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1、第六部分：地基承載力,1、概述 地基承載力的概念：地基承載荷載的能力。 地基承受建筑物荷載作用后，一方面附加應(yīng)力引起地基內(nèi)土體變形，造成建筑物沉降或不均勻沉降，若沉降過(guò)大，就會(huì)導(dǎo)致建筑物嚴(yán)重下沉、傾斜或撓曲、上部結(jié)構(gòu)開(kāi)裂；另一方面，引起地基內(nèi)土體的剪應(yīng)力增加。當(dāng)某一點(diǎn)的剪應(yīng)力達(dá)到土的抗剪強(qiáng)度時(shí)，這一點(diǎn)的土就處于極限平衡狀態(tài)。,第六部分：地基承載力,1、概述 當(dāng)某一點(diǎn)的剪應(yīng)力達(dá)到土的抗剪強(qiáng)度時(shí)，這一點(diǎn)的土就處于極限平衡狀態(tài)。若土體中其一區(qū)域內(nèi)各點(diǎn)都達(dá)到極限平衡狀態(tài)，就形成極限平衡區(qū)，或稱為塑性區(qū)，如果荷載繼續(xù)增大，地基內(nèi)塑性區(qū)的范圍隨之不斷增大，局部的塑性區(qū)發(fā)展成為連續(xù)滑動(dòng)面(或貫穿到地表，或存
2、在于地基上內(nèi)部)，這時(shí)，基礎(chǔ)下一部分土體將沿滑動(dòng)面產(chǎn)生整體滑動(dòng)，稱為地基失去穩(wěn)定，或喪失承載能力。,第六部分：地基承載力,1、概述 確定地基承載力的方法： 原位試驗(yàn)法 理論公式法 規(guī)范表格法 當(dāng)?shù)亟?jīng)驗(yàn)法,第六部分：地基承載力,2、淺基礎(chǔ)地基破壞模式 （1）整體剪切破壞、局部剪切破壞和沖剪破壞三種,第六部分：地基承載力,2、淺基礎(chǔ)地基破壞模式 a整體剪切破壞 整體剪切破壞的特征是，當(dāng)基礎(chǔ)荷載較小時(shí)，基底壓力 p與沉降s基本上成直線關(guān)系，如圖82中A曲線的oa段，屬于線性變形階段，當(dāng)荷載增加到某一數(shù)值時(shí)，在基礎(chǔ)邊緣處的土開(kāi)始發(fā)生剪切破壞，隨著荷載的增加，剪切破壞區(qū)(或稱塑性變形區(qū))逐漸擴(kuò)大，這時(shí)壓
3、力與沉降之間成曲線關(guān)系，如圖82中A曲線的ab段，屬?gòu)椝苄越恍坞A段。如果基礎(chǔ)上的荷載繼續(xù)增加，剪切破壞區(qū)不斷擴(kuò)大，最終在地基中形成一連續(xù)的滑動(dòng)面，基礎(chǔ)急劇下沉或向一側(cè)傾倒，同時(shí)基礎(chǔ)四周的地面隆起，地基發(fā)生整體剪切破壞。,第六部分：地基承載力,2、淺基礎(chǔ)地基破壞模式 b局部剪切破壞 局部剪切破壞是介于整體剪切破壞和沖剪破壞之間的一種破壞形式，剪切破壞也從基礎(chǔ)邊緣開(kāi)始，但滑動(dòng)面不發(fā)展到地面，而是限制在地基內(nèi)部某一區(qū)域，基礎(chǔ)周圍地面微微隆起，但不如整體剪切破壞時(shí)明顯。壓力與沉降關(guān)系曲線從一開(kāi)始就呈現(xiàn)非線性關(guān)系，如圖82曲線B。,第六部分：地基承載力,2、淺基礎(chǔ)地基破壞模式 c沖剪破壞 沖剪破壞一般發(fā)
4、生于基礎(chǔ)剛度很大，地基土十分軟弱的情況。在 荷載作用下，由于基礎(chǔ)下軟弱土的壓縮變形使基礎(chǔ)連續(xù)下沉，如荷載繼續(xù)增加到某一數(shù)值時(shí)，基礎(chǔ)可能向下“切入”土中，基礎(chǔ)側(cè)面附近的土體因垂直剪切而破壞。沖剪破壞時(shí)，地基中沒(méi)有出現(xiàn)明顯的連續(xù)滑動(dòng)面，基礎(chǔ)四周的地面不隆起，壓力與沉降關(guān)系曲線與局部剪切破壞的情況類似，曲線不出現(xiàn)明顯的轉(zhuǎn)折現(xiàn)象，如圖82曲線c。,第六部分：地基承載力,2、淺基礎(chǔ)地基破壞模式,不同類型p-s曲線,第六部分：地基承載力,2、淺基礎(chǔ)地基破壞模式,(2)地基破壞模式的影響因秦,1)土的壓縮性 一般地說(shuō)，對(duì)于密實(shí)砂土和堅(jiān)硬粘土將發(fā)生整體剪切破壞，面 對(duì)于壓縮性比較大的松砂和軟粘土，將可能出現(xiàn)局
5、部剪切或沖剪 破壞。 2)與基礎(chǔ)埋深及加荷速率等因素有關(guān) 當(dāng)基礎(chǔ)埋深較淺、荷載為緩慢施加的恒載時(shí)，將趨向十發(fā)生整 體剪切破壞；若基礎(chǔ)埋深較大，荷載是快速施加的或是沖擊荷載， 則可能形成局部剪切破壞或沖剪破壞。,第六部分：地基承載力,3、地基臨界荷載,（1）地基土中應(yīng)力狀態(tài)的三個(gè)階段 、線性變形階段 0a段 、塑性變形階段 ab段 、破壞階段 bc段,第六部分：地基承載力,3、地基臨界荷載 （2）地基塑性變形區(qū)邊界方程,第六部分：地基承載力,3、地基臨界荷載 （3）地基的臨塑荷載 臨塑荷載是指地基中即將出現(xiàn)塑性區(qū)時(shí)的基底壓力。臨塑荷載的基本公式的推導(dǎo)建立于下述理論之上： (1)應(yīng)用彈性理論計(jì)算地
6、基中的附加應(yīng)力。 (2)利用強(qiáng)度理論建立極限平衡條件。,第六部分：地基承載力,3、地基臨界荷載 （3）地基的臨塑荷載,第六部分：地基承載力,3、地基臨界荷載 （4）地基的臨界荷載 是指允許地基產(chǎn)生一定范圍塑性變形區(qū)所對(duì)應(yīng)的荷載。,第六部分：地基承載力,4、地基極限承載力 地基的極限承載力是指地基內(nèi)部整體達(dá)到極限平衡時(shí)的荷載，又稱為極限荷載，是地基所能承受的基底壓力的極限值，以Pu表示。 目前，求解極限承載力的方法有兩種，一種是根據(jù)靜力平衡和極限平衡條件建立微分方程，根據(jù)邊界條件求出地基整體達(dá)到極限平衡時(shí)各點(diǎn)的應(yīng)力的精確解。另一種求極限承載力的方法為假定滑動(dòng)面法，此法先假設(shè)滑動(dòng)面的形狀，然后以滑
7、動(dòng)面所包圍的土體作為隔離體，根據(jù)靜力平衡條件求出極限荷載。,第六部分：地基承載力,4、地基極限承載力 地基的極限承載力是指地基內(nèi)部整體達(dá)到極限平衡時(shí)的荷載，又稱為極限荷載，是地基所能承受的基底壓力的極限值，以Pu表示。 目前，求解極限承載力的方法有兩種，一種是根據(jù)靜力平衡和極限平衡條件建立微分方程，根據(jù)邊界條件求出地基整體達(dá)到極限平衡時(shí)各點(diǎn)的應(yīng)力的精確解。另一種求極限承載力的方法為假定滑動(dòng)面法，此法先假設(shè)滑動(dòng)面的形狀，然后以滑動(dòng)面所包圍的土體作為隔離體，根據(jù)靜力平衡條件求出極限荷載。,第六部分：地基承載力,4、地基極限承載力 （1）普朗德?tīng)栆毁囁怪Z極限承載力理論,第六部分：地基承載力,4、地基
8、極限承載力 （1）普朗德?tīng)栆毁囁怪Z極限承載力理論 普朗德?tīng)柕贸鰳O限承載力的表達(dá)式為：,第六部分：地基承載力,4、地基極限承載力 （2）太沙基極限承載力理論,滑動(dòng)土體分三區(qū)：,第六部分：地基承載力,4、地基極限承載力 （2）太沙基極限承載力理論,第六部分：地基承載力,4、地基極限承載力 （2）太沙基極限承載力理論,第六部分：地基承載力,5、地基容許承載力和地基承載力特征值,地基極限承載力是指從地基穩(wěn)定的角度研究地基土體所能承受的最大荷載。但是雖然地基尚未失穩(wěn)，若變形太大，引起上部建筑物破壞或者不能正常使用也是不允許的。所以正確的地基設(shè)計(jì)，既要保證滿足地基強(qiáng)度和穩(wěn)定性的要求，也要保證滿足地基變形的
9、要求。,第六部分：地基承載力,5、地基容許承載力和地基承載力特征值,在保證地基強(qiáng)度和穩(wěn)定的條件下，使建筑物的沉降量和沉降差不超過(guò)允許值的地基承栽力稱為地基承載力特征。以fa表示。 fa的確定取決于兩個(gè)條件： (1)要有定的強(qiáng)度安全儲(chǔ)備。 (2)地基變形不應(yīng)大于相應(yīng)的允許值。,第六部分：地基承載力,5、地基容許承載力和地基承載力特征值 荷載試驗(yàn)確定地基承載力特征值,第六部分：地基承載力,5、地基容許承載力和地基承載力特征值,考慮到低壓縮性土的承效力特征值一般由強(qiáng)度安全控制，故規(guī)范規(guī)定以直線段末點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的壓力Pcr(界限荷載)作為承載力特征值。此時(shí)，地基的沉降量很小，能為一般建筑物所允許，強(qiáng)度安全
10、儲(chǔ)備也足夠，因?yàn)閺腜cr發(fā)展到破壞還有很長(zhǎng)的過(guò)程。但是對(duì)于少數(shù)呈“脆性”破壞的土， Pcr與極限荷載pu很接近，故當(dāng)Pu2.0Pcr時(shí)，取Pu2作為承載力特征值。,第六部分：地基承載力,5、地基容許承載力和地基承載力特征值,原位測(cè)試方法除荷載試驗(yàn)外，還有動(dòng)力觸探、靜力觸探、十字板剪劃試驗(yàn)和旁壓試驗(yàn)等方法。各地應(yīng)以荷載試驗(yàn)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，積累和建立相應(yīng)的測(cè)試數(shù)據(jù)與地基承載力的相關(guān)關(guān)系，這種相關(guān)關(guān)系具有地區(qū)性、經(jīng)驗(yàn)性，對(duì)于大量建設(shè)的丙級(jí)地基基礎(chǔ)是非常適用、經(jīng)濟(jì)和方便的，對(duì)于設(shè)計(jì)等級(jí)為甲、乙級(jí)的地基基礎(chǔ)，應(yīng)按確定地基承載力特征值的多種方法綜合確定。,第六部分：地基承載力,5、地基容許承載力和地基承載力特征值,修正后的地基承載力特征值,第六部分：地基承載力,第六部分：地基承載力,地基容許承載力 是指地基穩(wěn)定有足夠安全度的承載力，它相當(dāng)于地基極限 承載力除以一個(gè)安全系數(shù)K，此即定值法確定的地基承載力；同 時(shí)必須驗(yàn)算地基變形不超過(guò)允許變形值。,
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