第7章地基承载力讲述.ppt

第7章 地基承载力 * * 基本要求 1．掌握临塑荷载和临界荷载的概念及计算方法。 2．了解普朗德尔、赖斯纳理论；掌握太沙基公式；了解汉森和魏锡克极限承载力计算方法;掌握地基承载力的设计值及其确定方法。 第一节 概述 某点 ? ? f：极限平衡状态 某区域内: ? ? f ，则处于极限平衡区, 地基失稳 地基承载力分为两种: 极限承载力 与土性、基础埋深、宽度、形状等有关 容许承载力 与建筑的结构特性等有关 本章对土性的假设: 理想弹塑性体 地基失稳实例 地基失稳原因： 地基内土体中的剪应 力超过土的抗剪强度 地基失稳的危害： 建筑物倾倒，塌陷 二、竖直荷载下地基的破坏形式 整体剪切破坏(a): 土质坚硬、密实、埋深 局部剪切破坏(b): 地基土质疏松 冲剪破坏（c）：地基土质疏松 随着基础埋深增加，局部剪切破坏、冲剪破坏更为常见。 o o o p p p s s s po po po a b c 第二节 浅基础的地基破坏模式 第三节 地基的临界荷载 一、临塑荷载pcr和极限承载力pu 地基变形的三个阶段： 压密阶段 (oa) 局部剪损阶段(ab) 整体剪切破坏阶段 三阶段之间的界限荷载pcr和pu o s P=P/A pcr pu a b 二、地基塑性变形区边界方程 P B β0 M Z σ1 σ3 P β0 M Z σ1 σ3 q d 图 均布条形荷载作用下地基中的主应力 无埋置深度 有埋置深度 -均布条形荷载,kPa -任意点M到均布条形荷载两端点的夹角,弧度. 考虑自重应力q+γz,则上式 由 得 塑性区边界线 工程中只要知道极限平衡区最大的发展深度就足 够了，将上式对?0求导： 将上式代入塑性边界线方程得 三 临塑荷载pcr和临界荷载 取 得 或 2、临界荷载p1/4、 p1/3 或 或 第四节 地基极限承载力 极限平衡理论求导Prandal普朗德尔和Ressiner赖斯纳 极限承载力,按假定滑动面求导太沙基极限承载力 注意:各种公式的适用条件 一、普郎德尔-赖斯纳极限承载力理论 普郎德尔-赖斯纳基本假设： （1）地基土均匀、各向同性，且?=0 （2）基础地面完全光滑 (3) 基底平面为地基表面, 滑裂面只延伸到这一假定的地基表面 90°-￠ 实际地面 图 滑裂体的过渡区 Ⅱ I Ⅲ 滑裂土体分为三区： Ⅰ朗肯主动区 Ⅲ朗肯被动区 Ⅱ 过渡区 Pu=cNc 1.当荷载达到极限荷载时, 地基内出现连续的滑裂面,滑裂区由3个区组成. 第二区为过渡区, 其对数螺线可表示为: r=r0e?tan? 2. 由特征线法求解得: Pu=qNq+cNc 式中 Nq=f(c,?), Nc= g(c,?) 由力平衡法求极限承载力同样可得 考虑基础埋深 Ressiner 用极限平衡理论求地基的极限承载力方法讨论 （一）影响的极限承载力的因素 1、滑裂土体自重产生的抗力 与?， ?，B有关， 且与B成正比 2、 q所产生的的抗力 与q、 ?有关， 但此部分极限荷载与B无关 3、 c所产生的抗力 与c ?有关，与B无关 （二）关于承载力系数 （1） ?较大的粘土，采用普郎德尔理论，承载力Pu误差较大 （2）?较小的粘土，采用普郎德尔理论，承载力Pu误差较小 （3）c=0的无粘性土，基础埋深d对Pu起极其重要作用 二、基础下形成刚性核（弹性楔）时地基的极限承载力——太沙基(K.Terzaghi)课题 太沙基公式作为一种半理论半经验法，得到最广泛应用。 （一）基本假设 （1）基础底面完全粗糙 ，刚性核的尖端处，左右两侧的曲线滑 裂面必定与铅垂线相切 （2）除弹性楔体外，滑动区域范围内的土体处于塑性平衡状态 （3）基础底面以上两侧的土体用相当均布荷载q= ?D 代替 （二）从刚性核的静力平衡条件求地基极限承载力 * * *