项目四、_地基承载力

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土力学第一节概述第二节地基的破坏形式第三节地基的极限承载力第四节地基的容许承载力项目四地基承载力 极限平衡区(塑性区)：地基中土体达到极限平衡状态的区域。1概述1.上部结构对地基内应力状态的影响产生附加应力，使地基中应力增加，产生塑性区甚至失稳破坏。当土中某点的剪应力增大到其抗剪强度时，该点即达到极限平衡状态。若地基中某一区域内各点都达到极限平衡状态，就形成极限平衡区(也称为塑性区)。如果上部结构的荷载继续增加,则地基内塑性区的范围也将随之增大，原来局部的塑性区就可能发展成为连续贯通到地面的整体滑动面，使部分土体沿该滑动面产生滑动，地基失去稳定，导致建筑物塌陷、倾斜、甚至倒塌。2.地基的承载力：地基能够承受荷载的能力。分为两种:地基的极限承载力：地基即将丧失稳定性时的承载能力。它是地基所能承受的最大外荷载。 地基的容许承载力：地基能够安全工作(具有足够的安全度且变形控制在容许范围内)时的承载力。3.建筑物地基设计的基本要求（1）承载力f不能超过容许承载力[f]。即f≤[f]（2）变形S不能超过规范规定的容许值[S]。即S≤[S]4.确定承载力的确定方法（1）现场载荷板试验(第四章P123-124)（2）理论公式计算（3）经验方法(规范表格法)5.影响地基承载力的主要因素（1）地基土的性质（γ，c，φ，压缩性等）（2）基础的宽度B、埋深D和形状、埋深范围内填土的性质（3）荷载的大小、作用方向（4）上部结构的特性 苏州虎丘斜塔 二、地基破坏的形式1.竖直荷载下地基破坏的形式(1)整体剪切破坏地基中出现贯穿至地面的连续滑动面、外荷达到Pu后基础急剧沉降、基础两侧土体明显隆起的破坏。如图8-2(a)、(c)或图8-3(b)及(a)中曲线a。出现的情况：密实砂土，坚硬粘土，基础浅埋 (2)局部剪切破坏从作用P开始,P与S之间就为非线性变化，没有明显的拐点,且随P的增加，变形加速发展，总变形量很大。但直至地基破坏，基础变形仍然不会出现急剧增加的现象。该种破坏的P-S曲线如图8-3(a)中曲线a，地基中塑性区见图8-3(c)。出现情况：土质较软或基础埋深较大整体剪切破坏局部剪切破坏冲剪破坏整体局部冲剪 (3)冲剪破坏P-S曲线与局部剪切破坏时类似，但变形发展速率更快，沉降很大，载荷板几乎垂直下切入土中，两侧土体无明显隆起。该种破坏的P-S曲线如图8-3(a)中曲线c，地基中塑性区见图8-3(d)。出现情况：软粘土，深埋基础 1.临塑荷载pcr计算公式的推导(1)地基中的附加应力如右图，利用第三章所述的Boussinesq公式,可以推出条形基础下任意点M的大主应力σ1和小主应力σ3为当基础埋深为D时，因p0=p-q=p–γD，故二理论公式确定地基承载力 临塑荷载pcr和临界荷载p1/3及p1/4(1).临塑荷载pcr根据临塑荷载的定义易知：最大塑性区深度zmax=0时所对应的基底压力p就是pcr。从式(8-53)有(2).临界荷载p1/3及p1/4工程经验表明：即使地基中发生局部剪切破坏，地基中的塑性区有所发展，只要塑性区的范围不超过某一限度(如最大深度zmax不超过基础宽度的1/3或1/4)，就不致影响建筑物的安全。因此，如果用pcr作为地基的承载力无疑是偏于保守的。特别提示:临塑荷载pcr与基础宽度B无关 p=pcr~pu局部出现塑性区且逐渐扩大pcrpu地基即将出现塑性s连续滑动面p