《地基承載力》PPT課件.ppt

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1、第一節(jié)地基的破壞模式第二節(jié)臨塑荷載、臨界荷載的確定第三節(jié)地基極限承載力的計算第四節(jié)地基承載力的確定第八章地基承載力基本概念地基破壞地基土不能滿足上部結(jié)構(gòu)物強度或變形要求，或由于動力荷載作用產(chǎn)生液化、失穩(wěn)，其上的結(jié)構(gòu)物會發(fā)生急劇沉降、傾斜、導致結(jié)構(gòu)物失去使用功能，這種狀態(tài)稱為地基破壞或喪失承載能力。整體剪切破壞局部剪切破壞沖剪破壞第一節(jié)地基的破壞模式一、整體的剪切破壞整體剪切破壞的特征（1）P-S曲線有明顯的直線段、曲線段與陡降段；（2）破壞從基礎(chǔ)邊緣開始，滑動面貫通到地表；（3）基礎(chǔ)兩側(cè)的土體有明顯的隆起；（4）破壞時，基礎(chǔ)急劇下沉或向一邊傾倒。某谷倉的地基整體破壞二、局部剪切破壞局部剪切破壞

2、的特征（1）P-S曲線無明顯的三階段，呈非線性關(guān)系；（2）地基破壞從基礎(chǔ)邊緣開始，但滑動面未延伸到地表，而是終止在地基土內(nèi)部某一位置；（3）基礎(chǔ)兩側(cè)的土體有微微隆起，不如整體剪切破壞時明顯；（4）基礎(chǔ)一般不會發(fā)生倒塌或傾斜破壞。注：介于整體剪切破壞與沖剪破壞之間的一種破壞型式。三、沖剪破壞沖剪破壞特征沖剪破壞一般發(fā)生于基礎(chǔ)剛度很大，且地基土十分軟弱的情況。（1）基礎(chǔ)發(fā)生垂直剪切破壞，地基內(nèi)部不形成連續(xù)的滑動面；（2）基礎(chǔ)兩側(cè)的土體沒有隆起現(xiàn)象，還隨基礎(chǔ)的“切入”微微下沉；（3）基礎(chǔ)破壞時只伴隨過大的沉降，沒有傾斜的發(fā)生。沖剪破壞四、地基破壞模式的影響因素（一）土的壓縮性密實砂土和堅硬的粘土將發(fā)

3、生整體剪切破壞；松散砂土或軟粘土可能出現(xiàn)局部剪切或沖剪破壞。（二）基礎(chǔ)埋深及加荷速率基礎(chǔ)淺埋、加荷速率慢——整體剪切破壞；基礎(chǔ)埋深較大、加荷速率較快——局部剪切或沖剪破壞。第二節(jié)臨塑荷載、臨界荷載的確定一、臨塑荷載Pcr地基中即將出現(xiàn)塑性區(qū)時對應(yīng)的荷載；對應(yīng)P-S曲線直線段的終點二、臨塑荷載的理論推導（一）彈性力學解答地表作用均布條形荷載，地表下任一點M處的大、小主應(yīng)力可按下式計算：（教材P.60公式2-34）其中:PO——均布條形荷載大小；?——M點與荷載兩端點的夾角(二)考慮基礎(chǔ)埋深時對彈性力學解答的修正在地基中任一點M，設(shè)基礎(chǔ)為無限長條形基礎(chǔ)，則由基底附加應(yīng)力在M點引起的大、小主應(yīng)力仍可

4、近似用下式計算，即：M點同時具有土的自重應(yīng)力。假設(shè)當土將產(chǎn)生塑性流動，達到極限平衡狀態(tài)時，土象流體一樣，各點處自重應(yīng)力沿各個方向的應(yīng)力相等。(三)塑性區(qū)邊界方程的推導根據(jù)莫爾庫侖強度理論建立的極限平衡條件可知，當土中某單元體處于極限平衡狀態(tài)時，作用在單元體上的大、小主應(yīng)力滿足極限平衡條件:上式即為塑性區(qū)的邊界方程，它是?的函數(shù)?？衫L出塑性區(qū)的邊界線，如圖所示。(四)臨塑荷載Zmax=0意味著在地基內(nèi)部即將出現(xiàn)塑性區(qū)的情況，此時對應(yīng)的荷載即為臨塑荷載Pcr。臨塑荷載Pcr（說明：b為條形基礎(chǔ)寬度）臨界荷載公式的統(tǒng)一形式：上述承載力系數(shù)都是土的內(nèi)摩擦角的函數(shù)，為方便查用，已制成表格。第三節(jié)地基極限

5、承載力的計算地基的極限承載力地基內(nèi)部整體達到極限平衡時的荷載。求解方法：（1）根據(jù)靜力平衡和極限平衡條件建立微分方程，根據(jù)邊界條件求出地基整體達到極限平衡時各點應(yīng)力的精確解。由于這一方法只對一些簡單的條件得到了解析解，其他情況則存在求解困難，故此法不常用；（2）求極限承載力的方法——假定滑動面法假設(shè)滑動面的形狀，然后以滑動面所包圍的土體為隔離體，根據(jù)靜力平衡條件求出極限荷載。這種方法概念明確，計算簡單，得到廣泛的應(yīng)用。一、按極限平衡理論求解極限荷載（方法1）1、靜力平衡條件2、極限平衡條件在較簡單的邊界條件下求得其解析解（一）普朗特爾極限承載力公式（1920年）根據(jù)塑性理論研究了剛性體壓入介質(zhì)

6、中，介質(zhì)達到破壞時，滑動面的形狀及極限壓應(yīng)力的公式。推導時，假設(shè)：介質(zhì)是無質(zhì)量的(?=0)；荷載為無限長的條形荷載；荷載板底面是光滑的。二、按假定滑動面確定極限荷載（方法2）普郎特爾導出極限承載力的理論解:（二）瑞斯諾極限承載力公式若考慮基礎(chǔ)有埋深d，則將基底平面以上的覆土以壓應(yīng)力q代替，瑞斯諾(Reissuer,1924)得出極限承載力的表達式為：（三）太沙基極限承載力公式1、假定（1）基底粗糙：由于在基底下存在摩擦力，阻止了基底下I區(qū)土楔體的剪切位移，這部分土體不發(fā)生破壞而處于彈性狀態(tài)，象一個“彈性核”隨著基礎(chǔ)一起向下移動。（2）地基土有重量（??0），但忽略地基土重度對滑移形狀的影響。（

7、3）不考慮基底兩側(cè)土體的抗剪強度，只作為超載考慮。太沙基滑動面的形狀2、太沙基極限承載力公式Nr、Nc、Nq為無量綱的承載力系數(shù)，都是?的函數(shù)，可通過查表圖的方法求得。（四）魏西克極限承載力公式——條形基礎(chǔ)在中心荷載作用下的極限承載力公式公式的形式雖然與太沙基公式相同，但承載力系數(shù)取值都有所不同。魏西克還研究了基礎(chǔ)底面的形狀、荷載偏心、傾斜、基礎(chǔ)兩側(cè)覆蓋土層的抗剪強度、基底和地面傾斜、土的壓縮性影