《tlxdjjc9《土力学与地基基础》第九章地基承载力.ppt

土力学与地基基础 本章提要与学习目标 地基承载力理论与计算是土力学的主要课题之一，也是一个非常复杂的问题，影响因素比较多。地基基础设计时，必须满足上部结构荷载通过基础传到地基土的压力不得大于地基承载力的要求，以确保地基土不丧失稳定性。本章主要学习地基的破坏模式、浅基础的临塑荷载和临界荷载、极限承载力、容许承载力以及地基承载力特征值的选取等方面的知识。这些内容不仅是土的强度理论的实际应用，也是学习基础工程设计所必备的基本知识。 通过本章学习，要求理解各种地基承载力的理论方法与基本假设，明确各种方法的应用前提，能够结合具体的实际工程情况，确定合理的符合实际的地基承载力特征值。 本章重点 地基、基础、地基承载力 地基的破坏模式 临塑荷载和临界荷载 极限承载力、容许承载力 地基承载力特征值 §9.1 地基的破坏模式 §9.2 浅基础的临塑荷载和临界荷载 地基容许承载力(allowable bearing capacity)是指考虑一定安全储备后的地基承载力，一般记作pa。 工程实践中，根据建筑物的不同要求，可以用临塑荷载或临界荷载作为地基的容许承载力，也可以将极限承载力除以一定的安全系数作为地基容许承载力。 地基破坏过程中的剪切阶段是土中塑性区范围随着荷载的增加而不断发展的阶段，把土中塑性区开展到不同深度时所对应的荷载称为临界荷载，而地基土中将要出现但是尚未出现塑性区，即塑性区开展深度为0时的浅基础基底压力称作临塑荷载。 浅基础的临塑荷载和临界荷载 临塑荷载是指塑性区最大深度等于基础埋深时所对应的荷载。 （ F ） §9.3 地基极限承载力理论 地基的极限承载力(ultimate bearing capacity)是地基不致失稳时地基土单位面积上所能承受的最大荷载，一般记作pu。 其确定方法一般有两种： (1)通过载荷板试验； (2)根据土的极限平衡条件和已知的边界条件，建立一些半经验半理论性的计算公式。 二、太沙基极限承载力理论 太沙基(Terzaghi，1943)从实用角度建议，当基础的长宽比l / b ? 5并且基础的埋深与宽度之比d / b ? 1时，可以作为条形浅基础。基底以上的土体看作是作用在基础两侧的均布荷载q=?d。在此基础上，太沙基提出了其确定条形浅基础的极限荷载计算公式。 太沙基假定基础底面有完全光滑、完全粗糙和既非完全光滑亦非完全粗糙三种情况的，本节进行推导时只按照完全粗糙的情况进行讨论，地基滑裂面的形状如图9-7所示，也分成三个区 三、考虑其它因素影响的承载力计算公式 普朗特尔与太沙基承载力公式，都是针对中心竖向荷载作用下的条形基础，并且忽略基础底面以上土的抗剪强度的作用。因此，若基础上荷载是倾斜的或者偏心的，基底形状是矩形的或圆形的，基础埋深比较深、计算时需要考虑基底以上土的抗剪强度的作用，或土中含有地下水时，就不能直接应用上述承载力计算公式。很多学者在这个领域进行了大量研究 §9.4 地基容许承载力和地基承载力特征值 地基承载力设计值除了与土的抗剪强度参数有关之外，还与基础形状、埋深有关，而且还涉及到设计安全度的概念。 一、地基承载力的设计理论 为了满足地基的强度与稳定性的要求，设计时必须控制基底压力不得大于某一界限值。地基承载力设计可以按照三种理论进行，即容许承载力设计理论、单一安全系数法和分项安全系数法。 (一）容许承载力设计理论 P为基础底面的平均压力， 为地基容许承载力 （二）单一安全系数法 为地基极限承载力，K为安全系数，一般采用2-3 （三）分项安全系数法 以概率理论为基础的极限状态设计法，由于统计资料较为困难，还要凭借经验来确定地基承载力。 三、地基承载力特征值的确定p186 我国现行的《建筑地基基础设计规范》(GB50007—2002)采用“特征值”，用以表示正常使用极限状态计算时采用的地基承载力和单桩承载力的值，其含义为在发挥正常使用功能时所允许采用的抗力设计值。地基承载力特征值是指由载荷试验测定的地基土压力变形曲线线性变形段内规定的变形所对应的压力值，其最大值为比例界限值。地基承载力特征值可由载荷试验或其他原位测试、公式计算、并结合工程实践经验等方法综合确定。 水箱加载 桩端加载 规范法 《建筑地基基础设计规范》(GB50007—2002)允许将其应用于确定地基承载力特征值。但是强调必须有地区经验，即当地的对比资料，还应对承载力特征值进行基础宽度和埋置深度修正。该规范规定：当基础宽度大于3m或埋深大于0.5m时，从载荷试验或其它原位测试、经验值等方法确定的承载力特征值需要按照式(9-24)修正。 γ为基础底面以下土的重度，地下水位以下取浮重度；b