第八章 地基承载力.ppt

第八章地基承载力
基本要求



、赖斯纳理论;掌握太沙基公式;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
第二节地基的变形和失稳
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
二、竖直荷载下地基的破坏形式(动画)
图8-3
整体剪切破坏(b) : 土质坚硬、密实、埋深
局部剪切破坏(c) : 地基土质疏松
冲剪破坏(d):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。
魏西克(Vesic, A. B)提出了用土的相对压缩性判别地基 究竟要发生哪种破坏模式。
土的刚度指数Ir和临界刚度指数Ir(cr)为

q__ 基础的側面荷载 q=D
Ir > Ir(cr) , 土相对不可压缩,发生整体剪切破坏
Ir < Ir(cr) , 土相对可压缩,发生局部剪切破坏或冲剪破坏
对于整体剪切破坏, 已有较多的理论对其进行研究, 而对局部剪切破坏或冲剪破坏模式,目前尚无理论公式可循. 有学者建议将整体剪切破坏模式的公式加以适当修正, 可用于局部剪切破坏;
冲剪破坏模式很少见, 可不予研究.
三、倾斜荷载下地基的破坏形式
水工教科书提出基底临界竖向力

pcr=A  Btan +2c(1+tan) (8-3)
竖向荷载pv< pcr 属表层滑动
安全系数 Fs=f pv/  ph
竖向荷载pv>pcr 属深层整体滑动
可用本章后面所述的方法, 验算地基失稳可能性.
一、极限平衡理论的原理
极限平衡理论——土体 处于理想塑性状态时的应力分布和滑裂面轨迹的理论。
应用范围:工程中常用于求解地基的极限承载力和地基的滑裂面轨迹。
求解思路:1. 仅有自重时,平面问题的静力平衡方程

(8-6)
2. 极限平衡状态条件
无粘土粘土(8-7)
第三节极限平衡理论求地基的极限承载力
根据(8-6)、(8-7)可得(8-11):

上式为无粘土体处在极限平衡状态时的基本偏微分方程组,由特征线法求解,可得到地基承载力。
一、普郎德尔-瑞纳斯极限承载力理论
普郎德尔-瑞纳斯基本假设:(1)地基土均匀、各向同性,且=0
(2)基础地面完全光滑(3) D<B 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6-5 滑裂体的过渡区
滑裂土体分为三区:
Ⅰ朗肯主动区
Ⅲ朗肯被动区
Ⅱ过渡区
Ⅱ
I
Ⅲ
, 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=c (8-13)
式中 Nq=f(c,), Nc= g(c,)
由力平衡法求极限承载力同样可得(8-13). (图8-10)
90°-￠
实际地面