考研土力學(xué)重點(diǎn)8

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第八章地基承載力

Chapter8BearingCapacity

河海大學(xué)巖土工程研究所

ResearchInstituteofGeotechnicalEngineering,HohaiUniversity

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第一節(jié)概述Introduction

建筑物因地基問(wèn)題引起破壞有兩種原因：

?由于地基土在建筑物荷載作用下產(chǎn)生變形，引起基礎(chǔ)過(guò)大的沉降或者沉降差，使上部

結(jié)構(gòu)傾斜、開(kāi)裂以致毀壞或失去使用價(jià)值

?由于建筑物的荷載過(guò)大，超過(guò)了基礎(chǔ)下持力層所能承受的能力而使地基產(chǎn)生滑動(dòng)破壞

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第一節(jié)概述Introduction

地基中剪切破壞的型式有

?整體剪切破壞

?局部剪切破壞

?沖剪破壞

錯(cuò)誤!未找到引用源。

臨塑壓力per、

極限承載力fu

容許承載力fa

圖8-1地基整體剪切破壞的過(guò)程和特征

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第一節(jié)概述Introduction

?局部剪切破壞

?沖剪破壞

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第一節(jié)概述Introduction

地基破壞形式與土的壓縮性有關(guān)：

堅(jiān)硬或緊密土：整體剪切破壞：

松軟土：局部剪切破壞；或沖剪破壞

地基承載力確定方法：

理論公式計(jì)算；

根據(jù)土的性質(zhì)指標(biāo)查規(guī)范；（如建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范）

由現(xiàn)場(chǎng)荷載試驗(yàn)或靜力觸探等原位試驗(yàn)確定

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第二節(jié)按塑性區(qū)開(kāi)展深度確定地基的容許承載力

將地基中的剪切破壞區(qū)限制在某一范圍,視地基土能夠承受多大的壓力，該壓力即為容許承

載力。

NJvJu

圖82施基局部剪切破壞與沖剪破壞的特征

ACT

1〃一W（22土sin2夕）

ACT2兀

h

0__p__包(24土sin24)+y{d+z)

671

6=。3%2(45+1)+20氏(45+1)

z=2(也殳-20-4V

%rsine/tg(p

塑性區(qū)的邊界方程

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第二節(jié)按塑性區(qū)開(kāi)展深度確定地基的容許承載力

塑性區(qū)的邊界方程

z二0(包絲-20--7

pisin。/tg(p

dz

=￡-2tf(cos2^_2)=()

d/3pcsm(p

_nTC

24二,一夕

錯(cuò)誤!未找到引用源。

zmax=-3b

“max%

1

A=RNy，+1dNq+eNc

44

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第二節(jié)按塑性區(qū)開(kāi)展深度確定地基的容許承載力

普遍形式

1

N+N+cN

fp=-^r^qc

注意：第一項(xiàng)對(duì)應(yīng)基底以下土容重；

第二項(xiàng)對(duì)應(yīng)基底以上土容重；

地下水位以下的容重一律采用浮容重0

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第二節(jié)按塑性區(qū)開(kāi)展深度確定地基的容許承載力

地下水位在滑動(dòng)面與基底之間

(C)(d)

地下水位對(duì)承載力的影響

錯(cuò)誤!未找到引用源。

h2

(C)(d)

地下水位對(duì)承載力的影響

錯(cuò)誤!未找到引用源。

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第三節(jié)淺基礎(chǔ)地基極限承載力

?普朗特爾極限承載力公式

%dN+

4f%u=，UCfcNc

((n\

N=emtan245。+幺

□I2J

Nc—（Nq-Qtg（P

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第三節(jié)淺基礎(chǔ)地基極限承載力

?太沙基極限承載力公式

?條形基礎(chǔ)，中心荷載，有重量介質(zhì)；

?基礎(chǔ)底面粗糙，即它與土之間有摩擦力存在。因此，雖然當(dāng)?shù)鼗_(dá)到破壞并出現(xiàn)連續(xù)

滑動(dòng)面時(shí)，其基底下有一部分將隨著基礎(chǔ)一起移動(dòng)而處于彈性平衡狀態(tài)，該部分土體

稱為彈性楔體，如圖（a）中的aba所示。彈性楔體的邊界ab為滑動(dòng)面的一部分，它與

水平面的夾角為，角的具體數(shù)值與基底的粗糙程度有關(guān)。當(dāng)把基底看作完全粗糙

時(shí)，由于彈性模體內(nèi)的土只有與基礎(chǔ)一起豎直向下移動(dòng)的可能性，這種移動(dòng)必然要求

通過(guò)b點(diǎn)的滑動(dòng)面be的開(kāi)始段應(yīng)是一根豎直線。因ab也是滑動(dòng)面，而在塑性區(qū)域內(nèi)

過(guò)每一點(diǎn)的一對(duì)滑動(dòng)面彼此應(yīng)交成角，所以，由幾何關(guān)系可知，等

于，如圖（b）所示；當(dāng)把基底看作完全光滑時(shí)，則等于，如圖（c）所

示，一般情況，介于與—

之間。

?當(dāng)把基底看作完全粗糙時(shí)，則滑動(dòng)區(qū)域由徑向剪切區(qū)II和朗肯被動(dòng)區(qū)川所組成，如圖

（b）所示，其中滑動(dòng)區(qū)II的邊界be為對(duì)數(shù)螺旋曲線。朗肯被動(dòng)區(qū)III的邊界cd為直線，

它與水平面成角。

?當(dāng)基礎(chǔ)埋置深度為D時(shí)，則基底以上兩側(cè)的土體用當(dāng)量均布超載q（等于）來(lái)代替。

甲

（C僅一。弱）

G/0+用)

fh

Q/力+。⑺

小

d)

小

d)

Q/0+“06)

小

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第三節(jié)淺基礎(chǔ)地基極限承載力

?太沙基極限承載力公式

(D

°<少<45+：

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第三節(jié)淺基礎(chǔ)地基極限承載力

?太沙基極限承載力公式

（p

=45+—

2

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第三節(jié)淺基礎(chǔ)地基極限承載力

?太沙基極限承載力公式

自重：W

基底面上的極限荷載：Pu

兩斜面上的粘聚力：C

兩斜面上的反力（摩擦力，正壓力）：Pp

Pu^2Ppcos(^-^)+2C-W

1

=2Ppcos(夕一夕)+cbtgy7——jb9tgyf

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第三節(jié)淺基礎(chǔ)地基極限承載力

?基底光滑

除r不等于。外,其它同普朗特公式

（C）完全光滑基底

1

fu=-?Ny+Y°dNq+cNc

乙

Nr、Nq、NC用式(8—29)?(8-31)或表8—2確定

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第三節(jié)淺基礎(chǔ)地基極限承載力

?基底完全粗糙

(1)r=0,c=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

1

fu=s3Ny+y°dNq+cNc

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第三節(jié)確定地基極限承載力的理論公式

?魏錫克極限承載力公式

1

fu=不忱Ny+YodNq+eNc

N=e""tan245°+生

qI2J

Nc—cot(P(JNq—1)

Nr—l[Nq+1)tg(p

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第三節(jié)確定地基極限承載力的理論公式

?魏錫克極限承載力公式

,

B-/地面

/

/

/

\/

一/

/

/

/

/

""http://基礎(chǔ)

地面傾斜的情況

fu=?的NyS，d&gy%+qNqSqdqiqg,pq+0以3〃

乙

N尸/皿。tai?(45。+4

Nc=(Nq—?cot(p

2

NYr=1.8Ncrtan('p

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第三節(jié)確定地基極限承載力的理論公式

?偏心荷載

(a)(b)

基礎(chǔ)的有效面積

B-B—2e

eDB

Le^L-2eL

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第三節(jié)確定地基極限承載力的理論公式

(1)假定f,確定持力層深度

?成層地基

“max=AxB

(2)計(jì)算容重和強(qiáng)度指標(biāo)

4*嗎,外

公力，46

用,y3，。3，？3

1------

成層地基

7="

—c=^/==/---I--I-

°F

（3）比較（1）中假定和（2）中計(jì)算的f

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第四節(jié)按規(guī)范確定地基承載力設(shè)計(jì)值

?根據(jù)地基土的物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)，從表中查得承載力基本值fO,修正得承載力標(biāo)準(zhǔn)值

fk;

?根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)貫入擊數(shù)N從表中直接查得承載力標(biāo)準(zhǔn)值fko

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第四節(jié)按規(guī)范確定地基承載力設(shè)計(jì)值

一、按土的性質(zhì)指標(biāo)確定承載力標(biāo)準(zhǔn)值

?根據(jù)地基土的物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)，從表中查得承載力基本值fO

?將承載力基本值fO修正得承載力標(biāo)準(zhǔn)值fk

fk~foWf

1(2.8447.918)

\n)

回歸修正系數(shù)

"參加統(tǒng)計(jì)的土性指標(biāo)的個(gè)數(shù)，＞=6;d二變異系數(shù)

n

才4：一隊(duì)2

，二1

(J

=17?—1

Tvn

A

$=標(biāo)準(zhǔn)差；皿=某一土的性質(zhì)指標(biāo)的平均值；mi=參加統(tǒng)計(jì)的第i個(gè)土性指標(biāo)

旌可+效

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第四節(jié)按規(guī)范確定地基承載力設(shè)計(jì)值

二、按標(biāo)準(zhǔn)貫入擊數(shù)確定承載力標(biāo)準(zhǔn)值

?標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)：(1)鉆孔，貫入器放入孔底；(2)63.5kg重錘以76cm高度自由下落將

貫入器擊入土中15cm；(3)繼續(xù)打入30cm的錘擊數(shù)”

修正后得標(biāo)準(zhǔn)貫入擊數(shù)N查表得：承載力標(biāo)準(zhǔn)值

標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)得標(biāo)準(zhǔn)貫入擊數(shù)N'

標(biāo)準(zhǔn)貫入器構(gòu)造圖

N=aN'

?P-S線有明顯比例界限時(shí)，ft)=fc

?極限荷載能確定，且fu<1.5fc時(shí),fO=O.5fu

?不能按上述兩點(diǎn)確定時(shí)，取s/B=0.01~0.015時(shí)對(duì)應(yīng)荷載，或s/B=0.02時(shí)對(duì)應(yīng)荷載

一、確定承載力基本值fo

平衡架

錯(cuò)誤!未找到引用源。

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第五節(jié)按荷載試驗(yàn)和靜力觸探試驗(yàn)確定地基承載力

?靜力觸探試驗(yàn)

比貫入阻力：

yp

荷載試驗(yàn)與真實(shí)情況的比較

_Q_Q+Q

_-------_-------C----------------

PsAA

根據(jù)比貫入阻力查經(jīng)驗(yàn)表格或由經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算

確定容許承載力

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第六節(jié)影響地基承載力的因素

1

fu=^Nr+^Nq+cNc

主要因素：

(1)物理力學(xué)性質(zhì)r、c、f,

(2)基礎(chǔ)寬度；

(3)基礎(chǔ)埋深;

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第六節(jié)影響地基承載力的因素

?土的容重及地下水位(1)

地下水位在滑動(dòng)面以下