土力学之地基承载力讲义

第四章2006年4月地基承载力4.1概述4.2临塑荷载和临界荷载4.3极限承载力计算4.4地基承载力的确定方法本章目录《土力学》p341习题8-4本章作业4.1概述建筑物地基设计的基本要求：稳定要求：荷载小于承载力（抗力）变形要求：变形小于设计允许值S[S]与土的强度有关与土的压缩性有关地基承载力沉降计算（分层总和法）4.1概述加拿大特朗斯康谷仓事故：1913年9月装谷物，10月17日装了31822Ｔ谷物时，1小时竖向沉降达30.5cm24小时倾斜26°53ˊ西端下沉7.32m东端上抬1.52m上部钢混筒仓完好无损概况：长59.4m，宽23.5m，高31.0m，共65个圆筒仓。钢混筏板基础，厚61cm，埋深3.66m。1911年动工，1913年完工，自重20000T。4.1概述在粘土地基上的某谷仓地基破坏情况4.1概述

1940年在软粘土地基上的某水泥仓的倾覆4.1概述水泥仓地基的整体破坏4.1概述承载力的概念：地基承受荷载的能力。数值上用地基单位面积上所能承受的荷载来表示。极限承载力地基承受荷载的极限能力。数值上等于地基所能承受的最大荷载。容许承载力保留足够安全储备，且满足一定变形要求的承载力。也即能够保证建筑物正常使用所要求的地基承载力。

承载力设计值(特征值)现场试验确定地基承载力载荷试验旁压试验4.1概述4.1概述载荷板千斤顶百分表4.1概述123SP0比例界限极限荷载PcrPu阶段1：弹性段阶段2：局部塑性区阶段3：完全破坏段P~S曲线4.1概述临塑荷载1分级加载，分级不少于8级，每级沉降稳定后再进行下一级加载；说明：当出现下列情况之一时，可终止加载：4.1概述终止加载标准：《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）：1承压板周围的土明显侧向挤出2沉降s急骤增大，荷载~沉降（p~s）曲线出现陡降段2Pu取值：满足终止加载标准（破坏标准）的某级荷载的上一级荷载作为极限荷载3在某一荷载下，24小时内沉降速率不能达到稳定4沉降量与承压板宽度或直径之比0.064.1概述3冲剪破坏1整体破坏土质坚实，基础埋深浅；曲线开始近直线，随后沉降陡增，两侧土体隆起。2局部剪切破坏松软地基，埋深较大；曲线开始就是非线性，没有明显的骤降段。松软地基，埋深较大；荷载板几乎是垂直下切，两侧无土体隆起。PS1234.1概述1321整体剪切破坏2局部剪切破坏3冲剪破坏4.1概述软粘土上的密砂地基的冲剪破坏4.2临塑荷载与临界荷载临塑荷载：2.局部塑性区1.弹性阶段地基处于弹性阶段与局部塑性阶段界限状态时对应的荷载。此时地基中任一点都未达到塑性状态，但即将达到《土力学》第298页4.2临塑荷载与临界荷载临塑荷载与临界荷载计算(条形基础)q=0dp2zM自重应力

s1=0d+zs3=k0(0d+z)设k0=1.0合力=附加应力B4.2临塑荷载与临界荷载极限平衡条件：将1，3的解代入极限平衡条件，得到：q=0dp2zMB4.2思临塑饭荷载与借临界荷暴载由z与的单值库关系可求出z的极崭值Zmax=0pcr=0dNq+cNc临塑荷载其中4.2说临塑荷载赖与临界荷状载Zmax=B/坝4或B/3：p1/4=BN1/4+0dNq+cNc临界荷载p1/3=BN1/3+0dNq+cNc其中4.2否临塑浩荷载与仔临界荷亲载各种临店界荷载葡的承载宽力系数NNqNcpcr01+/ctg-

/2+)(Nq-1)ctgp1/4(Nq-1)/2p1/32(Nq-1)/34.2夹临塑荷载污与临界荷表载特例：将1，3的解代哪入极限券平衡条视件，得愈到：q=0dp2zMB＝0时极限平巴衡条件：即时地基不合会出现塑干性区4.2显临塑凯荷载与岩临界荷纤载q=0dp2zMB2=/揉2时右端捐为最小pcr=0d+cp1/4=p1/3=pcr=0d+c临塑荷载此时其轨叨迹为以基声底为直径樱的一个圆摸弧临界荷载＝0时蹈特例4.2而临塑弄荷载与艇临界荷党载讨论3公突式来源龙于条形抖基础，慌但用于悄矩形基岂础时是访偏于安族全的1公博式推导茫中假定k0=1.咱0与实际不的符，但使妥问题得以强简化2计算忠临界荷载p1/4,p1/3时土中已爬出现塑性瓶区，此时陷仍按弹性处理论计算演土中应力栏，在理论袋上是矛盾均的4.2南临塑乏荷载与懂临界荷鸽载讨论(续)B、d柜增大p1/4评、p1/3增大、c、增大外因内因临界荷韵载：pcr=0dNq+cNc临塑荷载：B的变化浩对pcr没有影启响特例：＝0时B的变化对p1/4、p1/3没有影境响4.3慌极限承载丛力计算4.3.的1普朗承德尔-瑞珠斯纳公式4.3.个2太沙基狭公式4.3.态3斯凯耗普顿公式4.3瓶.4驱汉森公缴式4.3块.5纹极限承跪载力的淘影响因炼素主要内容美：——极限承倒载力也再可称作极限荷载4.3船极限承载伤力计算假定：4.3愿.1列普朗德架尔-瑞姨斯纳公垦式概述：普朗德尔膏(Pra尺ndtl炼,19手20)利恒用塑性力未学针对无艘埋深条形乔基础得到零极限承载俊力的理论连解，雷斯当诺(Re野issn方er,顽1924物)将其推据广到有埋手深的情况刷。1基览底以下狭土那＝0Bd2基底拖完全光滑3埋花深d<姑B（底忍宽）4.3垃极限脑承载力弯计算利用塑经性力学鲜的滑移哄线场理涉论q=0ddpu4.3候极限倚承载力齐计算1睬朗肯主康动区：pu为大主铅应力，蜡AC与养水平向餐夹角4筋5愤22过钱渡区：r=r0etg哲3朗肯被动烈区：水平方兰向为大显主应力崇，EF份与水平霸向夹角剧45-横奶2q=0ddpu4.3括极限叶承载力恼计算pu=pupaI颠区4.3福极限浪承载力秀计算III响区0d3=0d1pp4.3希极限烧承载力副计算r0rpupppa0dcR隔离体分搅析A4.3弹极限闲承载力寒计算普朗德尔鹊-瑞斯纳泛（Pra匀ndtl说-Rei轨ssne弓r）极限承闷载力：特例：＝0时pu=0d+(+2)c4.3顷极限承载裂力计算基本条件外：4.3.鼓2太沙创基(T知erza暗ghi)拔公式1考虑基躁底以下浑土的自去重2基底完咐全粗糙3忽略基底占以上土体阔本身的阻雷力，简化为态上覆均稿布荷载复q=0d4.3克极限承载闯力计算被动区过渡区刚性核太沙基喂（Ter翼zag招hi）极限承架载力示印意4.3保极限承载撇力计算pu9045-付/2基底完全案粗糙:=q=0d4.3泪极限对承载力障计算刚性核分叼析：puEpWEp基底完全帐粗糙时B4.3熊极限劈燕承载力鱼计算q=0dEpEp=Ep1+Ep2+Ep3Ep1：土体自鞠重产生的泊抗力Ep2：滑裂面凉上粘聚力啦产生的抗誓力Ep3：侧荷载q=0d产生的抗益力被动土压鲁力Ep：4.3苗极限番承载力休计算Ter熔zag鹿hi极限承包载力公蒜式：说明：可近似推探广到圆形而、方形基迷础，及局翼部剪切破哪坏情况N、Nq、Nc——承载力系渗数，只取访决于4.3兔极限承载终力计算圆形基础：方形基悦础：局部剪切：圆形基危础的直映径4.3虚极限既承载力给计算滑动土体员自重产生详的抗力侧荷载0d产生的抗力滑裂面上谷的粘聚力外产生的抗职力极限承载六力pu的组成杜：4.3愧极限平承载力轮计算对于饱和岗软粘土地缸基＝0：4.3占.3烫斯凯普些顿（S顺kem作pto虏n）公那式条形基裹础下：普朗德尔蜂-瑞斯纳迟公式的特拼例矩形基础宁下：斯凯普眼顿公式4.3置极限承载点力计算在原有溪极限承灯载力公办式上修肾正：4.3介.4斧汉森（寨Han赠sen梢）公式基础形状旱修正深度修防正荷载倾斜尸修正地面倾斜伟修正基底倾扩斜修正4.3迷极限芳承载力架计算其它公式鹊：梅耶霍乌夫（M内eye认rho赖f）公辟式基底粗思糙考虑基蚁底以上贴的土的多抗剪强俯度对数螺梦旋线滑敢裂面4.3讲极限绕承载力疲计算4.3.谣5极限猎承载力的苹影响因素一般公式组：B、d发增大Pu增大、c、增大外因内因4.3和极限承载诸力计算饱和软粘阁土地基＝0：条形基眉础下：特例：B的变化敏对Pu没有影竞响4.4跳地基承载千力的确定圣方法极限承竭载力承载力容许承东载力：承载力猾特征值看(设逗计值)通常所说素的承载力湿指容许承仇载力已学习内外容（关于圾浅基础）临界荷载P1/4、P1/3临塑荷载Pcr极限荷援载Pu（极限嘴承载力弯）普朗德尔道-瑞斯纳浸公式太沙基朗公式斯凯普顿皇公式汉森公临式4.4蜻地基葛承载力猛的确定絮方法问题：如何确英定容许裂承载力场？4.4兼地基怀承载力悟的确定疏方法承载力f的确定卧办法：1通过公挤式计算①要求外较高：f享=Pcr②一般情况谢下：f=护P1/4或P1/3在中国取P1/4或者：③用挂极限荷乔载计算汁：f=声Pu/KK---安全系幕数太沙基：K3.0斯凯普顿申：K=1.毫1~1等.5汉森公式名：K2.忽0K=4.4品地基直承载力反的确定包方法我国规范初中取：fa=Mbb+Mdmd+Mcck1《建违筑地基基世础设计规序范》（G甘BJ7-觉89）2《基建筑地杜基基础膀设计规晕范》（相GB5堆000姻7-2阵002些）fa：承载力特非征值（设牺计值）以临界例荷载P1/4为理论基省础Mb、Md、Mc：承载力系胳数，与内略摩擦角k有关b：基底宽籍度，大圾于6m软按6m煮取值，梨对于砂梁土小于与3m按没3m取斧值ck：基底下一脆倍短边宽惊深度内土口的粘聚力标准值k：基底下一取倍短边宽壁深度内土俊的内摩擦角炸标准值4.4送地基迹承载力悔的确定袄方法2通过载荷胡试验确定①有明显袋直线段炎：fak=Pcr②加载到破含坏且Pu/2<Pcr：③不笋能满足振上述要屿求时：123SP0比例界限极限荷载PcrPuP~S曲线临塑荷载fak=Pu/2取某一株沉降量李对应的斑荷载，欧但其值不能大样于最大加载截量的一半4.4籍地基冈承载力貌的确定脸方法fa=fak+b(b-3)+dm(d-0件.5)进行深境度和宽贸度修正高：fak：承载力特铁征值（标权准值）fa：深宽修板正后的界承载力胖特征值袭（设计喝值）b、d：宽度和手深度修爷正系数：基底下汽土的重毛度，地竭下水位眯以下取匀