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临塑收荷载宽与临拾界荷舌载临塑荷递载：2.局部驻塑性煌区1.弹性阶叮段地基处泡于弹性楚阶段与乱局部塑向性阶段喝界限状态态时对丽应的荷仙载。此殿时地基腰中任一篮点都未蜂达到塑宣性状态坊，但即炒将达到《土力学》第29鸦8页4.夫2临塑荷爆载与临朽界荷载临塑荷免载与临貌界荷载需计算(条形基魔础)q=0dp2zM自重应睡力s1=0d+纹东zs3=k0(0d+农免z)设k0=1多.0合力=附加应竖力B4.手2临塑荷茶载与临泊界荷载极限湾平衡任条件：将1，3的解杠代入陶极限秋平衡说条件顿，得校到：q=0dp2zMB4.陵2临塑荷隶载与临皂界荷载由z与的单吧值关诉系可求瘦出z的极值Zmax=0pcr=0dNq+c尖Nc临塑旺荷载其中4.增2临塑肠荷载失与临痛界荷妙载Zma蔬x=足B/日4或B/3：p1/4=BN1/阀4+0dNq+cNc临界荷抗载p1/槽3=BN1/秋3+0dNq+cNc其中4.2临塑荷渣载与临敏界荷载各种临溪界荷载吵的承载罢力系数NNqNcpcr01+/ctg-

/2+)(Nq-1)ctgp1/4(Nq-1)/2p1/32(Nq-1)/34.拿2临塑桂荷载邻与临凉界荷展载特例：将1，3的解代债入极限付平衡条甩件，得脏到：q=0dp2zMB＝0在时极限平少衡条件：即时地基不顶会出现由塑性区4.唤2临塑唤荷载蹈与临信界荷触载q=0dp2zMB2=/框2时右滔端为物最小pcr=0d+得cp1/出4=尊p1/疲3=pcr=0d+津c临塑弦荷载此时其市轨迹为眠以基底秋为直径省的一个度圆弧临界荷品载＝0时特例4.久2临塑荷肤载与临绕界荷载讨论3公式来克源于条育形基础煎，但用丘于矩形家基础时轮是偏于碧安全的1公式推倘导中假爽定k0=1.惰0与实际傅不符，阵但使问放题得以登简化2计算顷临界刑荷载p1/串4,p1/3时土巴中已活出现坟塑性吸区，更此时毒仍按迫弹性那理论嫩计算吨土中旋应力怪，在冷理论盯上是雁矛盾牌的4.2临塑斗荷载扭与临落界荷席载讨论(续)B、d增大p1/4、p1/3增大、c、增大外因内因临界荷卷载：pcr=0dNq+cNc临塑荷载：B的变化亭对pcr没有箭影响特例：＝0时B的变露化对p1/4、p1/趣3没有笼影响4.3极限叫承载烤力计级算4.3郑.1普朗炉德尔-瑞斯纳含公式4.3滑.2太沙基辣公式4.3广.3斯凯任普顿疑公式4.趁3.吗4汉森井公式4.3原.5极限断承载御力的歉影响稍因素主要驻内容雪：——极限承呼载力也坊可称作极限荷眠载4.厦3极限承捕载力计饱算假定不：4.3称.1普朗危德尔-瑞斯纳末公式概述静：普朗话德尔(Pra参ndt库l,栋19战20雕)利用平塑性石力学强针对颗无埋京深条谜形基千础得挤到极宽限承香载力拖的理榨论解患，雷尤斯诺(Re钓is毁sn追er,朽19欣24小)将其钢推广撤到有增埋深融的情嫩况。1基底以晴下土无＝0Bd2基底完芳全光滑3埋深d<B（底宽）4.忆3极限承圣载力计瓶算利用桂塑性球力学期的滑惑移线琴场理踏论q=0ddpu4.3极限承迫载力计游算1朗肯主赖动区：pu为大主应屡力，AC与水茫平向死夹角45定凭坡22过渡则区：r=员r0etg3朗肯被疮动区：水平方膏向为大厘主应力根，EF与水平末向夹角45-睁醉咱2q=0ddpu4.别3极限承毙载力计翅算pu=pupaI区4.谅3极限膊承载箱力计摩算II喂I个区0d3=0d1pp4.3极限堡承载钻力计乒算r0rpupppa0dcR隔离体精分析A4.3极限制承载须力计精算普朗拥德尔-瑞斯纳拖（Pra古ndt哑l-R币eis租sne或r）极限码承载鸟力：特例箱：＝0时pu=0d+(+吼2)c4.3极限承列载力计胆算基本条拣件：4.3饼.2太沙基(Te赛rz亚ag候hi)公式1考虑基返底以下举土的自纪重2基底完绿全粗糙3忽略护基底惯以上忧土体薪本身孤的阻存力，简化为薄上覆均讲布荷载q=0d4.3极限震承载吊力计象算被动旗区过渡区刚性核太沙基蝴（Te雨rz郊ag炒hi）极限承罚载力示丧意4.迟3极限侧承载图力计玩算pu90炉45-冒/2基底吉完全相粗糙:=q=0d4.3极限承府载力计遵算刚性核话分析：puEpWEp基底咳完全芦粗糙呢时B4.3极限止承载懂力计偶算q=0dEpEp=Ep1+Ep2+Ep3Ep1：土体扣自重忌产生地的抗仗力Ep2：滑裂面稼上粘聚糠力产生驾的抗力Ep3：侧荷载q块=0d产生仓的抗愉力被动胁土压榆力Ep：4.考3极限付承载驳力计鸟算Te妄rz磁ag险hi极限承候载力公忘式：说明：可近营似推达广到建圆形厘、方鄙形基薄础，溜及局棍部剪彻切破仙坏情闷况N、Nq、Nc——承载力沿系数，借只取决概于4.3极限承斯载力计时算圆形靠基础：方形喂基础：局部剪界切：圆形奥基础间的直炮径4.柜3极限疼承载尽力计往算滑动土衰体自重盛产生的军抗力侧荷再载0d产生的抗力滑裂面五上的粘尖聚力产挎生的抗辜力极限涌承载斩力pu的组成沃：4.名3极限纳承载逢力计阁算对于蜜饱和幼软粘寨土地披基＝0：4.3爪.3斯凯留普顿碧（Sk叮em坚pt暮on）公式条形基漫础下：普朗喇德尔-瑞斯餐纳公离式的呜特例矩形脊基础番下：斯凯普验顿公式4.浅3极限承吼载力计饭算在原有戚极限承故载力公洋式上修亿正：4.3发.4汉森（Han豪sen）公式基础形烫状修正深度种修正荷载妇倾斜累修正地面倾望斜修正基底倾居斜修正4.衣3极限承炮载力计关算其它公培式：梅耶往霍夫罩（Me同ye缴rh短of）公式基底粗搅糙考虑基群底以上芝的土的宝抗剪强既度对数歪螺旋凶线滑博裂面4.定3极限承借载力计财算4.热3.吃5极限承扰载力的督影响因军素一般公镰式：B、d增大Pu增大、c、增大外因内因4.北3极限承姻载力计与算饱和软贺粘土地裳基＝0：条形基储础下：特例洒：B的变拥化对Pu没有暴影响4.逗4地基欧承载舌力的耍确定币方法极限旧承载盛力承载力容许承属载力：承载菊力特亩征值(设计值)通常情所说竭的承孝载力雨指容集许承象载力已学扔习内鼓容（进关于羞浅基肌础）临界荷时载P1/芳4、P1/3临塑荷载Pcr极限存荷载Pu（极限拿承载营力）普朗德冲尔-瑞斯煌纳公猜式太沙震基公保式斯凯普吩顿公式汉森卧公式4.4地基豪承载可力的均确定泽方法问题：如何河确定防容许威承载遭力？4.醒4地基雀承载野力的惨确定挑方法承载丘力f的确办定办抓法：1通过迫公式剪计算①要求较也高：f太=Pcr②一般情无况下：f平=P1/痕4或P1/3在中国取P1/采4或者塌：③用极限谱荷载计砖算：f开=Pu/KK--访-安全引系数太沙厕基：K3.穴0斯凯普挽顿：K=1日.1璃~1毯.5汉森公鲁式：K2颤.0K=4.4地基承缝载力的成确定方沉法我国尼规范寄中取饶：fa=Mbb+浓Mdmd+Mcck1《建筑便地基婆基础丸设计通规范》（GB巷J7匹-8末9）2捆《建筑地璃基基础压设计规喜范》（GB5梁000陈7-2等002）fa：承载牧力特稳征值耕（设叼计值锈）以临界越荷载P1/4为理论汉基础Mb、Md、Mc：承载舱力系事数，倍与内狂摩擦博角k有关b：基底宽蓬度，大于6m按6m取值概，对富于砂宰土小析于3m按3m取值ck：基底深下一笔倍短兼边宽豪深度糖内土利的粘例聚力标准值k：基底扶下一搏倍短腥边宽势深度丙内土魔的内摩擦纽奉角标准阻值4.全4地基承镇载力的菜确定方税法2通过载桂荷试验叶确定①有明鞠显直违线段乳：fak=Pcr②加载走到破衔坏且Pu/2<Pcr：③不能满社足上述自要求时算：123SP0比例界限极限荷载PcrPuP~S曲线临塑荷载fak=Pu/2取某纲一沉赶降量口对应恒的荷僵载，取但其走值不能启大于最大加皆载量的衡一半4.4地基承下载力的译确定方贸法fa=fak+b(b-3)+dm(d-眠0.当5)进行深渴度和宽菌度修正类：fak：承载挎力特浴征值如（标怒准值绍）fa：深宽修职正后的后承载力滔特征值寄（设计搬值）b、d：宽度和政深度修赞正系数：基底下笔土的重固度，地挨下水位雾以下取绍浮