《土质与土力学》课件第八章地基承载力精品.ppt

第八章地基承载力 §8.1 地基的破坏型式和地基承载力 一、地基稳定性 二、地基破坏的形式 竖直荷载下地基破坏的形式 整体剪切破坏 密实砂土，坚硬黏土，浅埋 局部剪切破坏 土质较软 冲切剪切破坏 软黏土，深埋 如何满足地基设计的条件？ 承载力？ 变形？ 确定承载力的三种方法 载荷试验 理论公式计算 经验方法 地基承载力：地基单位面积上所能承受荷载的能 力。 分为：极限承载力、容许承载力。 （1） 极限承载力 地基承受荷载的极限压力，当基底压力达 到pu时，地基发生整体剪切破坏。 （2） 容许承载力(承载力特征值) §8.2 按地基中塑性区的发展确定地基承载力 §8.3 按极限荷载确定地基承载力 极限状态 结构或结构的一部分超过某一特定状态而不能满足设计规定的某一功能要求时,这一特定状态称为结构对于该功能的极限状态 承载能力极限状态 一般是结构的内力超过其承载能力 正常使用极限状态 一般是以结构的变形、裂缝和振动参数超过设计允许的限值为依据 根据承载能力极限状态确定地基的承载力 一、 Prandtl承载力理论 1. Prandtl计算公式 ： 2. Prandtl -Reissner承载力公式 (1) 条形基础地基的滑裂面形状 (2) 极限承载力pu 普朗特(Prandtl)的基本假设 1. 基础底面是绝对光滑的（?????，保证竖直荷载是主应力 2. 无重介质的假设：即?=0： 极限平衡区与滑裂面的形状 I 区 III 区 Ⅱ区： 普朗德尔区： 极限承载力pu 二. 太沙基公式 1. 基本条件 2. 假设的滑裂面形状 3. 极限承载力公式 1.基本条件 （1）考虑地基土的自重 基底土的重量??0 （2）基底可以是粗糙的? （3）忽略基底以上部分土本身的阻力,简化为上部均布荷载q= ?D 2. 假设的滑裂面形状 极限承载力pu的组成 极限承载力的三部分 (1) ? 的影响 极限承载力和容许承载力的区别 极限承载力pu 地基达到完全剪切破坏时的荷载 容许承载力f 同时满足强度和变形要求的荷载 确定地基承载力设计值的方法 1.现场试验法：载荷试验、标准贯入试验、静力触探等。要进行修正 2.规范公式计算法，不做宽度深度修正 3.根据经验确定容许承载力，做宽度深度修正 目前规范中设计承载力的确定 1. 静载荷试验 fa=fak+?b?(b-3)+?d?m(d-0.5) fak :静载荷试验确定的承载力-特征值（标准值） fa ：深宽修正后的承载力特征值（设计值） 几点说明： ①公式仅适用于eb/30的情况，这是因为用该公式确定承载力相应的理论模式是基底压力呈均匀分布。当受到较大水平荷载或偏心荷载使合力偏心距过大时，地基反力就会很不均匀，为了使计算的地基承载力符合其假设的理论模式，故对式增加以上的限制。 ②公式中的承载力系数Mb、Md、Mc是以界限塑性荷载p1/4理论公式中相应系数为基础确定的。考虑到内摩擦角大时理论值Mb偏小的实际情况，所以对一部分系数按试验结果做了调整。 ③按式确定地基承载力时，只保证地基强度有足够的安全度，未能保证满足变形要求，故还应进行地基变形验算。 ④ 抗剪强度指标应取质量较好的原状土样以三轴压缩试验测定，每层土不少于6组。 Ep=Ep1+Ep2+Ep3 ? W p u B 考虑刚性核的平衡 1. 当基底绝对粗糙时，夹角为?； 2. 考虑刚性核的平衡： 荷载： p u 自重：W 黏聚力：C 被动土压力Ep Ep1：土体自重 Ep2：滑裂面上黏聚力 Ep3 ：侧向荷载 1、基底完全光滑时（ ） 承载力系数 承载力系数表 1、基底完全光滑时（ ） 2、基底完全粗糙时（ ） 承载力系数 太沙基承载力系数图 局部剪切破坏 整体剪切破坏 承载力系数图 2、基底完全粗糙时（ ） （4）矩形按方形（b/l=1）条形（b/l=0）的pu内插值。 （1）整体剪切破坏的地基：由内摩擦角直接查承载力系数Nc、Nq、Nγ。 （2）局部剪切破坏的地基：太沙基建议对土的抗剪强度指标进行折减，根据φ*查Nc、Nq、Nγ。 （3）方形（宽度b）及圆形（半径b）地基：太沙基建议分别按下式计算。 ? BN? /2 cNc ?D qNq 滑动土体自重产生的抗力 滑裂面上的黏聚力产生的抗力 侧荷载?D产生的抗力 pu ? 影响滑裂面形状的大小，承载力因数的大小.滑动土体的体积, q的分布范围, 滑裂面的大小. (2) 宽度B增加为2B，滑动体体积增加为原来的22倍(提供的抗力)，由此增加的承载力增加为原来的2倍。(?