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Chapter7 地基承载力,第一节 地基的破坏型式,在荷载作用下，建筑物地基的破坏通常是由于承载力不足而引起的剪切破坏，地基剪切破坏的型式可分为整体剪切破坏、局部剪切破坏和冲剪破坏三种。 地基剪切破坏的型式，主要与土的压缩性质有关。一般地说，对于坚硬或密实的土，地基将发生整体剪切破坏；而对于软弱粘土或松砂土，将出现局部剪切破坏或冲剪破坏。,1.整体剪切破坏 整体剪切破坏的特征是，当基础上的荷载较小时，基底压力p与沉降s基本上呈直线关系，属于线性变形阶段。当荷载增加到某一数值时，在基础边缘处的土开始发生剪切破坏，随着荷载的增加，剪切破坏区逐渐扩大，这时压力与沉降之间呈曲线关系，属弹塑性变形阶段。 如果基础上的荷载继续增加，剪切破坏区不断扩大，最终在地基中形成一连续的滑动面，基础急剧下沉或向侧面倾倒，同时基础周围的地面隆起，此时属塑性破坏阶段，地基发生整体剪切破坏。,o,P,S,Pcr,pu,临塑荷载,极限荷载,整体剪切破坏,整体剪切破坏,2.局部剪切破坏 局部剪切破坏是介于整体 剪切破坏和冲剪破坏之间的一种破坏型式。剪切破坏也从基础边缘开始，但滑动面不发展到地面，而是限制在地基内部某一区域，基础四周地面也有隆起现象，但不会有明显的倾斜和倒塌。压力和沉降关系曲线从一开始就呈现非线性关系。,s,p,局部剪切破坏型式的 压力沉降关系曲线,局部剪切破坏,3.冲剪破坏 冲剪破坏先是由于基础下软弱土的压缩变形使基础连续下沉，如荷载继续增加到某一数值时，基础可能向下“切入”到土中，基础侧面附近的土体因垂直剪切而破坏。冲剪破坏时，地基中没有出现明显的连续滑动面，基础四周的地面不隆起，基础没有很大的倾斜，压力与沉降的关系曲线与局部剪切破坏的情况类似，不出现明显的转折现象。,p,s,0,冲剪破坏型式的 压力沉降关系曲线,第二节 地基承载力,地基承载力是指地基承受荷载的能力。 临塑荷载pcr是指地基土中将要而尚未出现塑性变形区时的基底压力.在压力与沉降的关系曲线中，整体剪切破坏的曲线有两个转折点，相应于点的荷载，为地基土开始出现剪切破坏时的基底压力。 地基极限承载力pu是地基承受基础荷载的极限压力，在压力与沉降的关系曲线中，相应于点的荷载，当基底压力达到pu时，地基就发生整体剪切破坏。,地基容许承载力:工程上，为了保证建筑物的安全可靠，在基础设计时，必须把基底压力限制在某一范围之内，以pa表示，可由地基极限承载力pu除以安全系数K确定，即pa 是具有一定安全储备的地基承载力。安全系数K与上部结构的类 型、荷载性质、地基土类以及建筑物的预期寿命和破坏结果等因素有关,尚无统一标准,一般取23,但不得小于2。,一、临塑荷载 定义:地基土中将要而尚未出现塑性变形区时的基底压力。 计算公式： 塑性区变形的边界方程,临塑荷载公式 当Zmax=o（即塑性区开展深度为0时)，此时地基所能承受的基底附加压力即为临塑荷载。,二、临界荷载 大量工程实践表明，用Pcr作为地基承载力设计值是比较保守和不经济的。即使地基中出现一定范围的塑性区，也不致危及建筑物的安全和正常使用。即工程中允许塑性区发展到一定范围，一般中心受压基础可取max=b/4，偏心受压基础可取max=b/3，与此相应的地基承载力用P1/3、P1/4表示，称为临界荷载，,基底标高以上土的重度,地基土的内摩擦角（弧度）,上述临塑荷载与临界荷载计算公式均由条形基础均布荷载推导得来。,三、地基的极限承载力 极限承载力的理论推导目前只能针对整体剪切破坏模式进行。确定极限承载力的计算公式可归纳为两大类：一类是假定滑动面法，先假定在极限荷载作用时土中滑动面的形状，然后根据滑动土体的静力平衡条件求解。另一类是理论解，根据塑性平衡理论导出在已知边界条件下，滑动面的数学方程式来求解。,普郎特-赖斯纳公式 普郎特极限承载力基本假设： （1）地基土均匀、各向同性，且=0 （2）基础底面完全光滑 （3）基底平面为地基表面, 滑裂面只延伸到这一假定的地基表面,称为承载力因数，是仅与 有关的无量纲数， 为土的粘聚力。,朗肯主动区 朗肯被动区 过渡区,赖斯纳考虑基础有一定的埋深，将基底以上土重用均布荷载代替。,也是仅与 有关的承载力因数。,太沙基公式,常被用来求解条形浅基础受铅直中心荷载作用下均质地基中的极限承载力。,主动朗肯区 径向剪切区 朗肯被动区,公式假设： 1.基础为条形浅基础 2.基础两侧埋深d范围内的土重被视为边荷载 3.基础底面粗糙 4.在极限荷载作用下地基中滑动面可分为三个区,基底水平面以上基础两侧的超载,基底的宽度和埋置深度,无量纲承载力因数，仅与土的 内摩擦角有关，,对于局部剪切破坏：,方形基础（宽度为b)：,圆形基础（半径为d)：,若发生局部剪切破坏，承载力系数应改用,汉森公式,对于均质地基、基底完全光滑，在中心倾斜荷载作用下地基的竖向极限承载力可按下式计算。,承载力系数,荷载倾斜系数,基础形状系数,基底倾斜系数,地面倾斜系数,
