第八章 地基承载力要点解析.ppt

地基承载力 本章内容 1 建筑物地基设计的基本要求 2 地基在外荷载作用下的破坏形式 3 极限平衡理论求地基极限承载力 4 其他求极限承载力的方法 5 临塑荷载、临界荷载与容许承载力 第1节 地基破坏形式和变形 一、地基承载力定义 极限承载力 Ultimate bearing capacity 地基在发生剪切破坏时的荷载强度 pu 二、地基破坏的形式 1、竖直荷载下地基破坏的形式 1) 整体破坏 密实砂土，坚硬粘土，浅埋 2) 局部剪切破坏 土质较软 3) 冲剪破坏 软粘土，深埋 4) 液化 饱和松砂 2、竖直和水平荷载下地基破坏形式 1) 表面滑动 水平力大 2) 深层滑动 竖直荷载大 某谷仓的地基整体破坏 1940年软粘土地基上的某水泥仓的倾覆-整体破坏 水泥仓地基整体破坏 1、竖直荷载下地基破坏的形式 整体破坏 密实砂土，坚硬粘土，浅埋 局部剪切破坏 土质较软 冲剪破坏 软粘土，深埋 液化 饱和松砂 1964年日本新泻地震引起的大面积地基液化 2、竖直荷载和水平荷载下地基破坏形式 思考题 1 垂直均布荷载作用下,地基失稳有几种形式?土层的性质各应该是什么样的? 2 承受垂直和水平荷载的地基其失稳形式有几种？举出这类土工建筑物的例子。 3 如何确定地基的承载力？ 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 第2节 地基极限承载力一、普朗特-瑞斯纳极限承载力公式 1. 极限平衡理论： 平衡方程 极限平衡条件 普朗特假设与边界条件 2.普朗特-瑞斯纳极限承载力公式 条形基础地基的滑裂面形状 极限承载力pu 地基中的极限平衡区 1. 极限平衡理论： 1) 平面问题的平衡方程 3) 普朗特(Prandtl)的基本假设 （1）均质、无重介质地基的假设：即? = 0； （2）条形基础、底面绝对光滑(?? ? ??，竖直荷载是主应力； （3）基础底面为地表面，q ＝ ?mD 做为均布荷载； （4）地基整体剪切破坏 2、普朗特-瑞斯纳极限承载力公式1）条形基础地基的滑裂面形状 2）极限承载力pu 著名学者魏西克（Vesic）1973年建议，计算地基极限承载力使用公式： I 区 III 区 II区： 过度区 二、对普朗特地基极限承载力的修正补充 * 其它半经验承载力公式 三、太沙基公式 四、汉森公式 五、其它承载力公式 三. 太沙基地基极限承载力公式 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?0= 0?? (不会超过?,为什 么?) (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= ?mD 刚性核（I区）、过渡区（Ⅱ区）与普朗特有区别，被动区（Ⅲ区）与普朗特模型相同。 I 区（太沙基） III 区（太沙基） II区： 过度区（太沙基） 对不排水条件的饱和粘土，? = 0, Nr=0, Nq=1 Nc=5.7， pu = q+5.7c 。 比普朗特-瑞斯纳承载力公式偏大，因为考虑了基底摩擦和土体自重 (二) 局部剪切破坏（非整体破坏） 思考题 大型建筑物往往是由沉降控制设计 小型建筑物往往由承载力控制设计。 为什么？（基础的宽度对于地基的承载力和沉降各由什么影响？） （四）极限承载力pu的组成 极限承载力的三部分 (1) ? 的影响 四、 汉森基地基极限承载力公式 1、适用条件 a、倾斜荷载作用 （区别于前两种方法）； b、基础形状 基础的长宽比、矩形基础和条形基础的影响都已记入； c、基础埋深 适用于db基础底宽的情况,并考虑了基础埋深与基础宽度之比的影响。 2、极限承载力（荷载）公式 第3节 地基的设计(容许)承载力 一、设计承载力 f 及影响因素 1、容许承载力 满足地基基础的稳定和变形要求的承载力 f ? pu / Fs , s ? [s] 根据地基极限承载力计算： 地基承载力 式中 K—安全系数， K≥3 允许地基中有一定的塑性区，作为设计承载力 考察地基中塑性区的发展 地基土中某一点应力状态：?? ，?? 极限平衡应力状态(塑性区) 条形荷载塑性区的计