第九章 地基承载力

第九章地基承载力第1页，课件共39页，创作于2023年2月土力学第一节概述极限平衡状态：当土中一点的剪应力达到土的抗剪强度时，这一点的土就处于极限平衡状态。塑性区：若土体中某一区域内各点都达到极限平衡状态，这一区域就称为极限平衡区，或塑性区。地基稳定性：地基在外荷载作用下，抵抗破坏的安全、稳定程度。地基承载力：地基承受荷载的能力。极限承载力pu：地基即将丧失稳定性时的承载力。容许承载力[R]：地基稳定有足够的安全度，并且变形控制在建筑物的容许范围内时的承载力。第2页，课件共39页，创作于2023年2月土力学影响地基承载力的因素地基土的性质基础的埋深、宽度、形状荷载倾斜与偏心的影响覆盖层抗剪强度的影响地下水位的影响下卧层的影响第3页，课件共39页，创作于2023年2月土力学第二节地基的变形与失稳一、竖直荷载下地基破坏的形式三种形式：（1）整体剪切破坏（generalshearfailure）（2）局部剪切破坏（localshearfailure）（3）冲剪破坏（punchingshearfailure）第4页，课件共39页，创作于2023年2月土力学地基的破坏形式主要取决于地基土的特性和基础的埋深。Vesic.A.B.提出采用刚度指标Ir

来判别地基土的破坏形式第5页，课件共39页，创作于2023年2月土力学二、地基变形的三个阶段发生整体剪切破坏的地基的变形过程可分为三个阶段：1.压密变形（oa段）2.局部剪损（ab段）3.整体剪切破坏阶段（bc段）第6页，课件共39页，创作于2023年2月土力学三个阶段之间存在着两个界限荷载临塑荷载pcr：（地基中开始出现塑性破坏区时的荷载）对应于p-s曲线上的a点极限荷载pu：

（极限承载力）对应于p-s曲线上的b点第7页，课件共39页，创作于2023年2月土力学第三节地基的极限承载力基本假定：（1）基础底面光滑（2）地基土无重量(γ=0)（3）不考虑基础侧面荷载作用(q=0)1、当荷载达到极限荷载pu时，地基内出现连续的滑裂面。滑裂土体可分为三个区：

I.朗肯主动区

II.过渡区

III.朗肯被动区一、普朗特尔-瑞斯纳公式（一）L.Prandtl课题（1920）ⅡⅠIII第8页，课件共39页，创作于2023年2月土力学2、按上述假定Plantl求得地基中只考虑粘聚力c的极限承载力表达式第9页，课件共39页，创作于2023年2月土力学（二）H.Reissner课题（1924）H.Reissner求得γ=0，c=0，仅考虑基础两侧地基土重量时，由基础侧面荷载q=γD产生的极限承载力公式第10页，课件共39页，创作于2023年2月土力学索科洛夫斯基用差分法求得c=0，q=0，仅考虑容重γ时的极限承载力公式（三）索科洛夫斯基课题第11页，课件共39页，创作于2023年2月土力学（四）极限承载力的计算通式对于实际工程中c、q、γ均不为零的各种情况可将（9-22）和（9-24）合并，即可得极限承载力的计算通式式中Nq、Nc、Nγ称为承载力系数，它们都是φ的函数，可以查表9-1求得。第12页，课件共39页，创作于2023年2月土力学地基承载力由三部分组成：1、滑动土体自重所产生的抗力；2、基础两侧均布荷载q所产生的抗力；3、滑裂面上粘聚力c所产生的抗力。第13页，课件共39页，创作于2023年2月土力学二、Terzaghi（太沙基）课题基本假定：（1）地基基础间摩擦力很大。当地基破坏时，基础底下的土楔体ABC处于弹性平衡状态，称为弹性核。AC面与水平面呈φ角。ACB第14页，课件共39页，创作于2023年2月土力学（2）地基破坏时沿着CDF曲面滑动，出现连续的滑动面。DF面与水平面的夹角为45º-/2。ADF为朗肯被动区，ACD为对数螺线过渡区。（3）将基础底面以上的地基土看作均布荷载q=D，不考虑其强度，将这一部分土体视为松散体。在上述假定的基础上，可以从刚性核的静力平衡条件求极限承载力第15页，课件共39页，创作于2023年2月土力学φ第16页，课件共39页，创作于2023年2月土力学三、Hansen（汉森）公式第17页，课件共39页，创作于2023年2月土力学例题9-4：条形基础宽度1.5m，埋深3m，地基为均匀粉质粘土，土的容重γ=17.6kN/m3，c=8kPa，φ=24°，μ=0.35，E=5MPa，按太沙基公式求地基的极限承载力。解：1.判断地基的破坏形式∵Ir<

Ir（cr）∴地基将发生局部剪切破坏刚性指标临界刚性指标2.用太沙基公式求地基极限承载力=367kN/m2第18页，课件共39页，创作于2023年2月土力学课后参考例题9-3、9-4完成作业：习题9-3考虑习题9-3若采用普朗特尔-瑞斯纳公式，应怎样计算第19页，课件共39页，创作于2023年2月土力学一、地基容许承载力的概念极限承载力pu：地基即将丧失稳定性时的承载力。容许承载力[R]：地基稳定有足够的安全度，并且变形控制在建筑物的容许范围内时的承载力。地基的容许承载力不仅取决于地基的性质，基础宽度、基础埋深，而且取决于建筑物的容许沉降量。第四节地基的容许承载力第20页，课件共39页，创作于2023年2月此时地基已产生局部破坏，但尚未发展到整体破坏，有一定的安全余度，地基土强度已经比较充分发挥；整个地基仍可近似当成弹性半空间体。土力学二、按控制地基中塑性区的发展范围确定地基容许承载力临塑荷载时，地基中开始出现极限平衡区极限荷载时，地基产生破坏常选用临塑荷载和临界荷载作为容许承载力第21页，课件共39页，创作于2023年2月土力学1、条形基础均布荷载极限平衡区的最大发展深度第22页，课件共39页，创作于2023年2月土力学2β第23页，课件共39页，创作于2023年2月土力学2、条形均布荷载作用下的临塑荷载和临界荷载比较一下，可以得到临塑荷载和临界荷载的承载力系数第24页，课件共39页，创作于2023年2月土力学第25页，课件共39页，创作于2023年2月土力学例题9-5：粘性土地基上条形基础宽度B=2m，埋深D=1.5m，地下水位在基础埋置高程处。地基土的比重为Gs=2.70，孔隙比e=0.70，水位以上饱和度Sr=0.8，土的强度指标c=10kPa，φ=20°。求地基土的临塑荷载pcr，临界荷载p1/3、p1/4并与太沙基极限荷载相比较。解：1.求土的天然容重和饱和容重：2.求承载力系数：第26页，课件共39页，创作于2023年2月土力学3.求pcr、p1/4、p1/3：4.用太沙基法求极限荷载：第27页，课件共39页，创作于2023年2月土力学三、按地基规范承载力表确定地基容许承载力根据室内试验指标查表f0承载力基本值（f0）：是指按有关规范规定的一定的基础宽度和埋深条件下的地基承载能力，按有关规范查表确定。承载力标准值（fk）：是指按有关规范规定的标准方法试验并经统计处理后的地基承载能力。承载力设计值（f）：地基承载力标准值经过深宽修正后的地基承载力。统计处理后得fk深宽修正得f容许承载力[R]第28页，课件共39页，创作于2023年2月土力学密实度土的名称稍密中密密实卵石300-500500-800800-1000碎石250-400400-700700-900圆砾200-300300-500500-700角砾200-250250-400400-600表9-4碎石土承载力标准值fk(kPa)表9-6粘性土承载力基本值f0(kPa)第二指标IL第一指标e00.250.500.751.001.200.54754303903600.64003603252952650.73252952652402101700.8275240220200170135第29页，课件共39页，创作于2023年2月土力学表9-7沿海地区淤泥和淤泥质土承载力基本值f0(kPa)天然含水量ω(%)36404550556575f0100908070605040基本值fk深宽修正得设计值f第30页，课件共39页，创作于2023年2月土力学也可以根据野外的测试结果查规范确定承载力标准值N1015202530fk(kPa)105145190230N1010203040fk(kPa)85115135160表9-13素填土承载力标准值fk(kPa)表9-12粘性土承载力标准值fk(kPa)第31页，课件共39页，创作于2023年2月（一）载荷试验土力学四、原位试验求地基容许承载力第32页，课件共39页，创作于2023年2月土力学（二）静力触探试验Ps1、梅耶霍夫公式2、国内建议公式第33页，课件共39页，创作于2023年2月土力学（三）标准贯入试验1、GBJ7-89规范（根据标准贯入击数N63.5）N63.5土类10153050中、粗砂180250340500粉、细砂140180250340粘性土承载力标准值（kPa）砂土承载力标准值（kPa）N63.5357911131517192123f(kPa)105145190235280325370430515600680第34页，课件共39页，创作于2023年2月土力学2、太沙基和皮克公式3、梅耶霍夫公式第35页，课件共39页，创作于2023年2月土力学（四）旁压试验第36页，课件共39页，创作于2023年2月土力学五、按极限承载力确定地基容许承载力由试验或根据上一节中的理论求出极限承载力pu后，除以一个安全系数K，可以作为地基的容许承载力，此时安全系数为2~3。第