第六部分：地基承载力

第六部分：地基承载力1、概述地基承载力的概念：地基承载荷载的能力。地基承受建筑物荷载作用后，一方面附加应力引起地基内土体变形，造成建筑物沉降或不均匀沉降，若沉降过大，就会导致建筑物严重下沉、倾斜或挠曲、上部结构开裂；另一方面，引起地基内土体的剪应力增加。当某一点的剪应力达到土的抗剪强度时，这一点的土就处于极限平衡状态。第六部分：地基承载力1、概述当某一点的剪应力达到土的抗剪强度时，这一点的土就处于极限平衡状态。若土体中其一区域内各点都达到极限平衡状态，就形成极限平衡区，或称为塑性区，如果荷载继续增大，地基内塑性区的范围随之不断增大，局部的塑性区发展成为连续滑动面(或贯穿到地表，或存在于地基上内部)，这时，基础下一部分土体将沿滑动面产生整体滑动，称为地基失去稳定，或丧失承载能力。第六部分：地基承载力1、概述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当地经验法第六部分：地基承载力2、浅基础地基破坏模式（1）整体剪切破坏、局部剪切破坏和冲剪破坏三种第六部分：地基承载力2、浅基础地基破坏模式a整体剪切破坏整体剪切破坏的特征是，当基础荷载较小时，基底压力p与沉降s基本上成直线关系，如图8—2中A曲线的oa段，属于线性变形阶段，当荷载增加到某一数值时，在基础边缘处的土开始发生剪切破坏，随着荷载的增加，剪切破坏区(或称塑性变形区)逐渐扩大，这时压力与沉降之间成曲线关系，如图8—2中A曲线的ab段，属弹塑性交形阶段。如果基础上的荷载继续增加，剪切破坏区不断扩大，最终在地基中形成一连续的滑动面，基础急剧下沉或向一侧倾倒，同时基础四周的地面隆起，地基发生整体剪切破坏。第六部分：地基承载力2、浅基础地基破坏模式b局部剪切破坏局部剪切破坏是介于整体剪切破坏和冲剪破坏之间的一种破坏形式，剪切破坏也从基础边缘开始，但滑动面不发展到地面，而是限制在地基内部某一区域，基础周围地面微微隆起，但不如整体剪切破坏时明显。压力与沉降关系曲线从一开始就呈现非线性关系，如图8—2曲线B。第六部分：地基承载力2、浅基础地基破坏模式c冲剪破坏冲剪破坏一般发生于基础刚度很大，地基土十分软弱的情况。在荷载作用下，由于基础下软弱土的压缩变形使基础连续下沉，如荷载继续增加到某一数值时，基础可能向下“切入”土中，基础侧面附近的土体因垂直剪切而破坏。冲剪破坏时，地基中没有出现明显的连续滑动面，基础四周的地面不隆起，压力与沉降关系曲线与局部剪切破坏的情况类似，曲线不出现明显的转折现象，如图8—2曲线c。第六部分：地基承载力2、浅基础地基破坏模式不同类型p-s曲线第六部分：地基承载力2、浅基础地基破坏模式(2)地基破坏模式的影响因秦1)土的压缩性一般地说，对于密实砂土和坚硬粘土将发生整体剪切破坏，面对于压缩性比较大的松砂和软粘土，将可能出现局部剪切或冲剪破坏。2)与基础埋深及加荷速率等因素有关当基础埋深较浅、荷载为缓慢施加的恒载时，将趋向十发生整体剪切破坏；若基础埋深较大，荷载是快速施加的或是冲击荷载，则可能形成局部剪切破坏或冲剪破坏。第六部分：地基承载力3、地基临界荷载（1）地基土中应力状态的三个阶段①、线性变形阶段0a段②、塑性变形阶段ab段③、破坏阶段bc段第六部分：地基承载力3、地基临界荷载（2）地基塑性变形区边界方程第六部分：地基承载力3、地基临界荷载（3）地基的临塑荷载临塑荷载是指地基中即将出现塑性区时的基底压力。临塑荷载的基本公式的推导建立于下述理论之上：(1)应用弹性理论计算地基中的附加应力。(2)利用强度理论建立极限平衡条件。第六部分：地基承载力3、地基临界荷载（3）地基的临塑荷载第六部分：地基承载力3、地基临界荷载（4）地基的临界荷载是指允许地基产生一定范围塑性变形区所对应的荷载。第六部分：地基承载力4、地基极限承载力地基的极限承载力是指地基内部整体达到极限平衡时的荷载，又称为极限荷载，是地基所能承受的基底压力的极限值，以Pu表示。目前，求解极限承载力的方法有两种，一种是根据静力平衡和极限平衡条件建立微分方程，根据边界条件求出地基整体达到极限平衡时各点的应力的精确解。另一种求极限承载力的方法为假定滑动面法，此法先假设滑动面的形状，然后以滑动面所包围的土体作为隔离体，根据静力平衡条件求出极限荷载。第六部分：地基承载力4、地基极限承载力地基的极限承载力是指地基内部整体达到极限平衡时的荷载，又称为极限荷载，是地基所能承受的基底压力的极限值，以Pu表示。目前，求解极限承载力的方法有两种，一种是根据静力平衡和极限平衡条件建立微分方程，根据边界条件求出地基整体达到极限平衡时各点的应力的精确解。另一种求极限承载力的方法为假定滑动面法，此法先假设滑动面的形状，然后以滑动面所包围的土体作为隔离体，根据静力平衡条件求出极限荷载。第六部分：地基承载力4、地基极限承载力（1）普朗德尔一赖斯诺极限承载力理论第六部分：地基承载力4、地基极限承载力（1）普朗德尔一赖斯诺极限承载力理论普朗德尔得出极限承载力的表达式为：第六部分：地基承载力4、地基极限承载力（2）太沙基极限承载力理论滑动土体分三区：第六部分：地基承载力4、地基极限承载力（2）太沙基极限承载力理论第六部分：地基承载力4、地基极限承载力（2）太沙基极限承载力理论第六部分：地基承载力5、地基容许承载力和地基承载力特征值地基极限承载力是指从地基稳定的角度研究地基土体所能承受的最大荷载。但是虽然地基尚未失稳，若变形太大，引起上部建筑物破坏或者不能正常使用也是不允许的。所以正确的地基设计，既要保证满足地基强度和稳定性的要求，也要保证满足地基变形的要求。第六部分：地基承载力5、地基容许承载力和地基承载力特征值在保证地基强度和稳定的条件下，使建筑物的沉降量和沉降差不超过允许值的地基承栽力称为地基承载力特征。以fa表示。fa的确定取决于两个条件：(1)要有—定的强度安全储备。(2)地基变形不应大于相应的允许值。第六部分：地基承载力5、地基容许承载力和地基承载力特征值荷载试验确定地基承载力特征值第六部分：地基承载力5、地基容许承载力和地基承载力特征值考虑到低压缩性土的承效力特征值一般由强度安全控制，故规范规定以直线段末点所对应的压力Pcr(界限荷载)作为承载力特征值。此时，地基的沉降量很小，能为一般建筑物所允许，强度安全储备也足够，因为从Pcr发展到破坏还有很长的过程。但是对于少数呈“脆性”破坏的土，Pcr与极限荷载pu很接近，故当Pu2.0Pcr时，取Pu／2作为承载力特征值。第六部分：地基承载力5、地基容许承载力和地基承载力特征值原位测试方法除荷载试验外，还有动力触探、静力触探、十字板剪划试验和旁压试验等方法。各地应以荷载试验数据为基础，积累和建立相应的测试数据与地基承载力的相关关系，这种相关关系具有地区性、经验性，对于大量建设的丙级地基基础是非常适用、经济和方便的，对于设计等级为甲、乙级的地基基础，应按确定地基承载力特征值的多种方法综合确定。第六部分：地基承载力5、地基容许承载力和地基承载力特征值修正后的地基承载力特征值第六部分：地基承载力第六部分：地基承载力地基容许承载力是指地基稳定有足够安全度的承载力，它相当于地基极限承载力除以一个安全系数K，此即定值法确定的地基承载力；同时必须验算地基变形不超过允许变形值。