guān)系，可以得到相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)貫入擊