土力学与基础工程-土力学部分课件：地基承载力与土坡稳定性.pptx

7.1概述

地基承载力是指地基承受荷载的能力。当地基承受的荷载达到不致使地基产生失稳破坏的最大荷载，或者达到不适于继续承载的变形时所对应的荷载，则称为极限荷载或极限承载力，而将与建(构)筑物正常使用状态下允许的地基变形值所对应的地基承载能力，称为地基容许承载力。

;影响地基承载力的因素包括：

地基土的性质

基础的埋置深度、宽度、形状

建筑物的结构特性等。

确定地基承载力的方法有：

原位试验法

理论公式法

规范表格法

当地经验法;土坡是指具有倾斜表面的土体，典型土坡的剖面形状和各部位名称如图7.1所示。;导致土坡滑动破坏的主要原因：

一是外界荷载作用或土坡环境变化等导致土体内部的剪应力增大。

二是由于外界各种因素引起土体抗剪强度降低，促使土坡失稳破坏。;建筑物的地基破坏通常是由于承载力不满足引起的剪切破坏。地基承受荷载会产生两种变形，即压缩变形和剪切变形。沉降变形过大会引起建筑物不同程度的破坏，同样剪切变形过大，使土体剪切破坏以引起地基失稳滑动而造成建筑物的倾倒破坏。

;地基剪切破坏形式：

整体剪切破坏

局部剪切破坏

冲切破坏

整体剪切破坏的特征是：

;;;P—s曲线直线段不明显，转折点a、c不易确定，荷载增大到c点，基础急剧下降，p—s曲线变陡。

上述三种破坏模式受很多因素的影响，施加的荷载性质、速率、大小、基础的类型、材料、刚度、尺寸、埋深地基土的性质等。一般压缩性小的地基土，若发生失稳，多为整体剪切破坏；饱和软黏土地基，若加荷载速度快，土体内超静水压力上升过快，极易发生局部剪切破坏。

;目前还没有定量准确判断地基破坏类型的准则。

地基承载力是指地基承受荷载的能力

如右图所示整体破坏的压缩曲线，存在三个变形阶段。;1、线性变形阶段：

荷载较小时，出现oa直线段，土粒发生竖向变形，孔隙减小产生地基的压密变形，土中各点均处于弹性平衡状态，地基中应力应变问题可用弹性力学理论求解。;2、弹塑性变形阶段：

a点的荷载为地基边缘将出现塑性区的边界值，称为临塑荷载pcr。曲线ab不再是线性表示，变形速率不断加大，主要是塑性变形。随着荷载的加大，塑性变形区从基础的边缘逐渐开展并加大加深，荷载加大到c点时，塑性区扩展的连续滑动面，;则地基濒临失稳破坏，故称c点对应的荷载为极限荷载pu。

3、破坏阶段：

p—s曲线b点以下的阶段，基础急剧下沉，荷载不能增加，或荷载增加不多。

通过地基三阶段的讨论，可得出如下概念：临塑荷载pcr是指地基中的刚要出现塑性剪切区的临界荷载；;破坏形式;§7.3临塑荷载与临界荷载;;设一条形基础埋深D,假定土体积不变μ＝0.5，侧压力系数k0＝1，自重压力γ(d+Z）作用下，M点产生的主应力为

如（a）图，在附加应力p0作用下引起土中M点的大小主应力.;;将(1)式代入（2）式得：;塑性区的最大深度Zmax可由;如果zmax＝0，则表示地基刚要出现，但尚未出现塑性区时相应的荷载为pcr:;则有:;因此，如果用pcr作为浅基础地基承载力无疑是保守的，但究竟塑性区容许有多大的发展，目前还没有明确的一致的意见，根据经验，一般取;而对于偏心荷载作用的基础，一般取zmax=b/3对应的界限荷载p1/3作为地基的承载力，即：;【例7.1】某条形基础宽5m，基底埋深1.2m，地基土?=18.0kN/m，?=22?，c=15.0kPa，试计算该地基的临塑荷载pcr及p1/4、p1/3。

【解】

①由式(7.6)可求得临塑荷载pcr为：;②由式(7.7)可求得为：;§7.4地基的极限承载力;另一类是假定滑动面法，假定地基整体剪切破坏的滑裂面形状，按静力平衡条件求解极限荷载。;用一个宽为B，无限长的底面光滑的条形基础，埋深为D,假定土体无重量γ＝0，基础下边土体处于极限平衡状态。;Ⅱ区——由对数螺旋线及辐射线组成

;Ⅲ区——被动土楔，由于主动土楔ABC向下位移，把附近的土向两侧推挤；ADE区为被动朗金区，取土体，根据静力平衡条件，求出（考虑埋深土重);【例7.2】某场地有1.2m厚填土，填土以下为黏土。填土的天然重度?0=17.5kN/m3，黏土的天然重度?=18kN/m3、内摩擦角?=24?、黏聚力c=15kPa。拟在该场地上建造一条形基础，基础宽度b=2m，埋置深度d=1.2m。①试按普朗德尔-赖斯纳