学习项目3 土的抗剪强度与地基容许承载力的确定 《土力学与地基基础》教学课件.ppt

* * * * * * * * * * 大量工程实践表明，用p cr作为地基承载力设计值是比较保守和不经济的，即使地基中出现一定范围的塑性区，但只要不超出某一限度，就不致危及建筑物的安全和正常使用。工程中允许塑性区发展到一定范围，这个范围的大小与建筑物的重要性、荷载性质及土的特征等因素有关。一般中心受压基础可取zmax=b/4（b为基础的宽度，单位为m），偏心受压基础可取zmax=b/3，与此相应的地基承载力用p1/4、p1/3表示，称为临界荷载，其大小分别为 临界载荷 2. 任务3.2 地基容许承载力的确定 任务3.2 地基容许承载力的确定 极限荷载是地基变形第二阶段与第三阶段的分界点相对应的荷载，是地基达到完全剪切破坏时的最小压力。极限荷载除以安全系数可作为地基的承载力设计值。 极限承载力 3. 任务3.2 地基容许承载力的确定 （1）按照假定滑动面法求解。 确定极限承载力计算公式的方法 （2）按照极限平衡理论求解。 根据塑性平衡理论导出在已知边界条件下，滑动面的数学方程式来求解。这种方法由于在数学求解时遇到很大的困难，因此目前尚没有严格的一般解析解，仅能对某些边界条件比较简单的情况求得其解析解。 先假定在极限荷载作用时土中滑动面的形状，然后根据滑动土体的静力平衡条件求解。按照这种方法得到的极限荷载公式比较简单，使用方便，目前在实践中应用较多。 任务3.2 地基容许承载力的确定 奥地利土力学家太沙基于1943年提出了确定条形基础的极限荷载公式。太沙基认为，从实用角度考虑，当基础的长宽比l/b≥5及基础的埋深h≤b时，可视为条形基础。基底以上的土体看作是作用在基础两侧的均布荷载q=γd。太沙基利用塑性理论推导出条形基础在中心荷载作用下的极限承载力公式。在公式的推导过程中做了一些基本切合实际的假定（见图3-19），其假定如下。 任务3.2 地基容许承载力的确定 太沙基公式中的滑动面性状 任务3.2 地基容许承载力的确定 （1）基底面粗糙，Ⅰ区的基底面下的三角形弹性楔体处于弹性压密状态，它在地基破坏时随基础一同下沉。假定滑动面AC（或BC）与基底面的夹角为φ。 （2）Ⅱ区（辐射受剪区）的下部近似为对数螺旋曲线CD、CE。Ⅲ区（朗金被动区）下部为一斜直线，滑动面AD及DF与水平面的夹角为（45°－φ/2），塑性区（Ⅱ区与Ⅲ区）的地基同时达到极限平衡。 （3）基础两侧的土重为边载荷（q=γd），不考虑这部分土的抗剪强度。Ⅲ区的重量抵消了上顶的作用力，并通过Ⅱ区和Ⅰ区阻止基础的下沉。 任务3.2 地基容许承载力的确定 根据对弹性楔体（基底下的三角形土楔体ABC）的静力平衡条件的分析，经过一系列的推导，整理得出式（3-17）。  （3-17） 式中，N γ、N c、N q为承载力系数，仅与地基土的内摩擦角φ有关，可查专用的承载力系数图中的曲线（实线）确定；q为基底以上的土体看作是作用在基础两侧的均布荷载，q=γd；其余符号意义同前。 任务3.2 地基容许承载力的确定 太沙基公式中的承载力系数 任务3.2 地基容许承载力的确定 式（3-17）的适用条件是地基土较密实且地基土产生完全的剪切整体滑动破坏，即荷载试验结果p-s曲线上有明显的第二拐点情况，如图中曲线①所示；若地基土较松软，则荷载试验结果p-s曲线上没有明显的拐点，如图中曲线②所示，太沙基称这类情况为局部剪切破坏，此时的极限荷载公式为 p-s曲线的两种类型 任务3.2 地基容许承载力的确定 【例3-2】 任务3.2 地基容许承载力的确定 【例3-2】 任务3.2 地基容许承载力的确定 规范法确定地基容许承载力 3.2.3 确定地基土的类别和土的物理状态指标 1. 任务3.2 地基容许承载力的确定 当基础宽度b≤2 m，基础的埋置深度h≤3 m时，地基土的容许承载力用地基承载力基本容许值［fa0］表示，可按土的类别及其物理状态指标从规范相应的表中查得。 查取地基承载力基本容许值［fa0］ 2. 任务3.2 地基容许承载力的确定 1）黏性土 任务3.2 地基容许承载力的确定 任务3.2 地基容许承载力的确定 2）沙土 任务3.2 地基容许承载力的确定 3）碎石 任务3.2 地基容许承载力的确定 4）岩石 任务3.2 地基容许承载力的确定 5）粉土 任务3.2 地基容许承载力的确定 地基承载力不仅