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《土质学与土力学配套教学课件杨红霞 第9章 地基承载力.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、第9章地基承载力□9.1地基的破坏形式和破坏过程□9.2临塑荷载和临界荷载的确定□9.3极限荷载计算□9.4按规范方法确定地基容许承载力9.1地基的破坏形式和破坏过程无论从工程实践还是实验室的研究和分析都可以得出:地基的破坏主要是由于基础下持力层抗剪强度不够,土体产生剪切破坏所致。9.1.1地基的破坏形式地基剪切破坏的形式总体可以分为整体剪切破坏、局部剪切破坏和刺入剪切破坏三种,如图9-2所示。图9-2地基破坏形式及载荷试验p-s曲线a)整体剪切破坏b)局部剪切破坏c)刺入剪切破坏d)载荷试验p-s曲线9.1地基的
2、破坏形式和破坏过程太沙基(1943)根据试验研究提出两种典型的地基破坏形式,即整体剪切破坏及局部剪切破坏。整体剪切破坏的特征是,当基础上荷载较小时(小于比例界限pcr),基础下形成一个三角形压密区Ⅰ,如图9-2a所示,随同基础压入土中,这时p-s曲线呈直线状,如图9-2d所示曲线A。随着荷载增大,压密区Ⅰ向两侧挤压,土中产生塑性区,塑性区先在基础边缘产生,然后逐步扩大形成如图9-2a所示的Ⅱ、Ⅲ塑性区。这时基础的沉降增长率较前一阶段大,故p-s曲线呈曲线状。当荷载达到最大值后,土中形成连续滑裂面,并延伸到地面,土从
3、基础两侧挤出并隆起,基础沉降急剧增加,整个地基失稳破坏,如图9-2a所示。这时,p-s曲线上出现明显的转折点,其相应的荷载称为极限荷载pu,如图9-2d所示曲线A。整体剪切破坏常发生在9.1地基的破坏形式和破坏过程浅埋基础下的密砂或硬黏土等坚实地基中。局部剪切破坏的特征是,随着荷载的增加,基础下也产生压密区Ⅰ及塑性区Ⅱ,但塑性区仅仅发展到地基某一范围内,土中滑动面并不延伸到地面,如图9-2b所示,基础两侧地面微微隆起,没有出现明显的裂缝。其p-s曲线如图9-2d所示曲线B,曲线也有一个转折点,但不像整体剪切破坏那么
4、明显。p-s曲线在转折点后,其沉降量增长率虽较前一阶段大,但不像整体剪切破坏那样急剧增加,在转折点之后,p-s曲线还是呈直线状。局部剪切破坏常发生在中等密实砂土中。魏锡克(A.S.Vesic,1963)提出除上述两种破坏情况外,还有一种刺入剪切破坏。刺入剪切破坏一般发生在基础刚度很大,同时地基十分软弱的情况。在荷载的作用下,基9.1地基的破坏形式和破坏过程础发生的破坏形态往往是沿基础边缘垂直剪切破坏,好像基础“切入”地基中,如图9-2c所示。与整体剪切破坏相比,该破坏形式下p-s曲线无明显的直线段、曲线段和陡降段,
5、如图9-2d所示曲线C。基础的沉降随着荷载的增大而增加,其p-s曲线没有明显的转折点,找不到比例荷载和极限荷载。地基发生冲剪破坏的特征是基础发生垂直剪切破坏,地基内部不形成连续的滑动面;基础两侧的土体不但没有隆起现象,还往往随基础的“切入”微微下沉;地基破坏时只伴随过大的沉降,也没有倾斜发生。这种破坏形式主要发生在松砂和软黏土中。地基的剪切破坏形式,除了与地基土的性质有关外,还与基础埋置深度、加荷速度等因素有关。如在密砂地基中,一般会出现整体剪切破坏,但当基础埋置很深时,密砂在很9.1地基的破坏形式和破坏过程大荷载
6、作用下也会产生压缩变形,而出现刺入剪切破坏;在软黏土中,当加荷速度较慢时会产生压缩变形而出现刺入剪切破坏,但当加荷速度很快时,由于土体不能产生压缩变形,就可能发生整体剪切破坏。格尔谢万诺夫(H.M.Герсеванов,1948)根据载荷试验结果,提出地基破坏的过程经历三个过程,如图9-3所示。图9-3地基破坏过程的三个阶段a)p-s曲线b)压密阶段c)剪切阶段d)破坏阶段9.1地基的破坏形式和破坏过程1.压密阶段(或称直线变形阶段)压密阶段相当于p-s曲线上的oa段。这一阶段,p-s曲线接近于直线,土中各点的剪应
7、力均小于土的抗剪强度,土体处于弹性平衡状态。在这一阶段,载荷板的沉降主要是由于土的压密变形引起的,如图9-3a、b所示,把p-s曲线上相应于a点的荷载称为比例界限pcr,也称为临塑荷载(CriticalEdgePressure),它是地基发生局部剪切破坏时的压力。2.剪切阶段剪切阶段相当于p-s曲线上的ab段。这一阶段p-s曲线已不再保持直线关系,沉降的增长率Δs/Δp随荷载的增大而增加。在这个阶段,地基土中局部范围内(首先在基础边缘处)的剪应力达到土的抗剪强度,土体发生剪切破坏,这9.1地基的破坏形式和破坏过程个
8、区域称为塑性区。随着荷载的继续增加,土中塑性区的范围也逐步扩大,如图9-3c所示,直到土中形成连续滑动面,由载荷板两侧挤出而破坏。因此,剪切阶段也是地基中塑性区发生发展阶段。相应于p-s曲线上b点的荷载称为极限荷载pu,也称为临界荷载(CriticalLoad),它是地基发生剪切破坏时的压力。3.破坏阶段破坏阶段相当于p-s曲线上的bc段。当荷载超过极限荷载
