第六章 地基承載力.ppt

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1、第六章地基承載力§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按原位測試成果確定地基承載力§6.5按《地基規(guī)范》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)2.穩(wěn)定要求建筑物的基底壓力，應(yīng)該在地基所允許的承載能力之內(nèi)地基承載力：地基所能承受荷載的能力二、地基變形的三個階段0sppcrpuabcp＜pcrpcr＜p＜pup≥pua

2、.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ab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bc段，塑性區(qū)擴(kuò)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(shí)，地基所承受的基地壓力稱為臨塑荷載pcr地基瀕臨破壞（即彈塑性變形階段轉(zhuǎn)變?yōu)槠茐碾A段）時(shí)，地基所承受的基地壓力稱為極限荷載pu1.整體剪切破壞a.p-s曲線上有兩個明顯的轉(zhuǎn)折點(diǎn)

3、，可區(qū)分地基變形的三個階段b.地基內(nèi)產(chǎn)生塑性變形區(qū)，隨著荷載增加塑性變形區(qū)發(fā)展成連續(xù)的滑動面c.荷載達(dá)到極限荷載后，基礎(chǔ)急劇下沉，并可能向一側(cè)傾斜，基礎(chǔ)兩側(cè)地面明顯隆起2.局部剪切破壞a.p-s曲線轉(zhuǎn)折點(diǎn)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(dá)到極限荷載后，基礎(chǔ)兩側(cè)地面微微隆起3.沖剪破壞b.地基不出現(xiàn)明顯連續(xù)滑動面c.荷載達(dá)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(diǎn)§6.2按塑性區(qū)發(fā)展范圍確定地基承載力一、塑性區(qū)的發(fā)展范圍zzbdq=?dpβ0△σ1△σ3根據(jù)彈性理論

4、，地基中任意點(diǎn)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，M點(diǎn)土的自重應(yīng)力所引起的大小主應(yīng)力均為?(d＋z)M點(diǎn)達(dá)到極限平衡狀態(tài)，大、小主應(yīng)力滿足極限平衡條件M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)的荷載為界限荷載中心荷載偏心荷載三、例題分析【例】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＝21kN/m3,抗剪強(qiáng)度指標(biāo)為?=20°，c=20kPa,求

5、(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(shí)，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(shí)，地基的承載力將降低§6.3按極限荷載確定地基承載力一、普朗特爾極限承載力理論1920年，普朗特爾根據(jù)塑性理論，在研究剛性物體壓入均勻、各向同性、較軟的無重量介質(zhì)時(shí)，導(dǎo)出達(dá)到破壞時(shí)的滑動面形狀及極限承載力公式Pbcc?dd?ⅠⅡⅡ45o＋?/245o－?/2ⅢⅢ將無限長，底面光滑的荷載板至于無質(zhì)量的土(?＝0)的表面上，荷載板下土體處于塑性平衡狀態(tài)時(shí)，塑性區(qū)分成五個區(qū)Ⅰ區(qū)：主動朗

6、肯區(qū)，?1豎直向，破裂面與水平面成45o＋?/2Ⅱ區(qū)：普朗特爾區(qū)，邊界是對數(shù)螺線Ⅲ區(qū)：被動朗肯區(qū)，?1水平向，破裂面與水平面成45o－?/2普朗特爾理論的極限承載力理論解式中：承載力系數(shù)當(dāng)基礎(chǔ)有埋深d時(shí)式中：二、太沙基極限承載力理論底面粗糙，基底與土之間有較大的摩擦力，能阻止基底土發(fā)生剪切位移，基底以下土不會發(fā)生破壞，處于彈性平衡狀態(tài)Paa?bcc?dd?ⅠⅡⅡⅢ45o＋?/245o－?/2ⅢⅠ區(qū)：彈性壓密區(qū)(彈性核)Ⅱ區(qū)：普朗特爾區(qū)，邊界是對數(shù)螺線Ⅲ區(qū)：被動朗肯區(qū)，?1水平向，破裂面與水平面成45o－?/2太沙基理論的極限承載力理論解Nr、N

7、q、Nc均為承載力系數(shù)，均與?有關(guān)，太沙基給出關(guān)系曲線，可以根據(jù)相關(guān)曲線得到上式適用于條形基礎(chǔ)整體剪切破壞情況，對于局部剪切破壞，將c和tan?均降低1/3方形基礎(chǔ)局部剪切破壞時(shí)地基極限承載力Nr?、Nq?、Nc?為局部剪切破壞時(shí)承載力系數(shù)，也可以根據(jù)相關(guān)曲線得到對于方形和圓形基礎(chǔ)，太沙基提出采用經(jīng)驗(yàn)系數(shù)修正后的公式圓形基礎(chǔ)三、漢森極限承載力理論對于均質(zhì)地基、基礎(chǔ)底面完全光滑，受中心傾斜荷載作用式中：漢森公式Sr、Sq、Sc——基礎(chǔ)的形狀系數(shù)ir、iq、ic——荷載傾斜系數(shù)dr、dq、dc——深度修正系數(shù)gr、gq、gc——地面傾斜系數(shù)br、b

8、q、bc——基底傾斜系數(shù)Nr、Nq、Nc——承載力系數(shù)說明：相關(guān)系數(shù)均可以有相關(guān)公式進(jìn)行計(jì)算§6.4按原位測試成果確定地基承載力一、載荷試驗(yàn)法pup0