第九章承载力

地基承载力
加载分级不应少于8级。最大加载量不应小于设计要求的两倍。 每级加载后，按间隔10、10、10、15、15min，以后为每隔半小 时测读一次沉降量，当在连续两小时内，每小时的沉降量小于 0.1mm时，则认为已趋稳定，可加下一级荷载。
当出现下列情况之一时，即可终止加载：
1）承载板周围的土明显地侧向挤出； 2）沉降s急聚增大，荷载-沉降(p-s)曲线出现陡降段； 3）在某一级荷载下，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大于或等于0.06。 当满足前三种情况之一时，其对应的前一级荷载定为极限荷载。
分别量测探头锥 尖总阻力Qc和侧 壁总摩阻力Pf
地基承载力
2）静力触探的基本原理
地基承载力
当静力触探探头在静压力作用下向土层中匀速贯入时，探头附近土体受到 压缩和剪切破坏，形成剪切破坏区、压密区和未变化区3个区域，图9.11所 示。同时对探头产生贯入阻力，通过量测系统，可测出不同深度处的贯入阻 力。贯入阻力的变化，反映了土层物理力学性质的变化，同一种土层贯入阻 力大，土的力学性质好，承载能力就大； 相反，贯入阻力小，土层就相对软 弱，承载力就小。利用贯入阻力与 现场荷载试验对比，或与桩基承载 力及土的物理力学性质指标对比， 运用数理统计方法，建立各种相关 经验公式，便可确定土层的承载力 等设计参数。
cotcotcotcotcot13cotcotcotcotcot93极限承载力计算极限承载力通过载荷试验的ps曲线确定通过半经验半理论的公式进行计算载荷试验静力触探试验动力触探试验普朗特尔地基极限承载力公式太沙基极限承载力公式汉森极限承载力公式确定极限承载力的计算公式假定滑动面法理论解931普朗特尔地基极限承载力公式普朗特尔1920年根据塑性理论研究了刚性体压入介质中介质达到破坏时滑动面的形状及极限压应力的公式

pu
p
S
§9.1 概述
3).冲剪破坏
特征：在荷载作用下基础产生较大沉降， 基础周围的部分土体也产生下陷，破坏时 地基中基础好象“刺人”土层，不出现明 显的破坏区和滑动面，基础没有明显的倾 斜
p
深 表土 面层 土
S
§9.1 概述
三、确定地基承载力的方法
载荷试验确定
pu
p
千 斤 顶
S
荷载板
§9.1 概述
弹性区的合力
1,3
p md
(2
sin 2 ) md
z
半空间表面
p
md
极限平衡条件：
1 3
z
sin
2
1 3 2c ctg
M
§9.2 地基的临塑荷载和临界荷载
塑性区的计算
p
将1,3 代入极限平
衡条件，表示该点 既满足弹性区；也
半空间表面
满足塑性区—是弹
塑像区的边界。在
荷载p作用下，得
r0 r
§9.3 地基极限承载力的计算
刚体极限平衡求极限承载力
pu 作用在隔离 隔离体 体上的力：
A
md
pp
pu 、 md 、
pa 、 pp 、 c、R
pa
所有力对A点
r0 r
力矩平衡
c
R
§9.3 地基极限承载力的计算
刚性体平衡得到极限承载力pu
Nq, Nc: 承载力系数
pu mdNq cNc
三、确定地基承载力的方法
载荷试验确定
临塑荷载和临界荷载的确定
理论公式计算
设计规范确定
极限承载力的确定
§9.2 地基的临塑荷载和临界荷载
一、荷载沉降曲线

载 Ⅲ2 c 的
ⅡⅡ b
c
Ⅱ区：普朗特尔区， 边界是对数螺线
计 算
将无限长，底面光滑的荷载板至于无质
量的土(＝0)的表面上，荷载板下土体处
于塑性平衡状态时，塑性区分成五个区
Ⅲ区：被动朗肯区，
1水平向，破裂面与 水平面成45o－ / 2
2. 地基的极限承载力pu可以表示为：
pu qNq cNc
基础两侧 均布荷载所 产生的抗力
其中承载力系数：
滑裂面上 粘聚力所 产生抗力
二、极限承载力的一般计算公式 索科洛夫斯基把地基土当成如下两 种介质的总和：
1. 理想散粒体，即
c0 0 0
2. 无重的纯粘性体，即
c0 0 0
三、用极限平衡理论求地基极限承载 力方法讨论
（一）影响极限承载力的因素
基础两侧 滑裂面上 滑裂土体自重 均布荷载所 粘聚力所 所产生的抗力 产生的抗力 产生抗力
解：1.判断地基的破坏形式
土
刚性指标
Ir
E
2(1 )(c qtg)
58.8
力
临界刚性
指标
I r (cr)
1 2
exp[(3.30 0.45
B )ctg(45o L
)]
2
80.5
学
∵ Ir< Ir（cr）∴地基将发生局部剪切破坏
2.用太沙基公式求地基极限承载力
pu
B
2
Nr
2c 3
Nc
qNq
学
N
(1) 3
3
ctg
2
2
q D
三、按地基规范承载力表确定地基容许承载力
土 力
❖承载力基本值（f0）：是指按有关规范规定的一定 的基础宽度和埋深条件下的地基承载能力，按有关规 范查表确定。 ❖承载力标准值（fk）：是指按有关规范规定的标准 方法试验并经统计处理后的地基承载能力。

由此：
450 ≤ 387.7 + 23.41d → d ≥ 2.66m
π(c ⋅ cot ϕ + q + γ' b/ 3 ) p1 / 3 = +q cot ϕ + ϕ − π/ 2 π (10 ⋅ cot 10 � + 19 ×1.5 + 10 × 3/3) = + 19 × 1.5 � cot 10 + ϕ − π/2 = 98.5kPa
从以上算结果可以看出，地下水位的升高将引起地基承载力下降。
9.5 地基容许承载力和承载力特征值
• 地基容许承载力：地基稳定有足够安全度的承载能 力，它相当于地基极限承载力除以一个安全系数， 此即定值法确定的地基承载力；同时必须验算地基 变形不超过允许变形值。 • 地基承载力特征值：地基稳定有保证可靠度的承载 能力，它作为随机变量是以概率理论为基础的，分 项系数表达的极限状态设计法确定的地基承载力； 同时也要验算地基变形不超过允许变形值。
轴心荷载时：
F 1800 p= = = 450kPa A 4× 4
根据承载力条件：
p = 450kPa ≤ p1 / 4
π π = = 0.245 � cot ϕ + ϕ − π/ 2 cot4 + ϕ − π / 2
地基承载力：
π(c ⋅ cot ϕ + q + γb/ 4 ) p1 / 4 = +q cot ϕ + ϕ − π/ 2 = 0.245 c ⋅ cot ϕ + 0.245 γd + 0.245γb / 4 + γd = 385 .40 + 4.61d + 2.30 + 18 .8d = 387 .7 + 23 .41d