《chpt8土力学》PPT课件.ppt

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1、第八章 地基承载力 Chapter 8 Bearing Capacity 第一节 概述 Introduction 由于地基土在建筑物荷载作用下产生变形，引起 基础过大的沉降或者沉降差，使上部结构倾斜、 开裂以致毁坏或失去使用价值 由于建筑物的荷载过大，超过了基础下持力层所 能承受的能力而使地基产生滑动破坏 建筑物因地基问题引起破坏有两种原因： 整体剪切破坏 局部剪切破坏 冲剪破坏 第一节 概述 Introduction 地基中剪切破坏的型式有 第一节 概述 Introduction 整体剪切破坏 弹性变形阶段、 塑性变形阶段、 塑性破坏阶段 临塑压力 pcr、 极限承载力 fu 容许承载力 f

2、a a u s f fF 第一节 概述 Introduction 局部剪切破坏 冲剪破坏 第一节 概述 Introduction 地基破坏形式与土的压缩性有关： 坚硬或紧密土：整体剪切破坏； 松软土：局部剪切破坏；或冲剪破坏 地基承载力确定方法： 理论公式计算； 根据土的性质指标查规范；（如建筑地基基 础设计规范） 由现场荷载试验或静力触探等原位试验确定 第二节 按塑性区开展深度确定地基的容许承载力 将地基中的剪切破坏区限制在某一范围，视地基土能够承受多 大的压力，该压力即为容许承载力 。 )2s in2( 2 1 dp )()2s in2( 3 1 zddp )245(2)245(231 c

3、 t gtg dtgcdpz )2s i n 2s i n( 塑性区的边界方程 第二节 按塑性区开展深度确定地基的容许承载力 dtgcdpz )2s i n 2s i n( 塑性区的边界方程 0)2s in 2c o s( dpddz 22 dtgcc t gdpz )2(m a x max zz 稳定 max zz 稳定没有保证 第二节 按塑性区开展深度确定地基的容许承载力 2ctg N r 2ctg ctgN c 2 1 c tg N q 22 1 2 m a x c t g c t g c c t g d c t g z p 荷载与塑性区开展深度关系： 记 2 c tg c tg N c

4、 实际应用时，常规定塑性区开展深度，视其能承受 多大的基底压力，来判别地基稳定性 。 若 使 第二节 按塑性区开展深度确定地基的容许承载力 bz 31ma x 2 1 c tg N q 0ma x z bz 41ma x cqcr cNdNf cq cNdNbNf 3 1 3 1 cq cNdNbNf 4 1 4 1 第二节 按塑性区开展深度确定地基的容许承载力 普遍形式 cqp cNdNbNf 2 1 注意：第一项对应基底以下土容重； 第二项对应基底以上土容重 ； 地下水位以下的容重一律采用浮容重。 第二节 按塑性区开展深度确定地基的容许承载力 地下水位在滑动面与基底之间 b h1 cqu

5、cNDNBNf 2 1 )()( 111 b h b hbh 地下水位在基底与地面之间 b h2 cqu cNDNBNf 2 1 )()( 222 d h d hdh 第二节 按塑性区开展深度确定地基的容许承载力 假定： （）地基土是均匀，各向同性的无重量介质，即认为基底下土的容重等于 零，而只具有 的材料。 （）基础底面光滑，即基础底面与土之间无摩擦力存在。因此，水平面为 大主应力面，竖直面为小主应力面。 普朗特尔极限承载力公式 第三节 浅基础地基极限承载力 、c （）当地基处于极限（或塑性）平衡状态时，将出现连续的滑动面，其滑 动区域即将由 朗肯主动区 ， 径向剪切区 和 朗肯被动区 所组

6、成，如图 （ a）所示。其中滑动区 的边界 ad(或 a1d)为直线并与水平面成 角； 滑动区 的边界 de(或 de1)为对数螺旋曲线，其曲线方程为 ， 为起 )245( o tgerr 0 daadr 10 )245( 0 D 0r 始始矢径 ( )；滑动区 的边界 ef(或 e1f1)为直线并与水平面成 . 角。 （ 4）当基础有埋置深度 D时，将基础底面以上的两侧土体用当量均布超载 q等于 来代替。 普朗特尔极限承载力公式 第三节 浅基础地基极限承载力 普朗特尔极限承载力公式 cqu cNdNf 0 第三节 浅基础地基极限承载力 245t a n 02t a n eN q tgNN q

7、c 1 条形基础，中心荷载，有重量介质； 基础底面粗糙 ，即它与土之间有 摩擦力存在 。因此，虽然当地基达到破坏并 出现连续滑动面时，其基底下有一部分将随着基础一起移动而处于弹性平衡 状态，该部分土体称为 弹性楔体 ，如图 (a)中的 aba所示。弹性楔体的边界 ab 为滑动面的一部分，它与水平面的夹角为 ， 角的具体数值与基底的粗糙程 度有关。当把基底看作完全粗糙时，由于弹性楔体内的土只有与基础一起竖 直向下移动的可能性，这种移动必然要求通过 b点的滑动面 bc的开始段应是 一根竖直线。因 ab也是滑动面，而在塑性区域内过每一点的一对滑动面彼此 应交成 角，所以，由几何关系可知， 等于 ，如

8、图 (b)所示；当把基 底看作完全光滑时， 则等于 ，如图 (c)所示 ,一般情况， 介于 与 之间。 当把基底看作完全粗糙 时，则滑动区域由 径向剪切区 和朗肯被动区 所组 成 ，如图 (b)所示，其中滑动区 的边界 bc为对数螺旋曲线。朗肯被动区 的 边界 cd为直线，它与水平面成 角。 当基础埋置深度为时，则基底以上两侧的土体用当量均布超载 q（等于 ） 来代替。 第三节 浅基础地基极限承载力 太沙基极限承载力公式 )290( o )245( o )245( o )245( 0 D 太沙基极限承载力公式 245 第三节 浅基础地基极限承载力 太沙基极限承载力公式 245 第三节 浅基础地

9、基极限承载力 太沙基极限承载力公式 自重 :W 基底面上的极限荷载 : Pu 两斜面上的粘聚力 : C 两斜面上的反力 (摩擦力 , 正压力 ): Pp tgbc b t gP WCPP p pu 2 4 1)c o s (2 2)c o s (2 第三节 浅基础地基极限承载力 基底光滑 cqu cNdNbNf 02 1 除 r不等于 0外，其它同普朗特公式 Nr、 Nq 、 NC 用式（ 8 29）（ 8 31） 或表 8 2确定 第三节 浅基础地基极限承载力 基底完全粗糙 tgbc b t gP WCPP p pu 2 4 1)c o s (2 2)c o s (2 (1) r=0, c=

10、0, q 引起的 Ppq (2) r=0, q=0, c 引起的 Ppc (3) q=0, c=0, r 引起的 Ppr cqu cNdNbNf 02 1 第三节 浅基础地基极限承载力 魏锡克极限承载力公式 第三节 确定地基极限承载力的理论公式 cqu cNdNbNf 02 1 245t a n 02t a n eN q 1c o t qc NN tgNN qr 12 魏锡克极限承载力公式 第三节 确定地基极限承载力的理论公式 ccccccqqqqqqrrru bgidscNbgidsqNbgidsbNf 2 1 )245(t a n 2t a n eN q c o t)1( qc NN 2t

11、 a n8.1 cNN 偏心荷载 第三节 确定地基极限承载力的理论公式 Be eBB 2 Le eLL 2 成层地基 第三节 确定地基极限承载力的理论公式 Bz m a x （ 1）假定 f, 确定持力层深度 （ 2）计算容重和强度指标 i ii h h i ii h hcc i ii h h （ 3）比较（ 1）中假定和（ 2） 中计算的 f 第四节 按规范确定地基承载力设计值 根据地基土的物理力学性质指标，从表中查得承载力基 本值 f0， 修正得承载力标准值 fk； 根据标准贯入击数 N从表中直接查得承载力标准值 fk 。 第四节 按规范确定地基承载力设计值 一、按土的性质指标确定承载力标

12、准值 根据地基土的物理力学性质指标，从表中查得承载力基本值 f0 将承载力基本值 f0修正得承载力标准值 fk fk ff 0 2 9 1 8.78 4 4.21 nnf n=参加统计的土性指标的个数， =6; =变异系数 回归修正系数 1 1 22 n n n i i n i in 1 1 =标准差； =某一土的性质指标的平均值； =参加统计的第 i个土性指标 21 第四节 按规范确定地基承载力设计值 标准贯入试验： （ 1）钻孔，贯入器放入孔底；（ 2） 63.5kg 重锤以 76cm高度自由下落将贯入器击入土中 15cm；（ 3） 继 续打入 30cm的锤击数 N 二、按标准贯入击数确定

13、承载力标准值 NN 标准贯入试 验得 标准贯 入击数 N 修正后得标准贯 入击数 N查表得： 承载力标准值 76cm 15cm 30cm 第四节 按规范确定地基承载力设计值 三、承载力设计值确定 )5.0()3( 0 DBff dbk 当基础的宽度 B小于或等于 3m以及基础的埋置深度 D小于 或等于 0.5m时，前述地基承载力标准值即为设计值。当 基础的宽度大于 3m或它的埋置深度 D大于 0.5m时，按下 列公式修正： 第五节 按荷载试验和静力触探试验确定地基承载力 现场荷载试验确定地基承载力 一、确定承载力基本值 fo 二、基本值的平均值作标准值 三、将标准值修正为设计值 P-s线有明显

14、比例界限时， f0=fc 极限荷载能确定，且 fu1.5fc时 , f0=0.5fu 不能按上述两点确定时，取 s/B=0.010.015时对应荷载，或 s/B=0.02时对应荷载 现场荷载试验确定地基承载力 第五节 按荷载试验和静力触探试验确定地基承载力 静力触探试验 第五节 按荷载试验和静力触探试验确定地基承载力 A QQ A Qp fc s 比贯入阻力： 根据比贯入阻力查经验表格 或由经验公式计算 确定容许承载力 第六节 影响地基承载力的因素 主要因素： （ 1） 物理力学性质 r、 c、 f， （ 2）基础宽度； （ 3）基础埋深； cqu cNDNBNf 2 1 土的容重及地下水位（

15、 1） 地下水位在滑动面以下 第六节 影响地基承载力的因素 cqu cNDNBNf 2 1 第六节 影响地基承载力的因素 土的容重及地下水位（ 2） 地下水位在地面或地面以上 cqu cNDNBNf 2 1 第六节 影响地基承载力的因素 土的容重及地下水位（ 3） 地下水位基底齐平 cqu cNDNBNf 2 1 第六节 影响地基承载力的因素 土的容重及地下水位（ 4） 地下水位在滑动面与基底之间 B d2 cqu cNDNBNf 2 1 )()( 222 B d B dBd 第六节 影响地基承载力的因素 土的容重及地下水位（ 5） 地下水位在基底与地面之间 B d1 cqu cNDNBNf 2 1 )()( 111 D d D dDd 第六节 影响地基承载力的因素 基础宽度的影响： 有限度 基础埋深的影响 cqu cNDNBNf 2 1 谢谢 ！ Thank You ! -结束 The END-