最新土力学地基承载力.ppt

第四章地基承载力 本章内容 1 地基在外荷载作用下的破坏形式 2 极限平衡理论求地基极限承载力 3 其他求极限承载力的方法 4 临塑荷载、临界荷载与容许承载力 第1节 地基破坏形式和变形 一、地基承载力定义 极限承载力 Ultimate bearing capacity 地基在发生剪切破坏时的荷载强度 pu 二 地基破坏的形式 1 竖直荷载下地基破坏的形式 1) 整体破坏 2) 局部剪切破坏 3) 冲剪破坏 4) 液化 2 竖直和水平荷载下地基破坏形式 1) 表面滑动 水平力大 2) 深层滑动 竖直荷载大 某谷仓的地基整体破坏 1940年粘土地基上的某水泥仓的倾覆-整体破坏 水泥仓地基整体破坏示意图 1竖直荷载下地基破坏的形式 整体破坏 密实砂土，坚硬粘土，浅埋 局部剪切破坏 土质较软 冲剪破坏 软粘土，深埋 液化 饱和松砂 1964年日本新泻地震引起的大面积地基液化 1竖直荷载下地基破坏的形式 整体破坏 密实砂土，坚硬粘土，浅埋 局部剪切破坏 土质较软 冲剪破坏 软粘土，深埋 液化 饱和松砂 2 竖直荷载和水平荷载下地基破坏形式 地基破坏的形式 1 竖直荷载下地基破坏的形式 1) 整体破坏 密实砂土，坚硬粘土，浅埋 2) 局部剪切破坏 土质较软 3) 冲剪破坏 软粘土，深埋 4) 液化 饱和松砂 2 竖直和水平荷载下地基破坏形式 1) 表面滑动 水平力大 2) 深层滑动 竖直荷载大 思考题 1 垂直均布荷载作用下,地基失稳有几种形式?土层的性质各应该是什么样的? 2 承受垂直和水平荷载的地基其失稳形式有几种？举出这类土工建筑物的例子。 3 如何确定地基的承载力？ 确定承载力的三种方法 载荷试验 理论公式计算 经验方法 第2节 地基承载力-条形基础 一、普朗特-瑞斯纳承载力公式 1. 极限平衡理论： 平衡方程 极限平衡条件 假设与边界条件 2.普朗特-瑞斯纳承载力公式 条形基础地基的滑裂面形状 极限承载力pu 1 极限平衡理论：1) 平面问题的平衡方程 2普朗特(Prandtl)的基本假设 1) 基础底面绝对光滑(?? ? ??，竖直荷载是主应力 2) 无重介质的假设：即? = 0： 3) 基础底面为地表面，q ＝ ?mD做为均布荷载 二.普朗特-瑞斯纳承载力公式1. 条形基础地基的滑裂面形状 2. 极限承载力pu I 区 III 区 II区： 过度区： 三.采用刚体极限平衡求极限承载力（自学） 2. 刚性体平衡得到同样的极限承载力pu * 其它半经验承载力公式 二. 太沙基公式 三.汉森公式 四.其它承载力公式 二. 太沙基公式 1.基本条件 2. 假设的滑裂面形状 3. 极限承载力公式 1.基本假设 (1)考虑地基土的自重 基底土的重量 ? ? 0 (2)基底可以是粗糙的?0= 0?? (不会超过?,为什么?) (3)忽略基底以上部分土本身的阻力,简化为上部均布荷载q= ?mD 2. 假设的滑裂面形状 太沙基公式中的承载力因数 N?、Nq、Nc 查图8-18，以?为变量 比普朗特-瑞斯纳承载力公式偏大，因为考虑了基底摩擦和土体自重 (二)局部剪切破坏(非整体破坏) 极限承载力pu的组成 极限承载力的三部分 2 Tezaghi解Tezaghi 滑裂面形状 第3节 地基的设计(容许)承载力 一 设计承载力 f 及影响因素 1 容许承载力 满足地基基础的稳定和变形要求的承载力 f ? pu / Fs, s ? [s] 允许地基中有一定的塑性区，作为设计承载力 考察地基中塑性区的发展 地基土中某一点应力状态：?? ，?? 极限平衡应力状态(塑性区) 条形荷载塑性区的计算 自重应力： ?s1=? (d + z) ?s3=k0 ? (d + z) 弹性区的附加应力： 塑性区的计算 弹性区的合力 塑性区的计算 将?1,3 代入极限平衡条件，表示该点既满足弹性区；也满足塑性区—是弹塑像区的边界。在荷载p作用下，得到方程 z = f (? ) (3) 塑性区的最大深度Zmax 塑性区的最大深度Zmax 塑性区的最大深度Zmax 对应Zmax=0—临塑荷载； 对应Zmax=B/4，B/3—临界荷载。 Pcr p1/4, p1/3=N?B ?/2 + Nq ? d + Ncc (对于三个荷载，三个系数不同)