临界荷载土力学地基基础.PPT

第三节 无粘性土的抗剪强度 砂土在固结排水试验中的应力应变与体变曲线 三、土的空隙比及剪胀性 松砂受剪，一般不出现峰值强度，其体积先是急剧减少，然后略有回胀；紧砂受剪时，先是颗粒彼此贴紧，体积略有收缩，然后由于咬合摩擦造成颗粒跨越发生相对位移，体积迅速增大，与此对应，应力应变曲线开始很陡，达峰值时，由于试样颗粒间咬合作用削弱，强度亦有所降低。 影响土的抗剪强度的因素是多方面的，主要有： 一、土的矿物成分、颗粒形状和级配的影响 一般来说，粘性土的抗剪强度随着粘粒和粘土矿物含量的增加而增大。砂性土在土的颗粒级配中，粗颗粒越多，形状越不规则，表面越级糙，则其内摩擦角越大，因而其抗剪强度也越高。 二、土的密实度和含水率的影响 土的原始密度越大，其抗剪强度就越高。含水率增高一般将使土的抗剪强度降低。 第四节 土的抗剪强度的影响因素 三、土体结构受扰动情况及应力作用历史影响 粘性土的天然结构如果被破坏时，其抗剪强度就会明显下降，所以施工时要注意保持粘性土的天然结构。从土体的应力作用历史来分析，超固结土的抗剪强度值比正常固结土的大，而正常固结土的抗剪强度值比欠固结土大。 四、抗剪强度试验方法的影响 采用的试验方法（包括仪器、试验条件及过程）不同，导致同一种土的试验结果也会明显不同。 第四节 土的抗剪强度的影响因素 地基破坏实例 膨胀土对建筑物的危害 活动区域 潜在性膨胀土的分布限与热带和温带的半干旱地区内。这种条件助长了蒙特石形成。很多国家都发现了膨胀土。 印度的黑棉土 地基破坏实例 第五节 地基的临界荷载 定 义 地基在不破坏、不产生过大沉降的前提下能够承受的荷载的大小。 特 点 (1) 上部结构－基础－地基系统中的重要组成部分。 （2）性质复杂。 要 求 （1）不破坏。 （2）不产生过大变形（沉降）。 （3）稳定性。 地基的破坏过程 pcr pu pcr~ p1/3 临塑荷载 连续滑动面 和极限荷载 塑性区发展 和临界荷载 pcr pu 地基土开始出现剪切破坏 s 连续滑动面 P · · 地基承载力确定 最终地基中形成一连续的滑动面，基础急剧下沉或向一侧倾斜，土体被挤出，基础四周地面隆起。 第五节 地基的临界荷载 一、地基的破坏形式 (1) 整体剪切破坏 密实砂土或硬粘土 p S pcr pu 第五节 地基的临界荷载 (2) 局部剪切破坏 中密砂土或一般粘性土 或基础埋深较大 p S 第五节 地基的临界荷载 (3) 冲剪破坏 松 砂 p S 第五节 地基的临界荷载 二、浅基础的地基临塑荷载和临界荷载 1、 临塑荷载 土力学地基基础 * 土力学地基基础 * 1.建筑物地基承载力问题(图1) 基础下的地基土体产生整体滑动或因局部剪切破坏而导致过大的地基变形甚至倾覆。 2000年西藏易贡巨型滑坡 8km 变形破坏 位移、不均匀沉降等超过规定限值 地基破坏 强度破坏 地基整体或局部滑移、土工构筑 物失稳 土体强度破坏的机理： 在外荷载作用下，土体中将产生剪应力和剪切变形，当土中某点由外力所产生的剪应力达到土的抗剪强度时，土就沿着剪应力作用方向产生相对滑动，该点便发生剪切破坏。 第六章 土的抗剪强度和地基承载力 §6.1 土的抗剪强度和极限平衡条件 土体抵抗剪切破坏的极限能力 粘土 粘土和石头 地基土可能的滑动方向 岩石 办公楼外墙 回填土 1776年，库仑根据砂土剪切实验得出 一、 库仑公式 库仑定律：土的抗剪强度是剪切面上的法向总应力? 的线性函数 。 ?f =? tan? ? ?f 后来，根据粘性土剪切试验得出 ?f =c+? tan? 粘土 c ? ? ?f 砂土 土的粘聚力 土的内摩擦角 第六章 土的抗剪强度和地基承载力 --土体内任一点处不同方位的截面上应力的集合 ?3 ?3 ?1 ?1 ? ? ? ?3 ?1 ? 斜面上的应力 二、土体中任一点的应力状态 第六章 土的抗剪强度和地基承载力 ? ? O ?1 ?3 1/2(?1 +?3 ) ? 2? A(?, ?) 土中某点的应力状态可用莫尔应力圆描述 ?3 ?1 ? ? ? 莫尔圆可以表示土体中一点的应力状态，莫尔圆圆周上各点的坐标就表示该点在相应平面上的正应力和剪应力。 第六章 土的抗剪强度和地基承载力 ?3 ?1 c ? ? f 2? f A ? ? cctg? 1/2(?1 +?3 ) 无粘性土： 粘性土： o B 三、莫尔-库仑强度理论 第六章 土的抗剪强度和地基承载力 A B D O τ σ τ＝τf