第六讲地基承载力.ppt
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1、1. 概述,第六章 地基承载力,建筑物因地基问题引起的破坏,一般有两种情形:一种是地基在建筑物荷载作用下产生过大的变形或不均匀沉降,从而导致建筑物严重下沉、倾斜或挠曲;另一种是建筑物的荷重过大,使得地基土体内出现剪切破坏区,当剪切破坏区不断扩大,发展成贯穿到地表的连续滑移面时,建筑物将发生严重的塌陷、倾倒等灾难性破坏。因此,地基承受荷载的能力与地基的变形条件和稳定状态是密切相关的。,地基承载力指地基土能承受荷载的能力。,地基承载力由荷载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。,2. 地基的变形和失稳破坏形式,第六章 地基承载力,整体剪切破坏,局部剪切破坏,冲切破坏, 地
2、基的主要破坏形式,整体剪切破坏 : p-s曲线上出现明显的转折点 ,土中形成 连续滑动面,并延伸到地面,土从基础两侧挤出并隆起 。整体剪切破坏常发生在 浅埋基础下的密砂或硬粘土等坚实地基中。当发生这种类型的破坏时,建筑物突然倾倒。,2. 地基的变形和失稳破坏形式,第六章 地基承载力,局部剪切破坏:随着荷载的增加,基础下也产生压密区及塑性区,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,基础两侧地面微微隆起,没有出现明显的裂缝。曲线也有一个转折点,但不像整体剪切破坏那么明显。局部剪切破坏常发生于中等密实砂土中。,冲切破坏:在基础下没有明显的连续滑动面,随着荷载的增加,基础随着土层发
3、生压缩变形而下沉,当荷载继续增加,基础周围附近土体发生竖向剪切破坏,使基础刺入土中,p- s曲线没有明显的转折点,没有明显的比例界限及极限荷载,这种破坏形式常发生在松砂及软土中。,2. 地基的变形和失稳破坏形式,第六章 地基承载力, 地基破坏的过程,压密阶段(弹性变形阶段),剪切阶段,破坏阶段(塑性变形阶段),3. 地基临塑荷载和临界荷载,第六章 地基承载力,临塑荷载地基土体从弹性压密阶段恰好过渡到塑性区发展阶 段,即将要产生塑性破坏区时所对应的基底压力称 为临塑荷载,通常用pcr表示。, 临塑荷载,3. 地基临塑荷载和临界荷载,第六章 地基承载力,M点的总应力应该是自重应力与附加应力之和。为
4、简化起见,假定地基的自重应力场如同静水应力场,M点的自重应力 各向相等,则M点的总主应力为,由极限平衡条件得:,3. 地基临塑荷载和临界荷载,第六章 地基承载力,塑性区开展的最大深度zmax可由,2. 地基临塑荷载和临界荷载,第六章 地基承载力,临塑荷载 仅与 有关,而与基础宽度无关,2. 地基临塑荷载和临界荷载,第六章 地基承载力, 临界荷载,用pcr作为地基承载力设计值是比较保守和不经济的。经验表明,在大多数情况下,即使地基中出现一定范围的塑性区,只要其范围不超过某一容许范围,就不致危及建筑物的安全和正常使用。地基塑性区的容许深度与建筑物的类型、荷载性质以及土的特征等因素有关的,但目前尚无
5、统一意见。一般认为,在中心荷载作用下,塑性区的最大开展深度zmax可控制在基础宽度的1/4或1/3,相应的荷载用p1/4或p1/3表示。,4. 地基极限承载力,第六章 地基承载力,地基极限承载力当地基土体中的塑性变形区充分发展 并形成连续 贯通的滑移面时,地基所 能承受的最大荷载。,确定极限承载力的方法很多,但归纳起来,可分为两大类:一类是根据土体的极限平衡理论,确定土中各点达到极限平衡时的应力和滑动面方向,并建立微分方程,根据边界条件求出地基达到极限平衡时各点的精确解。采用这种方法求解时在数学上遇到的困难太大,目前尚无严格的一般解析解,仅能对某些边界条件简单的情况求解。另一类是先假定地基土在
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