土质学与土力学 第九章 地基承载力.ppt

第九章地基承载力 Bearing Capacity of Foundation Soil §9-1 概述 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 地基的临塑荷载、临界荷载与容许承载力 地基承载力定义 极限承载力 Ultimate bearing capacity 承载地基在发生剪切破坏时的荷载强度 The intensity of bearing pressure at which the supporting ground is expected to fail in shear 建筑物地基设计的基本要求 1）稳定要求： 荷载小于承载力（抗力） p? pu /Fs =f 2）变形要求：变形小于设计允许值 S ?[S] （1）沉降量 （2）沉降差 （3）倾斜 （4）局部倾斜 §9-2 浅基础的地基破坏形式 一、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 二、竖直和水平荷载下地基破坏形式 表面滑动 水平力大 深层滑动 竖直荷载大 某谷仓的地基整体破坏 1940年在软粘土地基上的某水泥仓的倾覆 水泥仓地基整体破坏 1964年日本新泻（Niigata）地震地基的大面积液化 二、 竖直荷载和水平荷载下建筑物地基破坏的形式 地基的变形 建筑物地基设计的基本要求 1）稳定要求：荷载小于承载力（抗力） p ? pu /Fs =f 2)变形要求：变形小于设计允许值 S ?[S] (1)沉降量 (2)沉降差相邻柱基 (3)倾斜砌体承重结构 (4)局部倾斜 大 Nishinomiya 桥的桥墩破坏. 6个桥墩中至少2个严重破坏，其可能的原因是岸边桥墩的大变形导致第一组桥墩过载。 小节 1）破坏形式 竖直荷载作用下，有水平荷载时 2) 变形要求 (1)沉降量 (2)沉降差相邻柱基 (3)倾斜砌体承重结构 (4)局部倾斜 思考题 1 在垂直均布荷载作用下,地基的失稳有几种形式?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 二 地基承载力的理论公式2 极限状态定义 1 极限状态Limit state 结构或结构的一部分超过某一特定状态 而不能满足设计规定的某一功能要求时 这一特定状态称为结构对于该功能的极限状态 承载能力极限状态 一般是结构的内力超过其承载能力 正常使用极限状态 一般是以结构的变形、裂缝和振动参数超过设计允许的限值为依据 根据承载能力极限状态确定地基的承载力 二 地基承载力－理论公式法 普朗特-瑞斯纳承载力公式 一. 极限平衡理论： 1.平衡方程： 2.极限平衡条件 3. 假设与边界条件 二.普朗特-瑞斯纳承载力公式 1. 条形基础地基的滑裂面形状 2. 极限承载力pu 平面问题的平衡方程 普朗特(Prandtl)的基本假设 1. 基础底面是绝对光滑的（?????，保证竖直荷载是主应力 2. 无重介质的假设：即在式（1）中?=0： 二 地基承载力－理论公式法 普朗特-瑞斯纳承载力公式 一. 极限平衡理论： 1.平衡方程： 2.极限平衡条件 3. 假设与边界条件 二.普朗特-瑞斯纳承载力公式 1. 条形基础地基的滑裂面形状 2. 极限承载力pu I 区 III 区 2区： 过度区： 2. 极限承载力pu * 其它半经验承载力公式 一. 太沙基公式 二.汉森公式 三.其它承载力公式 一. 太沙基公式 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= ?D 2. 假设的滑裂面形状 太沙基公式中的承载力因数 N?、Nq、Nc 查图6.38，以?为变量 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有什么