土力学8-第八章

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1、《土力学》之第八章甘肃农业大学工学院水利水电工程系地基承载力李海燕8.1概述8.2临塑荷载和临界荷载8.3极限承载力计算8.4地基承载力的确定方法本章目录《土力学》p341习题8-4本章作业8.1概述建筑物地基设计的基本要求：稳定要求：荷载小于承载力（抗力）变形要求：变形小于设计允许值S[S]与土的强度有关与土的压缩性有关地基承载力沉降计算（分层总和法）8.1概述加拿大特朗斯康谷仓事故：1913年9月装谷物，10月17日装了31822Ｔ谷物时，1小时竖向沉降达30.5cm24小时倾斜26°53ˊ西端下沉7.32m东端上抬1.52m上部钢混筒

2、仓完好无损概况：长59.4m，宽23.5m，高31.0m，共65个圆筒仓。钢混筏板基础，厚61cm，埋深3.66m。1911年动工，1913年完工，自重20000T。8.1概述在粘土地基上的某谷仓地基破坏情况8.1概述1940年在软粘土地基上的某水泥仓的倾覆8.1概述水泥仓地基的整体破坏8.1概述承载力的概念：地基承受荷载的能力。数值上用地基单位面积上所能承受的荷载来表示。极限承载力地基承受荷载的极限能力。数值上等于地基所能承受的最大荷载。容许承载力保留足够安全储备，且满足一定变形要求的承载力。也即能够保证建筑物正常使用所要求的地基承载力。

3、承载力设计值(特征值)现场试验确定地基承载力载荷试验旁压试验8.1概述8.1概述载荷板千斤顶百分表8.1概述123SP0比例界限极限荷载PcrPu阶段1：弹性段阶段2：局部塑性区阶段3：完全破坏段P~S曲线8.1概述临塑荷载1分级加载，分级不少于8级，每级沉降稳定后再进行下一级加载；说明：当出现下列情况之一时，可终止加载：8.1概述终止加载标准：《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）：1承压板周围的土明显侧向挤出2沉降s急骤增大，荷载~沉降（p~s）曲线出现陡降段2Pu取值：满足终止加载标准（破坏标准）的某级荷载的上一级荷载作为

4、极限荷载3在某一荷载下，24小时内沉降速率不能达到稳定4沉降量与承压板宽度或直径之比0.068.1概述3冲剪破坏1整体破坏土质坚实，基础埋深浅；曲线开始近直线，随后沉降陡增，两侧土体隆起。2局部剪切破坏松软地基，埋深较大；曲线开始就是非线性，没有明显的骤降段。松软地基，埋深较大；荷载板几乎是垂直下切，两侧无土体隆起。PS1238.1概述1321整体剪切破坏2局部剪切破坏3冲剪破坏8.1概述软粘土上的密砂地基的冲剪破坏8.2临塑荷载与临界荷载临塑荷载：2.局部塑性区1.弹性阶段地基处于弹性阶段与局部塑性阶段界限状态时对应的荷载。此时地基中任一

5、点都未达到塑性状态，但即将达到《土力学》第298页8.2临塑荷载与临界荷载临塑荷载与临界荷载计算(条形基础)q=0dp2zM自重应力s1=0d+zs3=k0(0d+z)设k0=1.0合力=附加应力B8.2临塑荷载与临界荷载极限平衡条件：将1，3的解代入极限平衡条件，得到：q=0dp2zMB8.2临塑荷载与临界荷载由z与的单值关系可求出z的极值Zmax=0pcr=0dNq+cNc临塑荷载其中8.2临塑荷载与临界荷载Zmax=B/4或B/3：p1/4=BN1/4+0dNq+cNc临界荷载p1/3=BN1/3+0

6、dNq+cNc其中8.2临塑荷载与临界荷载各种临界荷载的承载力系数NNqNcpcr01+/ctg-/2+)(Nq-1)ctgp1/4(Nq-1)/2p1/32(Nq-1)/38.2临塑荷载与临界荷载特例：将1，3的解代入极限平衡条件，得到：q=0dp2zMB＝0时极限平衡条件：即时地基不会出现塑性区8.2临塑荷载与临界荷载q=0dp2zMB2=/2时右端为最小pcr=0d+cp1/4=p1/3=pcr=0d+c临塑荷载此时其轨迹为以基底为直径的一个圆弧临界荷载＝0时特例8.2临塑荷载与临界荷载讨论3公

7、式来源于条形基础，但用于矩形基础时是偏于安全的1公式推导中假定k0=1.0与实际不符，但使问题得以简化2计算临界荷载p1/4,p1/3时土中已出现塑性区，此时仍按弹性理论计算土中应力，在理论上是矛盾的8.2临塑荷载与临界荷载讨论(续)B、d增大p1/4、p1/3增大、c、增大外因内因临界荷载：pcr=0dNq+cNc临塑荷载：B的变化对pcr没有影响特例：＝0时B的变化对p1/4、p1/3没有影响8.3极限承载力计算8.3.1普朗德尔-瑞斯纳公式8.3.2太沙基公式8.3.3斯凯普顿公式8.3.4汉森公式8.3.5极限承载力的影响因素

8、主要内容：——极限承载力也可称作极限荷载8.3极限承载力计算假定：8.3.1普朗德尔-瑞斯纳公式概述：普朗德尔(Prandtl,1920)利用塑性力学针对无埋深条形