地基承载力的评估及计算方法-精选文档

地基的破坏形式

(2)剪切阶段 p-s 曲线上的ab段，此段曲线为非线性关系，沉降 的增长率△S/△p随荷载的增大而增加。地基土中 局部范围内的剪应力达到土的抗剪强度，土体发 生剪切破坏，这些区域也称塑性区。随着荷载的 继续增加，土中塑性区的范围也逐步扩大，直到 土中形成连续的滑动面，由载荷板两侧挤出而破 坏。因此，剪切阶段也是地基中塑性区的发生与 发展阶段。相应于p-s 曲线上b点的荷载称为极限 荷载pu。
地基的破坏形式

(3)破坏阶段 p-s 曲线上的bc段。当荷载超过极限荷载后， 载荷板急剧下沉，即使不增加荷载，沉降 也将继续发展，因此，p-s 曲线陡直下降。 在这一阶段，由于土中塑性区范围的不断 扩展，最后在土中形成连续滑动面，土从 载荷板四周挤出隆起，地基土失稳而破坏。
6.3 地基临塑荷载和临界荷载

6.3 地基临塑荷载和临界荷载


地基的临塑荷载P cr ：地基中刚开始出现塑性 变形区时相应的基底压力。 临塑荷载的计算公式 P174---(6-5)
地基临塑荷载和临界荷载

式中： d——基础的埋置深度，m； γ——基底平面以上土的重度，kN/m3 ； c——土的粘聚力，kPa； φ——土的内摩擦角(度)，计算时化为弧度， 即 乘π/180; N d、Nc——承载力系数，可查表6-1得出。
地基的破坏形式
刺入剪切破坏 :发 生在松砂及软土中

随着荷载的增加，基础出现持续下沉，主要因为地 基土的较大压缩以至于基础呈现连续刺入。地基不 出Baidu Nhomakorabea连续滑动面，基础侧面地面不出现隆起，因而 基础边缘下的地基垂直剪切破坏
地基的破坏形式

地基的破坏形式，主要与地基土的性质尤 其是与压缩性质有关，还同基础埋置深度、 加荷速度等因素有关。 较坚硬或密实的土，具有较低的压缩性， 通常呈现整体剪切破坏
按塑性开展深度确定地基承载力 假定条件 地基为均质半无限体，将地基中的剪切破坏 区即塑性开展区限制在一定范围内。 允许塑性区有一定的开展范围又保证地基最 大限度的安全承担结构荷载时的基地压力 确定地基的设计承载力

地基临塑荷载和临界荷载
按塑性开展深度确定地基承载力 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。
概 述
地基土沉降变形
建筑物基础沉降和沉降差
变形要求
概 述
荷载过大超过地基承载力 地基产生滑动破坏
稳定要求
概 述

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
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
地基的临界荷载

式(6-6)与式(6-7)中，第一项中的γ为基底面 以下地基土的重度；第二项中的γ为基础埋 置深度范围内土的重度；如系均质土地基 则重度相同。另外，如地基中存在地下水 时，则位于水位以下的地基土取浮重度γ′值 计算。
6.4 地基承载力的确定方法

按极限荷载确定地基承载力
极限荷载即地基达到完全剪切破坏时的最小压力。 极限荷载除以安全系数可作为地基的承载力设计 值。 极限承载力的理论推导目前只能针对整体剪切破 坏模式进行。确定极限承载力的计算公式：一类 是假定滑动面法，先假定在极限荷载作用时土中 滑动面的形状，然后根据滑动土体的静力平衡条 件求解;另一类是理论解，根据塑性平衡理论导出 在已知边界条件下，滑动面的数学方程式来求解。 公式基本形式pu=γbNγ+Nqq+Ncc。在平面问题 中浅基础应用较多的是太沙基与汉森公式。
临塑荷载
o
Pcr a b
fu
P 极限荷载
S
地基的破坏形式
局部剪切破坏: 常发生于中等 密实砂土中

静荷载曲线没有明显的直线段，地基破坏的曲线也不呈现整体剪切破坏那 样的明显的陡降。当基底压力达到一定数值即相应的极限荷载时，基础两 侧微微隆起，然而剪切破坏区仅仅被限制在地基内部的某一区域，未形成 延伸至底面的连续滑动面。
地基的临界荷载

临界荷载 因用P cr作为地基承载力设计值偏保守而不经济，故 工程中允许塑性区发展到一定范围。一般中心受压 基础可取z max=b/4，偏心受压基础可取z max=b/3， 与此相应的地基承载力用P1/3、P1/4表示，称为临界 荷载 。
地基的临界荷载 临界荷载公式(6-6)、(6-7)
地基承载力的评 估及计算方法
6.1 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。 地基承载力的特征值是指由载荷试验测定的地基 土压力变形曲线线性变形段内规定的变形所对应 的压力值 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。
软弱粘土或松砂土地基，具有中高压缩性， 常常呈现局部剪切破坏或者刺入剪切破坏 。


地基的破坏形式
地基变形的三个阶段 (1)压密阶段(或称直线变形阶段) p-s 曲线上的oa段， p-s 曲线接近于直线，土 中各点的剪应力均小于土的抗剪强度，土 体处于弹性平衡状态。载荷板的沉降主要 是由于土的压密变形引起的。把p-s 曲线上 相应于a点的荷载称为比例界限p cr，也称临 塑荷载。



按极限荷载确定地基承载力
太沙基公式 :太沙基利用塑性理论推导了条形浅基 础(d＜b)，在铅直中心荷载作用下，地基极限荷载 的理论公式 pu=γbNγ+Nc c+Nq q (6-8) 式中： p u——地基极限承载力，kPa； φ——土的内摩擦角，度； c——基土的粘聚力，kPa； q——q=γd, kPa； γ——基土的重度，kN/m3； Nγ、N c、N q——承载力系数，可查表6-2。

6.2 地基的破坏模式
现场载荷试验 :通过试验可 得到载荷板在各级压力p的作 用下，其相应的稳定沉降量， 绘得p-s 曲线

O
a b c
p
s/ mm
图8-9 p-s 曲线 a-整体剪切破坏； b-局部剪切破坏； c-刺入剪切破坏
地基的破坏的形式

整体剪切破坏:常发生在浅埋基础下的 密砂或硬粘土等坚实地基中