第九章 地基承载力

第9章地基承载力地基承载力概念设定塑性区开展区深度计算地基承载力假定滑动面方法计算地基极限承载力规范方法确定地基承载力地基承载力影响因素应用承载力进行浅基础设计原理1copyright@扬州大学岩土工程研究所9-1概述建筑物因地基问题引起破坏有两种原因：由于地基土在建筑物荷载作用下产生变形，引起基础过大的沉降或者沉降差，使上部结构倾斜、开裂以致毁坏或失去使用价值（变形的问题）由于建筑物的荷载过大，超过了基础下持力层所能承受的能力而使地基产生滑动破坏（承载力的的问题）主要是持力层的剪切破坏2copyright@扬州大学岩土工程研究所剪切破坏的形式整体剪切破坏局部剪切破坏冲剪破坏 这三种破坏的特征是不相同的，出现什么样的地基破坏形式与土的压缩性有关：坚硬或紧密土往往发生整体剪切破坏；而松软土发生局部剪切破坏，或冲剪破坏3copyright@扬州大学岩土工程研究所（一）整体剪切破坏的过程及特征线性变形阶段

荷载～沉降成线性关系 地基土弹性状态（弹）塑性变形阶段 基础边缘的地基土开始出现塑性区

刚要出现塑性区但还没有出现时对应的荷载称为临塑荷载pcr4copyright@扬州大学岩土工程研究所破坏阶段

荷载增加很小，而对应的沉降变形增量很大（曲线出现陡降段）

破坏段的起点对应荷载称为极限荷载fu 随着塑性区的扩展，地基中塑性区开始连成一片，最终基础下沉，侧边土体隆起，地基形成连续的滑动面（整体剪切破坏）5copyright@扬州大学岩土工程研究所（二）局部剪切破坏的过程及特征荷载沉降曲线没有明显的直线段破坏曲线陡降段也不明显破坏时基础两侧土体微微隆起，未形成延伸到地面的连续滑动面（限制在地面以下，局部剪切破坏）极限承载力选取曲线上变化率最大的点局部剪切破坏冲剪破坏6copyright@扬州大学岩土工程研究所（三）冲剪切破坏的过程及特征随着荷载增加，基础持续下沉（刺入)破坏时基础两侧土体不向上，这是因为剪切破坏面在基础的侧面极限承载力选取荷载沉降曲线上下沉梯度为一常数时对应的点局部剪切破坏冲剪破坏7copyright@扬州大学岩土工程研究所确定地基承载力的方法理论公式法（主要针对整体剪切破坏）静载荷试验或其它原位试验方法规范查表方法8copyright@扬州大学岩土工程研究所9copyright@扬州大学岩土工程研究所按载荷试验成果确定地基承载力特征值ps0极限荷载临塑荷载10copyright@扬州大学岩土工程研究所9-2按塑性区开展深度确定地基的容许承载力

思路临塑荷载是要出现但尚未出现塑性区时的荷载；极限荷载是塑性区连成片，出现连续滑动面时的荷载；取容许承载力为临塑荷载显得太保守，而取极限荷载则太危险。因此，将地基中的剪切破坏区限制在某一范围，视地基土能够承受多大的压力，该压力即为容许承载力，这种做法应该是比较合适的。11copyright@扬州大学岩土工程研究所塑性区范围的确定按弹性理论求出地基中任意一点的附加应力叠加每点的自重应力，得到大、小主应力根据极限平衡条件推导塑性区边界通过限定塑性区的最大深度来获得地基承载力公式12copyright@扬州大学岩土工程研究所塑性区的边界方程13copyright@扬州大学岩土工程研究所塑性区的边界方程稳定稳定没有保证一般[z]取1/4~1/3基础宽度14copyright@扬州大学岩土工程研究所荷载与塑性区开展深度关系：记15copyright@扬州大学岩土工程研究所实际应用时，常规定塑性区开展深度，视其能承受多大的基底压力，来判别地基稳定性。若使16copyright@扬州大学岩土工程研究所普遍形式注意：第一项对应基底以下土的重度；第二项对应基底以上土的重度；地下水位以下的重度一律采用浮重度。 若为多层土，应采用土的重度加权平均值。17copyright@扬州大学岩土工程研究所地下水位在滑动面与基底之间h1b18copyright@扬州大学岩土工程研究所地下水位在基底与地面之间h219copyright@扬州大学岩土工程研究所9-3浅基础地基极限承载力思路计算出极限承载力，然后除以一个安全系数（保证安全储备），以此来作为容许承载力极限承载力的理论计算，通常是假定一定的滑动面，然后利用抗剪强度理论推算20copyright@扬州大学岩土工程研究所假定：

（１）地基土是均匀，各向同性的无重量介质，即认为基底下土的容重等于零，而只具有的材料。

（２）基础底面光滑，即基础底面与土之间无摩擦力存在。因此，水平面为大主应力面，竖直面为小主应力面。

普朗特尔极限承载力公式（３）当地基处于极限（或塑性）平衡状态时，将出现连续的滑动面，其滑动区域即将由朗肯主动区Ⅰ，径向剪切区Ⅱ和朗肯被动区Ⅲ所组成

（4）当基础有埋置深度D时，将基础底面以上的两侧土体用当量均布超载q等于来代替。21copyright@扬州大学岩土工程研究所22copyright@扬州大学岩土工程研究所23copyright@扬州大学岩土工程研究所条形基础，中心荷载，有重量介质；基础底面粗糙，即它与土之间有摩擦力存在。因此，虽然当地基达到破坏并出现连续滑动面时，其基底下有一部分将随着基础一起移动而处于弹性平衡状态，该部分土体称为弹性楔体。

滑动区域由径向剪切区Ⅱ和朗肯被动区Ⅲ所组成，其中滑动区Ⅱ的边界bc为对数螺旋曲线。当基础埋置深度为Ｄ时，则基底以上两侧的土体用当量均布超载q（等于）来代替。

太沙基极限承载力公式24copyright@扬州大学岩土工程研究所25copyright@扬州大学岩土工程研究所26copyright@扬州大学岩土工程研究所自重:W基底面上的极限荷载:Pu两斜面上的粘聚力:C两斜面上的反力(摩擦力,正压力):Pp27copyright@扬州大学岩土工程研究所基底光滑除r不等于0外，其它同普朗特公式28copyright@扬州大学岩土工程研究所基底完全粗糙29copyright@扬州大学岩土工程研究所魏锡克极限承载力公式30copyright@扬州大学岩土工程研究所31copyright@扬州大学岩土工程研究所9-4规范方法确定地基承载力思路根据地基土的