《部分地基承載力》PPT課件.ppt

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，一方面附加應力引起地基內土體變形，造成建筑物沉降或不均勻沉降，若沉降過大，就會導致建筑物嚴重下沉、傾斜或撓曲、上部結構開裂；另一方面，引起地基內土體的剪應力增加。當某一點的剪應力達到土的抗剪強度時，這一點的土就處于極限平衡狀態(tài)。,第六部分：地基承載力,1、概述 當某一點的剪應力達到土的抗剪強度時，這一點的土就處于極限平衡狀態(tài)。若土體中其一區(qū)域內各點都達到極限平衡狀態(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)滑動面(或貫穿到地表，或存在于地基上內部)，這時，基礎下一部分土體將沿滑動面產生整體滑動，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： 原位試驗法 理論公式法 規(guī)范表格法 當?shù)亟?jīng)驗法,第六部分：地基承載力,2、淺基礎地基破壞模式 （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、淺基礎地基破壞模式 a整體剪切破壞 整體剪切破壞的特征是，當基礎荷載較小時，基底壓力 p與沉降s基本上成直線關系，如圖82中A曲線的oa段，屬于線性變形階段，當荷載增加到某一數(shù)值時，在基礎邊緣處的土開始發(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))逐漸擴大，這時壓力與沉降之間成曲線關系，如圖82中A曲線的ab段，屬彈塑性交形階段。如果基礎上的荷載繼續(xù)增加，剪切破壞區(qū)不斷擴大，最終在地基中形成一連續(xù)的滑動面，基礎急劇下沉或向一側傾倒，同時基礎四周的地面隆起，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，剪切破壞也從基礎邊緣開始，但滑動面不發(fā)展到地面，而是限制在地基內部某一區(qū)域，基礎周圍地面微微隆起，但不如整體剪切破壞時明顯。壓力與沉降關系曲線從一開始就呈現(xiàn)非線性關系，如圖82曲線B。,第六部分：地基承載力,2、淺基礎地基破壞模式 c沖剪破壞 沖剪破壞一般發(fā)生于基礎剛度很大，地基土十分軟弱的情況。在 荷載作用下，由于基礎下軟弱土的壓縮變形使基礎連續(xù)下沉，如荷載繼續(xù)增加到某一數(shù)值時，基礎可能向下“切入”土中，基礎側面附近的土體因垂直剪切而破壞。沖剪破壞時，地基中沒有出現(xiàn)明顯的連續(xù)滑動面，基礎四周的地面不隆起，壓力與沉降關系曲線與局部剪切破壞的情況類似，曲線不出現(xiàn)明顯的轉折現(xiàn)象，如圖82曲線c。,第六部分：地基承載力,2、淺基礎地基破壞模式,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，對于密實砂土和堅硬粘土將發(fā)生整體剪切破壞，面 對于壓縮性比較大的松砂和軟粘土，將可能出現(xiàn)局部剪切或沖剪 破壞。 2)與基礎埋深及加荷速率等因素有關 當基礎埋深較淺、荷載為緩慢施加的恒載時，將趨向十發(fā)生整 體剪切破壞；若基礎埋深較大，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）地基土中應力狀態(tài)的三個階段 、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)時的基底壓力。臨塑荷載的基本公式的推導建立于下述理論之上： (1)應用彈性理論計算地基中的附加應力。 (2)利用強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 是指允許地基產生一定范圍塑性變形區(qū)所對應的荷載。,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部整體達到極限平衡時的荷載，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到極限平衡時各點的應力的精確解。另一種求極限承載力的方法為假定滑動面法，此法先假設滑動面的形狀，然后以滑動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部整體達到極限平衡時的荷載，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到極限平衡時各點的應力的精確解。另一種求極限承載力的方法為假定滑動面法，此法先假設滑動面的形狀，然后以滑動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）普朗德爾一賴斯諾極限承載力理論,第六部分：地基承載力,4、地基極限承載力 （1）普朗德爾一賴斯諾極限承載力理論 普朗德爾得出極限承載力的表達式為：,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。所以正確的地基設計，既要保證滿足地基強度和穩(wěn)定性的要求，也要保證滿足地基變形的要求。,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,在保證地基強度和穩(wěn)定的條件下，使建筑物的沉降量和沉降差不超過允許值的地基承栽力稱為地基承載力特征。以fa表示。 fa的確定取決于兩個條件： (1)要有定的強度安全儲備。 (2)地基變形不應大于相應的允許值。,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度安全控制，故規(guī)范規(guī)定以直線段末點所對應的壓力Pcr(界限荷載)作為承載力特征值。此時，地基的沉降量很小，能為一般建筑物所允許，強度安全儲備也足夠，因為從Pcr發(fā)展到破壞還有很長的過程。但是對于少數(shù)呈“脆性”破壞的土， Pcr與極限荷載pu很接近，故當Pu<2.0Pcr時，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,原位測試方法除荷載試驗外，還有動力觸探、靜力觸探、十字板剪劃試驗和旁壓試驗等方法。各地應以荷載試驗數(shù)據(jù)為基礎，積累和建立相應的測試數(shù)據(jù)與地基承載力的相關關系，這種相關關系具有地區(qū)性、經(jīng)驗性，對于大量建設的丙級地基基礎是非常適用、經(jīng)濟和方便的，對于設計等級為甲、乙級的地基基礎，應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，它相當于地基極限 承載力除以一個安全系數(shù)K，此即定值法確定的地基承載力；同 時必須驗算地基變形不超過允許變形值。,