土力学 第6章 地基承载力

《土力学 第6章 地基承载力》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、郑州大学土木工程学院土力学授课者刘忠玉第六章地基承载力第一节概述第二节地基的失稳破坏模式第三节地基的临塑荷载和界限荷载第四节地基极限承载力第五节按现场荷载试验确定地基承载力第六节按规范方法确定地基承载力第一节概述地基承载力（Bearingcapacityoffoundations）是指地基承受荷载的能力。地基承载力的确定主要有理论公式计算、现场原位试验和查规范表格。理论公式都是在整体剪切破坏的条件下导的。第二节地基失稳破坏型式一、三种破坏型式(modesofshearfailure)：整体剪切破坏、局部剪切破坏、冲剪破坏1.整体剪切破坏(Generalshearfailure)地基变形

2、可分为三个阶段：线性变形阶段、弹塑性变形阶段、完全破坏阶段特征：形成连续的滑裂面，基础急剧下沉或向一侧倾斜，基础四周地面隆起。一般发生在紧密的砂土、硬粘性土地基中，埋深不大。2.冲切破坏(Punchingshearfalure)p-s曲线无明显拐点，地基不出现连续滑裂面，基础四周无隆起，常发生在松砂及软土中，或埋深很大时。3.局部剪切破坏（Localshearfailure）p-s曲线拐点不甚明显，地基出现连续滑裂面但没延伸至地面，基础四周稍有隆起。出现在中密砂土地基二、地基破坏型式的影响因素地基的破坏型式与多种因素相关，如地基的压缩性特征、基础埋置深度、荷载大小及性质、加载方式、加载

3、速率、应力水平、应力路径等，目前尚无合理的理论作为统一的判别标准。第三节地基的临塑荷载和界限荷载临塑荷载(criticalpressureforplasticfailure)是指地基土中将要而尚未出现塑性变形区时的基底压力。以条形基础为例推导。假定：侧压力系数为1，附加应力按弹性理论求解。大主应力方向在视角平分线上附加应力计算自重应力每个方向都是主应力方向总应力由极限平衡条件可得塑性区的边界方程为塑性区最大深度令zmax=0，可得临塑荷载讨论：抗剪强度指标越大，临塑荷载越大埋深越大，临塑荷载越大临塑荷载与基础宽度无关界限荷载：令zmax=b/4或b/3，可得讨论：抗剪强度指标越大，界限

4、荷载越大埋深越大，界限荷载越大界限荷载随基础宽度增大而变大注意：pcr，p1/4都可以作为地基承载力设计值，对于矩形和圆形基础，其结果偏于安全。已有塑性区，推导不严格。第四节地基极限承载力地基的极限承载力(Ultimatebearingcapacity)pu是地基承受基础荷载的极限压力。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，求得基底极限承载力。复杂②通过基础模型试验，研究地基酌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。常用一、普朗德尔公式基本假定：（1）基础底面光滑；（2）地基土无重量(γ=0)；（

5、3）不考虑基础侧面荷载作用(q=0)。当荷载达到极限荷载pu时，地基内出现连续的滑裂面。滑裂土体可分为三个区：I.朗肯主动区II.过渡区III.朗肯被动区。ⅡⅠIII1.L.Prandtl课题(1920)地基中只考虑粘聚力c的极限承载力表达式2.H.Reissner课题（1924）H.Reissner求得γ=0，c=0，仅考虑基础两侧地基土重量时，由基础侧面荷载q=γd产生的极限承载力公式缺点：如果是砂土地基，基础无埋深时，pu=0，不合理。二、太沙基公式基本假定：（1）基础地面粗糙。当地基破坏时，基础底下的土楔体a’da处于弹性平衡状态，称为弹性核。ad简化为直线，且与水平面呈φ角。

6、2）地基破坏时沿着def曲面滑动，出现连续的滑动面。ef面与水平面的夹角为45º-φ/2。aef为朗肯被动区，ade为对数螺线过渡区。（3）将基础底面以上的地基土看作均布荷载q=d，不考虑其强度，将这一部分土体视为松散体。从刚性核的静力平衡条件求极限承载力局部剪切破坏时，对抗剪指标折减承载力修正系数表6-1或下图三、汉森公式假定：均质地基、基底光滑、可考虑基础形状、倾斜荷载、基础埋深、地面倾斜、基底倾斜。Sc,Sq,Sγ:基础的形状系数，按公式(6.37)计算；ic,iq,iγ:荷载倾斜系数，按公式(6.34-36)计算；gc,gq,gγ:地面倾斜系数，按公式(6.41)计算；bc,

7、bq,bγ:基底倾斜系数，按公式(6.42)计算；dc,dq,dγ:基础的深度系数，按公式(6.38-40)计算；Nc,Nq,Nγ:承载力系数，Nc,Nq同普朗得尔公式，四、影响地基极限承载力的因素地基极限承载力分别由滑动土体自重、基础两边的超载以及滑裂面上的粘聚力产生的抗力组成，而且极限承载力系数都非负，都是内摩擦角的增函数。所以，增加基础宽度，增加埋深，提高地基土的抗剪强度指标，都有助于提高地基极限承载力。对于软粘土，其短期极限承载力与基础