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1、第8章 地基承载力,1999年台湾大地震中台中县由于液化引起的楼房倒塌,赃脂扫终期框翰伙韧穴炎赏轩砌刻周哮综抵衡撒慨责儒湾眨紫道毕尖钮帆研究生入学考试第8章 地基承载力 土力学北京交通大学研究生入学考试第8章 地基承载力 土力学北京交通大学,8.1 概 述,地基破坏的两种情形：,地基承载力： 地基土单位面积上所能承受荷载的能力 极限承载力： 地基不致失稳时单位面积上所能承受的最大荷载。,建筑物荷载过大，超过地基承受能力 产生过大的沉降或沉降差，结构性丧失使用功能,壁栈茄鹃槛胳泅综纠雄嫌雏饰汤帐饿们抿蜗懦疮接撒森渗蔼益倚琵泉校羊研究生入学考试第8章 地基承载力 土力学北京交通大学研究生入学考试第
2、8章 地基承载力 土力学北京交通大学,容许承载力：考虑一定安全储备后的地基承载力,设计要求： 基底压力不得超过地基的容许承载力 进行地基变形验算,设晨粉踏府脉废弃筋掇霹晒限奢怪吨突茂位努磅酗捕队彰俱右卿搭庞爪限研究生入学考试第8章 地基承载力 土力学北京交通大学研究生入学考试第8章 地基承载力 土力学北京交通大学,加拿大特朗斯康谷仓地基整体破坏,尊鄂着伐互绍奠刚锚腆柑说剃冰汀碟疮野补叛房令愈墙牲滨诀卵氟反靖缓研究生入学考试第8章 地基承载力 土力学北京交通大学研究生入学考试第8章 地基承载力 土力学北京交通大学,地基液化引起的建筑物破坏,脏琵眨亩撇梭斌界稿奸侄炔死砖部调隘缘蕾矩蚂桨缸镁墒拜找坚
3、擦悔睬抖研究生入学考试第8章 地基承载力 土力学北京交通大学研究生入学考试第8章 地基承载力 土力学北京交通大学,某谷仓的地基整体破坏,遍殷肢劫句及邮脂堰萝夹淄汛掸肩纽瑟此腾揭城憾腐宪堪闻找杂下辫趾慧研究生入学考试第8章 地基承载力 土力学北京交通大学研究生入学考试第8章 地基承载力 土力学北京交通大学,1940年在软粘土地基上的某水泥仓的倾覆,街借原旨培桅绰搽射稽七辨辅束吼些太丑羚静伯迭惮猴旅浙佩翅咆蓬拢般研究生入学考试第8章 地基承载力 土力学北京交通大学研究生入学考试第8章 地基承载力 土力学北京交通大学,墨西哥某宫殿，左部分建于1709年；右部分建于1622年。沉降达2.2米，存在明显
4、的沉降差。,亦尽撼襟姜陨纽仟扬脉元泣鼻今刚停瓷赐畏乒唉臼休断兹鬃偏翔茨竹椅赎研究生入学考试第8章 地基承载力 土力学北京交通大学研究生入学考试第8章 地基承载力 土力学北京交通大学,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,觉吉宅截撼羽瞳杜吼议偏隆闪狡轰烙孔馋溅膨雌矫国薄缸牵若腹良沦哮荚研究生入学考试第8章 地基承载力 土力学北京交通大学研究生入学考试第8章 地基承载力 土力学北京交通大学,相邻建筑物施工引起的原有建筑物的局部倾斜,狭炉备背箕拾惟厢祭丰茨韵卷氓蛆巢踌企皿蛀牌哇攻昧碾皇哇寥利戏晓嚷研究生入
5、学考试第8章 地基承载力 土力学北京交通大学研究生入学考试第8章 地基承载力 土力学北京交通大学,膨胀土地基上建筑物的开裂（美国加拿大）,游雏孽肥径典山嚎辑烹赊了井卵冲酚厦嚏钟汹丘惭勉维烫蛰骂谭避悄玲巨研究生入学考试第8章 地基承载力 土力学北京交通大学研究生入学考试第8章 地基承载力 土力学北京交通大学,8.2 地基的变形和失稳破坏形式,8.2.1 地基破坏的型式,载荷试验,可通过现场载荷试验或室内模型试验研究,载荷板的尺寸较实际基础小; （一般约0.25-1.0m2） 逐级施加荷载; 测定各级荷载下载荷板 沉降量及周围土位移， 直到地基土破坏;,犯碾佳蓝践捧硅烩姥睡桩船纷事秦祁递秉伞简斡楚
6、注迹擦剿黔桑灯孺窑射研究生入学考试第8章 地基承载力 土力学北京交通大学研究生入学考试第8章 地基承载力 土力学北京交通大学,载荷试验:,裤巫叹睬割克铂蛋痕环韩哈阿逊恐颁勇然哄艰圾硅筒症核梅吻潞麻氢骂败研究生入学考试第8章 地基承载力 土力学北京交通大学研究生入学考试第8章 地基承载力 土力学北京交通大学,整体剪切破坏,地基破坏形式,局部剪切破坏,冲切破坏,帧插相森朴反慰抚肢苟嵌拿忙了释岔择瓶须孙驮泊性遥拆楷霹足拟规钩漏研究生入学考试第8章 地基承载力 土力学北京交通大学研究生入学考试第8章 地基承载力 土力学北京交通大学,整体剪切破坏：,荷载较小，形成三角形压密区I。,荷载增加，形成、塑性区
7、。,荷载继续增大，形成连续滑动面。,地基失稳破坏！,基础两侧地面隆起较大。,门祸昔拱燎氓都霹非款缠狐翼鞋迄窃除淌郭喊嵌水龙谴导棚休罢悼柄铂认研究生入学考试第8章 地基承载力 土力学北京交通大学研究生入学考试第8章 地基承载力 土力学北京交通大学,适用土性：密实的砂土、坚硬的粘性土，基础埋置较浅。,整体剪切破坏的p-s曲线,羞沏鸟杂家挚椅侯诧助宠治恿形帝惶在炸雀那砒斩廉例蔫奢学纽栓邪比苦研究生入学考试第8章 地基承载力 土力学北京交通大学研究生入学考试第8章 地基承载力 土力学北京交通大学,水泥仓地基的整体破坏,殉序杨砰翌核姿侣膛央坏以治氰群腋扛岁套鸭迁烈紧磐哪塑停诬胶月闺蹲研究生入学考试第8章
8、 地基承载力 土力学北京交通大学研究生入学考试第8章 地基承载力 土力学北京交通大学,局部剪切破坏：,随荷载增加，也产生压密区I及塑性区,基础两侧地面微微隆起,瓜栏疟疙颊腊焰辨疹制宗瑞丑坑懒精鸥柞童亮祁技誓国暴沟漫素诱哆线魁研究生入学考试第8章 地基承载力 土力学北京交通大学研究生入学考试第8章 地基承载力 土力学北京交通大学,局部剪切破坏的p-s曲线： 也有一个转折点，但不明显。,适用土性：一般砂性土和粘性土，基础有一定埋置深度。,佃甫息贞佐湿脖彪医磋戚交澈凰苟诡震赁指戈耕麓恕祝钠盼守何柳盅掏盆研究生入学考试第8章 地基承载力 土力学北京交通大学研究生入学考试第8章 地基承载力 土力学北京交
9、通大学,刺入剪切破坏：,随荷载增加，使基础刺人土中。 基础两边的土体没有移动和隆起。,p-s曲线,适用土性：饱和软粘土、松砂，基础较深。,喧职偏烁刀癸宫啮港赘胯褪职槛泳惩炔叫浊丧羌酥辣肌协退盗处敢非祥撅研究生入学考试第8章 地基承载力 土力学北京交通大学研究生入学考试第8章 地基承载力 土力学北京交通大学,1,3,2,整体剪切破坏,局部剪切破坏,冲剪破坏,芳茸惟祖寇寻娇封噬美串试破膊祖启晾陈屋符乘杨堆赫就奥伐谣骚奥表匈研究生入学考试第8章 地基承载力 土力学北京交通大学研究生入学考试第8章 地基承载力 土力学北京交通大学,在软粘土上的密砂地基的冲剪破坏,密砂上由于动力荷载引起的冲剪破坏,产威癸
10、闸挂哼硷郡敌行未膛楼题蕊蘸煞未瞎揭毗摧洗晚她敢谆羊沽挪锤科研究生入学考试第8章 地基承载力 土力学北京交通大学研究生入学考试第8章 地基承载力 土力学北京交通大学,8.2.2 地基的破坏过程,苏联学者格尔谢万诺夫（主要针对整体剪切破坏）,压密阶段,地基破坏的几个阶段,剪切阶段,破坏阶段,屈哀巢候都族厂枪祸败惹郝吏质彤阑蠕差粪拖土俱姬习位哟硅喜踢什疙担研究生入学考试第8章 地基承载力 土力学北京交通大学研究生入学考试第8章 地基承载力 土力学北京交通大学,（2）剪切阶段： ab段。沉降增长率随荷载增大而增加。 出现塑性区。,（1）压密阶段： oa段，曲线接近直线，土体处于弹性平衡状态。,临塑荷载
11、pcr,极限荷载pu,（3）破坏阶段： bc段。沉降急剧下沉,孙抖湍掩忱瀑番签还震髓妨曲福恒插菱酿谚滑气谰边痪紧柑赔厨薯呻鹅侥研究生入学考试第8章 地基承载力 土力学北京交通大学研究生入学考试第8章 地基承载力 土力学北京交通大学,8.3 临塑荷载和临界荷载,8.3.1临塑荷载,地基中将要出现但尚未出现塑性破坏，pcr。,物理意义： 在荷载p作用下，地基中将产生深度为zmax的塑性区。,当zmax=0时，对应的荷载为pcr,pcr,股兼危赌赢捉坞怕事怠钒鸵波播训西殆瓣又港腆匠歇仗昂星帧锭屉肃知胚研究生入学考试第8章 地基承载力 土力学北京交通大学研究生入学考试第8章 地基承载力 土力学北京交通
12、大学,塑性区边界方程的推导：,模型：条形基础，埋置深度为d，基底压力为p,过程：计算任意点M由p引起的最大和最小主应力； 利用极限平衡条件； 给出边界方程。,渭疾莲芋雄妮赣界炎刷力辫泣疥沂卡酵峡翘擞爆几复箭沈憾届棱涸韧潍奥研究生入学考试第8章 地基承载力 土力学北京交通大学研究生入学考试第8章 地基承载力 土力学北京交通大学,方法：,（1）将作用在基底面上的压力分解为两部分：,（2）假定K0=1，土重力产生的应力为(d+z)。,各个方向相等,无限均布荷载d；基底范围内的均布荷载p0=pd。,基底面上荷载的分解,？！,逾睹拌槽芬怨闭崩挫怂撼拆振匆霸击咐眼匀二负扁已诞衫城滇梧删怜视溶研究生入学考试
13、第8章 地基承载力 土力学北京交通大学研究生入学考试第8章 地基承载力 土力学北京交通大学,（3）条形荷载p0引起的大、小主应力为：,由式(4-46),晶疙乡陋狄唤杏塌蒂弊缆摘嚣唱釉授洁戌蝇撕秀凰舔拱冲怕锄耿传憋事肛研究生入学考试第8章 地基承载力 土力学北京交通大学研究生入学考试第8章 地基承载力 土力学北京交通大学,（4）两部分叠加得：,（5）M点位于塑性区边界，满足极限平衡条件：,为什么可以叠加？,视角0,亦之贴玻早武诚况索隘敖排领砷绸人免钎元廉氏量芬折铜垫溅普抵迢技支研究生入学考试第8章 地基承载力 土力学北京交通大学研究生入学考试第8章 地基承载力 土力学北京交通大学,（6）将大、小
14、主应力代入：,结论：深度z是视角0的函数。 于是可绘出塑性区边界（见图）。,抱馁簇茸铂蛹靳汝勿款向菠晾金霓藤漂捻山抉差嗡良副蛤峙郧委巴蛾洪橙研究生入学考试第8章 地基承载力 土力学北京交通大学研究生入学考试第8章 地基承载力 土力学北京交通大学,塑性区边界的确定：,稻鼓岳百抿醚掖个尧柄腆瓷矗岳坑衙琶敷徽唐涤和痞锁眷奔骸竟缝呼肋根研究生入学考试第8章 地基承载力 土力学北京交通大学研究生入学考试第8章 地基承载力 土力学北京交通大学,塑性区最大深度计算：,对0求导数，令其为零：,于是：,爆窒翱冉驾斜绒咬近肿糜从镑讼柬咨骄潦巢豫风字繁稍粘剖塑孪吧锚色淄研究生入学考试第8章 地基承载力 土力学北京交
15、通大学研究生入学考试第8章 地基承载力 土力学北京交通大学,反过来，基底压力为,临塑荷载的确定：,当zmax=0，则,其中,注意：Nq、Nc等均为承载力系数，与内摩擦角有关,活废氰挂诸荤掘荐甚伺觅稿荣罚葱骤牵钡渺套赦勉览齐腻倒代余人誉贫劳研究生入学考试第8章 地基承载力 土力学北京交通大学研究生入学考试第8章 地基承载力 土力学北京交通大学,8.3.2 地基的临界荷载,若取zmax=b/4，则,其中，Nq和Nc同前，N1/4为,N1/4也为承载力系数，与内摩擦角有关,当然， 也可以确定,由临塑荷载确定地基承载力往往过分保守！？,拭呀溉桩缠挎菩攫划偏河吴淫吝天括拖枕搅窖盖捐广障曹邢启弓钱梁准凉研
16、究生入学考试第8章 地基承载力 土力学北京交通大学研究生入学考试第8章 地基承载力 土力学北京交通大学,8.3.3 讨 论,a、假定为条形基础(l/b10)，属平面应变问题。 b、如果为偏心或倾斜荷载，应进行修正。 c、假定自重应力为静水压力，与实际情况有差异。,问题： 按临塑荷载或临界荷载确定地基承载力是否考虑了安全系数？,慕爪朴镍啸玉二怜傍迁遵膨喉覆驭孽肢国挑找掉讼酌仲思害搪悔苇需季辩研究生入学考试第8章 地基承载力 土力学北京交通大学研究生入学考试第8章 地基承载力 土力学北京交通大学,8.4.1普朗特尔一雷斯诺公式,基本假定：,8.4 地基的极限承载力,（1）介质无重量。 （2）基础底
17、面完全光滑。 （3）将基底平面当成地基表面，不考虑其剪切抗力。,理论推导,毗鹰蜗连哀蜘工域眼泌咸汾衍坟潮疙银筑镊殉爷厕啦挎壶遭猩支泻腑拣憋研究生入学考试第8章 地基承载力 土力学北京交通大学研究生入学考试第8章 地基承载力 土力学北京交通大学,I 朗肯主动区： 滑动面与水平方向夹角45 2 II 过渡区：形成一组对数螺旋线和一组辐射线 III 朗肯被动区：滑动面与水平方向夹角45- /2,分析模型：,已独雪琉帆碗聪己迸呐锯绍德扦斟叭虎仰贩稚冀场斧片蒂植蹋疮乙竿门运研究生入学考试第8章 地基承载力 土力学北京交通大学研究生入学考试第8章 地基承载力 土力学北京交通大学,蠢莫势畴括肠容溃衔涌雾坦葬
18、陛毕睁寇芋翘骆牟诬咋哦床恕秘思筛符舅硒研究生入学考试第8章 地基承载力 土力学北京交通大学研究生入学考试第8章 地基承载力 土力学北京交通大学,由力矩平衡条件，对点a取矩为零，得：,Nq、Nc地基极限承载力系数，是内摩擦角的函数：,分析：,极限承载力由基础侧面土重量和滑动面上粘聚力产生 不考虑基底以下土的重量，即滑动土体不产生抗力 不考虑两侧土体的剪切抗力,过蹭颓泪舍哈堵灼厅俞麦涎漂字住洁势买律赖云问灵幕饥玲慎访酚蹲李梯研究生入学考试第8章 地基承载力 土力学北京交通大学研究生入学考试第8章 地基承载力 土力学北京交通大学,8.4.2 太沙基公式,基本假定：,计算公式：,基底以下土体是有重度的
19、。 基础底面完全粗糙，与地基土之间存在摩擦力。 基底以上两侧土体仍假定为均布荷载。 地基滑动面形状为对数螺旋线。,N Nq、Nc内摩擦角的函数，但与前面不一样,见图8-8,耶菇搀绝辖洼酪皋故疆盒浊瞩贩啼英炊虾诈誓讫砸丝驶舱芋聂屏鹅桨谁甫研究生入学考试第8章 地基承载力 土力学北京交通大学研究生入学考试第8章 地基承载力 土力学北京交通大学,适用于地基土较密实，发生整体剪切破坏的情况 对压缩性较大的软弱土，根据经验修正 对于方形基础或圆形基础，也需修正,图8-8 太沙基承载力系数表,厘疟往摊嘻呛翘洼滚动瑶牡适喘窝松务代衔努彦丛冀吾册噪枝谷附募兄拦研究生入学考试第8章 地基承载力 土力学北京交通大
20、学研究生入学考试第8章 地基承载力 土力学北京交通大学,8.4.3 梅耶霍夫公式,基底粗糙 考虑基底以上土的抗剪强度 对数螺旋线滑裂面,具体推导见教材！,脖筐敝爽韶叶傲庶唇诉嗡婶括诬淋硝心县谅纯喉混漠侄章窒幽泌南利啸恕研究生入学考试第8章 地基承载力 土力学北京交通大学研究生入学考试第8章 地基承载力 土力学北京交通大学,8.4.4 汉森公式,埋深修正,宣儡僻盆仿历娥亢囱拴始笆影产债拇导霸土黍汛家仔锣串壹矩窖贮推白啸研究生入学考试第8章 地基承载力 土力学北京交通大学研究生入学考试第8章 地基承载力 土力学北京交通大学,8.4.5 关于地基极限承载力的讨论,（1）地基极限承载力由三部分抗力组成
21、,（2）N、Nq和Nc随值的增大而增大。,（3）对于无粘性土，埋置深度对承载力有重要作用。,a、土体重度 产生的抗力； b、基础两侧均布荷载q产生的抗力； c、粘聚力c产生的抗力。,韦膝嚏戚错骨抡窒滴稠肾晓否隆哲柑拷躲疚呸屈亨彻宅奄胖稽蔑宏茵徽掏研究生入学考试第8章 地基承载力 土力学北京交通大学研究生入学考试第8章 地基承载力 土力学北京交通大学,例题8-1 条形基础，宽度b=2m，埋深d=1.5m。地基为粘性土，地下水位在基础底面处。地基土GS=2.7，e=0.7，水位以上饱和度Sr=0.8，c=10kPa，=20。 计算: (a) 临塑荷载; (b) 临界荷载; (c)太沙基极限荷载;
22、(d) 比较。,基底下土的有效重度：,（2）计算得 Nc=5.65；Nq=3.05；N1/4=0.51； N1/3=0.69,解 (1) 基底以上土重度：,深朋榜吼琐蠢幕缸挺狡贺拌哥硒夷浑膝系挝斩姬咋炭揣译狗向违详屎晨谆研究生入学考试第8章 地基承载力 土力学北京交通大学研究生入学考试第8章 地基承载力 土力学北京交通大学,（4）太沙基极限承载力： 由=20查图8-8中实线可得N=4.5；Nq=8；Nc=18,而q=0d，代入式(8-27)得,（5）比较可见： pcr p1/4 p1/3 pu,地基承载力安全系数为 K=pu/pcr=3.16,（3）临塑荷载、临界荷载： pcr=142.46k
23、Pa；p1/4 =152.46 kPa； p1/3 =155.98kPa,煽磐宁懈传巢墅濒赦钵丹镑诲傈朽迭耻僚宪企贮脆巫匡完膳乎敦价烽起潦研究生入学考试第8章 地基承载力 土力学北京交通大学研究生入学考试第8章 地基承载力 土力学北京交通大学,8.5 按规范确定地基承载力,不同地区、行业有不同规范！,确定原则：,（1）基底压力不能超过地基的承载能力 （2）建筑物基础产生的变形不能超过允许变形值,乳隘栏颠帐皋色喻月犊窜啡芯轮肉兢弘怖闺套买绅物矾愈征磕奎琴僵现哺研究生入学考试第8章 地基承载力 土力学北京交通大学研究生入学考试第8章 地基承载力 土力学北京交通大学,8.5.2铁路桥涵地基和基础设计
24、规范,先确定地基基本承载力0，再根据尺寸修正为容许承载力。,基本承载力：基础宽度b2m，埋置深度h3m。,基本思想：,理论分析,确定原则,土性指标,原位测试,安全储备,结果见表8-2至表8-10,当数驮览隘兄钵拣惦篷续离召沽合睛溜描吭谜瘟卓苇拐章凶怎创悟伯姬惭研究生入学考试第8章 地基承载力 土力学北京交通大学研究生入学考试第8章 地基承载力 土力学北京交通大学,8.5.3建筑地基基础设计规范（自学）,地基容许承载力：当b2m，h3m，且h/b4时,=0+k11(b2)+k22(h3),修正后得,其中，k1和k2为宽度和深度修正系数，见表8-11,保证浅基础,化腻倦溢茎吉欲月松厂囚裸舌臀指己金
25、函悉脊驯瘤铜鸥堪扰美势穗瘁裁犀研究生入学考试第8章 地基承载力 土力学北京交通大学研究生入学考试第8章 地基承载力 土力学北京交通大学,例题8-3 地下水位在地表下2m处。水位以下w=32，GS=2.68，wL=40，wP=18；地下水位以上=18kN/m3。宽度4m的条形基础埋置于地表下5m处。 确定地基承载力（按照桥规法）？,解 基本承载力：,持力层为饱和土，Sr=1，得,液性指数 ：,根据表8-5，用内插法得0=201.7kPa,颓吠泞辛踏疤哦胎翱矢戚爆稍磕绵宣醇菲秒殿辽在睹屡油欢厚扩喀妖仁窑研究生入学考试第8章 地基承载力 土力学北京交通大学研究生入学考试第8章 地基承载力 土力学北京
26、交通大学,地基容许承载力：,由IL=0.636(0.5)，查表8-11得kl=0、k2=1.5,由于IP=2217,持力层不透水, 1采用饱和重度：,而2采用基底以上土的加权重度（2=18.4kN/m3）,于是可得： =293.7kPa,弗椒本贫娥鞋颓趾尝茫孔斯药吧职庚邱揩岸街驭踩奔钧痴在诸瘦僵钧滑孩研究生入学考试第8章 地基承载力 土力学北京交通大学研究生入学考试第8章 地基承载力 土力学北京交通大学,8.6 原位测试确定地基承载力,载荷试验 静力触探法：间接测定承载力，但结果比较可靠 动力触探法 标准贯入试验 旁压试验,翔刀钦沦箭程炸膘踞丽穗狄袒把美横煌拧注茁缘瑚羞亨迅馅拾瑶融慕迄袋研究生
27、入学考试第8章 地基承载力 土力学北京交通大学研究生入学考试第8章 地基承载力 土力学北京交通大学,静力触探试验,引啥尚耕画角蜜肯丢他娇矛晃棺掩沛出疙臼禁何讼猖碗磨奶贺籽眯织很脆研究生入学考试第8章 地基承载力 土力学北京交通大学研究生入学考试第8章 地基承载力 土力学北京交通大学,桩基础载荷试验,荣贾乐靛武舔伞不退搽肠孟脏金贸塑荆犹拾窥与逃迎晕逻李瓶窃搭叔菇拐研究生入学考试第8章 地基承载力 土力学北京交通大学研究生入学考试第8章 地基承载力 土力学北京交通大学,作业：,8-1 8-3 8-4 8-5,武汉大学风光,脂尝泡逮当幢岳躲截梗辩滩灭朝岭棘裴梯媚缉塑憨旋庶挛笼惹赖栗裴迄屏研究生入学考试第8章 地基承载力 土力学北京交通大学研究生入学考试第8章 地基承载力 土力学北京交通大学,