土力学课件第六章地基承载力.ppt

第六章 地基承载力,本章主要内容,6.1 地基的变形与稳定6.2 地基临塑荷载和有限塑性区深度承载力6.3 普朗特地基极限承载力6.4 对普朗特地基极限承载力的修正补充6.5 太沙基地基极限承载力6.6 按建筑地基基础规范确定地基承载力6.7 按现场试验确定地基承载力6.8 水平荷载作用下地基的承载力,本章重点,掌握：1地基破坏模式;2按极限平衡条件确定地基临塑荷载、塑性 荷载、极限荷载的方法；3.地基极限承载力的计算方法难点：地基极限承载力的计算方法重点：按极限平衡条件确定地基临塑荷载、塑性荷载、极限荷载的方法,6.1 地基的变形与稳定,地基承载力：,地基在变形容许和维系稳定的前提下，单位面积上承受荷载的能力。,建筑物地基设计的基本要求：,1）稳定要求;,2）变形要求.,地基土沉降变形,建筑物基础沉降和沉降差,变形要求,荷载过大超过地基承载力,地基产生滑动破坏,稳定要求,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,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 而使地基产生剪切破坏,地基中剪切破坏的型式有：,1.整体剪切破坏,o,P,S,pcr,pu,a,b,临塑荷载,极限荷载,pcr,临塑荷载,pu,极限荷载,1、整体剪切破坏,2.局部剪切,松软地基，埋深较大；剪切破坏区仅仅被限制在地基内部的某一区域，未形成延伸至底面的连续滑动面。,3.冲剪破坏,松软地基，埋深较大；荷载几乎垂直下切，两侧无土体隆起。,某谷仓的地基整体破坏,水泥仓地基整体破坏,蓝粘土,石头和粘土,地基土可能的滑动方向,岩石,办公楼外墙,黄粘土,在软粘土上的密砂地基的冲剪破坏,地基破坏形式与土的压缩性有关：坚硬或紧密土：整体剪切破坏；松软土：局部剪切破坏；或冲剪破坏,根据土的性质指标查规范；（如建筑地基基础设计规范）,地基承载力确定方法：,理论公式计算；,由现场荷载试验或静力触探等原位试验确定,按塑性区开展深度确定地基的承载力,pcr,临塑荷载,pu,极限荷载,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(临界荷载p1/4、p1/3)。,5.2 地基临塑荷载和有限塑性区深度承载力,临塑荷载,连续滑动面和极限荷载,塑性区发展和临界荷载,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。,塑性区的边界方程,pcr,临塑荷载,1902年由密歇尔（Michell）给出的弹性力学解答：,稳定,稳定没有保证,塑性区最大范围,塑性区开展深度容许值,临界荷载,p1/4、p1/3,荷载与塑性区开展深度关系：,当,一般认为，对中心受压基础，塑性区最大深度控制在基础宽度的1/4；对偏心受压基础，宜控制在基础宽度的1/3；,第一项为基底以下持力层土容重；第二项对应基底以上土容重；地下水位以下的容重一律采用浮容重。,地面,5.8m,d=2.2m,P,例：某建筑物采用柱下独立基础。基础底面长度为3m,宽度为2.4m，承受中心荷载。基础埋深2.2m。地基土分为三层,填土,粘土,粉质粘土,1m,6.2m,第一层：人工填土118.6kN/m3,第二层：粘土 219.8kN/m3,2220，c226kPa。第三层：粉质粘土 316.2kN/m3,3150，c315kPa。求地基的临塑荷载和临界荷载,解：求临塑荷载,根据持力层粘土查表,地面,5.8m,d=2.2m,P,填土,粘土,粉质粘土,1m,6.2m,求临界荷载,根据持力层粘土查表,例.所谓临界荷载，就是指(A)地基持力层将出现塑性区时的荷载(B)持力层中出现连续滑动面时的荷载(C)持力层中出现某一允许大小塑性区时的荷载,例.粘性土(c0，0)地基上，有两个宽度不同埋置深度相同的条形基础，则(A)宽度大的临塑荷载大(B)宽度小的临塑荷载大(C)两个基础的临塑荷载一样大,例：某基础基底压力等于临塑荷载pcr时，其地基塑性变形区的最大深度为(A)0(B)基础宽度的1/4(C)基础宽度的1/3,例：载荷试验的曲线形态上，从线性关系开始变成非线性关系时的界限荷载称为(A)允许荷载(B)临界荷载(C)临塑荷载,6.3 太沙基极限承载力,假定：（）地基土是均匀，各向同性的介质，即认为基底下土的重度不等于零，而且具有 的材料。,（）基础底面粗糙，即基础底面与土之间有摩擦力存在。,（3）基底以上两侧土体为均布荷载q=0d。,假设的滑裂面形状,被动区,过渡区,刚性核,滑动区位于基础底面下，是弹性压密区滑动区为对数螺旋曲线，是过渡区 滑动区 为兰金被动区，滑动面为为平面，呈等腰三角形 直线与水平面成 角。,滑动土体自重产生的抗力,滑裂面上的粘聚力产生的抗力,侧荷载0d产生的抗力,可根据内摩擦角查图求得三个系数,条形基础,若土体为松软土，三个系数查图中的虚线,极限承载力pu的组成,bN/2,cNc,地基承载力设计值f 的确定办法：,要求较高：,f=Pcr,一般情况下：,f=P1/4 或 P1/3,用极限荷载计算：,f=Pu/Fs,Fs-安全系数,例：某混合结构办公楼采用条形基础。基础底面宽度为2.0m，基础埋深1.5m。地基土体18.5kN/m3,200，c22kPa。建筑物安全系数取1.5。求地基极限荷载与地基承载力？,解：根据200 查图(6.5.2)得,地基极限荷载,地基承载力,按建筑地基基础规范确定地基承载力,现行地基基础设计规范将地基承载力（容许承载力）分为三个层次：（1）地基基本承载力，用f0表示，根据土的物理指标按规范查表得到。（2）用地基承载力的基本值乘以回归修正系数得到地基承载力的标准值。用fk表示。(3)联系实际工程求得地基承载力的设计计算值，用f表示。,f=fk+b(b-3)+d0(d-0.5)fk:静载荷试验确定的承载力-特征值（标准值）。f：深宽修正后的承载力特征值（设计值）。b：小于等于3m时取3m，大于6m时取6m。：为地基土的重度，若有分层及地下水，自基础底面向下取得深度是1.0b。0：基础底面以上各土层的加权平均重度。b，d为地基宽度和埋深的地基承载力修正系数，见表,现场荷载试验确定地基承载力,现场载荷试验,pcr,pu,地基破坏的判定,(1)明显侧向挤出或发生裂纹(2)荷载增量很小,沉降急剧增加,(3)某级荷载增量下,24小时内沉降不能稳定,例.假定条形均布荷载，当达到极限荷载时，地基中的滑动土体可分成三个区，哪个区是被动区。,(A)(B)(C),例.根据载荷试验确定地基承载力时，ps曲线开始不再保持线性关系时，表示地基土处的状态。(A)弹性(B)整体破坏(C)局部剪切,例.所谓地基的极限承载力是指(A)地基的变形达到上部结构极限状态时的承载力(B)地基中形成连续滑动面时的承载力(C)地基中开始出现塑性区时的承载力,例.在粘性土地基上有一条形刚性基础，基础宽度为b，在上部荷载作用下，基底持力层内最先出现塑性区的位置为(A)条基中心线下(B)离中心线b/3 处(C)条基边缘处,总 结,1.建筑物地基设计的基本要求,1）稳定要求：,2）变形要求：,2 地基中剪切破坏的型式有,整体破坏,曲线开始近直线，随后沉降陡增，两侧土体隆起。,局部剪切,松软地基，埋深较大；剪切破坏区仅仅被限制在地基内部的某一区域，未形成延伸至底面的连续滑动面。,冲剪破坏,地基破坏形式与土的压缩性有关：坚硬或紧密土：整体剪切破坏；松软土：局部剪切破坏；或冲剪破坏,pcr,临塑荷载,pu,极限荷载,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(临界荷载)。,地基土弹性变形结束，塑性变形将要开始时地基所承受的荷载,地基土塑性变形延展成连通的滑动面时地基所能承受的最大荷载,p1/4、p1/3,临界荷载,3、地基承载力类型,滑动土体自重产生的抗力,滑裂面上的粘聚力产生的抗力,侧荷载d产生的抗力,可根据内摩擦角查表求得三个系数,