土力学课件第六章地基承载力

2
2
zp d(ssii2 n n2)tcg d
a
塑性区的边界方程 16
pcr 临塑荷载 p1/4、 p1/3 临界荷载 1902年由密歇尔（Michell）给出的弹性力学解答：
zm a xp γ π γ0 d (ctg π 2 )γ tc g γ γ 0d
z max 塑性区最大范围
zmax[z]
稳定
zmax[z] 稳定没有保证 [z] 塑性区开展深度容许值
荷载与塑性区开展深度关系：
pctgγπ zm π axγ0d1ctg π a πcctgπc tgπ
17
2
2 2
pctgγπ zm π axγ0d1ctg ππcctgπc tgπ
2
2 2
当 zmax0 pcrγ0dN dcNc
Nd
a
2
本章重点
掌握： 1．地基破坏模式; 2．按极限平衡条件确定地基临塑荷载、 塑性
荷载、极限荷载的方法； 3. 地基极限承载力的计算方法 难点：地基极限承载力的计算方法 重点：按极限平衡条件确定地基临塑荷载、塑性
荷载、极限荷载的方法
a
3
§ 6.1 地基的变形与稳定
地基承载力：
地基在变形容许和维系稳定的前提下，单位面积上承受荷 载的能力。 建筑物地基设计的基本要求：
2.局部剪切
3.冲剪破坏
a
9
某谷仓的地基整体破坏
a
10
水泥仓地基 整体破坏
办公楼 外墙
黄粘土 蓝粘土
地基土可能的滑动方向
石头和粘土
岩石
a
11
在软粘土上的 密砂地基的冲 剪破坏
a
12
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
a
19
求临界荷载
p1γbN1γ0dN dcNc
P
4
4
根据持力层粘土φ查表
d=2.2m
Nd 3.4 N c 6.0 N 1 = 0 . 6
粘土
4
地面
填土 1m
5.8m
p 1 γ b N 1 γ 0 d N d c N c
4
4
粉质粘土
= 1 9 . 8 0 . 6 2 . 4 + 1 9 . 2 6 × 3 . 4 × 2 . 2 + 2 6 × 6=3 2 9 k p a
pcr~ p1/3塑性区发展
和临界荷载
pu
连续滑动面 和极限荷载
s
pcr pu
地
基
土 开 始 出 现 剪
连 续 滑 动 面
切
破
坏
a
15
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。
1 2
p d(2sin 2)
1 3p d(2si2n )(dz)
13t
g 2(4 5 )2c(t4g 5 )
P
粘土
解：求临塑荷载
地面
填土 1m
5.8m
Pcr0dN dcN c
根据持力层粘土φ查表 Nd 3.4 N c 6.0
γ0
=γ1×
1+γ2 × 2.2
1.2
= 18.6?
1+19.8? 2.2
1.2 =19.26kN/m3
粉质粘土
6.2m
pcrγ0dN dcN c
=19.26× 3.4× 2.2+26× 6=300kpa
π
)
第一项为基底以下持力层土容重；第二项对应基底以上2 土容重；
地下水位以下的容重一律采a 用浮容重。
18
例：某建筑物采用柱下独立基础。基础底面长度为3m,宽度 为2.4m，承受中心荷载。基础埋深2.2m。地基土分为三层
第第φ第φ求23一二三地＝＝层层层基2125：：：的00，，人粘粉临cc工土质塑23＝＝填粘荷21γ土土载652＝kk和γPP11γaa＝临93。 。＝.81界k18N荷6.6./2km载kN3N/,m/m3,3, d=2.2m
1
ctg
π π
2
Nc
πctg ctg π
2
一般认为，对中心受压基础，塑性区最大深度控制在基础宽度
的1/4；对偏心受压基础，宜控制在基础宽度的1/3；
z max
1b 3
z max
1b 4
π
p1γbN1γ0dN dcNc
3
3
N
1 3
3(ctg π )
2
p1γbN1γ0dN dcNc
4
4
π
N1
4
4(ctg
第六章 地基承载力
a
1
本章主要内容
6.1 地基的变形与稳定 6.2 地基临塑荷载和有限塑性区深度承载力 6.3 普朗特地基极限承载力 6.4 对普朗特地基极限承载力的修正补充 6.5 太沙基地基极限承载力 6.6 按建筑地基基础规范确定地基承载力 6.7 按现场试验确定地基承载力 6.8 水平荷载作用下地基的承载力
1）稳定要求; 2）变形要求.
a
4
地基土沉降变形
建筑物基础沉降和沉降差
变形要求
a
5
荷载过大超过 地基承载力
地基产生滑动破坏
稳定要求
a
6
建筑物因地基问题引起破坏有两种原因：
➢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 而使地基产生剪切破坏
6.2m
a
20
例. 所谓临界荷载，就是指 (A) 地基持力层将出现塑性区时的荷载 (B) 持力层中出现连续滑动面时的荷载 (C) 持力层中出现某一允许大小塑性区时的荷载
例. 粘性土(c0，0)地基上，有两个宽度不同埋置深 度相同的条形基础，则 (A) 宽度大的临塑荷载大 (B) 宽度小的临塑荷载大 (C) 两个基础的临塑荷载一样大
p1γbN1γ0dN dcNc
3
3
pcFra Baidu bibliotekγ0dN dcNc
p1γbN1γ0dN dcNc
a
21
4
4
例 ：某基础基底压力等于临塑荷载pcr时，其地基塑性变 形区的最大深度为 (A) 0 (B) 基础宽度的1/4 (C) 基础宽度的1/3
a
13
§ 5.2 地基临塑荷载和有限塑性区深度承载力
按塑性区开展深度确定地基的承载力
pcr 临塑荷载
pu 极限荷载
o
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(临界荷载p1/4、 p1/3)。
S
临塑荷载
pcr pu a
b
P 极限荷载
a
14
pcr
临塑荷载
a
7
地基中剪切破坏的型式有： 1.整体剪切破坏
临塑荷载
o pcr pu P
极限荷载 a
b
S
pcr 临塑荷载
pu 极限荷载
a
1、整体剪切破坏 8
2.局部剪切
松软地基，埋深较大；剪切破坏区仅仅被限 制在地基内部的某一区域，未形成延伸至底 面的连续滑动面。
3.冲剪破坏
松软地基，埋深较大；荷载 几乎垂直下切，两侧无土体隆起。