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第九章 地基承载力 §9.1 概述 §9.2 浅基础的地基破坏模式 §9.3 地基临界荷载 §9.4 地基极限承载力 §9.5 地基容许承载力和地基承载力特征值 §9.1 概述 一、地基承载力概念 一、地基的三种破坏模式 §9.3 地基临界荷载 一、地基变形的三个阶段 1、塑性区的发展范围 三、例题分析 §9.4 地基极限承载力 9.4.1普朗德尔和赖斯纳极限承载力理论 9.4.3 汉森极限承载力 二、 按《地基规范》确定地基承载力 1、按抗剪强度指标确定地基承载力 按原位测试成果确定地基承载力 一、载荷试验法 二、静力触探试验法 三、标准贯入试验法 * * 主要内容 掌握地基的承载规律、发挥地基的承载能力、合理确定地基承载力，地基不致因荷载作用而发生剪切破坏或产生变形过大而影响建筑物的正常使用，根据临塑荷载和临界荷载确定地基承载力； 熟悉理论公式法和载荷试验法确定地基容许承载力和地基承载力特征值； 了解规范表格法和当地经验法确定地基承载力的概念 大纲要求 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 地基设计一般都限制在基底压力不超过基础深宽修正后的地基容许承载力或地基承载力特征值（设计值） 二、确定地基承载力的方法 原位试验法 理论公式法 规范表格法：根据室内试验、现场测试指标查表 当地经验法：类比方法 载荷试验 静力触探 标准贯入 旁压试验 临塑荷载计算 临界荷载计算 极限荷载 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 §9.2 浅基础的地基破坏模式 2.局部剪切破坏 a. p-s曲线转折点不明显，没有明显的直线段 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 二、破坏模式的影响因素和判别 主要影响因数： 1、土的条件：如种类、密度、含水率、压缩性、抗剪强度 如，土的压缩性低、土体相对较密实——整体剪切破坏； 土的压缩性高、土体较疏松——冲切剪切破坏； 2、基础条件：形式、埋深、尺寸 如，埋深大——易发生冲切剪切破坏 3、其他条件： 如，正常固结粘土，加荷时不发生体积变化——整体剪切破 坏； 加荷慢，发生体积变化——冲剪破坏； 受瞬时冲击荷载——冲剪破坏 0 s p pcr pu a b c p＜pcr pcr＜p＜pu p≥pu a.线性变形阶段(压缩阶段） 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τ＜τf,地基处于弹性平衡状态 b.弹塑性变形阶段（剪切阶段） 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 c.破坏阶段（隆起阶段） 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 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，地基所承受的基底压力称为临塑荷载pcr 地基濒临破坏（即弹塑性变形阶段转变为破坏阶段）时，地基所承受的基底压力称为极限荷载pu z z b d q=? d p β0 △σ1 △σ3 根据弹性理论，均质地基中任意点由条形均布压力所引起的附加大、小主应力 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? d＋? z M点达到极限平衡状态，大、小主应力满足极限平衡条件 M 二、塑性变形区边界方程 2、塑性区边界方程 3、塑性区最大深度zmax 9.3.2 临塑荷载pcr和临界荷载 1、临塑荷载Pcr——当zmax＝0，即刚出现塑性变形区时，地基所能承受的基底压力 =Nc =Nq Nc、Nq为承载力系数，均为?的函数 以临塑荷载pcr作为地基容许承载力，取值偏于保守 2、临界荷载——塑性区开展深度在某一范围内所对应的荷载,即容许地基产生一定塑性变形区所对应的荷载 中心荷载 偏心荷载 1）P1/4——Zmax=b/4时对应的临界荷载 2）P1/3——Zmax=b/3时对应的临界荷载 式中，Nc、Nq、N1/4、N1/3 为承载力系数，均为?的函数，可以计算得，也可查表得。 Nc、Nq 与临塑荷载计算式中的一致。 临界荷载由 三