第八章地基承载力
合集下载
第八章-地基承载力
解答思路: 依据弹性理论求出地基任意点自重应 力和附加应力的表达式，再应用极限平衡条件推 求塑性区边界方程，从而通过限定塑性开展区的 最大深度获得地基承载力公式。
1 p d (2 sin 2 ) 3
1 3 tan (45 ) 2c tan( 45 )
记
Nq 1
ctg
2
ctg Nc ctg
2
实际应用时，通常规定塑性区开展深度，视 其能承受多大的基底压力，来判别地基稳定 性.
z max 0
zmax 1 b 3
f cr dN q cN c
1 f 1 bN dN q cN c 3 3 1 f 1 bN dN q cN c 4 4
1 f u bN dN q cN c 2
地下水位在基底与地面之间
b
h2
d
地下水位在基底与地面之间
h2 ' (d h2 )
d
h2 ' ( ) d
1 fu bN dN q cN c 2
第3节 浅基础地基极限承载力
一、《公路桥涵地基与基础设计规范》2007
基本步骤：
1.确定土名： 一般地基土：碎石土、砂土、粉土、粘性土； 特殊土：黄土、冻土、膨胀土等
2.确定土的状态：
无粘性土：密实状态 粘性土：软硬状态
1 1 2 tan 2 tan 2 M 3 0 db e tan b ce tan 8 4
（4）a1g面上力的力矩
a1 g M 4 q a1 g 2
eg b 2 tan a1 g e tan tan 2
第八章 地基承载力(第4-5节)
(8 - 51)
c ctg p D sin 2 z 2 D sin
1 3 sin 1 3 2c ctg
(5 - 7)
39
将式（8－51）对求导，并令dz/d=0得
dz p D cos 2 2 1 0 d sin 故 cos 2 sin 得2
B
2
N cNc qNq
(8 - 32)
14
式中，
tg K p1 N 1 2 2 cos K p2 Nc tg 2 cos K p3 Nq cos2
(8 - 33) (8 - 34) (8 - 35)
地基承载力系数N、Nc、Nq的值只与土 的内摩擦角有关（图8-18）。
(2 sin 2 ) p D 3 (2 sin 2 )
1
p D
(8 - 49)
式中，2为M点与长条荷载边缘连线MA、 MB之间的夹角（弧度）。大主应力1的 方向在AMB的分角线上。
36
37
假定静止土压力系数 K0＝1，任意点M由 于外荷载及土的自重所产生的总主应力 为：
BcKp 2 BqKp3 1 2 K p1 E p B tg 2 2 8 cos 2 cos 2 cos2 (8 - 31)
将式（8－31）代入式（8－26），经过 整理后得：
K p3 K p 2 B tg K p1 pu 1 tg q c 2 2 2 2 2 cos cos cos
27
设计中往往选用临塑荷载pcr或临界荷载 p1/4和p1/3作为地基容许承载力的初值。 p1/4和p1/3分别代表基础下极限平衡区发展 的最大深度等于基础宽度B的1/4和1/3时 所对应的荷载。
c ctg p D sin 2 z 2 D sin
1 3 sin 1 3 2c ctg
(5 - 7)
39
将式（8－51）对求导，并令dz/d=0得
dz p D cos 2 2 1 0 d sin 故 cos 2 sin 得2
B
2
N cNc qNq
(8 - 32)
14
式中，
tg K p1 N 1 2 2 cos K p2 Nc tg 2 cos K p3 Nq cos2
(8 - 33) (8 - 34) (8 - 35)
地基承载力系数N、Nc、Nq的值只与土 的内摩擦角有关（图8-18）。
(2 sin 2 ) p D 3 (2 sin 2 )
1
p D
(8 - 49)
式中，2为M点与长条荷载边缘连线MA、 MB之间的夹角（弧度）。大主应力1的 方向在AMB的分角线上。
36
37
假定静止土压力系数 K0＝1，任意点M由 于外荷载及土的自重所产生的总主应力 为：
BcKp 2 BqKp3 1 2 K p1 E p B tg 2 2 8 cos 2 cos 2 cos2 (8 - 31)
将式（8－31）代入式（8－26），经过 整理后得：
K p3 K p 2 B tg K p1 pu 1 tg q c 2 2 2 2 2 cos cos cos
27
设计中往往选用临塑荷载pcr或临界荷载 p1/4和p1/3作为地基容许承载力的初值。 p1/4和p1/3分别代表基础下极限平衡区发展 的最大深度等于基础宽度B的1/4和1/3时 所对应的荷载。
第8章地基承载力
25
当M点达到极限平衡状态时，该点的大、小主应力 满足极限平衡条件：
sin (1 3) /(1 3 2c cot)
26
1 2
1
3
c
cot
1 2
1
3
sin
将 1, 3 代入上式得地基塑性区边界方程：
z
p0
sin 0 sin
0
1
(c cot
q)
27
根据上式可绘出塑性区边界线如图。塑性区最大
1、太沙基理论的基本假定 （1）地基和基础之间的摩擦力很大（地基底面完全 粗糙），这时I区不再是朗肯主动状态区，而是处于弹 性压密状态，称为弹性核（或刚性核）。
39
（2）地基破坏时沿bcd曲线滑动。其中bc是对数螺 线，在b点与竖直线相切；cd是直线，与水平面的夹角 等于45°-φ/2 ，即acd区为被动应力状态区。
荷考虑的。但荷载的倾斜和偏心对地基承载力是有影 响的。
3．覆盖层抗剪强度的影响 基底以上覆盖层抗剪强度越高，地基承载力显然
越高，因而基坑开挖的大小和施工回填质量的好坏对 地基承载力有影响。
10
4．地下水位的影响 地下水位上升会降低土的承载力。
5．下卧层的影响 确定地基持力层的承载力设计值应对下卧层的影
49
1、按限制塑性变形区的范围来确定地基的容许承载力 根据建筑物的结构及使用性质，分别将临塑荷载
Pcr和临界荷载P1/3、P1/4作为初步确定的地基的容 许承载力[R]。
50
2、根据极限承载力确定地基容许承载力 极限承载力是地基土体所能承受的最大荷载。
在进行地基设计时，必须保证基底压力不超过地基 的极限承载力，并且有足够的安全度，以防止地基 破坏。因此，必须将极限承载力除以一定的安全系 数Fs，才能作为地基的容许承载力，即
当M点达到极限平衡状态时，该点的大、小主应力 满足极限平衡条件：
sin (1 3) /(1 3 2c cot)
26
1 2
1
3
c
cot
1 2
1
3
sin
将 1, 3 代入上式得地基塑性区边界方程：
z
p0
sin 0 sin
0
1
(c cot
q)
27
根据上式可绘出塑性区边界线如图。塑性区最大
1、太沙基理论的基本假定 （1）地基和基础之间的摩擦力很大（地基底面完全 粗糙），这时I区不再是朗肯主动状态区，而是处于弹 性压密状态，称为弹性核（或刚性核）。
39
（2）地基破坏时沿bcd曲线滑动。其中bc是对数螺 线，在b点与竖直线相切；cd是直线，与水平面的夹角 等于45°-φ/2 ，即acd区为被动应力状态区。
荷考虑的。但荷载的倾斜和偏心对地基承载力是有影 响的。
3．覆盖层抗剪强度的影响 基底以上覆盖层抗剪强度越高，地基承载力显然
越高，因而基坑开挖的大小和施工回填质量的好坏对 地基承载力有影响。
10
4．地下水位的影响 地下水位上升会降低土的承载力。
5．下卧层的影响 确定地基持力层的承载力设计值应对下卧层的影
49
1、按限制塑性变形区的范围来确定地基的容许承载力 根据建筑物的结构及使用性质，分别将临塑荷载
Pcr和临界荷载P1/3、P1/4作为初步确定的地基的容 许承载力[R]。
50
2、根据极限承载力确定地基容许承载力 极限承载力是地基土体所能承受的最大荷载。
在进行地基设计时，必须保证基底压力不超过地基 的极限承载力，并且有足够的安全度，以防止地基 破坏。因此，必须将极限承载力除以一定的安全系 数Fs，才能作为地基的容许承载力，即
地基承载力专题知识讲座
埋入砂土很深旳基础，虽然砂土很密实也不会出 现整体剪切破坏现象。
5
第三节：地基旳应力计算：
对于宽度为b旳条形基础，地基中一点旳应力如下：
1、自重应力。
在地基承载力计算时，自重应力简化为各向同性，
大小为：
σ1z＝ σ 3z＝ γz+ γ0d 2、地基中附加应力σ’1 ，σ’ 3
σ’1 ＝ p0 σ’3 π
2
第二节：地基旳剪切破坏发展过程：
1、现场载荷试验得P-S曲线：
1、剪切变形发展三个阶段：
压密变形阶段(oa)、 局部剪损阶段(ab) 整体剪切破坏阶段＜b后来)。
2、两个界线荷载：
1） 临塑荷载Pcr 标志着地基土从压密阶段
进入局部剪损阶段。当荷载 不大于这一界线荷载时，地 基内各点土体均未到达极限 平衡状态，塑性区最大深为0。
二、其求解措施：
一般有两种：①根据土旳极限平衡理论和已知边界条 件，计算出土中各点达极限平衡时旳应力及滑动方向， 求得基底权限承载力；②经过基础模型试验，研究地 基旳滑动面形状并进行简化，根据滑动土体旳静力平 衡条件求得极限承载力。因为推导时旳假定条件不同， 所得极限承载力旳计算公式也就不同．
11
（一）普朗德尔公式（忽视土旳重度）：
假如zmax =0 ,则表达地基中将要出现但还未出现 塑性变形区，其相应旳荷裁即为临塑荷载pcr。所以， 在上式中令zmax =0 ，可得临塑荷载旳体现式为：
pcr Nqr0d Ncc
可用此值作为地基设计承载力。
8
二、临界荷载p1/4或p1/3旳计算：
工程实践表白，虽然地基发生局部剪切破坏，只 要塑性区范围不超出某一程度，如，对于条形基础， 只要zmax控制在基础宽度旳1/4或1/3,相应旳荷载用 p1/4或p1/3表达，地基仍处于稳定态。 令zmax ＝1/3b,得： 令zmax ＝1/4b,得：
5
第三节：地基旳应力计算：
对于宽度为b旳条形基础，地基中一点旳应力如下：
1、自重应力。
在地基承载力计算时，自重应力简化为各向同性，
大小为：
σ1z＝ σ 3z＝ γz+ γ0d 2、地基中附加应力σ’1 ，σ’ 3
σ’1 ＝ p0 σ’3 π
2
第二节：地基旳剪切破坏发展过程：
1、现场载荷试验得P-S曲线：
1、剪切变形发展三个阶段：
压密变形阶段(oa)、 局部剪损阶段(ab) 整体剪切破坏阶段＜b后来)。
2、两个界线荷载：
1） 临塑荷载Pcr 标志着地基土从压密阶段
进入局部剪损阶段。当荷载 不大于这一界线荷载时，地 基内各点土体均未到达极限 平衡状态，塑性区最大深为0。
二、其求解措施：
一般有两种：①根据土旳极限平衡理论和已知边界条 件，计算出土中各点达极限平衡时旳应力及滑动方向， 求得基底权限承载力；②经过基础模型试验，研究地 基旳滑动面形状并进行简化，根据滑动土体旳静力平 衡条件求得极限承载力。因为推导时旳假定条件不同， 所得极限承载力旳计算公式也就不同．
11
（一）普朗德尔公式（忽视土旳重度）：
假如zmax =0 ,则表达地基中将要出现但还未出现 塑性变形区，其相应旳荷裁即为临塑荷载pcr。所以， 在上式中令zmax =0 ，可得临塑荷载旳体现式为：
pcr Nqr0d Ncc
可用此值作为地基设计承载力。
8
二、临界荷载p1/4或p1/3旳计算：
工程实践表白，虽然地基发生局部剪切破坏，只 要塑性区范围不超出某一程度，如，对于条形基础， 只要zmax控制在基础宽度旳1/4或1/3,相应旳荷载用 p1/4或p1/3表达，地基仍处于稳定态。 令zmax ＝1/3b,得： 令zmax ＝1/4b,得：
地基承载力
容许承载力的确定： 以学习内容
临塑荷载Pcr
临界荷载P1/4、P1/3
普朗特公式
极限荷载Pu
太沙基公式
汉森公式
问题：如何确定容许承载力？
容许承载力[p]的确定方法
1、通过公式计算 (1) 要求较高：[p] = pcr (2) 一般情况：[p] = p1/4 [p]= p1/3
中心荷载
偏心荷载
普朗特公式：K=1.5~3.0
z
(2 sin 2 )
3
2β
1
• 合力
1,3
设k0 =1.0
M
x
p D
(2 sin 2 ) D z） （
1,3
p D
(2 sin 2 ) ( D z )
• 极限平衡条件：
1 3 tan (45 ) 2c tan(45 )
2
2
2
将1， 3的解代入极限平衡条件，得到：
p D sin 2 c z ( 2 ) D sin tan
p D sin 2 c z ( 2 ) D sin tan
由z与β的单值关系可求出z的极值
cos 2 dz p D 2 1 0 d sin
3、冲剪破坏 松软地基，埋深较大；基础近 乎竖直刺入土中，如曲线 C
1 整体剪切破坏 2 局部剪切破坏
3 冲剪破坏
软粘土上的密砂
地基的冲剪破坏
按塑性开展区深度确定地基容许承载力
(条形基础)
• 自重应力
B
p q = D
s1=（D+ z） s3=k0 (D+ z)
第八章 地基承载力-lsj
按地基载荷试验确定（最可靠）
浅层平板载荷试验
(一)p-s曲线“陡降型”
低压缩性土
中、高压缩性土
地基变形的三个阶段 pcr a pu p a.线性变形阶段
0
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
Q Qc Q f ps A A
2.侧壁摩阻力Qf
原位试验确定地基承载力
钻杆 器头
三、标准贯入试验法
方法介绍：
贯入 器身
试验时，先行钻孔，再把上端接有钻杆 的标准贯入器放至孔底，然后用质量为 63.5kg的锤，以76cm的高度自由下落将 贯入器先击入土中15cm，然后测继续打 30cm的所需要锤击数，该击数称为标准 贯入击数 建立标准贯入击数与地基承载力之间的 对应关系，可以得到相应标准贯入击数 下的地基承载力
第三节 浅基础地基极限承载力
基底完全粗糙
Pu 2 Pp cos( ) 2C W 1 2 Pp cos( ) cbtg b 2tg 4
(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
2 2
p d sin 2 c z ( 2 ) d sin tg
塑性区的边界方程
第二节 按塑性区开展深度确定地基的容许承载力
2 ) d sin tg dz p d cos 2 ( 2) 0 d sin zmax p d
r0 滑动区Ⅱ的边界de(或de1)为对数螺旋曲线，其曲线方程为 r r0e ， 为起 始始矢径( r0 ad a1d )；滑动区Ⅲ的边界ef(或e1f1)为直线并与水平面成 (. 0 2) 角。 45 （4）当基础有埋置深度D时，将基础底面以上的两侧土体用当量均布超载
第8章 地基承载力
第8章 地基承载力8.1 概述地基承载力是指地基土单位面积上所能承受荷载的能力，以kPa 计。
一般用地基承载力特征值来表述。
《建筑地基基础设计规范》（GB5001－2001）规定，地基承载力的特征值是指由载荷试验测定的地基土压力压力变形曲线线性变形段内规定的变形所对应的压力值，其最大值为比例界限值。
一般认为地基承载力可分为允许承载力和极限承载力。
允许承载力是指地基土允许承受荷载的能力，极限承载力是地基土发生剪切破坏而失去整体稳定时的基底最小压力。
确定地基承载力的方法有载荷试验法、理论计算法、规范查表法、经验估算法等许多种。
单一一种方法估算出的地基承载力的值为承载力的基本值，基本值经标准数理统计后可得地基承载力的标准值，经过对承载力标准值进行修正则得到承载力设计值。
在工程设计中为了保证地基土不发生剪切破坏而失去稳定，同时也为使建筑物不致因基础产生过大的沉降和差异沉降，而影响其正常使用，必须限制建筑物基础底面的压力，使其不得超过地基的承载力设计值。
因此，确定地基承载力是工程实践中迫切需要解决的问题。
8.2地基的破坏模式8.2.1现场载荷试验我们可以通过现场载荷试验或室内模型试验来研究地基承载力。
现场载荷试验是在要测定的地基上放置一块模拟基础的载荷板，见图8-8所示。
载荷板的尺寸较实际基础为小，一般约为0.25～1.0m 2。
然后在载荷板上逐级施加荷载，同时测定在各级荷载下载荷板的沉降量及周围土的位移情况，直到地基土破坏失稳为止。
线如图8-9所示。
8.2.21)(1) 密区Ⅰ (见图关系(见图8-9图8-6a 大，故p- s 线a 。
基中。
(2)曲线如图8-9中的曲线b 所示，曲线也有一个转折点，但不象整体剪切破坏那么明显。
局部剪切破坏常发生于中等密实砂土中。
(3)刺入剪切破坏 其特征是，在基础下没有明显的连续滑动面，随着荷载的增加，基础随着土层发生压缩变形而下沉，当荷载继续增加，基础周围附近土体发生竖向剪切破坏，使基础刺入土中，如图8-6c 。
第8章 地基承载力
器靴
返回
§8.5 按《地基规范》确定地基承载力
一、按抗剪强度指标确定地基承载力
二、按工程经验确定地基承载力
返回
一、按抗剪强度指标确定地基承载力
1.抗剪强度指标标准值ck、k
a.根据室内n组三轴试验结果， 计算土性指标的平均值、标 准差和变异系数。 b.计算内摩擦角和粘聚力的 统计修正系数ψφ 、ψc 。 c.计算内摩擦角和粘聚力的 标准值。 平均值
对于均质地基、基础底面完全光滑，受中心倾斜荷载作用
汉森公式:
式中：
pu 1/ 2bN S d i g b 0dNq Sq dqiq gqbq cNc Sc dcic gcbc
Sr、Sq、Sc ——基础的形状系数 ir、iq、ic ——荷载倾斜系数 dr、dq、dc ——深度修正系数 gr、gq、gc ——地面倾斜系数 br、bq、bc ——基底倾斜系数 Nr、Nq、Nc ——承载力系数
说明：相关系数均可以有相关公式进行计算。
返回
§ 8.4
按原位测试成果确定地基承载力
一、载荷试验法 二、静力触探试验法 三、标准贯入试验法
返回
一、载荷试验法
平衡架 p-s曲线确定地基承 载力特征值: 1.p-s曲线有明确的 比例界限时，取比例界限 所对应的荷载值。 2.极限荷载能确定， 且值小于对应比例界限的 荷载值的2倍时，取极限 荷载值的一半。 3.不能按上述两点确 定时，取s/b=0.01～0.015 对应荷载值；但值不应大 于最大加载量的一半。 返回
d——基础埋置深度(m)，从室外地面标高计算。
m——基础底面以上土的加权重度，地下水位以下取浮重度。
b ——基础地面宽度，大于6m时，按6m取值，对于砂土小于
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
优点:简单迅速
缺点:间接判断,
较大范围.
地基勘探
2 坑探 trial pits
• 优点:直观, 取原状样，兰旗营9m坑 • 缺点: 一般3~4m, 地下水以下危险,
地基勘探
3钻探
Exploration Drilling
• 最常用的办法, 可达100m以 下 • 划分地层 • 确定地下水 • 取样 • 可以进行触探 及原位试验
穿心锤 锤垫 触探杆
尖锤头
轻型动力触探 10kg 中型动力触探 28kg 重型动力触探 63.5kg
地基勘探
(2) 静力触探Static Cone Penetration
• 单桥探头 端部Ps=Q/A 比贯入阻力 双桥探头 端部和侧壁 • 土的密实度 • 压缩性 电缆 传感器 • 强度 传感器 传感器 • 桩和地基的承载力
1）稳定要求：荷载小于承载力（抗力） p pu /Fs
=f
2)变形要求：变形小于设计允许值 S [S] (1)沉降量 (2)沉降差相邻柱基 (3)倾斜砌体承重结构 (4)局部倾斜
墨西哥的沉降问题是世界著名的
某宫殿，左部 分建于1709年； 右部分建于 1622年。沉降 达2.2米，存 在明显的沉降 差。
一、地基承载力定义
• 极限承载力
Ultimate bearing capacity 承载地基在发生剪切破坏时的 荷载强度
The intensity of bearing pressure at which the supporting ground is expected to fail in shear
比萨斜塔-不均匀沉降的典型
始建于1173 年，60米高。 1271年建成 平均沉降2米， 最大沉降4米。 倾斜5.5，顶 部偏心2.1米
日本1995年 1月17日阪 神大地震
大 Nishinomiya 桥的桥墩破坏. 6个桥墩 中至少2个严重破坏，其可能的原因是岸 边桥墩的大变形导致第一组桥墩过载。
地基勘探
十字板
F F Mmax=F×D
M max
f
D D
2
H 2 3
H D
地基勘探
现场载荷试验
地基勘探
现场载荷试验
千 斤 顶
荷载板
地基勘探
平板载荷试验要点
• 0.5 0.5m, 0.71 0.71m, 1.0 1.0m • 不少于3点 • 8-10级 • 每级稳定的标准 • 承载力的特征值
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
在软粘土上的 密砂地基的冲 剪破坏
2 地基破坏的形式
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（Niigata）地震 地基的大面积液化
1）破坏形式
竖直荷载作用下，有水平荷载时
2) 变形要求 (1)沉降量 (3)倾斜砌体承重结构
(2)沉降差相Байду номын сангаас柱基
(4)局部倾斜
思考题
1 在垂直均布荷载作用下,地基 的失稳有几种形式?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？
回转式钻机
地基勘探
(1) 动力触探Dynamic Penetration 管状探头 标准贯入试验SPT, 63.5 kg, 76cm距,贯入深度30cm的击数, N 63.5 锥状探头 轻型10 kg, 50cm落距,贯入深度30cm 中型 28kg 重型 63.5kg 碎石,砾石地层 特重型 120kg
D
D
根据公式（1）、（2）和（3）以及边界条件，利用塑性力 学中的滑移线法可以求解条形基础的地基承载力 Pu
这一假定下的精确解或解析解.
1. 极限平衡区与滑裂面的形状
B p 实际地面
D B E F
C
无重介质地基的滑裂线网
二 地基承载力－理论公式法 普朗特-瑞斯纳承载力公式
一. 极限平衡理论： 1.平衡方程： D D 2.极限平衡条件 3. 假设与边界条件 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
第一节 地基勘探 Site investigation
一、勘探要求：
1 资料 2 内容 土层分布，水平位臵和深度 每层土物理力学性质 e , c Es 地下水位臵及性质Ground water 其他地质问题：古滑坡，古墓， 洞穴，老河道古井 3 布点 一般性勘察：针对持力层，平面 (1~1.5)b (3~4)b 20~50m 控制性勘察：压缩层，比一般性勘察深
根据承载能力极限状态确定地基的承载力
二 地基承载力－理论公式法 普朗特-瑞斯纳承载力公式
一. 极限平衡理论： 1.平衡方程： D D 2.极限平衡条件 3. 假设与边界条件 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
平面问题的平衡方程
z
z
地基勘探
深度宽度修正的特征值 f a f ak b (b 3) d m (d 0.5)
pb E0 I（ ） 0 1 s
2
I0形状影响系数, 圆：079；方：088
地基勘探
旁压试验
水箱
量测
Ph puh pcr poh
钻孔内进行横 向载荷试验, 用以测定较深 处土层的变形 模量和承载力
Local shear failure
P
S P
2.局部剪切
S
P 表 面 土 深 土 层
3.冲剪破坏 Punching shear failure 松软地基，埋深较大； 荷载板几乎垂直下切， 3.冲剪破坏 两侧无土体隆起。
S
某谷仓的地基整体破坏
1940年在软粘土地基上的某水泥仓的倾覆
水泥仓地基 整体破坏
如何满足地基设计的条件？
• 承载力？ • 变形？ 确定承载力的三种方法 载荷试验 理论公式计算 经验方法
二 地基承载力的理论公式
2 极限状态定义
1 极限状态Limit state 结构或结构的一部分超过某一特定状态 而不能 满足设计规定的某一功能要求时 这一特定状态 称为结构对于该功能的极限状态 承载能力极限状态 一般是结构的内力超过其承 载能力 正常使用极限状态 一般是以结构的变形、裂缝 和振动参数超过设计允许的限值为依据
地基勘探
思考题
• 在建筑物场地上勘探,一般要做 哪些项目的勘探? • 对于重要建筑物一般要采用什么 试验方法确定承载力？ • 如何确定砂土地基的密实度？
第2节 地基承载力
Bearing Capacity of Foundation Soil
第2节 地基承载力
1 建筑物地基设计的基本要求 2 地基在外荷载作用下的破坏形式 3 极限平衡理论求地基极限承载力 4 其他求极限承载力的方法 5 地基的临塑荷载、临界荷载与容 许承载力
地基液化引起的建筑物破坏
3 竖直荷载和水平荷载下建筑 物地基破坏的形式
Ph Pv
表层滑动
Pv f cA Fs Ph
Ph
深层滑动
Pv
3 竖直荷载和水平荷载下建筑 物地基破坏的形式
Ph Pv
表层滑动
Pv f cA Fs Ph
Ph
深层滑动
Pv
4 地基的变形
1 建筑物地基设计的基本要求
密实砂土，坚硬粘土，浅埋 土质较软 软粘土，深埋
饱和松砂
2)竖直和水平荷载下地基破坏形式
• 表面滑动 水平力大 • 深层滑动 竖直荷载大
1.整体破坏 General shear failure 土质坚实,基础埋深浅； 曲线开始近直线，随 后沉降陡增，两侧土 1.整体破坏 体隆起。 2.局部剪切 松软地基，埋深较大； 曲线开始就是非线性， 没有明显的骤降段。
地基勘探
(1) 动力触探 管状探头 标准贯入试验SPT, 63.5 kg, 76cm距,贯 入深度30cm的击数, N 63.5 锥状探头 轻型10 kg, 50cm落距,贯入深度30cm 中型 28kg 重型 63.5kg 碎石,砾石地层 特重型 120kg
4 触探
动力触探和静力触探
地基勘探
锥状探头
单桥探头 双桥探头
地基勘探
示意图
F F
动画贯入
静力触探是可以迅速、连续的反映土质变化 划分土层, 承载力、 压缩性、不排水抗剪强度、砂土密实度等 静力触探适用于粘性土和砂类土
地基勘探
5 现场试验 In situ testing
• 十字板 Vane Shear－饱和软粘土 • 载荷板试验Loading Plate－深浅均可 • 旁压仪 Pressuremeter －较深地基
1 建筑物地基设计的基本要求 • 1）稳定要求：荷载小于承载 力（抗力） p pu /Fs =f
• 2）变形要求：变形小于设计允许值 S [S] （1）沉降量 （2）沉降差 （3）倾斜 （4）局部倾斜
2 地基破坏的形式
1)竖直荷载下地基破坏的形式
• 整体破坏 • 局部剪切破坏 • 冲剪破坏 • 液化
地基中的极限平衡区 B
p I 实际地面 B F
D
r0 r
C
III II E
1.朗肯主动区： pu为大主应力，与水
平方向夹角452 2. 过度区：r=r0e tg 3.朗肯被动区：水平方向为大主应力， 与水平方向夹角45- 2
相邻建筑物施工引起的原有建筑物的局部倾斜
（软粘土地基）
膨胀土地基上建筑物的开裂（美国—加拿大）
潜在性膨胀土的分 布限与热带和温带 的半干旱地区内。 这种条件助长了蒙 特石形成。 很多国家都发现了 膨胀土。 印度的黑棉土 《膨胀土上的基础》 陈孚华TU443 1