最新岩土力学课件--第九章地基承载力PPT课件

岩土力学课件--第九章地基承载力 §9.1地基承载力概述一、地基承载力概念建筑物荷载通过基础作用于地基，对地基提出两个方面的要求1.变形要求建筑物基础在荷载作用下产生最大沉降量或沉降差，应该在该建筑物所允许的范围内2.强度要求建筑物的基底压力，应该在地基所允许的承载能力之内地基承载力：地基所能承受荷载的能力2021/11/222课件 §9.3按极限荷载确定地基承载力一、普朗特尔极限承载力理论1920年，普朗特尔根据塑性理论，在研究刚性物体压入均匀、各向同性、较软的无重量介质时，导出达到破坏时的滑动面形状及极限承载力公式PbccddⅠⅡⅡ45o＋/245o－/2ⅢⅢ将无限长，底面光滑的荷载板至于无质量的土(＝0)的表面上，荷载板下土体处于塑性平衡状态时，塑性区分成五个区Ⅰ区：主动朗肯区，1竖直向，破裂面与水平面成45o＋/2Ⅱ区：普朗特尔区，边界是对数螺线Ⅲ区：被动朗肯区，1水平向，破裂面与水平面成45o－/22021/11/229课件 普朗特尔理论的极限承载力理论解式中：承载力系数当基础有埋深d时式中：二、太沙基极限承载力理论底面粗糙，基底与土之间有较大的摩擦力，能阻止基底土发生剪切位移，基底以下土不会发生破坏，处于弹性平衡状态PaabccddⅠⅡⅡⅢ45o＋/245o－/2ⅢⅠ区：弹性压密区(弹性核)Ⅱ区：普朗特尔区，边界是对数螺线Ⅲ区：被动朗肯区，1水平向，破裂面与水平面成45o－/22021/11/2210课件 太沙基理论的极限承载力理论解Nr、Nq、Nc均为承载力系数，均与有关，太沙基给出关系曲线，可以根据相关曲线得到上式适用于条形基础整体剪切破坏情况，对于局部剪切破坏，将c和tan均降低1/3方形基础局部剪切破坏时地基极限承载力Nr、Nq、Nc为局部剪切破坏时承载力系数，也可以根据相关曲线得到对于方形和圆形基础，太沙基提出采用经验系数修正后的公式圆形基础2021/11/2211课件 三、汉森极限承载力理论对于均质地基、基础底面完全光滑，受中心倾斜荷载作用式中：汉森公式Sr、Sq、Sc——基础的形状系数ir、iq、ic——荷载倾斜系数dr、dq、dc——深度修正系数gr、gq、gc——地面倾斜系数br、bq、bc——基底倾斜系数Nr、Nq、Nc——承载力系数说明：相关系数均可以有相关公式进行计算2021/11/2212课件 §9.4按原位测试成果确定地基承载力一、载荷试验法pup0s千斤顶荷载板平衡架拉锚由拐点得地基极限承载力pu，除以安全系数Fs得容许承载力[p]p-s曲线确定地基承载力特征值:1.p-s曲线有明确的比例界限时，取比例界限所对应的荷载值2.极限荷载能确定，且值小于对应比例界限的荷载值的2倍时，取极限荷载值的一半3.不能按上述两点确定时，取s/b=0.01～0.015对应荷载值；但值不应大于最大加载量的一半2021/11/2213课件 二、静力触探试验法探头QfQcF钻杆用静压力将装有探头的触探器压入土中，通过压力传感器及电阻应变仪测出土层对探头的贯入阻力。探头贯入阻力的大小直接反映了土的强度的大小，把贯入阻力与荷载试验所得到的地基容许承载力建立相关关系，从而即可按照实测的贯入阻力确定地基的容许承载力值。还可以把土的贯入阻力与土的变形模量及压缩模量建立相关关系，从而可以确定变形模量和压缩模量方法介绍：探头阻力Q可分为两个部分1.锥头阻力Qc2.侧壁摩阻力Qf比贯入阻力：探头单位截面积的阻力2021/11/2214课件 三、标准贯入试验法试验时，先行钻孔，再把上端接有钻杆的标准贯入器放至孔底，然后用质量为63.5kg的锤，以76cm的高度自由下落将贯入器先击入土中15cm，然后测继续打30cm的所需要锤击数，该击数称为标准贯入击数方法介绍：建立标准贯入击数与地基承载力之间的对应关系，可以得到相应标准贯入击数下的地基承载力2021/11/2215课件 §9.5按《地基规范》确定地基承载力一、按抗剪强度指标确定地基承载力1.抗剪强度指标标准值ck、ka.根据室内n组三轴试验结果，计算土性指标的平均值、标准差和变异系数平均值标准差变异系数b.计算内摩擦角和粘聚力的统计修正系数ψφ、ψcc.计算内摩擦角和粘聚力的标准值2021/11/2216课件 2.确定地基承载力特征值当e≤0.033b，根据土的抗剪强度指标确定地基承载力fa——土的抗剪强度指标确定的地基承载力特征值Mb、Md、Mc——承载力系数（可根据k查表得到)——地基土的重度，地下水位以下取浮重度d——基础埋置深度(m)，从室外地面标高计算m——基础底面以上土的加权重度，地下水位以下取浮重度b——基础地面宽度，大于6m时，按6m取值，对于砂土小于3m时按3m取值ck——基底下一倍短边宽深度内土的粘聚力标准值2021/11/2217课件 3.确定地基承载力特征值修正《规范》规定：当b＞3m或d＞0.5m，从载荷试验或其他原位测试、经验等方法确定的地基承载力特征值应该进行修正fa——修正后的地基承载力特征值fak——地基承载力特征值，根据强度指标确定ηb、ηd——基础宽度和埋深的地基承载力修正系数（可查表）说明：《规范》规定地基承载力特征值还可以由载荷试验或其它原位测试、并结合工程经验等方法综合确定2021/11/2218课件 某建筑物尺寸16×32m，某基础底面埋深为4.4m。基底以下持力层为粉质粘土，浮重度内摩擦角标准值，粘聚力。根据上述条件，用《建筑地基基础设计规范》计算该地基承载力特征值。2021/11/2219课件 某住宅采用墙下条形基础，建于粉质粘土地基上，没有地下水，地基承载力特征值220kPa基础埋深d=1m，基础底面以上土的平均重度，基础底面以下的土的平均重度，基底荷载标准值：求修正后的地基承载力承载力修正系数2021/11/2220课件