地基极限承载力计算-.ppt

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1、地基极限承载力计算10.1土体的极限平衡理论概述平衡方程极限平衡理论以钢塑性体模型为基础，刚塑性体的一部分或全部在荷载作用下从静力平衡转向运动的临界状态成为极限平衡态。极限平衡状态理论是根据静力平衡条件和极限平衡条件所建立起来的理论基本方程：10.1土体的极限平衡理论概述式中X和Z——体积力分量屈服条件：几何方程正交流动法则10.1土体的极限平衡理论概述几何方程其中10.1土体的极限平衡理论概述土体中塑性区内任一点的应力分量也可以用两个变量及确定表达式其中10.1土体的极限平衡理论概述上式为双曲线型偏微方

2、程，具有两组相交的特征线，可用特征线法求数值解10.2.均质地基极限承载力计算10.2.1地基承载力的概念地基承载力是指地基土单位面积上承受荷载的能力。确定方法：载荷试验法，原位测试法，理论公式法临塑荷载：当基础底面以下的地基土中将要出现而尚未出现塑性变形区时，地基所能承受的最大荷载。临界荷载：当地基土土中的塑性变形发展到一定阶段，即塑性区达到某一深度，通常为相当于基础宽度的三分之一或四分之一时，地基土所能承受的最大荷载。极限荷载：当地基土中的塑性变形区充分发展并形成连续贯通面的滑动面，地基土所能承受的最

3、大荷载。利用静载试验的p-s曲线可以直观地说明上述概念。10.2.均质地基极限承载力计算载荷试验p-s曲线10.2.均质地基极限承载力计算第一阶段：压密变形阶段（oa段）。承压板上的荷载比较小，荷载与沉降成直线关系，对应于直线段中点a的荷载为临塑荷载第二阶段：塑性变形阶段（ab段）。承压板上荷载逐渐增大，地基的变形与荷载之间不再成直线关系，说明地基土除发生竖向压缩外，局部发生剪切破坏，因而呈现塑性状态，对应于b点的荷载状态即为极限荷载；临界荷载为塑性变形阶段ab段中某一点相对应的荷载。第三阶段:破坏阶段（

4、bc段）。在这一阶段，塑性区已发展到连成一片，地基中形成连续的滑动面，只要荷载稍有增加，沉降就急剧增加，地基土发生侧向挤10.2.均质地基极限承载力计算出，承压板周围地面大面隆起，最终发生整体破坏。所以，地基极限承载力是指地基内部整体达到极限平衡时的荷载，即极限荷载。在载荷试验的曲线上表现为沉降急剧增大或很长时间不停止。将地基极限承载力除以安全系数，可以作为地基的承载力特征值。求解极限荷载的途径:一，根据极限平衡条件建立微分方程，根据边界条件求出地基整体达到极限平衡时各点的精确解。二，假定滑动面法，通过基

5、础模型试验的实际滑动面形状，简化为假定滑动面，然后按假定滑动面上的极限平衡条件求解。地基在极限荷载作用下发生剪切破坏的形式可分为整体剪切破坏，局部剪切破坏，冲切剪切破坏。10.2.均质地基极限承载力计算整体剪切破坏：其特征是在地基土中形成连续的滑动面，土从基础两侧基础隆起，基础急剧下沉并侧倾破坏。沉降与荷载的关系开始呈线性变化，当频临破坏时出现明显的拐点。局部剪切破坏：其特征是地基土中剪切破坏区域只发生在基础下的局部范围内，并不形成延伸到地面的连续滑动面，基础四周地面具有隆起迹象，但不出现明显的倾斜或倒塌

6、。沉降与荷载的关系一开始就呈现非线性变化，且无明显的拐点。冲切破坏：其特征是在地基土中不出现明显的连续滑动面，而在基础四周发生竖向剪切破坏，使基础连续刺入土中。荷载与沉降的关系成非线性变化，也无明显的拐点。10.2.均质地基极限承载力计算10.2.2普朗特课题1920年，普朗特根据塑性平衡的观点，研究了刚性体压入较软的，均匀的，各向同性材料的过程假定地基土的重放为零，导出了下式式中10.2.均质地基极限承载力计算这个解可应用到地基承载力的课题上。根据普朗特的假设条件，上式适用于具有的条形基础。赖斯诺在普朗

7、特的基础上，把基础两侧埋置深度内的土以连续均布的超载来代替，得到基础有埋深时地基极限承载力的表达式10.2.均质地基极限承载力计算10.2.3太沙基课题太沙基将浅基础定义为埋深不大于宽度的基础。在推导均匀地基上的条形基础受中心荷载作用下的极限承载力时，太沙基把土作为有重力的介质，并作了如下假设：(1)基础底面粗糙(2)基土是有重力的，但忽略地基土重力对滑移线形状的影响。式中10.2.均质地基极限承载力计算(3)不考虑基底以上基础两侧土体抗剪强度的影响，而用均布超载来代替。根据上述假定，由弹性锲体的平衡条件

8、，可以得到剪切破坏的地基极限承载力公式其中10.2.均质地基极限承载力计算两种特殊情况1）假定基地完全粗糙。式中10.2.均质地基极限承载力计算2）假设基底完全光滑。将代入太沙基课题式，表达式与普朗特课题的式相同，而10.2.均质地基极限承载力计算梅耶霍夫课题太沙基理论的缺陷1）忽略了覆土的抗剪强度2）滑动面被假定与基础地面水平线相交为止，没有伸延到地表面上去，这是与实际不符的。梅耶霍夫的解决方式他提出应该考虑到地基上的塑性平