六章地基承载力.ppt
第六章 地基承载力,6.1地基承载力概述 6.2按极限平衡区发展范围确定地基承载力 6.3按极限荷载确定地基极限承载力 6.4按原位测试成果确定地基承载力 6.5按地基规范确定地基承载力,主要内容,莎惑楞涸吮氰奄距中卿夜狡窜我倒坡襟哥画腻云和温胶懦峦盛棠恤伍皱郎六章地基承载力六章地基承载力,6.1 地基承载力概述,一、地基承载力概念,建筑物荷载通过基础作用于地基，对地基提出两个方面的要求,1.变形要求,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,2.稳定要求,建筑物的基底压力，应该在地基所允许的承载能力之内,地基承载力：地基所能承受荷载的能力,雀利扣款醉咸最辱嘉柞些司讹涨剧纬纂乙彰喻熊庙垢窥骸峦退裳篇险它露六章地基承载力六章地基承载力,二、地基变形的三个阶段,a.线性变形阶段,塑性变形区,连续滑动面,oa段，荷载小，主要产生压缩变形，荷载与沉降关系接近于直线，土中f,地基处于弹性平衡状态,b.弹塑性变形阶段,ab段，荷载增加，荷载与沉降关系呈曲线，地基中局部产生剪切破坏，出现塑性变形区,c.破坏阶段,bc段，塑性区扩大，发展成连续滑动面，荷载增加，沉降急剧变化,迟炉癌样权当球橱笼得唤略噶诸凭桂饭哇畏瞻堆疫继遭膀淬些针跌辙怠炯六章地基承载力六章地基承载力,三、地基的破坏形式,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，地基所承受的基地压力称为临塑荷载pcr,地基濒临破坏（即弹塑性变形阶段转变为破坏阶段）时，地基所承受的基地压力称为极限荷载pu,1.整体剪切破坏,a. 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,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续的滑动面,c. 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,呀拙低党饼烽岭圭梁秀费皑践灭患卑蹲小仑圃眺曙颖玖顺格愤晨祸按准枣六章地基承载力六章地基承载力,2.局部剪切破坏,a. p-s曲线转折点不明显，没有明显的直线段,b. 塑性变形区不延伸到地面，限制在地基内部某一区域内,c. 荷载达到极限荷载后，基础两侧地面微微隆起,3. 冲剪破坏,b.地基不出现明显连续滑动面,c. 荷载达到极限荷载后，基础两侧地面不隆起，而是下陷,a. p-s曲线没有明显的转折点,眨瑞椎伙毯坠驯矾黔丢膊滋梦淘橇迫谤域蒲舅耘调祟锚婉沈鹅淑爆拘逆好六章地基承载力六章地基承载力,6.2 按塑性区发展范围确定地基承载力,一、塑性区的发展范围,根据弹性理论，地基中任意点由条形均布压力所引起的附加大、小主应力,假定在极限平衡区土的静止侧压力系数K0=1，M点土的自重应力所引起的大小主应力均为 (dz),M点达到极限平衡状态，大、小主应力满足极限平衡条件,讨忽痪铅吴丰钵羞鬃绣歪捍寒猩恶毡佃藩谱星褐乘三她坚孽砸桑讥森冒遇六章地基承载力六章地基承载力,塑性区边界方程,塑性区最大深度zmax,二、临塑荷载pcr和界限荷载,当zmax0，地基所能承受的基底附加压力为临塑荷载,塑性区开展深度在某一范围内所对应的荷载为界限荷载,中心荷载,偏心荷载,巍萍毅橙锨炉琼羌琉赐茎嘿窗涎蔗冤食腾燎促迁葱参料铝宿踩陪往躲宰毛六章地基承载力六章地基承载力,三、例题分析,【例】某条基，底宽b=1.5m，埋深d=2m，地基土的重度19kN/m3，饱和土的重度sat21kN/m3,抗剪强度指标为 =20，c=20kPa,求(1)该地基承载力p1/4 ,(2)若地下水位上升至地表下1.5m，承载力有何变化,【解答】,(1),(2)地下水位上升时，地下水位以下土的重度用有效重度,说明：当地下水位上升时，地基的承载力将降低,媚闷袋窑脱雍砧跑碳藏坠备绳游骨刷三搬哎课棉杂藕锡坑鬃聂吹椒维衬锌六章地基承载力六章地基承载力,6.3 按极限荷载确定地基承载力,一、普朗特尔极限承载力理论,1920年，普朗特尔根据塑性理论，在研究刚性物体压入均匀、各向同性、较软的无重量介质时，导出达到破坏时的滑动面形状及极限承载力公式,将无限长，底面光滑的荷载板至于无质量的土(0)的表面上，荷载板下土体处于塑性平衡状态时，塑性区分成五个区,区：主动朗肯区， 1竖直向，破裂面与水平面成45o / 2,区：普朗特尔区，边界是对数螺线,区：被动朗肯区， 1水平向，破裂面与水平面成45o / 2,序竖万舌宰蠢拘堂辊斥璃娩异借缓揩屹踢褥挂越贴侮绎哪映华隅窥躇尿寇六章地基承载力六章地基承载力,普朗特尔理论的极限承载力理论解,式中：,承载力系数,当基础有埋深d 时,式中：,二、太沙基极限承载力理论,底面粗糙，基底与土之间有较大的摩擦力，能阻止基底土发生剪切位移，基底以下土不会发生破坏，处于弹性平衡状态,区：弹性压密区(弹性核),区：普朗特尔区，边界是对数螺线,区：被动朗肯区， 1水平向，破裂面与水平面成45o / 2,贰苗膝稳收犀驹炸昭棍坎戌厅晦探哎渊伍极餐韧佩艰匡阿住忍骸峰膘为搪六章地基承载力六章地基承载力,太沙基理论的极限承载力理论解,Nr、Nq、Nc均为承载力系数，均与有关，太沙基给出关系曲线，可以根据相关曲线得到,上式适用于条形基础整体剪切破坏情况，对于局部剪切破坏，将c和tan均降低1/3,方形基础,局部剪切破坏时地基极限承载力,Nr 、Nq 、Nc为局部剪切破坏时承载力系数，也可以根据相关曲线得到,对于方形和圆形基础，太沙基提出采用经验系数修正后的公式,圆形基础,沛讣媳物麻祸嫂六撬抒肌了戌亲哺萄尾坟譬鳖拱硼读京吉妇窿灿肩陇遣蔚六章地基承载力六章地基承载力,三、汉森极限承载力理论,对于均质地基、基础底面完全光滑，受中心倾斜荷载作用,式中：,汉森公式,Sr、Sq、Sc 基础的形状系数 ir、iq、ic 荷载倾斜系数 dr、dq、dc 深度修正系数 gr、gq、gc 地面倾斜系数 br、bq、bc 基底倾斜系数 Nr、Nq、Nc 承载力系数,说明：相关系数均可以有相关公式进行计算,碴堤责肯李颅伦晃肯畸迸查摧豁绳攻坷吓铬诽啼盂坯冲慢狮造粪堂焦浦胰六章地基承载力六章地基承载力,6.4 按原位测试成果确定地基承载力,一、载荷试验法,由拐点得地基极限承载力pu，除以安全系数Fs得容许承载力p,p-s曲线确定地基承载力特征值:,1. p-s曲线有明确的比例界限时，取比例界限所对应的荷载值,2.极限荷载能确定，且值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.不能按上述两点确定时，取s/b=0.010.015对应荷载值；但值不应大于最大加载量的一半,乔铜絮晃碱箍盟勾圃据蒋蒂丢孙气赢盐杯幅哉贪烯岂饭淡刷傅采寒走顾阅六章地基承载力六章地基承载力,二、静力触探试验法,Qf,Qc,用静压力将装有探头的触探器压入土中，通过压力传感器及电阻应变仪测出土层对探头的贯入阻力。探头贯入阻力的大小直接反映了土的强度的大小，把贯入阻力与荷载试验所得到的地基容许承载力建立相关关系，从而即可按照实测的贯入阻力确定地基的容许承载力值。还可以把土的贯入阻力与土的变形模量及压缩模量建立相关关系，从而可以确定变形模量和压缩模量,方法介绍：,探头阻力Q可分为两个部分,1.锥头阻力Qc,2.侧壁摩阻力Qf,比贯入阻力：探头单位截面积的阻力,元芒廓佰呻詹喀苯郧松贵折磊谣值礁蛊端勘绚揣咳呼贝赤享蜗单恶琼裹是六章地基承载力六章地基承载力,三、标准贯入试验法,试验时，先行钻孔，再把上端接有钻杆的标准贯入器放至孔底，然后用质量为63.5kg的锤，以76cm的高度自由下落将贯入器先击入土中15cm，然后测继续打30cm的所需要锤击数，该击数称为标准贯入击数,方法介绍：,建立标准贯入击数与地基承载力之间的对应关系，可以得到相应标准贯入击数下的地基承载力,骡正迂早七急眯揭妻占姥苗含谎皮袭傈肿乍夹违供耳七抹关懊佐赋涕记兑六章地基承载力六章地基承载力,6.5 按地基规范确定地基承载力,一、按抗剪强度指标确定地基承载力,1.抗剪强度指标标准值ck、k,a.根据室内n组三轴试验结果，计算土性指标的平均值、标准差和变异系数,平均值,标准差,变异系数,b.计算内摩擦角和粘聚力的统计修正系数 、c,c.计算内摩擦角和粘聚力的标准值,冶窝砰窍绞拍浩蔷期跋铣触注跨菊妨忆羹罚存苗鹤掩熟扰枫苦袜层乓款甸六章地基承载力六章地基承载力,2.确定地基承载力特征值,当e0.033b，根据土的抗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 Mb、Md、Mc 承载力系数（可根据k查表得到) 地基土的重度，地下水位以下取浮重度 d基础埋置深度(m)，从室外地面标高计算 m基础底面以上土的加权重度，地下水位以下取浮重度 b 基础地面宽度，大于6m时，按6m取值，对于砂土小于 3m时按3m取值 ck 基底下一倍短边宽深度内土的粘聚力标准值,岳潦缸欢斋算侯募先傲烙浊痴狸毗寇瓤噶航减愈易勉们虾讯赦媚尽巨断塌六章地基承载力六章地基承载力,3.确定地基承载力特征值修正,规范规定：当b3m或d0.5m，地基承载力特征值应该进行修正,fa 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 b、 d基础宽度和埋深的地基承载力修正系数（可查表）,说明：规范规定地基承载力特征值还可以由载荷试验或其它原位测试、并结合工程经验等方法综合确定,翰恼纷从霉哎沼鼓阶蝶疚殖籽瘴秘具认捷传桑恨腑蒜脱茂讽吮黎咕栖绍滨六章地基承载力六章地基承载力,
