《地基承载力计算》PPT课件.ppt

地基土承载力计算 第一节 基本概念 一、承载力、极限承载力、容许承载力 二、地基承载力的确定方法 三、地基承载力的确定原则 Transcona谷仓地基 建筑物地基与基础相互作用可能出现 的工程地质问题 1.过度沉陷、不均匀沉陷 2.剪切破坏 决定因素 1.地基土本身的力学性质 2.建筑物、地基对土体的作用力 地基土变形的三个阶段 压密变形阶段 局部剪切阶段 整体破坏阶段 压密变形阶段Oa O p（kPa） a S（mm） 基础 地面 p s 局部剪切阶段ab O p（kPa） a b S（mm） 基础 地面 p p 整体破坏阶段bc O p（kPa） a b c S（mm） 基础 地面 p 一、地基承载力、极限承载力 、容许承载力 地基承载力：地基对基础及上部结构载荷的 承受能力，其大小取决于地基、基础及上 部结构两个方面。 极限承载力：地基由塑性变形达到整体破坏阶段 的界限压力，pu（ultimate bearing capacity ） ，即地基能承受的最大荷载强度 O pCR p （kPa） a b c S（mm） p u 比例界限：当塑性区刚刚出现时的 荷载称，也称为临塑荷载 容许承载力 容许承载力：指满足（1）地基不会产生 剪切破坏而失稳；（2）地基变形引起的 建筑物沉降及沉降差等应限制在允许范 围内时地基土所能承担的最大荷载。（ allowable bearing capacity） 地基承载力的特征值 characteristic value of subgrade bearing capacity 是指载荷试验测定的地基土压力变形曲线 线形变形段内规定的变形所对应的压力值 ，其最大值为比例界限值。 涵义：在发挥正常使用功能时所允许采用 的抗力设计值。 例如：浅层平板载荷试验 1）当p-s曲线上有比例界限时，取该比例界限所 对应的荷载值 2）当极限荷载小于对应比例界限的荷载值的2倍 时，取极限荷载值的一半 3）当不能按上述二款要求确定时，当压板面积为 0.25-0.5m2，可取s/b=0.01-0.015所对应的荷载， 但其值不应大于最大加载量的一半。 关于：“规定的变形” 二、地基承载力特征值 的确定方法 建筑地基基础设计规范（CODE FOR DESIGN OF BUILDING FOUNDATION，GB50007-2002）规定 ：地基承载力特征值可由载荷试验或其它原位测 试、公式计算、并结合工程实践经验等方法综合 确定。 原位测试（如载荷试验等） 理论公式计算 工程实践经验 一般原则 1.对一级建筑物或缺乏成熟经验的特殊性土、 有特殊要求的工程应采用理论计算法结合有关 原位测试方法确定，并宜用载荷试验验证； 2.对需要变形计算的二级建筑物可采用理论计 算法结合有关原位测试方法确定； 3.对不需要进行变形计算的二级建筑物可采用 工程经验并结合有关原位测试方法确定 4.对三级建筑物可采用查表法或邻近建筑物的 经验确定 第二节 根据理论公式 确定地基承载力的特征值 一、按塑性变形区发展范围确定 二、地基极限承载力（破坏载荷）的计 算 一、按塑性变形区发展范围确定 地基承载力的特征值 基本思路： 条形基础下某点的主应力1、3的大小（8-4 ） 极限平衡条件 设深度为 z 的一点达到塑性区 在一定荷载下，塑性区只能达到一个最大深度 求出zmax 回顾：极限平衡条件 在极限平衡状态下主应力之间的关系，叫做极 限平衡条件 c A O O 注意：只有当土中某点处于极限平衡条件 时，才满足上式，即只有A点才满足。 假设条形基础宽度为b，埋置深度为d，基底作用条形均布压力p0，在地基中任 一点M引起的大、小主应力的公式为 M 1 3 0 D z p0 此式为塑性区的边界方程 塑性区的最大深度zmax，可由 求得 代入上式，求得zmax 这样，根据地基土的性质，让塑性区 发展到一定的深度是容许的，将容许 发展的这个深度带入上式，求得 p 即 为容许承载力 临塑荷载：当塑性区刚刚出现时的荷载称为临 塑荷载，也称为比例荷载 临界荷载：实际工程中将Zmax控制在1/3-1/4B ，相应的荷载称为临界荷载 GB50007-2002规定：当偏心距e小于或等于0.033倍基础底面宽度时， 根据土的抗剪强度指标确定地基承载力特征值可按下式计算，并应满 足变形要求 由土的抗剪强度指标确定的地基承载力特征值 承载力系数，按 计算或查表 基础底面以下土的重度，地下水位以下取浮重度 基础底面以上土的加权平均重度，地下水位以下取浮重度 d基础埋置深度（m），一般自室外地面标高算起 ck基础底面下一倍短边宽深度内土的粘聚力标准值 b基础底面宽度，大于6m时按6m取值，对于砂土小于3m时按3m取 值 抗剪强度指标的标准值求法 1.根据室内n组三轴压缩试验的结果计算某一土性指标的变异系数、试验平 均数和标准差 变异系数 试验平均数 标准差 抗剪强度指标的标准值求法 2.计算内摩擦角和粘聚力的统计修正系数 3.计算内摩擦角和粘聚力的标准值 内摩擦角的试验平均值 粘聚力的试验平均值 二、地基极限承载力（破坏载荷）计算 按不同的理论公式计算出极限承载力 极限承载力除以安全系数得到 地基容许承 载力 常用的极限承载力公式 1.太沙基公式（1943，1967） 2.普朗特尔公式（1920） 3.魏锡克太沙基公式（1970） 条形基础 非条形基础 4.汉森公式（1961） 5.斯凯普顿公式 饱和软土地基（=0） 分析：影响地基极限承载力的因素 （1）地基土的重度 （2）基底宽度 （3）基础埋深 （4）土的抗剪强度指标c、 值