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1、第六章 地基承载力,本章主要内容,6.1 地基的变形与稳定 6.2 地基临塑荷载和有限塑性区深度承载力 6.3 普朗特地基极限承载力 6.4 对普朗特地基极限承载力的修正补充 6.5 太沙基地基极限承载力 6.6 按建筑地基基础规范确定地基承载力 6.7 按现场试验确定地基承载力 6.8 水平荷载作用下地基的承载力,本章重点,掌握： 1地基破坏模式; 2按极限平衡条件确定地基临塑荷载、 塑性 荷载、极限荷载的方法； 3. 地基极限承载力的计算方法 难点：地基极限承载力的计算方法 重点：按极限平衡条件确定地基临塑荷载、塑性荷载、极限荷载的方法, 6.1 地基的变形与稳定,地基承载力：,地基在变形
2、容许和维系稳定的前提下，单位面积上承受荷载的能力。,建筑物地基设计的基本要求：,1）稳定要求;,2）变形要求.,地基土沉降变形,建筑物基础沉降和沉降差,变形要求,荷载过大超过 地基承载力,地基产生滑动破坏,稳定要求,建筑物因地基问题引起破坏有两种原因：,由于地基土在建筑物荷载作用下产生变形，引起基础过大的沉降 或者沉降差，使上部结构倾斜、开裂以致毁坏或失去使用价值,由于建筑物的荷载过大，超过了基础下持力层所能承受的能力 而使地基产生剪切破坏,地基中剪切破坏的型式有：,1.整体剪切破坏,o,P,S,pcr,pu,a,b,临塑荷载,极限荷载,pcr,临塑荷载,pu,极限荷载,1、整体剪切破坏,2.
3、局部剪切,松软地基，埋深较大；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。,3.冲剪破坏,松软地基，埋深较大；荷载 几乎垂直下切，两侧无土体隆起。,某谷仓的地基整体破坏,水泥仓地基 整体破坏,蓝粘土,石头和粘土,地基土可能的滑动方向,岩石,办公楼外墙,黄粘土,在软粘土上的密砂地基的冲剪破坏,地基破坏形式与土的压缩性有关： 坚硬或紧密土：整体剪切破坏； 松软土：局部剪切破坏；或冲剪破坏,根据土的性质指标查规范； （如建筑地基基础设计规范）,地基承载力确定方法：,理论公式计算；,由现场荷载试验或静力触探等原位试验确定,按塑性区开展深度确定地基的承载力,pcr,临塑荷
4、载,pu,极限荷载,将地基中的剪切破坏区限制在某一范围， 视地基土能够承受多大的压力，该压力 即为容许承载力(临界荷载p1/4、 p1/3)。, 5.2 地基临塑荷载和有限塑性区深度承载力,临塑荷载,连续滑动面 和极限荷载,塑性区发展 和临界荷载,将地基中的剪切破坏区限制在某一范围，视地基土能够承受多大的压力，该压力即为容许承载力。,塑性区的边界方程,pcr,临塑荷载,1902年由密歇尔（Michell）给出的弹性力学解答：,稳定,稳定没有保证,塑性区最大范围,塑性区开展深度容许值,临界荷载,p1/4、 p1/3,荷载与塑性区开展深度关系：,当,一般认为，对中心受压基础，塑性区最大深度控制在基
5、础宽度 的1/4；对偏心受压基础，宜控制在基础宽度的1/3；,第一项为基底以下持力层土容重；第二项对应基底以上土容重； 地下水位以下的容重一律采用浮容重。,地面,5.8m,d=2.2m,P,例：某建筑物采用柱下独立基础。基础底面长度为3m,宽度为2.4m，承受中心荷载。基础埋深2.2m。地基土分为三层,填土,粘土,粉质粘土,1m,6.2m,第一层：人工填土118.6kN/m3, 第二层：粘土 219.8kN/m3, 2220，c226kPa。 第三层：粉质粘土 316.2kN/m3, 3150，c315kPa。 求地基的临塑荷载和临界荷载,解：求临塑荷载,根据持力层粘土查表,地面,5.8m,d
6、=2.2m,P,填土,粘土,粉质粘土,1m,6.2m,求临界荷载,根据持力层粘土查表,例. 所谓临界荷载，就是指 (A) 地基持力层将出现塑性区时的荷载 (B) 持力层中出现连续滑动面时的荷载 (C) 持力层中出现某一允许大小塑性区时的荷载,例. 粘性土(c0，0)地基上，有两个宽度不同埋置深 度相同的条形基础，则 (A) 宽度大的临塑荷载大 (B) 宽度小的临塑荷载大 (C) 两个基础的临塑荷载一样大,例 ：某基础基底压力等于临塑荷载pcr时，其地基塑性变 形区的最大深度为 (A) 0 (B) 基础宽度的1/4 (C) 基础宽度的1/3,例： 载荷试验的曲线形态上，从线性关系开始变成非 线性
7、关系时的界限荷载称为 (A) 允许荷载 (B) 临界荷载 (C) 临塑荷载, 6.3 太沙基极限承载力,假定： （）地基土是均匀，各向同性的介质，即认为基底下土 的重度不等于零，而且具有 的材料。,（）基础底面粗糙，即基础底面与土之间有摩擦力存在。,（3）基底以上两侧土体为均布荷载q= 0d。,假设的滑裂面形状,被动区,过渡区,刚性核,滑动区位于基础底面下，是弹性压密区 滑动区为对数螺旋曲线 ，是过渡区 滑动区 为兰金被动区，滑动面为为平面，呈等腰三角形 直线与水平面成 角。,滑动土体自重产生的抗力,滑裂面上的粘聚力产生的抗力,侧荷载0d产生的抗力,可根据内摩擦角查图6.5.2求得三个系数,条
8、形基础,若土体为松软土，三个系数查图6.5.2中的虚线,极限承载力pu的组成, bN /2,cNc,地基承载力设计值f 的确定办法：, 要求较高：,f = Pcr, 一般情况下：,f = P1/4 或 P1/3, 用极限荷载计算：,f = Pu / Fs,Fs -安全系数,例：某混合结构办公楼采用条形基础。基础底面宽度为2.0m，基础埋深1.5m。地基土体18.5kN/m3, 200，c22kPa。 建筑物安全系数取1.5。求地基极限荷载与地基承载力？,解：根据200 查图(6.5.2)得,地基极限荷载,地基承载力,按建筑地基基础规范确定地基承载力,现行地基基础设计规范将地基承载力（容许承载力
9、）分为三个层次： （1）地基基本承载力，用f0表示，根据土的物理指标按规范查表得到。 （2）用地基承载力的基本值乘以回归修正系数得到地基承载力的标准值。用fk表示。 (3) 联系实际工程求得地基承载力的设计计算值，用f表示。,f=fk+b(b-3)+d0(d-0.5) fk :静载荷试验确定的承载力-特征值（标准值）。 f ：深宽修正后的承载力特征值（设计值）。 b：小于等于3m时取3m，大于6m时取6m。 ：为地基土的重度，若有分层及地下水，自基础底面向下取得深度是1.0b。 0：基础底面以上各土层的加权平均重度。 b， d为地基宽度和埋深的地基承载力修正系数，见表6.6.12,现场荷载试验
10、确定地基承载力,现场载荷试验,pcr,pu,地基破坏的判定,(1)明显侧向挤出或发生裂纹 (2)荷载增量很小,沉降急剧增加, (3)某级荷载增量下,24小时内沉降不能稳定,例. 假定条形均布荷载，当达到极限荷载时，地基中 的滑动土体可分成三个区，哪个区是被动区。,(A) (B) (C) ,例. 根据载荷试验确定地基承载力时，ps曲线开始 不再保持线性关系时，表示地基土处的状态。 (A) 弹性 (B) 整体破坏 (C) 局部剪切,例. 所谓地基的极限承载力是指 (A) 地基的变形达到上部结构极限状态时的承载力 (B) 地基中形成连续滑动面时的承载力 (C) 地基中开始出现塑性区时的承载力,例.
11、在粘性土地基上有一条形刚性基础，基础宽度为b， 在上部荷载作用下，基底持力层内最先出现塑性区 的位置为 (A) 条基中心线下 (B) 离中心线b/3 处 (C) 条基边缘处,总 结,1.建筑物地基设计的基本要求,1）稳定要求：,2）变形要求：,2 地基中剪切破坏的型式有,整体破坏,曲线开始近直线，随后沉降陡增，两侧土体隆起。,局部剪切,松软地基，埋深较大；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。,冲剪破坏,地基破坏形式与土的压缩性有关：坚硬或紧密土：整体剪切破坏；松软土：局部剪切破坏；或冲剪破坏,pcr,临塑荷载,pu,极限荷载,将地基中的剪切破坏区限制在某一范围，视地基土能够承受多大的压力，该压力即为容许承载力(临界荷载)。,地基土弹性变形结束，塑性变形将要开始时地基所承受的荷载,地基土塑性变形延展成连通的滑动面时地基所能承受的最大荷载,p1/4、 p1/3,临界荷载,3、地基承载力类型,滑动土体自重产生的抗力,滑裂面上的粘聚力产生的抗力,侧荷载d产生的抗力,可根据内摩擦角查表求得三个系数,