大学课件_《岩土力学》chpt8地基承载力.ppt

1、岩土工程研究所第八章第八章 地基承载力地基承载力Chapter 8 Bearing Capacity岩土工程研究所第一节第一节 概述概述 Introductionn n由于地基土在建筑物荷载作用下产生变形，引起由于地基土在建筑物荷载作用下产生变形，引起由于地基土在建筑物荷载作用下产生变形，引起由于地基土在建筑物荷载作用下产生变形，引起基础过大的沉降或者沉降差，使上部结构倾斜、基础过大的沉降或者沉降差，使上部结构倾斜、基础过大的沉降或者沉降差，使上部结构倾斜、基础过大的沉降或者沉降差，使上部结构倾斜、开裂以致毁坏或失去使用价值开裂以致毁坏或失去使用价值开裂以致毁坏或失去使用价值开裂以致毁坏或失去

2、使用价值 n n由于建筑物的荷载过大，超过了基础下持力层所由于建筑物的荷载过大，超过了基础下持力层所由于建筑物的荷载过大，超过了基础下持力层所由于建筑物的荷载过大，超过了基础下持力层所能承受的能力而使地基产生滑动破坏能承受的能力而使地基产生滑动破坏能承受的能力而使地基产生滑动破坏能承受的能力而使地基产生滑动破坏 建筑物因地基问题引起破坏有两种原因：建筑物因地基问题引起破坏有两种原因：建筑物因地基问题引起破坏有两种原因：建筑物因地基问题引起破坏有两种原因：岩土工程研究所n整体剪切破坏n局部剪切破坏n冲剪破坏第一节第一节 概述概述 Introduction地基中剪切破坏的型式有地基中剪切破坏的型式

3、有岩土工程研究所第一节第一节 概述概述 Introductionn整体剪切破坏弹性变形阶段、塑性变形阶段、塑性破坏阶段临塑压力pcr、极限承载力fu容许承载力fa岩土工程研究所第一节第一节 概述概述 Introductionn局部剪切破坏n冲剪破坏岩土工程研究所第一节第一节 概述概述 Introduction地基破坏形式与土的压缩性有关：坚硬或紧密土：整体剪切破坏；松软土：局部剪切破坏；或冲剪破坏地基承载力确定方法：理论公式计算；根据土的性质指标查规范；（如建筑地基基础设计规范）由现场荷载试验或静力触探等原位试验确定岩土工程研究所第二节第二节 按塑性区开展深度确定地基的容许承载力按塑性区开展深

4、度确定地基的容许承载力将地基中的剪切破坏区限制在某一范围，视地基土能够承受多大的压力，该压力即为容许承载力。塑性区的边界方程岩土工程研究所第二节第二节 按塑性区开展深度确定地基的容许承载力按塑性区开展深度确定地基的容许承载力塑性区的边界方程稳定稳定没有保证岩土工程研究所第二节第二节 按塑性区开展深度确定地基的容许承载力按塑性区开展深度确定地基的容许承载力荷载与塑性区开展深度关系：记记岩土工程研究所实际应用时，常规定塑性区开展深度，视其能承受实际应用时，常规定塑性区开展深度，视其能承受多大的基底压力，来判别地基稳定性多大的基底压力，来判别地基稳定性。若若使使第二节第二节 按塑性区开展深度确定地基

5、的容许承载力按塑性区开展深度确定地基的容许承载力岩土工程研究所第二节第二节 按塑性区开展深度确定地基的容许承载力按塑性区开展深度确定地基的容许承载力普遍形式注意：第一项对应基底以下土容重；第二项对应基底以上土容重；地下水位以下的容重一律采用浮容重。岩土工程研究所第二节第二节 按塑性区开展深度确定地基的容许承载力按塑性区开展深度确定地基的容许承载力地下水位在滑动面与基底之间bh1岩土工程研究所地下水位在基底与地面之间bh2第二节第二节 按塑性区开展深度确定地基的容许承载力按塑性区开展深度确定地基的容许承载力岩土工程研究所假定：（）地基土是均匀，各向同性的无重量介质，即认为基底下土的容重等于零，而

6、只具有 的材料。（）基础底面光滑，即基础底面与土之间无摩擦力存在。因此，水平面为大主应力面，竖直面为小主应力面。n普朗特尔极限承载力公式第三节第三节 浅基础地基极限承载力浅基础地基极限承载力（）当地基处于极限（或塑性）平衡状态时，将出现连续的滑动面，其滑动区域即将由朗肯主动区，径向剪切区和朗肯被动区所组成，如图（a）所示。其中滑动区的边界ad(或a1d)为直线并与水平面成 角；滑动区的边界de(或de1)为对数螺旋曲线，其曲线方程为 ，为起 始始矢径()；滑动区的边界ef(或e1f1)为直线并与水平面成 .角。（4）当基础有埋置深度D时，将基础底面以上的两侧土体用当量均布超载q等于 来代替。岩

7、土工程研究所n普朗特尔极限承载力公式第三节第三节 浅基础地基极限承载力浅基础地基极限承载力岩土工程研究所n普朗特尔极限承载力公式第三节第三节 浅基础地基极限承载力浅基础地基极限承载力岩土工程研究所n n条形基础，中心荷载，有重量介质；条形基础，中心荷载，有重量介质；条形基础，中心荷载，有重量介质；条形基础，中心荷载，有重量介质；n n基础底面粗糙基础底面粗糙基础底面粗糙基础底面粗糙，即它与土之间有，即它与土之间有，即它与土之间有，即它与土之间有摩擦力存在摩擦力存在摩擦力存在摩擦力存在。因此，虽然当地基达到破坏并。因此，虽然当地基达到破坏并。因此，虽然当地基达到破坏并。因此，虽然当地基达到破坏并

8、出现连续滑动面时，其基底下有一部分将随着基础一起移动而处于弹性平衡出现连续滑动面时，其基底下有一部分将随着基础一起移动而处于弹性平衡出现连续滑动面时，其基底下有一部分将随着基础一起移动而处于弹性平衡出现连续滑动面时，其基底下有一部分将随着基础一起移动而处于弹性平衡状态，该部分土体称为状态，该部分土体称为状态，该部分土体称为状态，该部分土体称为弹性楔体弹性楔体弹性楔体弹性楔体，如图，如图，如图，如图(a)(a)中的中的中的中的abaaba所示。弹性楔体的边界所示。弹性楔体的边界所示。弹性楔体的边界所示。弹性楔体的边界abab为滑动面的一部分，它与水平面的夹角为为滑动面的一部分，它与水平面的夹角为

9、为滑动面的一部分，它与水平面的夹角为为滑动面的一部分，它与水平面的夹角为 ，角的具体数值与基底的粗糙程角的具体数值与基底的粗糙程角的具体数值与基底的粗糙程角的具体数值与基底的粗糙程度有关。当把基底看作完全粗糙时，由于弹性楔体内的土只有与基础一起竖度有关。当把基底看作完全粗糙时，由于弹性楔体内的土只有与基础一起竖度有关。当把基底看作完全粗糙时，由于弹性楔体内的土只有与基础一起竖度有关。当把基底看作完全粗糙时，由于弹性楔体内的土只有与基础一起竖直向下移动的可能性，这种移动必然要求通过直向下移动的可能性，这种移动必然要求通过直向下移动的可能性，这种移动必然要求通过直向下移动的可能性，这种移动必然要求

10、通过b b点的滑动面点的滑动面点的滑动面点的滑动面bcbc的开始段应是一的开始段应是一的开始段应是一的开始段应是一根竖直线。因根竖直线。因根竖直线。因根竖直线。因abab也是滑动面，而在塑性区域内过每一点的一对滑动面彼此应也是滑动面，而在塑性区域内过每一点的一对滑动面彼此应也是滑动面，而在塑性区域内过每一点的一对滑动面彼此应也是滑动面，而在塑性区域内过每一点的一对滑动面彼此应交成交成交成交成 角，所以，由几何关系可知，角，所以，由几何关系可知，角，所以，由几何关系可知，角，所以，由几何关系可知，等于等于等于等于 ，如图，如图，如图，如图(b)b)所示；当把基底所示；当把基底所示；当把基底所示；

11、当把基底看作完全光滑时，则等于看作完全光滑时，则等于看作完全光滑时，则等于看作完全光滑时，则等于 ，如图，如图，如图，如图(c)c)所示所示所示所示,一般情况，一般情况，一般情况，一般情况，介于介于介于介于 与与与与 之间。之间。之间。之间。n n当把基底看作完全粗糙当把基底看作完全粗糙当把基底看作完全粗糙当把基底看作完全粗糙时，则滑动区域由时，则滑动区域由时，则滑动区域由时，则滑动区域由径向剪切区径向剪切区径向剪切区径向剪切区和朗肯被动区和朗肯被动区和朗肯被动区和朗肯被动区所组所组所组所组成成成成，如图，如图，如图，如图(b)b)所示，其中滑动区所示，其中滑动区所示，其中滑动区所示，其中滑动

12、区的边界的边界的边界的边界bcbc为对数螺旋曲线。朗肯被动区为对数螺旋曲线。朗肯被动区为对数螺旋曲线。朗肯被动区为对数螺旋曲线。朗肯被动区的的的的边界边界边界边界cdcd为直线，它与水平面成角。为直线，它与水平面成角。为直线，它与水平面成角。为直线，它与水平面成角。n n当基础埋置深度为时，则基底以上两侧的土体用当量均布超载当基础埋置深度为时，则基底以上两侧的土体用当量均布超载当基础埋置深度为时，则基底以上两侧的土体用当量均布超载当基础埋置深度为时，则基底以上两侧的土体用当量均布超载q q（等于）（等于）（等于）（等于）来代替。来代替。来代替。来代替。第三节第三节 浅基础地基极限承载力浅基础地

13、基极限承载力n太沙基极限承载力公式岩土工程研究所n太沙基极限承载力公式第三节第三节 浅基础地基极限承载力浅基础地基极限承载力岩土工程研究所n太沙基极限承载力公式第三节第三节 浅基础地基极限承载力浅基础地基极限承载力岩土工程研究所n太沙基极限承载力公式自重:W基底面上的极限荷载:Pu两斜面上的粘聚力:C两斜面上的反力(摩擦力,正压力):Pp第三节第三节 浅基础地基极限承载力浅基础地基极限承载力岩土工程研究所n基底光滑除r不等于0外，其它同普朗特公式Nr、Nq、NC 用式（829）（831）或表82确定第三节第三节 浅基础地基极限承载力浅基础地基极限承载力岩土工程研究所n基底完全粗糙(1)r=0,

14、c=0,q 引起的 Ppq(2)r=0,q=0,c 引起的 Ppc(3)q=0,c=0,r 引起的 Ppr第三节第三节 浅基础地基极限承载力浅基础地基极限承载力岩土工程研究所n n魏锡克极限承载力公式魏锡克极限承载力公式魏锡克极限承载力公式魏锡克极限承载力公式第三节第三节 确定地基极限承载力的理论公式确定地基极限承载力的理论公式岩土工程研究所n n魏锡克极限承载力公式魏锡克极限承载力公式魏锡克极限承载力公式魏锡克极限承载力公式第三节第三节 确定地基极限承载力的理论公式确定地基极限承载力的理论公式岩土工程研究所n n偏心荷载偏心荷载偏心荷载偏心荷载第三节第三节 确定地基极限承载力的理论公式确定地

15、基极限承载力的理论公式岩土工程研究所n n成层地基成层地基成层地基成层地基第三节第三节 确定地基极限承载力的理论公式确定地基极限承载力的理论公式（1）假定f,确定持力层深度（2）计算容重和强度指标（3）比较（1）中假定和（2）中计算的f岩土工程研究所第四节第四节 按规范确定地基承载力设计值按规范确定地基承载力设计值n根据地基土的物理力学性质指标，从表中查得承载力基根据地基土的物理力学性质指标，从表中查得承载力基本值本值f f0 0，修正得承载力标准值修正得承载力标准值f fk k；n根据标准贯入击数根据标准贯入击数N N从表中直接查得承载力标准值从表中直接查得承载力标准值f fk k 。岩土工

16、程研究所第四节第四节 按规范确定地基承载力设计值按规范确定地基承载力设计值一、按土的性质指标确定承载力标准值n根据地基土的物理力学性质指标，从表中查得承载力基本值根据地基土的物理力学性质指标，从表中查得承载力基本值f f0 0n将承载力基本值将承载力基本值f f0 0修正得承载力标准值修正得承载力标准值f fk kn=参加统计的土性指标的个数，=6;d=变异系数回归修正系数s=标准差；m=某一土的性质指标的平均值；mi=参加统计的第i个土性指标岩土工程研究所第四节第四节 按规范确定地基承载力设计值按规范确定地基承载力设计值n n标准贯入试验：标准贯入试验：标准贯入试验：标准贯入试验：（1 1）

17、钻孔，贯入器放入孔底；（）钻孔，贯入器放入孔底；（2 2）63.563.5kgkg重锤以重锤以7676cmcm高度自由下落将贯入器击入土中高度自由下落将贯入器击入土中1515cmcm；（；（3 3）继继续打入续打入3030cmcm的锤击数的锤击数NN二、按标准贯入击数确定承载力标准值标准贯入试验得标准贯入击数N修正后得标准贯入击数N查表得：承载力标准值岩土工程研究所第四节第四节 按规范确定地基承载力设计值按规范确定地基承载力设计值三、承载力设计值确定当基础的宽度B小于或等于3m以及基础的埋置深度D小于或等于0.5m时，前述地基承载力标准值即为设计值。当基础的宽度大于3m或它的埋置深度D大于0.

18、5m时，按下列公式修正：岩土工程研究所第五节第五节 按荷载试验和静力触探试验确定地基承载力按荷载试验和静力触探试验确定地基承载力n n现场荷载试验确定地基承载力现场荷载试验确定地基承载力现场荷载试验确定地基承载力现场荷载试验确定地基承载力一、确定承载力基本值fo二、基本值的平均值作标准值三、将标准值修正为设计值n nP-sP-s线有明显比例界限时，线有明显比例界限时，线有明显比例界限时，线有明显比例界限时，f f0 0=f fc cn n极限荷载能确定，且极限荷载能确定，且极限荷载能确定，且极限荷载能确定，且f fu u1.5f1.5fc c时时时时,f f0 0=0.5f=0.5fu un

19、n不能按上述两点确定时，取不能按上述两点确定时，取不能按上述两点确定时，取不能按上述两点确定时，取s/B=0.010.015s/B=0.010.015时对应荷载，或时对应荷载，或时对应荷载，或时对应荷载，或s/B=0.02s/B=0.02时对应荷载时对应荷载时对应荷载时对应荷载岩土工程研究所n n现场荷载试验确定地基承载力现场荷载试验确定地基承载力现场荷载试验确定地基承载力现场荷载试验确定地基承载力第五节第五节 按荷载试验和静力触探试验确定地基承载力按荷载试验和静力触探试验确定地基承载力岩土工程研究所n n静力触探试验静力触探试验静力触探试验静力触探试验第五节第五节 按荷载试验和静力触探试验确

20、定地基承载力按荷载试验和静力触探试验确定地基承载力比贯入阻力：根据比贯入阻力查经验表格或由经验公式计算确定容许承载力岩土工程研究所第六节第六节 影响地基承载力的因素影响地基承载力的因素主要因素：（1）物理力学性质r、c、f，（2）基础宽度；（3）基础埋深；岩土工程研究所n n土的容重及地下水位（土的容重及地下水位（土的容重及地下水位（土的容重及地下水位（1 1）地下水位在滑动面以下第六节第六节 影响地基承载力的因素影响地基承载力的因素岩土工程研究所第六节第六节 影响地基承载力的因素影响地基承载力的因素n n土的容重及地下水位（土的容重及地下水位（土的容重及地下水位（土的容重及地下水位（2 2）

21、地下水位在地面或地面以上岩土工程研究所第六节第六节 影响地基承载力的因素影响地基承载力的因素n n土的容重及地下水位（土的容重及地下水位（土的容重及地下水位（土的容重及地下水位（3 3）地下水位基底齐平岩土工程研究所第六节第六节 影响地基承载力的因素影响地基承载力的因素n n土的容重及地下水位（土的容重及地下水位（土的容重及地下水位（土的容重及地下水位（4 4）地下水位在滑动面与基底之间BBd2岩土工程研究所第六节第六节 影响地基承载力的因素影响地基承载力的因素n n土的容重及地下水位（土的容重及地下水位（土的容重及地下水位（土的容重及地下水位（5 5）地下水位在基底与地面之间BBd1岩土工程研究所第六节第六节 影响地基承载力的因素影响地基承载力的因素n n基础宽度的影响：基础宽度的影响：基础宽度的影响：基础宽度的影响：有限度有限度有限度有限度n n基础埋深的影响基础埋深的影响基础埋深的影响基础埋深的影响岩土工程研究所 谢谢谢谢！Thank You!-结束 The END-