地基極限承載力

地基承載力華僑大學(xué)巖土工程研究所常方強(qiáng)1概述地基必須滿足：（1)變形要求建筑物基礎(chǔ)的沉降或沉降差必須在該建筑物所允許的范圍之內(nèi)。（2)承載力要求（強(qiáng)度要求）建筑物的基底壓力應(yīng)該在地基所允許的承載能力之內(nèi)。（3）穩(wěn)定要求建筑物受水平荷載或建在斜坡上、邊坡附近時(shí)。地基土沉降、變形建筑物基礎(chǔ)沉降和沉降差變形要求荷載過大超過地基承載力地基產(chǎn)生滑動(dòng)破壞承載力要求地基承載力包括：（1）極限承載力地基即將喪失穩(wěn)定性時(shí)的承載力。（2）容許承載力地基穩(wěn)定有足夠的安全度并且變形控制在建筑物容許范圍內(nèi)時(shí)的承載力。淺基礎(chǔ)模型試驗(yàn)（鋁棒）確定地基容許承載力的方法：

1、原位試驗(yàn)法

2、理論公式法

3、規(guī)范表格法(根據(jù)不同部門、行業(yè)、地區(qū)而定)

4、當(dāng)?shù)亟?jīng)驗(yàn)法2地基破壞的三種形式①整體剪切破壞（generalshearfailure）②局部剪切破壞(localshearfailure)③沖切剪切破壞（punchingshearfailure)整體剪切破壞a.p-s曲線上有兩個(gè)明顯的轉(zhuǎn)折點(diǎn)，可區(qū)分地基變形的三個(gè)階段b.地基內(nèi)產(chǎn)生塑性變形區(qū)，隨著荷載增加塑性變形區(qū)發(fā)展成連續(xù)的滑動(dòng)面c.荷載達(dá)到極限荷載后，基礎(chǔ)急劇下沉，并可能向一側(cè)傾斜，基礎(chǔ)兩側(cè)地面明顯隆起局部剪切破壞a.p-s曲線轉(zhuǎn)折點(diǎn)不明顯，沒有明顯的直線段b.塑性變形區(qū)不延伸到地面，限制在地基內(nèi)部某一區(qū)域內(nèi)c.荷載達(dá)到極限荷載后，基礎(chǔ)兩側(cè)地面微微隆起沖切剪切破壞b.地基不出現(xiàn)明顯連續(xù)滑動(dòng)面

c.荷載達(dá)到極限荷載后，基礎(chǔ)兩側(cè)地面不隆起，而是下陷a.p-s曲線沒有明顯的轉(zhuǎn)折點(diǎn)破壞模式的影響因素和判別因素很多，主要是：地基土的特性和基礎(chǔ)埋深。概括為：土質(zhì)較硬、密實(shí)，壓縮性小，基礎(chǔ)埋深不大一般出現(xiàn)整體剪切破壞現(xiàn)象。地基土質(zhì)松軟，壓縮性大則容易出現(xiàn)局部剪損破壞和沖剪破壞。隨著基礎(chǔ)埋深的增加，局部剪切破壞和沖剪破壞變得更為常見。若基礎(chǔ)埋深大，即使是密實(shí)的砂土，也不會(huì)出現(xiàn)整體剪切破壞現(xiàn)象。Vesic的砂土模型試驗(yàn)結(jié)果確定地基承載力的方法：（1）載荷試驗(yàn)（2）規(guī)范法（3）地基承載力理論公式3載荷試驗(yàn)pS臨塑荷載極限荷載現(xiàn)場(chǎng)載荷試驗(yàn)地基勘探千斤頂荷載板P～S關(guān)系曲線4臨塑荷載與臨界荷載假設(shè)條件：臨塑荷載和臨界荷載公式都是在條形荷載情況下（平面應(yīng)變問題）采用彈性力學(xué)推導(dǎo)的。pcr臨塑荷載pu連續(xù)滑動(dòng)面和極限荷載pcr~pu塑性區(qū)發(fā)展和臨界荷載pcrpu地基土開始出現(xiàn)剪切破壞s連續(xù)滑動(dòng)面理論公式計(jì)算承載力：臨界荷載P1/4、P1/3臨塑荷載Pcr階段1：彈性段階段2：局部塑性區(qū)階段3：完全破壞段極限荷載Pu（極限承載力）臨塑荷載：臨界荷載：基底地基中M點(diǎn)附加應(yīng)力自重應(yīng)力附加應(yīng)力由p0引起自重應(yīng)力則M點(diǎn)總主應(yīng)力地基塑性區(qū)邊界方程dMz地表p假設(shè)自重應(yīng)力場(chǎng)靜止側(cè)壓系數(shù)K0=1，具有靜水壓力性質(zhì)。M點(diǎn)總主應(yīng)力M點(diǎn)達(dá)極限平衡時(shí)（粘性土）c(1)代入(2)并整理得即dMz地表pzzmax求塑性區(qū)最大深度zmax臨塑荷載pcr地表將代入邊界方程即可得到塑性區(qū)開展的最大深度為dzzmax若zmax=0，地基中將要出現(xiàn)但尚未出現(xiàn)塑性區(qū)，相應(yīng)的荷載為臨塑荷載pcr令（4）中zmax=0得式中承載力系數(shù)Nq承載力系數(shù)Nc地表可知：臨塑荷載由兩部分組成：（1）地基土內(nèi)聚力的作用；（2）基礎(chǔ)埋深的作用。d——基礎(chǔ)埋深——基礎(chǔ)埋深范圍內(nèi)土層的加權(quán)有效平均重度——地基持力層土的有效重度臨界荷載p1/4和p1/3令（4）中zmax=b/3得臨塑荷載和臨界荷載公式都是在條形荷載情況下（平面應(yīng)變問題）采用彈性力學(xué)推導(dǎo)的，對(duì)于矩形或圓形基礎(chǔ)（空間問題），用此公式計(jì)算，其結(jié)果偏于安全。另外誤差隨塑性區(qū)擴(kuò)大而加大令（4）中zmax=b/4得zzmax地表db實(shí)際應(yīng)用時(shí)，常規(guī)定塑性區(qū)開展深度，視其能承受多大的基底壓力，來判別地基穩(wěn)定性。式中：總結(jié)注意：γ對(duì)應(yīng)基底以下土的有效容重；

γm對(duì)應(yīng)基底以上土的有效容重。承載力系數(shù)5地基極限承載力普朗德爾公式基本假定：(1)剛性基礎(chǔ)、基礎(chǔ)底面光滑。（2）均質(zhì)地基、條形基礎(chǔ)、中心荷載、地基破壞為整體剪切破壞。（3）地基土為無重介質(zhì)：假定基礎(chǔ)底面以下土體重度γ=0。（4）基底平面當(dāng)成地基表面，地基滑裂面只延伸到這一假定的地基表面，該平面以上基礎(chǔ)兩側(cè)的土重當(dāng)成是作用在基礎(chǔ)兩側(cè)的均布荷載q=γmd

。（淺基礎(chǔ)假設(shè)）b對(duì)數(shù)螺線過渡區(qū)pp對(duì)A點(diǎn)取矩，應(yīng)有經(jīng)推導(dǎo)得：其中BAb/2pupacRpudⅡAb朗肯被動(dòng)區(qū)朗肯主動(dòng)區(qū)r0ⅢⅠrⅡⅢ朗肯被動(dòng)區(qū)承載力系數(shù)排水條件差的飽和粘性土Nq=1pu=q

+5.14c太沙基理論的極限承載力理論解Nr、Nq、Nc均為承載力系數(shù)