同济大学土力学地基承载力.pptx
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1、土力学PhPhD.D.H B XiaoH B XiaoProf.Prof.主讲主讲 萧宏彬萧宏彬 同济同济 大大 学学TongjiUniversityTongjiUniversitySoil mechanicsSoil mechanics 9.2 9.2 浅基础的地基破坏模式浅基础的地基破坏模式 The failure pattern of shallow foundation第九章 地基承载力Chapter 9 The bearing capacity of soil foundation9.3 9.3 地基临界荷载地基临界荷载 The critical load of soil found
2、ation9.1 9.1 概述概述 Introduction9.4 9.4 地基极限承载力地基极限承载力 The ultimate bearing capacity of soil foundation8.5 8.5 地基容许承载力和地基承载力特征值地基容许承载力和地基承载力特征值 The allowable soil bearing capacity and the characteristic value of bearing capacity of soil foundation 9.1 9.1 概述概述 Introduction建筑物地基设计的基本要求:建筑物地基设计的基本要求:稳定要
3、求:荷载小于承载力(抗力)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强度有关与土的压缩性有关与土的压缩性有关地基承载力地基承载力地基承载力地基承载力沉降计算(分层总和法)沉降计算(分层总和法)沉降计算(分层总和法)沉降计算(分层总和法)第九章第九章 地基承载力地基承载力 The bearing capacity of soil foundation加拿大特朗斯康谷仓加拿大特朗斯康谷仓 事故:事故:19131913年年9 9月装谷物,月装谷物,1010月月1717日装了日装了3182231822谷物时,谷物时,1 1小时竖
4、向沉降达小时竖向沉降达30.5cm30.5cm2424小时倾斜小时倾斜26532653西端下沉西端下沉7.32m7.32m 东端上抬东端上抬1.52m1.52m上部钢混筒仓完好无损上部钢混筒仓完好无损概况:长概况:长59.4m59.4m,宽,宽23.5m23.5m,高,高31.0m31.0m,共,共6565个圆筒仓。个圆筒仓。钢混筏板基础,厚钢混筏板基础,厚61cm61cm,埋深,埋深3.66m3.66m。19111911年动工,年动工,19131913年完工,自重年完工,自重20000T20000T。第九章第九章 地基承载力地基承载力 The bearing capacity of soil
5、 foundation 9.1 概述概述 Introduction 在粘土地基上的某谷仓地基破坏情况在粘土地基上的某谷仓地基破坏情况第九章第九章 地基承载力地基承载力 The bearing capacity of soil foundation 9.1 概述概述 Introduction 19401940年在软粘土地基上的某水泥仓的倾覆年在软粘土地基上的某水泥仓的倾覆第九章第九章 地基承载力地基承载力 The bearing capacity of soil foundation 9.1 概述概述 Introduction水泥仓地基的整体破坏水泥仓地基的整体破坏第九章第九章 地基承载力地基承
6、载力 The bearing capacity of soil foundation 9.1 概述概述 Introduction1.承载力的概念: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。上所能承受的荷载来表示。地基承受荷载的极限能力。数值上等于地基所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。能承受的最大荷载。保留足够安全储备,且满足一定变形要求的承保留足够安全储备,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载力。也即能够保证建筑物正常使用所要求的地基承载力。地基承载力。3.容许承载
7、力容许承载力 承载力设计值承载力设计值(特征值特征值)第九章第九章 地基承载力地基承载力 The bearing capacity of soil foundation 9.1 概述概述 IntroductionBearing capacity2.极限承载力极限承载力Ultimate bearing capacityallowable bearing capacity the characteristic value of bearing capacity1 1)原位试验法:通过现场直接试验确定承载力的方)原位试验法:通过现场直接试验确定承载力的方法(载荷试验法、标贯法、旁压法等)法(载荷试验
8、法、标贯法、旁压法等)2 2)理论公式法:根据土的抗剪强度指标计算的理论公)理论公式法:根据土的抗剪强度指标计算的理论公式确定承载力式确定承载力4 4)当地经验法:基于地区的使用经验,进行)当地经验法:基于地区的使用经验,进行类比判断确定承载力的方法类比判断确定承载力的方法3 3)规范表格法:根据室内试验指标、现场测试)规范表格法:根据室内试验指标、现场测试指标等,通过查规范所列表格得到承载力的方法指标等,通过查规范所列表格得到承载力的方法第九章第九章 地基承载力地基承载力 The bearing capacity of soil foundation 9.1 概述概述 Introductio
9、n4.承载力的确定方法:承载力的确定方法:The determination of bearing capacity123SP0比比例例界界限限极极限限荷荷载载PcrPu阶段阶段1:弹性段弹性段阶段阶段2:局部塑性区局部塑性区阶段阶段3:完全破坏段完全破坏段PS曲线曲线临临塑塑荷荷载载9.2 浅基础的破坏形式浅基础的破坏形式一、三种破坏形式一、三种破坏形式第九章第九章 地基承载力地基承载力 The bearing capacity of soil foundationThe failure pattern of shallow foundation3 冲剪破坏冲剪破坏1 整体破坏整体破坏土质坚
10、实,基土质坚实,基础埋深浅;曲础埋深浅;曲线开始近直线,线开始近直线,随后沉降陡增,随后沉降陡增,两侧土体隆起。两侧土体隆起。2 局部剪切破坏局部剪切破坏松软地基,埋深较大;松软地基,埋深较大;曲线开始就是非线性,曲线开始就是非线性,没有明显的骤降段。没有明显的骤降段。松软地基,埋深较大;松软地基,埋深较大;荷载板几乎是垂直下切,荷载板几乎是垂直下切,两侧无土体隆起。两侧无土体隆起。PS123第九章第九章 地基承载力地基承载力 The bearing capacity of soil foundationThe failure pattern of shallow foundation9.2
11、9.2 浅基础的破坏形式浅基础的破坏形式1321 1 整体剪切破坏整体剪切破坏2 2 局部剪切破坏局部剪切破坏3 3 冲剪破坏冲剪破坏第九章第九章 地基承载力地基承载力 The bearing capacity of soil foundationThe failure pattern of shallow foundation9.2 9.2 浅基础的破坏形式浅基础的破坏形式二、影响因素二、影响因素1 地基土条件地基土条件如种类、密度、含水率、如种类、密度、含水率、压压缩性缩性、抗剪强度等、抗剪强度等2 基础条件基础条件如形式、埋深、尺寸等如形式、埋深、尺寸等压缩性高的土:压缩性高的土:容易发
12、生冲切破坏容易发生冲切破坏压缩性低的土:压缩性低的土:容易发生整体剪切破坏容易发生整体剪切破坏砂土地基的破坏模式砂土地基的破坏模式第九章第九章 地基承载力地基承载力 The bearing capacity of soil foundationThe failure pattern of shallow foundation9.2 9.2 浅基础的破坏形式浅基础的破坏形式一、应力状态的三个阶段一、应力状态的三个阶段1 压缩阶段压缩阶段2 剪切阶段剪切阶段3 隆起阶段隆起阶段123SP0比比例例界界限限极极限限荷荷载载PcrPu临临塑塑荷荷载载塑性变形阶段,基础两侧底边缘剪应力塑性变形阶段,基础
13、两侧底边缘剪应力达到抗剪强度,处于塑性极限平衡状态达到抗剪强度,处于塑性极限平衡状态直线变形阶段,压力与变形间基本呈线直线变形阶段,压力与变形间基本呈线性关系,应力处于弹性平衡状态性关系,应力处于弹性平衡状态塑性流动阶段,塑性变形区贯通,两侧塑性流动阶段,塑性变形区贯通,两侧土体隆起,此时变形不是土的压缩引起,土体隆起,此时变形不是土的压缩引起,而是土的塑性流动引起。而是土的塑性流动引起。9.3 9.3 地基临界荷载地基临界荷载第九章第九章 地基承载力地基承载力 The bearing capacity of soil foundationThe critical load of soil f
14、oundation临塑荷载:临塑荷载:2.局部塑性区局部塑性区1.弹性阶段弹性阶段地基处于弹性阶段与局部塑性阶段界限状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。此时地基中任一点都未态时对应的荷载。此时地基中任一点都未达到塑性状态,但即将达到达到塑性状态,但即将达到土力学土力学第第238页页9.3 9.3 地基临界荷载地基临界荷载 The critical load of soil foundation第九章第九章 地基承载力地基承载力 The bearing capacity of soil foundation9.3 9.3 地基临界荷载地基临界荷载 The critical lo
15、ad of soil foundation第九章第九章 地基承载力地基承载力 The bearing capacity of soil foundation二、临塑荷载二、临塑荷载The critical edge pressure9.3 9.3 地基临界荷载地基临界荷载 The critical load of soil foundation第九章第九章 地基承载力地基承载力 The bearing capacity of soil foundation二、临塑荷载二、临塑荷载The critical edge pressure第九章第九章 地基承载力地基承载力 9.3 地基临界荷载地基临界
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