地基承载力-稳定分析.ppt

1,第七章地基承载力稳定分析2,7.1概述,7.2浅基础的承载力,7.3承载力公式应用,7.4深基础的承载力公式,7.5现场施工实例,2,7.1概述,最大剪应力线(图5.3),浅基础模型试验（铝棒）,3,7.1概述,一、浅基础,埋深浅，一般D5m,或D/B小于等于1,D,只考虑基底以下的土体承受荷载,浅基础的类型,1、独立基础,用于单层工业厂房及框架结构建筑,4,7.1概述,一、浅基础,2、条形基础,（1）墙下条形基础,浅基础的类型,（2）柱下条形基础,用于砖混结构等,用于框架结构等,5,3、十字交叉基础,4、片筏基础,7.1概述,一、浅基础,浅基础的类型,6,5、箱形基础,用于高层建筑,7.1概述,一、浅基础,浅基础的类型,7,二、深基础,桩基础,埋深深,建筑物荷载由基础侧面土的摩阻力和基础底面以下土的承载力共同承受,桩基础模型试验,7.1概述,8,7.2浅基础的承载力公式,一、地基破坏形式,pcr临塑荷载,pcrppu,pu极限荷载,临塑荷载pcr:基底边缘处,时的荷载,极限荷载pu:使地基土产生破坏时的荷载,1、整体剪切破坏,地基中形成连续的滑动面，基础急剧下沉，地面隆起,密实砂土，坚硬粘土,9,1、整体剪切破坏,pu极限荷载,2、局部剪切破坏,pu极限荷载,滑动面从基础边缘开始，终止于地基中某点，基础下沉，地面隆起。,pu极限荷载,3、冲切破坏,沉降量大，基础“切入”土中。软土,s,p,1,pcr,pu,2,3,压力沉降关系曲线,7.2浅基础的承载力公式,一、地基破坏形式,10,二、浅基础的地基临荷载pcr,D,基底,M,z,地基中M点,附加应力,自重应力,附加应力由p0引起,自重应力,则M点总主应力,7.2浅基础的承载力公式,11,D,M,z,M点总主应力,M点达极限平衡时（粘性土）,c,(1)代入(2)并整理得,即,称为塑性区边界方程,二、浅基础的地基临荷载pcr,7.2浅基础的承载力公式,12,把代入（3）式得,D,z,zmax,求塑性区最大深度zmax,所以,即,二、浅基础的地基临荷载pcr,7.2浅基础的承载力公式,13,基底以上土的重度的加权平均值（水下取）,D,z,zmax,若zmax=0，地基中将要出现但尚未出现塑性区，相应的荷载为临塑荷载pcr,令zmax=0得,简记为,式中,承载力系数ND,承载力系数Nc,二、浅基础的地基临荷载pcr,7.2浅基础的承载力公式,14,三、浅基础的地基临界荷载p1/4、p1/3,D,z,zmax,令zmax=B/4,代入上式得,简记为,B,同理,式中:,7.2浅基础的承载力公式,15,四、太沙基(K.Terzaghi)极限承载力理论,pf,D,a,b,假定,1、整体剪切破坏，如图,2、基底粗糙，区土不破坏形成“弹性核”,3、区为塑性破坏区，,区是一组对数螺线和一组射线组成,区是被动朗肯区,4、按条形基础推导，属平面应变问题,5、不计基底以上土的抗剪强度，影响用超载p0表示,考虑基底以下“弹性核”的静力平衡,pf,Pp,Pp,若忽略土楔体自重，并且p0=0，c=0,B,7.2浅基础的承载力公式,16,四、太沙基(K.Terzaghi)极限承载力理论,D,a,b,考虑“弹性核”竖向静力平衡,pf,Pp,若忽略土楔体自重，并且p0=0，c=0,即,设,pf,W,c,pp,B,B,7.2浅基础的承载力公式,pf,17,当,由“弹性核”静力平衡条件,承载力系数，是的函数,四、太沙基(K.Terzaghi)极限承载力理论,7.2浅基础的承载力公式,基底以下土的重度，水下取浮重度,基底以上土的重度的加权平均值,pf,D,a,b,18,太沙基承载力系数图表,图中,四、太沙基(K.Terzaghi)极限承载力理论,7.2浅基础的承载力公式,19,7.2浅基础的承载力公式,五、普朗德尔(L.Prandtl)极限承载力理论,pf,D,a,b,B,朗肯被动区,朗肯主动区,对数螺线,b,a,B/2,pu,p0,pa,pp,c,R,对a点取矩，应有,得,其中,r0,20,排水条件差的饱和粘性土,Nq=1,Pf=p0+5.14c,7.2浅基础的承载力公式,五、普朗德尔(L.Prandtl)极限承载力理论,21,六、魏锡克(Vesic)极限承载力理论,魏锡克在普朗德尔理论的基础上，考虑土体自重得出承载力公式为,其中,7.2浅基础的承载力公式,22,六、魏锡克(Vesic)极限承载力理论,7.2浅基础的承载力公式,23,7.2浅基础的承载力公式,七、局部剪切破坏时浅基础的地基承载力,太沙基建议,降低抗剪强度指标,取,软粘土和松砂,24,八、地基承载力公式比较,承载力公式,1、地基临塑荷载pcr,2、地基临界荷载p1/4,3、太沙基极限承载力,4、普朗德尔极限承载力,5、魏锡克极限承载力,查图表,25,7.4深基础的承载力公式,桩基础模型试验（铝棒）,桩基础,单桩承载力,Qf,Qt,Qs,Qf=Qt+Qs,26,7.4深基础的承载力公式,Qf,Qt,Qs,一、单桩承载力,At桩端面积,Qf=Qt+Qs,qt桩端承载力(可用前述深基础承载力公式),qs桩侧摩阻力(分段计算),z,砂土地基,粘土地基,As桩侧面积,27,7.4深基础的承载力公式,二、桩的负摩阻力,正摩阻力,Q,Q,摩阻力,z,负摩阻力,(+),(-),(+),中性点,28,端承桩摩擦桩,7.4深基础的承载力公式,二、桩的负摩阻力,29,7.4深基础的承载力公式,三、群桩承载力,土层,岩层,群桩承载力=单桩承载力之和,假象实体基础,摩擦桩,端承桩,30,7.5现场施工实例,用“砂袋”补强铁路的路基和地基,31,用“砂袋”做基础承受建筑物荷载,7.5现场施工实例,32,用“砂袋”做基础(条形基础)承受建筑物荷载,7.5现场施工实例,33,用“砂袋