第八章.地基承载力

1土力学与地基基础•土木系第八章地基承载力的确定(1)2第八章地基承载力的确定第一节：概述：1、地基承载力是指地基承受荷载的能力。试验研究表明，在荷载作用下，建筑物地基的破坏通常是由于承载力不足而引起的剪切破坏，如图所示。现场原位试验法查规范表格法理论公式计算法影响土抗剪切破坏能力的因素很多，目前确定地基承载力的方法主要有：3第二节：地基的剪切破坏发展过程：1、现场载荷试验得P-S曲线：1、剪切变形发展三个阶段：压密变形阶段(oa)、局部剪损阶段(ab)整体剪切破坏阶段＜b以后)。2、两个界限荷载：1）临塑荷载Pcr标志着地基土从压密阶段进入局部剪损阶段。当荷载小于这一界限荷载时，地基内各点土体均未达到极限平衡状态，塑性区最大深为0。42）极限荷载Pu标志着地基土从局部剪损破坏阶段进入整体破坏阶段。这时基础下．滑动边界范围内的全部土体都处于塑性破坏状态，地基丧失稳定，称为极限荷载，也称为地基的极限承载力。以上所述为一种常见的剪切破坏方式，称整体剪切破坏（a)。除此以外，还有其他的破坏形式。(b).(c)3、剪切破坏的形式：a.整体剪切破坏b.局部剪切破坏c.冲切破坏5整体剪切破坏，局部剪切破坏和冲剪破坏是竖直荷载作用下地基失稳的三种破坏形式。实际产生哪种形式的破坏取决于许多因素，主要的是地基土的持性和基础的埋置深度。概括而言，土质比较坚硬、密实，基础埋深不大时，通常将出现整体剪切破坏。如地基土质松软则容易出现局部剪切破坏和冲剪破坏。随着基础埋深增加，局部剪切破坏和冲剪破坏变得更为常见。埋入砂土很深的基础，即使砂土很密实也不会出现整体剪切破坏现象。6第三节：地基的应力计算：对于宽度为b的条形基础，地基中一点的应力如下：1、自重应力。在地基承载力计算时，自重应力简化为各向同性，大小为：σ1z＝σ3z＝γz+γ0d2、地基中附加应力σ’1，σ’3σ’1σ’3p0π(β0sinβ0）+＝σ1σ3＝σ’1σ’3+σ1zσ3z7+-πσ1σ3＝P－γd(β0sinβ0）+γz+γ0d由极限平衡条件σ1+σ3+2c.ctgΦσ1－σ3sinΦ=代入上式得：Z=P－γ0dπγ(-β0）sinβ0sinφγtgφc--γ0γdZ为发生破坏的点（塑性区）深度。其最大值zmax可以由对上式求导并令dz/dβ0=0得到：3、塑性区深：dzdβ0=P－γ0dπγ(-1）＝0cosβ0sinφ即：cosβ0=sinφβ0=π/2-φ8第四节：地基的临塑荷载与临界荷载计算一、临塑荷载pcr的计算：如果zmax=0,则表示地基中将要出现但尚未出现塑性变形区，其相应的荷裁即为临塑荷载pcr。因此，在上式中令zmax=0，可得临塑荷载的表达式为：可用此值作为地基设计承载力。0crqcpNrdNc9工程实践表明，即使地基发生局部剪切破坏，只要塑性区范围不超出某一限度，如，对于条形基础，只要zmax控制在基础宽度的1/4或1/3,相应的荷载用p1/4或p1/3表示，地基仍处于稳定态。令zmax＝1/3b,得：令zmax＝1/4b,得：可用p1/4或p1/3作为地基设计承载力。二、临界荷载p1/4或p1/3的计算：101/3~1/40maxmax/3,3()2/4,4()2rqcrrprBNrdNcNZbNctgZbNctg取取11第五节：地基的极限承载力pu：一、概念：地基的极限承载力pu是地基承受基础荷载的极限压力。。常常，地基的设计承载力可以用pu除以一安全系数k求得.二、其求解方法：一般有两种：①根据土的极限平衡理论和已知边界条件，计算出土中各点达极限平衡时的应力及滑动方向，求得基底权限承载力；②通过基础模型试验，研究地基的滑动面形状并进行简化，根据滑动土体的静力平衡条件求得极限承载力。由于推导时的假定条件不同，所得极限承载力的计算公式也就不同．12（一）普朗德尔公式（忽略土的重度）：取脱离体obce，根据作用在脱离体上力的平衡条件，不计基底以下地基土的重度,可求得极限承载力为：13(二)、太沙基公式求pu：1、条形基础，整体剪切破坏：2、条形基础，局部剪切破坏：3、方形基础，宽为b:4、圆形基础，半径为b:12ucqpcNqNbN21'''32ucqpcNqNbN1.20.4ucqpcNqNbN1.20.6ucqpcNqNbN1415三、汉森公式求pu：161718结束谢谢！KeepConnectingInTheFuture