【教学课件】第10章地基承载力.ppt
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1、第10章 地基承载力,10.1 概述,地基承载力概念,建筑物荷载通过基础作用于地基,对地基提出两个方面的要求,1.变形要求,建筑物基础在荷载作用下产生最大沉降量或沉降差,应该在该建筑物所允许的范围内,2.稳定要求,建筑物的基底压力,应该在地基所允许的承载能力之内,地基承载力:地基所能承受荷载的能力,一、地基的破坏形式,1.整体剪切破坏,a.p-s曲线上有两个明显的转折点,可区分地基变形的三个阶段,b.地基内产生塑性变形区,随着荷载增加塑性变形区发展成连续的滑动面,c.荷载达到极限荷载后,基础急剧下沉,并可能向一侧倾斜,基础两侧地面明显隆起,2.局部剪切破坏,a.p-s曲线转折点不明显,没有明显
2、的直线段,b.塑性变形区不延伸到地面,限制在地基内部某一区域内,c.荷载达到极限荷载后,基础两侧地面微微隆起,3.冲剪破坏,b.地基不出现明显连续滑动面,c.荷载达到极限荷载后,基础两侧地面不隆起,而是下陷,a.p-s曲线没有明显的转折点,1,3,2,整体剪切破坏,冲剪破坏,局部剪切破坏,二、地基的破坏过程及特征荷载(一)地基的破坏过程,1.直线变形阶段(oa段),塑性变形区,连续滑动面,oa段,荷载小,主要产生压缩变形,荷载与沉降关系接近于直线,土中f,地基处于弹性平衡状态,2.局部剪切破坏阶段(ab段),ab段,荷载增加,荷载与沉降关系呈曲线,地基中局部产生剪切破坏,出现塑性变形区,3.整
3、体剪切破坏阶段(bc段),bc段,塑性区扩大,发展成连续滑动面,荷载增加,沉降急剧变化,(二)特征荷载 1.临塑荷载:地基开始出现剪切破坏(即弹性变形阶段转变为弹塑性变形阶段)时,地基所承受的基地压力称为临塑荷载pcr.应用:可作为一种地基承载力,但安全余量较大.基底接触压力的设计值P f=Pcr f:地基承载力的设计值,kpa.,3.极限荷载:地基濒临破坏(即弹塑性变形阶段转变为破坏阶段)时,地基所承受的基地压力称为极限荷载pu,2.临界荷载:塑性区最大深度Zmax=B/3,B/4时对应的基底接触压力大小,分别称为地基的临界荷载P1/3,P1/4.,应用:可作为一种地基承载力,经济又安全.中
4、压:基底接触压力的设计值P f=P1/4 偏压:(Pmax+Pmin)/21.2 f=1.2P1/3,应用:基底接触压力的设计值P f=Pu/K f:地基承载力的设计值,kpa.K1.5-3.0;K:地基承载力安全系数 由建筑物的等级,规模,重要性决定.,三.地基承载力极其确定方法,目前水工建筑物地基设计计算中常用的地基设计承载力有两类,一是地基容许承载力,二是地基承载力设计值.确定地基承载力一般常采用以下几种方法:理论公式法,这种方法又分为两大类:1)按塑性变形区的发展范围确定承载力,2)按极限荷载确定承载力;现场原位试验法;地基规范查表法.,10.2 按塑性变形区深度确定地基承载力,一、塑
5、性变形区的范围,根据弹性理论,地基中任意点由条形均布压力所引起的附加大、小主应力分别为,(其中 0=2),假定在极限平衡区土的静止侧压力系数K0=1,M点土的自重应力所引起的大小主应力均为(dz),M点达到极限平衡状态,大、小主应力满足极限平衡条件,塑性区边界方程,塑性区最大深度zmax,二、临塑荷载pcr和临界荷载,当zmax0,地基所能承受的基底附加压力为临塑荷载,塑性区开展深度在某一范围内所对应的荷载为界限荷载,中心荷载,偏心荷载,10.3 浅基础地基的极限承载力,一、普朗特尔极限承载力公式,1920年,普朗特尔根据塑性理论,在研究刚性物体压入均匀、各向同性、较软的无重量介质时,导出达到
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