地基承载力课件.ppt

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1、地基承载力地基承载力6 6.1.1 概述概述6.2 6.2 地基临塑压力地基临塑压力6.3 6.3 地基极限承载力的理论近似解地基极限承载力的理论近似解6.4 6.4 按规范确定地基承载力按规范确定地基承载力6.5 6.5 原位测试确定地基承载力原位测试确定地基承载力6.1 6.1 概述概述一、地基承载力概念一、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个方面的要求:1.1.变形要求变形要求建筑物基础在荷载作用下产生最大沉降量或沉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降差，应该在该建筑物所

2、允许的范围内 2.2.稳定要求稳定要求建筑物的基底压力，应该在地基所允许的承载建筑物的基底压力，应该在地基所允许的承载能力之内能力之内 地基承载力：地基承载力：地基所能承受荷载的能力地基所能承受荷载的能力二、地基变形的三个阶段二、地基变形的三个阶段 0 0sppcrpuabcppcrpcrppuppua.a.线性变形阶段线性变形阶段塑性变塑性变形区域形区域连续滑动面连续滑动面b.b.弹塑性变形阶段弹塑性变形阶段c.c.破坏阶段破坏阶段 临塑荷载临塑荷载 极限荷载极限荷载地基开始出现剪切破坏（即弹性变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，形阶段转变为弹塑性变形阶段）时，地

3、基所承受的基底压力称为临塑荷地基所承受的基底压力称为临塑荷载载p pcrcr地基濒临破坏（即弹塑性变形阶段地基濒临破坏（即弹塑性变形阶段转变为破坏阶段）时，地基所承受转变为破坏阶段）时，地基所承受的基底压力称为极限荷载的基底压力称为极限荷载p pu u三、地基的破坏形式三、地基的破坏形式 1.1.整体剪切破坏整体剪切破坏a.p-sa.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.b.地基内产生塑性变形区，随着荷载增加塑性变形区发展成连地基内产生塑性变形区，随着荷载增加塑性变形区发展成连 续的滑动面续的滑动面c.c.荷载达到极限荷载

4、后，基础急剧下沉，并可能向一侧倾斜，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基础两侧地面明显隆起2.2.局部剪切破坏局部剪切破坏a.p-sa.p-s曲线转折点不明显，没有明显的直线段曲线转折点不明显，没有明显的直线段b.b.塑性变形区不延伸到地面，限制在地基内部某一区域内塑性变形区不延伸到地面，限制在地基内部某一区域内c.c.荷载达到极限荷载后，基础两侧地面微微隆起荷载达到极限荷载后，基础两侧地面微微隆起3.3.冲剪破坏冲剪破坏b.b.地基不出现明显连续滑动面地基不出现明显连续滑动面 c.c.荷载达到极限荷载后，基础两侧地面不隆起，而是下陷荷载达到极限荷载后，基

5、础两侧地面不隆起，而是下陷a.p-sa.p-s曲线没有明显的转折点曲线没有明显的转折点四、确定地基容许承载力的方法四、确定地基容许承载力的方法 1 1、按控制地基中塑性区开展深度的方法、按控制地基中塑性区开展深度的方法2 2、按理论公式确定地基的极限荷载，再除以安、按理论公式确定地基的极限荷载，再除以安 全系数的方法全系数的方法3 3、按规范提供的经验公式确定地基容许承载力、按规范提供的经验公式确定地基容许承载力4 4、按原位测试的方法确定地基容许承载力、按原位测试的方法确定地基容许承载力 第六章第六章 地基承载力地基承载力6.1 概述概述 6.2 地基临塑压力地基临塑压力6.3 地基极限承载

6、力的理论近似解地基极限承载力的理论近似解6.4 按规范确定地基承载力按规范确定地基承载力6.5 原位测试确定地基承载力原位测试确定地基承载力6.2 6.2 地基临塑压力地基临塑压力一、塑性区的发展范围一、塑性区的发展范围 zzbdq=dp013 3根据弹性理论，根据弹性理论，地基中任地基中任意点由条形均布压力所引意点由条形均布压力所引起的附加大、小主应力起的附加大、小主应力 假定在极限平衡区土的静止侧压力假定在极限平衡区土的静止侧压力系数系数K K0 0=1=1，M M点点土的自重应力所引起土的自重应力所引起的大小主应力均为的大小主应力均为 (d dz)M则地基中则地基中M M点点大、小主应力

7、大、小主应力 假定假定M M点达到极限平衡状态，大、小主应力满足极点达到极限平衡状态，大、小主应力满足极限平衡条件限平衡条件塑性区边界方程塑性区边界方程塑性区最大深度塑性区最大深度zmaxmax当当zmaxmax0 0，地基所地基所能承受的基底附加能承受的基底附加压力为压力为临塑荷载临塑荷载塑性区开展深度在某塑性区开展深度在某一范围内所对应的荷一范围内所对应的荷载为载为界限荷载界限荷载中心荷载中心荷载偏心荷载偏心荷载【例】某条基，底宽某条基，底宽b b=1.5m=1.5m，埋深埋深d d=2m=2m，地基土的重度地基土的重度 1919kN/mkN/m3 3，饱和土的重度饱和土的重度 satsa

8、t2121kN/mkN/m3 3,抗剪强度指标为抗剪强度指标为 =20=20，c c=20kPa,=20kPa,求求(1)(1)该地基承载力该地基承载力p p1/4 1/4,(2),(2)若地下水若地下水位上升至地表下位上升至地表下1.51.5m，承载力有何变化承载力有何变化【解】解】(1)(1)(2)(2)地下水位以下土的重度用有效重度地下水位以下土的重度用有效重度说明：说明：当地下水位上升时，地基的承载力将降低当地下水位上升时，地基的承载力将降低 第六章第六章 地基承载力地基承载力6.1 概述概述 6.2 地基临塑压力地基临塑压力 6.3 地基极限承载力的理论近似解地基极限承载力的理论近似

9、解6.4 按规范确定地基承载力按规范确定地基承载力6.5 原位测试确定地基承载力原位测试确定地基承载力6.3 6.3 地基极限承载力的近似解地基极限承载力的近似解一、普朗特一、普朗特维西克理论维西克理论 Pbcc dd 4545o o /24545o o /2：将无限长，将无限长，底面光滑底面光滑的荷载的荷载板至于板至于无质量的土无质量的土(0)0)的表面的表面上，荷载板下土体处于塑性平衡状上，荷载板下土体处于塑性平衡状态时，塑性区分成五个区态时，塑性区分成五个区区：区：主动朗肯主动朗肯区，区，1 1竖直向，竖直向，破裂面与水平面破裂面与水平面成成4545o o/2/2区：区：普朗特区，边普朗

10、特区，边界是对数螺线界是对数螺线 区：区：被动朗肯被动朗肯区，区，1 1水平向，水平向，破裂面与水平面破裂面与水平面成成4545o o/2/2则地基的极限压力可写为则地基的极限压力可写为式中：式中：假设地基土假设地基土无黏聚力无黏聚力，基础置于地基表层，基础置于地基表层此时地基的极限压力可写为此时地基的极限压力可写为一般情况下地基极限压力为一般情况下地基极限压力为 第六章第六章 地基承载力地基承载力6.1 概述概述 6.2 地基临塑压力地基临塑压力 6.3 地基极限承载力的理论近似解地基极限承载力的理论近似解 6.4 按规范确定地基承载力按规范确定地基承载力6.5 原位测试确定地基承载力原位测

11、试确定地基承载力6.6.4 4 按规范确定地基承载力按规范确定地基承载力F 铁路桥涵地基基础设计规范铁路桥涵地基基础设计规范 TB10002.5TB10002.520052005 J464 J46420052005F 建筑地基基础设计规范建筑地基基础设计规范 GB50007 GB5000720022002F 铁路桥涵地基基础设计规范铁路桥涵地基基础设计规范一、基本容许承载力一、基本容许承载力指基础宽度指基础宽度b2mb2m，埋置深度，埋置深度H3mH3m时的承载力，一般以时的承载力，一般以0 0表示表示粘性土粘性土Q Q4 4年代：液性指数和孔隙比，年代：液性指数和孔隙比，表表6-36-3Q

12、Q3 3年代：压缩模量，年代：压缩模量，表表6-46-4残积土：压缩模量，残积土：压缩模量，表表6-56-5砂性土：砂性土：密实度和颗粒继配，密实度和颗粒继配，表表6-66-6碎石土：碎石土：密实度和土的分类，密实度和土的分类，表表6-76-7考虑水的影响考虑水的影响考虑填充物和碎石考虑填充物和碎石的坚硬程度的影响的坚硬程度的影响岩石：岩石：岩石坚硬程度，节理和裂隙发育情况，岩石坚硬程度，节理和裂隙发育情况，表表6-86-8二、承载力的修正二、承载力的修正当基础宽度当基础宽度b b大于大于2m2m，埋置深度，埋置深度H H大于大于3m3m且深度与宽度且深度与宽度比小于等于比小于等于4 4时的承

13、载力可表示为时的承载力可表示为b b基础宽度基础宽度(m m)，当大于，当大于10m10m时，以时，以10m10m计算计算H H基础埋置深度基础埋置深度(m m)1 1基底以下持力层土的天然重度基底以下持力层土的天然重度2 2基底以上土的天然重度基底以上土的天然重度K K1 1,k,k2 2宽度、深度修正系数，与持力层土的类型宽度、深度修正系数，与持力层土的类型 有关，表有关，表6-96-9一、按抗剪强度指标确定地基承载力一、按抗剪强度指标确定地基承载力1.1.抗剪强度指标标准值抗剪强度指标标准值c ck k、k ka.a.根据室内根据室内n n组三轴试验结组三轴试验结果，计算土性指标的平均果

14、，计算土性指标的平均值、标准差和变异系数值、标准差和变异系数平均值平均值标准差标准差变异系数变异系数b.b.计算内摩擦角和粘聚力计算内摩擦角和粘聚力的统计修正系数的统计修正系数 、c cc.c.计算内摩擦角和粘聚力计算内摩擦角和粘聚力的标准值的标准值F建筑地基基础设计规范建筑地基基础设计规范2.2.确定地基承载力特征值确定地基承载力特征值当当e0.0330.033b b，根据土的抗根据土的抗剪强度指标确定地基承载力剪强度指标确定地基承载力fa 土的抗剪强度指标确定的地基承载力特征值土的抗剪强度指标确定的地基承载力特征值Mb、Md、Mc 承载力系数（可根据承载力系数（可根据 k k查表得到查表得

15、到)g地基土的重度，地下水位以下取浮重度地基土的重度，地下水位以下取浮重度d基础埋置深度基础埋置深度(m)，从室外地面标高计算从室外地面标高计算gm基础底面以上土的加权重度，地下水位以下取浮重度基础底面以上土的加权重度，地下水位以下取浮重度b 基础宽度，大于基础宽度，大于6 6m时，按时，按6 6m取值，对于砂土小于取值，对于砂土小于 3 3m时按时按3 3m取值取值ck 基底下一倍短边宽深度内土的粘聚力标准值基底下一倍短边宽深度内土的粘聚力标准值二、承载力特征值修正二、承载力特征值修正当当b3m3m或或d0.5m0.5m，地基承载力特征值应该进行修正地基承载力特征值应该进行修正fa 修正后的

16、地基承载力特征值修正后的地基承载力特征值fak 地基承载力特征值，根据强度指标确定地基承载力特征值，根据强度指标确定b、d宽度和埋深的修正系数，表宽度和埋深的修正系数，表6-226-22注：注：当计算所得当计算所得f fa a1.1f1.1fakak时，取时，取fa=1.1ffa=1.1fakak 第六章第六章 地基承载力地基承载力6.1 概述概述 6.2 地基临塑压力地基临塑压力 6.3 地基极限承载力的理论近似解地基极限承载力的理论近似解 6.4 按规范确定地基承载力按规范确定地基承载力 6.5 原位测试确定地基承载力原位测试确定地基承载力6.6.5 5 按原位测试确定地基承载力按原位测试确定地基承载力一、载荷试验法一、载荷试验法 二、静力触探试验法二、静力触探试验法 三、动力触探试验法三、动力触探试验法 四、标准贯入试验法四、标准贯入试验法五、旁压试验法五、旁压试验法六、十字板试验法六、十字板试验法本章作业本章作业P201 6-1,6-3,6-7,6-8P201 6-1,6-3,6-7,6-8