文档介绍：第六章地基承载力
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§《地基规范》确定地基承载力
主要内容
§ 地基承载力概述
一、地基承载力概念
建筑物荷载通过基础作用于地基,对地基提出两个方面的要求
建筑物基础在荷载作用下产生最大沉降量或沉降差,应该在该建筑物所允许的范围内
建筑物的基底压力,应该在地基所允许的承载能力之内
地基承载力:地基所能承受荷载的能力
二、地基变形的三个阶段
0
s
p
pcr
pu
a
b
c
p<pcr
pcr<p<pu
p≥pu
塑性变形区
连续滑动面
oa段,荷载小,主要产生压缩变形,荷载与沉降关系接近于直线,土中τ<τf,地基处于弹性平衡状态
ab段,荷载增加,荷载与沉降关系呈曲线,地基中局部产生剪切破坏,出现塑性变形区
bc段,塑性区扩大,发展成连续滑动面,荷载增加,沉降急剧变化
三、地基的破坏形式
地基开始出现剪切破坏(即弹性变形阶段转变为弹塑性变形阶段)时,地基所承受的基地压力称为临塑荷载pcr
地基濒临破坏(即弹塑性变形阶段转变为破坏阶段)时,地基所承受的基地压力称为极限荷载pu
a. p-s曲线上有两个明显的转折点,可区分地基变形的三个阶段
b. 地基内产生塑性变形区,随着荷载增加塑性变形区发展成连续的滑动面
c. 荷载达到极限荷载后,基础急剧下沉,并可能向一侧倾斜,基础两侧地面明显隆起
a. p-s曲线转折点不明显,没有明显的直线段
b. 塑性变形区不延伸到地面,限制在地基内部某一区域内
c. 荷载达到极限荷载后,基础两侧地面微微隆起
3. 冲剪破坏
c. 荷载达到极限荷载后,基础两侧地面不隆起,而是下陷
a. p-s曲线没有明显的转折点
§ 按塑性区发展范围确定地基承载力
一、塑性区的发展范围
z
z
b
d
q= d
p
β0
△σ1
△σ3
根据弹性理论,地基中任意点由条形均布压力所引起的附加大、小主应力
假定在极限平衡区土的静止侧压力系数K0=1,M点土的自重应力所引起的大小主应力均为(d+z)
M点达到极限平衡状态,大、小主应力满足极限平衡条件
M
塑性区边界方程
塑性区最大深度zmax
二、临塑荷载pcr和界限荷载
当zmax=0,地基所能承受的基底附加压力为临塑荷载
塑性区开展深度在某一范围内所对应的荷载为界限荷载
中心荷载
偏心荷载
三、例题分析
【例】某条基,底宽b=,埋深d=2m,地基土的重度=19kN/m3,饱和土的重度sat=21kN/m3,抗剪强度指标为=20°,c=20kPa,求(1)该地基承载力p1/4 ,(2),承载力有何变化
【解答】
(1)
(2)地下水位上升时,地下水位以下土的重度用有效重度
说明:当地下水位上升时,地基的承载力将降低
§ 按极限荷载确定地基承载力
一、普朗特尔极限承载力理论
1920年,普朗特尔根据塑性理论,在研究刚性物体压入均匀、各向同性、较软的无重量介质时,导出达到破坏时的滑动面形状及极限承载力公式
P
b
c
c
d
d
Ⅰ
Ⅱ
Ⅱ
45o+/ 2
45o-/ 2
Ⅲ
Ⅲ
将无限长,底面光滑的荷载板至于无质量的土(=0)的表面上,荷载板下土体处于塑性平衡状态时,塑性区分成五个区
Ⅰ区:主动朗肯区, 1竖直向,破裂面与水平面成45o+/ 2
Ⅱ区:普朗特尔区,边界是对数螺线
Ⅲ区:被动朗肯区, 1水平向,破裂面与水平面成45o-/ 2
普朗特尔理论的极限承载力理论解
式中:
承载力系数
当基础有埋深d 时
式中:
二、太沙基极限承载力理论
底面粗糙,基底与土之间有较大的摩擦力,能阻止基底土发生剪切位移,基底以下土不会发生破坏,处于弹性平衡状态
P
a
a
b
c
c
d
d
Ⅰ
Ⅱ
Ⅱ
Ⅲ
45o+/ 2
45o-/ 2
Ⅲ
Ⅰ区:弹性压密区(弹性核)
Ⅱ区:普朗特尔区,边界是对数螺线
Ⅲ区:被动朗肯区, 1水平向,破裂面与水平面成45o-/ 2