浅基础的地基承载力土力学

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1、第八章浅基础的地基承载力§8.1概述§8.2浅基础的地基临塑荷载§8.3浅基础的地基极限承载力§8.4按原位测试成果确定地基承载力§8.5按《地基规范》确定地基承载力§8.1概述一、地基承载力概念二、地基变形的三个阶段三、地基变形的三个阶段一、地基承载力概念建筑物荷载通过基础作用于地基，对地基提出两个方面的要求:1.变形要求建筑物基础在荷载作用下产生最大沉降量或沉降差，应该在该建筑物所允许的范围内。2.稳定要求建筑物的基底压力，应该在地基所允许的承载能力之内。地基承载力：地基所能承受荷载的能力。二、地基变形的三个阶段0sppcrpuabcp＜pcrpcr＜p＜pup≥pua.线性变形阶段

2、塑性变形区连续滑动面oa段，荷载小，主要产生压缩变形，荷载与沉降关系接近于直线，土中τ＜τf,地基处于弹性平衡状态。b.弹塑性变形阶段ab段，荷载增加，荷载与沉降关系呈曲线，地基中局部产生剪切破坏，出现塑性变形区。c.破坏阶段bc段，塑性区扩大，发展成连续滑动面，荷载增加，沉降急剧变化。三、地基的破坏形式地基开始出现剪切破坏（即弹性变形阶段转变为弹塑性变形阶段）时，地基所承受的基地压力称为临塑荷载pcr。地基濒临破坏（即弹塑性变形阶段转变为破坏阶段）时，地基所承受的基地压力称为极限荷载pu.。1.整体剪切破坏a.p-s曲线上有两个明显的转折点，可区分地基变形的三个阶段。b.地基内产生塑性

3、变形区，随着荷载增加塑性变形区发展成连续的滑动面。c.荷载达到极限荷载后，基础急剧下沉，并可能向一侧倾斜，基础两侧地面明显隆起。2.局部剪切破坏a.p-s曲线转折点不明显，没有明显的直线段。b.塑性变形区不延伸到地面，限制在地基内部某一区域内。c.荷载达到极限荷载后，基础两侧地面微微隆起。3.刺入剪切破坏b.地基不出现明显连续滑动面c.荷载达到极限荷载后，基础两侧地面不隆起，而是下陷a.p-s曲线没有明显的转折点§8.2浅基础的地基临塑荷载一、塑性区的发展范围二、临塑荷载pcr和界限荷载三、例题一、塑性区的发展范围zzdbq=0dpβ0△σ1△σ3根据弹性理论，地基中任意点由条形均布压

4、力所引起的附加大、小主应力假定在极限平衡区土的静止侧压力系数K0=1，M点土的自重应力所引起的大小主应力均为0d＋zM点达到极限平衡状态，大、小主应力满足极限平衡条件。M塑性区边界方程塑性区最大深度zmax二、临塑荷载pcr和界限荷载当zmax＝0，地基所能承受的基底附加压力为临塑荷载。塑性区开展深度在某一范围内所对应的荷载为界限荷载。中心荷载偏心荷载三、例题【例8-1】某条基，底宽b=1.5m，埋深d=2m，地基土的重度＝19kN/m3，饱和土的重度sat＝21kN/m3,抗剪强度指标为=20°，c=20kPa,求(1)该地基承载力p1/4,(2)若地下水位上升至地表下1.5

5、m，承载力有何变化?【解】(1)(2)地下水位上升时，地下水位以下土的重度用有效重度说明：当地下水位上升时，地基的承载力将降低。某条形基础，宽1.5m，埋深1.0m。地基土层分布为：第一层素填土，厚0.8m，密度1.80g/cm3，含水量35％；第二层粘性土，厚6m，密度1.82g/cm3，含水量38％，土粒相对密度2.72，土的粘聚力10kPa，内摩擦角13°。求该基础的临塑荷载，临界荷载和。若地下水位上升到基础地面，假定土的抗剪强度指标不变，其、、相应为多少？例【解】：kPakPa＝89.7kPa＝92.1kPa当地下水位上升到基础底面时，土的孔隙比和浮重度分别为：＝8.3kN/m3

6、此时的临塑荷载和临界荷载为：kPa＝85.8kPa＝86.9kPa§8.3浅基础的地基极限承载力一、普朗特尔极限承载力理论二、太沙基极限承载力理论三、魏锡克极限承载力理论四、汉森极限承载力理论一、普朗特尔极限承载力理论1920年，普朗特尔根据塑性理论，在研究刚性物体压入均匀、各向同性、较软的无重量介质时，导出达到破坏时的滑动面形状及极限承载力公式。PbccddⅠⅡⅡ45o＋/245o－/2ⅢⅢ将无限长，底面光滑的荷载板至于无质量的土(＝0)的表面上，荷载板下土体处于塑性平衡状态时，塑性区分成五个区:Ⅰ区：主动朗肯区，1竖直向，破裂面与水平面成45o＋/2Ⅱ区：普朗特尔区，边

7、界是对数螺线Ⅲ区：被动朗肯区，1水平向，破裂面与水平面成45o－/2普朗特尔理论的极限承载力理论解式中：承载力系数当基础有埋深d时式中：二、太沙基极限承载力理论底面粗糙，基底与土之间有较大的摩擦力，能阻止基底土发生剪切位移，基底以下土不会发生破坏，处于弹性平衡状态。PaabccddⅠⅡⅡⅢ45o＋/245o－/2ⅢⅠ区：弹性压密区(弹性核)。Ⅱ区：普朗特尔区，边界是对数螺线。Ⅲ区：被动朗肯区，1水平向，破裂面与水平面