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土力学课件第六章地基承载力

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最新土力学与砌体结构 第6章 土的抗剪强度与地基承载力_图文PPT课件

最新土力学与砌体结构 第6章 土的抗剪强度与地基承载力_图文PPT课件

2
破裂角：
2 f 90
f
45
2
破裂面
6.3 抗剪强度指标的测定方法
抗剪强度的试验方法有多种，室内试验常用的有： 直接剪切试验、三轴压缩试验和无侧限抗压强度试验； 现场原位测试的有十字板剪切试验、大型直接剪切试 验等。
一、直接剪切试验
1、试验装置；
2、验试成果。
应变控制式直剪仪
f
根据极限应力 圆与抗剪强度包线 相切的几何关系， 可建立以下极限平 衡条件：
1 213 cco t1 213 sin
6.2 土的极限平衡理论
化 简 后
1
3
tan245 2ctan45
2
2
得 ：
3
1
tan245 2ctan45
2
2
对无粘性土：
1
3
tan
2
45
2
3
1
tan 2 45
1qu,30，对一般粘性土就难以
作出破坏包线。而对饱和粘性土，根 据在三轴不固结不排水实验的结果， 其破坏包线近于一条水平线， 即
u 0。这样，仅为测定饱和粘性
土的不排水抗剪强度时，就可利
用构造简单的无侧限抗压试验。
c f
cu
qu 2
—不排水
u 抗剪强度。
6.3 抗剪强度指标的测定方法
四、十字板剪切试验
它们之间的关系有三种情况：
（1）莫尔圆位于抗剪强度包线下方（圆1），说明该点在任何
平面上的剪应力都小于土所能发挥的抗剪强度
f，
因此不会发生剪切破坏；
（2）圆3实际上不存在；
（3）圆2，说明在A点所代
表的平面上剪应力正好等于 c

土力学第六章土压力地基承载力和土坡稳定精品PPT课件

土力学第六章土压力地基承载力和土坡稳定精品PPT课件

动朗金状态）。
f ctan
0
a
K0 z
z
主动朗金状态时的莫尔应力圆
3）被动朗金状态
当挡土墙在外力作用下向右挤压土体，此时，单元体竖向
应力z不变，而法向应力x却逐渐增大，当x超过z时， x为
大主应力， z为小主应力。直至满足极限平衡条件（称为被动
朗金状态）。
f ctan
0
K0 z
z
p
被动朗金状态时的莫尔应力圆
E p
2
2 7 4 1 .7 6 k N /m
合力作用点在离挡土墙底面高度
h ' 3 4 .6 4 9 4 .5 1 2 5 4 0 9 3 1 4 0 2 .9 2 7 2 9 0 3 .1 7 m
2 7 4 1 .7 6
2 7 4 1 .7 6
34.64kPa
34.64kPa
绿色圆代表静止土压力状态
黄色圆代表主动土压力状态
红色圆代表被动土压力状态
f ctan
0
a K0 z
z
p
三种状态时的莫尔应力圆
2.土体的极限平衡条件
பைடு நூலகம்
1）无粘性土 2）粘性土
1
3
tan
2
45
2
3
1
tan
2
45
2
1
3
tan2
45
22ctan45
2
3
1
tan2
45
22ctan45
2
3. 主动土压力计算
朗金土压力理论是通过研究弹性半空间体内的应力 状态，根据土的极限平衡条件而得出的土压力计算方法。
朗金土压力理论的假设： 1） 挡土墙背竖直、光滑 2） 墙后填土面水平

土力学-第六章土压力、地基承载力和土坡稳定

土力学-第六章土压力、地基承载力和土坡稳定

土楔在三力作用下，静力平衡
E 1 2 h Ka 2
滑裂面是任意给定的，不同滑裂面得 到一系列土压力E，E是q的函数，E 的最大值Emax，即为墙背的主动土压 力Ea，所对应的滑动面即是最危险滑 动面
1 2 Ea h 2 cos 2 ( ) sin( )sin( ) 2 cos cos( ) 1 cos( ) cos( )
36.6kPa
paB下 1h1K a 2 2c2 K a 2＝ .2kPa － 4 paC ( 1h1 2 h2 ) K a 2 2c2 K a 2 36.6kPa
＝ 主动土压力合力 Ea 10.4 2 / 2 (4.2 36.6) 3 / 2 71.6kN / m
hKp ＋2c√Kp
1.粘性土被动土压力强度不存在负侧压力区 2.合力大小为分布图形的面积，即梯形分布图形面积 3.合力作用点在梯形形心
hp
四、例题分析 【例】有一挡土墙，高6米，墙背直立、光滑，墙后填土
面水平。填土为粘性土，其重度、内摩擦角、粘聚力如下 图所示 ，求主动土压力及其作用点，并绘出主动土压力 分布图
pa zKa 2c K a
pa zK a
h
hKa
1.无粘性土主动土压力强度与z成正比，沿墙高呈三角形分布 2.合力大小为分布图形的面积，即三角形面积 3.合力作用点在三角形形心，即作用在离墙底h/3处
h/3
Ea
(1/ 2)h2 Ka
当c＞0, 粘性土
pa zKa 2c K a
z0 ≤0说明不存在负侧压力区，
2.成层填土情况（以无粘性土为例）
h1
h2 h3
A B

《地基承载力》课件

《地基承载力》课件
有限差分法
将土体划分为有限个差分网格，通过求解差分方程得到土体 的应力分布和变形情况。
04
地基承载力检测与评估
Chapter
检测方法
平板载荷试验
在拟建场地上，按照规定要求设置一 系列的载荷平板，对土体施加逐级增 加的载荷，同时监测土体的变形情况 ，确定地基承载力的方法。
静力触探试验
动力触探试验
利用动力触探设备，将探头打入土体 中，通过测量土体的贯入阻力和侧阻 力，推算出地基承载力的方法。
利用静力触探设备，将探头压入土体 中，通过测量土体的贯入阻力和侧阻 力，推算出地基承载力的方法。
评估标准与流程
评估标准
根据国家相关标准和规范，结合当地 地质条件和工程实际情况，制定具体 的评估标准。
评估流程
先进行地质勘察和现场调查，收集相 关资料和数据；然后进行检测方法的 选取和实施；接着进行数据分析和处 理；最后得出评估结果并编写评估报 告。
含义
它反映了地基的稳定性、强度和耐久性，是评价地基工程安全性和稳定性的重 要指标。
影响因素
包括建筑物、构筑物和道路等设 施的重量，以及它们产生的静载 和动载。
如地下水位、气候条件等，也会 对地基承载力产生影响。
地基土的性质 上部结构的重量 基础形式与设计
环境因素
包括土的颗粒大小、密度、含水 量、压缩性等，这些因素直接影 响地基承载力的发挥。
排水固结法
通过在地基中设置排水通道，将土体中的水 分排出，使土体固结压密，从而提高地基承 载力。
其他措施
增加建筑物基础刚度
通过增加建筑物基础的刚度来提高其抵抗变形的能力，从而提高地基承载力。
合理布置建筑物荷载
通过合理布置建筑物的荷载，避免产生过大的集中荷载，从而减少对地基承载力的要求。

理论公式确定地基容许承载力(土力学课件)

理论公式确定地基容许承载力(土力学课件)
问答题：
1.临塑荷载是塑性区发展深度是多少时的荷载？
2.中心受压基础，临界荷载是塑性区发展深度是
多少时的荷载？
3.偏心受压基础，临界荷载是塑性区发展深度是
多少时的荷载？

1212
临塑荷载与临界荷载-作业1
1.临塑荷载是塑性区发展最大深度为零时的荷载；
亦即地基即将发生塑性变形时的荷载。
2.中心受压基础，临界荷载是塑性区最大发展深
3.地基极限荷载的理论公式简介
太沙基公式
太沙基理论的Biblioteka 限承载力理论解1 = 1 + +
2
Nr、Nq、Nc均为承载力系数，均与有关，可
查太沙基公式的承载力系数曲线 ，见下页图
地基极限荷载的理论公式简介
太沙基公式的承载力系数曲线
局部剪切破坏时
地基极限承载力
1
2
= 1 ′ + ′ + ′
极限荷载
地基极限荷载的理论公式简介
太沙基公式
假定
底面粗糙，基底与土之间有较大
的摩擦力，能阻止基底土发生剪
切位移，基底以下土不会发生破
坏，处于弹性平衡状态；
基础两侧基底水平面以上土体可
以看做超载
Ⅰ区：弹性压密区(弹性核)
Ⅱ区：边界是对数螺线
Ⅲ区：被动朗肯区， 破裂面与水平面成45o- / 2
度zmax=b/4时的荷载。
3.偏心受压基础，临界荷载是塑性区最大发展深
度zmax=b/3时的荷载。
2
3
圆形基础
= 0.61 + 1.2 +
地基极限荷载的理论公式简介
太沙基公式的承载力系数曲线
方形基础

土力学课件-地基承载力

土力学课件-地基承载力
學 ✓地基的容許承載力不僅取決於地基的性 質，基礎寬度、基礎埋深，而且取決於建 築物的容許沉降量。
二、按控制地基中塑性區的發展範圍確定 地基容許承載力
土 • 臨塑荷載時，地基 中開始出現極限平 衡區極限荷載時， 地基產生破壞
力 • 常選用臨塑荷載和 臨界荷載作為容許 承載力
學 • 此時地基已產生局部破壞，但尚未發展到整體 破壞，有一定的安全餘度，地基土強度已經比 較充分發揮；整個地基仍可近似當成彈性半空 間體。
學 根據室內試 驗指標查表f0
統計處理 後得fk
深寬修 正得f
容許承載力[R]
土 力 學
表9-4
密實度 土的名稱
卵石 碎石 圓礫 角礫
碎石土承載力標準值fk(kPa)
稍密
中密
300-500 250-400 200-300 200-250
500-800 400-700 300-500 250-400
zmax
1 4
B时，p 1
4
B
4
ctg
2
pcr
力 zmax
1 3
B时，p1
3
B
3
ctg
2
pcr
學
p
1 2
BN
r
qNq
cN c
比較一下，可以得到臨塑荷載和臨界荷載的承載力係數
Nc
ctg ctg 2
土
Nq 1 ctg 2
力 學
N (cr) 0
N
(1) 4
2
ctg
Ir
E
2(1 )(c qtg)
157.6
2.由式（9-2）得臨界剛性指標Ir（cr）：
I r (cr)
1 2

《地基承载力》课件

《地基承载力》课件

地基维修与改进
研究地基维修和改进的方法， 如地基馈送和基本完美排水。
地基承载力的发展与前景展望
回顾地基承载力的发展历程，展望未来地基承载力研究的可能方向和创新。
介绍地基加固方法的研 究进展，如灌注桩和土 钉墙。
2 调查与设计优化
分析地基承载力调查的 方法和优化方案设计的 重要性。
3 与结构耐久性的关
系
探讨地基承载力与建筑 物结构耐久性之间的关 联。
地基承载力的实际案例分析
工程案例
通过实际工程案例，展示地基 承载力计算在实践中的应用。
提高承载力的措施
探索提高地基承载力的方法， 如土壤固化和地基加固。
《地基承载力》PPT课件
了解地基承载力的概述和重要性。探讨各种地基承载力定义的差异以及影响 地基承载力的因素。介绍土壤的物理、力学特性。
地基承载力的试验与分析
地基承载力试验
介绍常见的地基承载力试 验方法，如压缩试验和剪 切试验。
细观结构分析
探讨细观结构层析理论， 揭示地基承载力与土壤微 观结构的关系。
地基承载力问题分析与解决
1
实例分析

以实际案例分析土地基承载力的计算和问题解决，包括不同土壤类型和建筑物特 点。
2
水下土地基承载力
探讨水下土地基承载力的特殊问题和解决方法。
3
施工中应注意问题
总结在地基施工过程中应注意的地基承载力相关问题，如地基沉降和土壤侧移。
地基承载力的优化与改进
1 地基加固方法研究
地基承载力计算
介绍地基承载力计算的基 础知识和常用方法。
不同类别地基承载力计算方法
桩基承载力计算
表层土地基承载力计算
讨论使用不同方法计算桩基承 载力，如经验公式和数值模拟。

土力学讲课第六章地基土承载力

土力学讲课第六章地基土承载力

例题分析
有一条形基础，宽度 b = 3m ，埋深 h = 1m ，地基土内摩擦角 j =30 °，黏聚力 c =20kPa ，天然重度 =18kN/m 3 。试求：
（ a ）地基临塑荷载； （ b ）当极限平衡区最大深度达到 0.3 b 时的均布荷载数值。 解
：
（ a ）计算公式：
（b）临界荷载：
（1）原位测试
（1） 静载荷试验
fa=fak+b(b-3)+dm(d-0.5)
fak :静载荷试验确定的承载力-特征值（标准值） fa ：深宽修正后的承载力特征值（设计值）
（2）承载力公式法：
fa=Mbb+Md md+Mcck fa :承载力特征值（设计值）
——相当与
p1/4=NB /2+Nq d+Ncc
时，有：
化简后，得到：
p
0.3b
=333.8kPa
总结上节课的内容 极限承载力理论界和半理论解 1 Prantl解 假设和滑裂面形状 2 太沙基解，一般解形式 3 极限承载力的影响因素 , c, ，D, B,
pu
B
2
N cNc qNq
B
p 实际地面 D I 45o－/2 III II E F
• 合力= 1， 3 • 设k0 =1.0 • 弹性区的合力：
图6.5 条形均布荷载作用下地基主应力
p D (a)无埋置深度 (b)有埋置深度 1,3 ( 0 sin 0 ) ( D z ) （ 1）
允许地基中有一定的塑性区，作为设计承载力
--考察地基中塑性区的发展
D
D
I区：朗肯主动区
垂直应力pu为大主应力，

土力学-第六章天然地基承载力黑白1

土力学-第六章天然地基承载力黑白1
3.不能按上述两点确定时，也可以 根据规范，对高压缩性土取 s/b=0.02所对应的压力为地基容许 承载力；对低压缩性土，取 s/b=0.01～0.015对应荷载值。
1、平板载荷试验法
注意：
因为平板载荷试验中压板的尺寸要比实际基础的尺寸 小得多，压板的尺寸越小，则测出的极限承载力越小， 用它来代替整个基础尺寸的极限承载力是偏于安全的。
c bc段，塑性区扩大，发展成连续滑动面，
荷载增加，沉降急剧变化
2、塑性区的发展过程
临塑压力pa: 基底边缘处
f 时的荷载 塑性区发展深度为零
局部塑性区荷载p: 地基有塑性区
f 时的荷载 塑性区发展深度为z
极限荷载pk: 地基塑性区连通
f 时的荷载 塑性区发展深度为最大
用CFG桩法（水泥粉煤灰碎石桩）处理的地基
地基的特点
（1）上部结构－基础－地基系统中的重要组成部分。 （2）地基土性质复杂，基础为隐蔽工程，出现问题难以补救。
地基承载力bearing capacity(power) of soil
地基承受建筑物基础传来荷载的能力。
地基极限承载力和容许承载力
建立标准贯入击数与地基承载力之间的 对应关系，可以得到相应标准贯入击数 贯入 下的地基承载力
器身
判定砂土的密实度或粘性土的密度，确 定地基和单桩的承载力；还可评定砂土 的震动液化势。
标准贯入试验适用于砂性土与粘性土。
器靴
影响动力触探测试成果的因素很多，主要有：有 效锤击能量、钻杆的刚柔度、测试方法、钻杆的 垂直度等等，因此，动力触探对经验性要求很强， 数据的离散性高，可靠性低，需要其他方法验证。
电缆 传感器
传感器 传感器
单桥探头

《地基承载力》PPT课件

《地基承载力》PPT课件
地基承载力：地基土单位面积上所能承受荷载的能力。
某区域内: > f , 那么处于极限平衡区, 地基失稳地基承载力分为两 种:
极限承载力(pu)：地基不致失稳时，单位面积能承受的最大荷载。与 土性、根底埋深、宽度、形状等有关。
地基容许承载力(pa)：考虑一定平安储藏后的地基承载力。与建筑的 构造特性等有关。
《地基承载力》PPT课件
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概述…1
建筑物荷载通过根底作用于地基，对地基提出两个方面的要求。 1.变形要求 建筑物根底在荷载作用下产生最大沉降量或沉降差，应该在该建筑物 允许的范围内。
概述…8
(3)当荷载到达最大值后，土中形 成连续滑动面，并延伸到地面，土从 根底两侧挤出并隆起，根底沉降急剧 增加，整个地基失稳破坏。p-s曲线 上出现明显的转折点，其相应的荷载 称为极限荷载pu。
整体剪切破坏常发生在浅埋根底 下的密砂或硬粘土等坚实地基中。
概述…9
2.局部剪切破坏 局部剪切破坏p-s曲线转折点不明显，没有明显的直线段，其破坏的特 征为： 随着荷载的增加，根底下也产生压密区I及塑性区II，但塑性区仅仅开 展到地基某一范围内，土中滑动面并不延伸到地面，根底两侧地面微微隆起， 没有出现明显的裂缝。其p-s曲线如前图中曲线b所示。 p-s曲线在转折点后，其沉降量增长率虽较前一阶段为大，但不象整体 剪切破坏那样急剧增加，在转折点之后，p-s曲线还是呈线性关系。
bc段，塑性区扩大，开展成连续滑动面，荷 s
载增加，沉降急剧变化。

土力学第六章土的抗剪强度与 地基承载力.ppt

土力学第六章土的抗剪强度与 地基承载力.ppt

试验方法
σ = 300KPa
施加 σ（=P/A）
施加 S
量测 （=T/A）
P
σ = 200KPa
σ=
100KPa
S
上盒 下盒
A
S T
§6.1 土的抗剪强度理论
6.1.1、库伦（Coulomb）公式（1773）
➢ 砂土： f tan ➢ 黏性土：f ctan
➢ 式中：c 和
为抗剪强度指标(抗剪强度参数)
N
T= Ntanφu
滑动摩擦
T
6
A
C 剪切面
AC
B
B
• 是指相邻颗粒对于相对移动的约束作用
• 当发生剪切破坏时，相互咬合着的颗粒A必须抬起，跨
咬合摩擦 越相邻颗粒B，或在尖角处被剪断（C），才能移动
• 土体中的颗粒重新排列，也会消耗能量 影响土的摩擦强度的主要因素：
密度（e, 粒径级配（Cu, Cc） 颗粒的矿物成分
对于：砂土>粘性土；
高岭石>伊里石>蒙特石
颗粒的形状（颗粒的棱角与长宽比）
在其它条件相同时：
7
一般，对于粗粒土，颗粒的棱角提高了内摩擦角
3、粘聚强度 粘聚强度机理
粘聚强度影响因素
静电引力（库仑力）
地质历史
范德华力
粘土颗粒矿物成分
颗粒间胶结
密度
假粘聚力（毛细力等）
离子价与离子浓度
力是该面上法向应力 的函数，即
f f ()
这个函数在 f — 坐标
中是一条曲线，称为莫尔包 线（或称为抗剪强度包线）
土的抗剪强度与地基承载力
11
M
f
➢极限平衡状态：土单元体中某一个面上的 f 的 临界状态。

地基承载力计算PPT课件

地基承载力计算PPT课件
n 1
抗剪强度指标的标准值求法 2.计算内摩擦角和粘聚力的统计修正系数
1 (1.704 n
4.678 n2
)
c
1 (1.704 n
4.678 n2
) c
3.计算内摩擦角和粘聚力的标准值
k m ck ccm
m —内摩擦角的试验平均值
c —粘聚力的试验平均值 m
二、地基极限承载力（破坏载荷）计算
4.汉森公式（1961）
pu
B
2
Nr S D i
cNcSc Dcic
qNqSq Dqiq
5.斯凯普顿公式 饱和软土地基（=0）
pu
5c(1 0.2
B)(1 0.2 L
D) D
B
第一节 基本概念
• 一、承载力、极限承载力、容许承载力 • 二、地基承载力的确定方法 • 三、地基承载力的确定原则
Transcona谷仓地基
建筑物地基与基础相互作用可能出现 的工程地质问题
• 1.过度沉陷、不均匀沉陷 • 2.剪切破坏
决定因素
1.地基土本身的力学性质 2.建筑物、地基对土体的作用力
D
这样，根据地基土的性质，让塑性区 发展到一定的深度是容许的，将容许 发展的这个深度带入上式，求得 p 即 为容许承载力
临塑荷载：当塑性区刚刚出现时的荷载称为临 塑荷载，也称为比例荷载
临界荷载：实际工程中将Zmax控制在1/3-1/4B， 相应的荷载称为临界荷载
GB50007-2002规定：当偏心距e小于或等于0.033倍基础底面宽度时， 根据土的抗剪强度指标确定地基承载力特征值可按下式计算，并应满 足变形要求
二、地基承载力特征值 的确定方法
• 建筑地基基础设计规范（CODE FOR DESIGN OF BUILDING FOUNDATION，GB50007-2002）规定： 地基承载力特征值可由载荷试验或其它原位测试、 公式计算、并结合工程实践经验等方法综合确定。

土力学与土质学课件之地基承载力

土力学与土质学课件之地基承载力
●标准贯入试验成果的应用
（1）确定土的物理性质;
(2) 确定土的力学参数;
(3) 确定地基土的允许承载力；
（4）判定地震液化 。
3.轻便触探
轻便触探由尖锥头、触探杆 （25mm的金属管）和穿心锤 （m=10kg）3部分组成。 操作步骤： 数据处理：
N (或 N ） 1 .64 10
4.静力触探试验
4.69
36
4.20
8.25
9.97
16
0.36
2.43
5.00
38
5.00
9.44
10.80
18
0.43
2.72
5.31
40
5.80
10.84
11.73
20
0.51
3.06
5.66
二、计算公式的适用条件
（1）计算公式适用于条形基础。这些计算公式是从 平面问题的条形均布荷载情况下导得的，若将它近 似地用于矩形基础，其结果是偏于安全的。
缩性土可取0.02。
地基破坏的模式及其特征
根据上图的A，B，C三条p-s曲线分别 对应右图的三种地基破坏形式。 （a）整体剪切破坏： 三角压密区，形 成连续滑动面，两侧挤出并隆起，有明 显的两个拐点。 浅基下密砂硬土坚实地基。 （b）局部剪切破坏：基础下塑性区到地 基某一范围，滑动面不延伸到地面，基础 两侧地面微微隆起，没有出现明显的裂缝。 常发生于中等密实砂土中。 （c）刺入剪切破坏（冲剪破坏）：基础 下土层发生压缩变形，基础下沉，当荷载 继续增加，附近土体发生竖向剪切破坏， 使基础刺入土中，而基础两边的土体并没 有移动。常发生于松砂及软土中。
每级加载后，第一小时内按间隔10、10、10、15、15min，以后为每隔半小 时测读一次沉降，当连续两小时内，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，可终止加载：

土力学：地基承载力(PPT课件)

土力学：地基承载力(PPT课件)
极限承载力pu的组成：
1 2
B
N
滑动土体自重产生的抗力
c Nc 滑裂面上的粘聚力产生的抗力
q Nq 侧荷载 0d 产生的抗力
43/61
4.3 极限承载力计算 4.3.3 斯凯普顿（Skempton）公式
对于饱和软粘土地基 ＝0：
条形基础下：
pu ( 2)c 0d
普朗德尔-瑞斯 纳公式的特例
• 自重应力
s1=0d+ z s3=k0(0d+ z)
• 附加应力
1,3
p 0d
(2
sin 2 )
• 合力= 设k0 =1.0
z
M
p q = 0d
B
2
1,3
p 0d
(2
sin 2 ) 0d
z
19/61
4.2 临塑荷载与临界荷载
• 极限平衡条件：
p q = 0d
1 3
sin
1 3 2c ctg
1 整体破坏
土质坚实，基 础埋深浅；曲 线开始近直线， 随后沉降陡增， 两侧土体隆起。
2 局部剪切破坏
P
3 21 S
3 冲剪破坏
松软地基，埋深较大； 曲线开始就是非线性， 没有明显的骤降段。
松软地基，埋深较大； 荷载板几乎是垂直下切， 两侧无土体隆起。
15/61
4.1 概述
1
3
2
1 整体剪切破坏
2 局部剪切破坏
52/61
4.4 地基承载力的确定方法
• 2 通过载荷试验确定
0
① 有明显直线段：
fak = Pcr
② 加载到破坏且 Pu / 2< Pcr ：
fak = Pu / 2

土力学--地基承载力课件20页

土力学--地基承载力课件20页
可查P246表9-1 • 由于赖斯纳仍没考虑基底下土重量，也没考虑埋深 范围内土的抗剪强度等的影响，其结果与实际工程 仍有较大差距（P240）
二、太沙基极限承载力pu理论公式（P240） 推导pu时的考虑和假定：（P240） ① 地基土有重量，即γ≠0 ②基底粗糙→基底与土之间有很大摩擦力 ③d≠0、不考虑基底以上土的抗剪强度，把它仅看作
无关
（补充）
•地基容许承载力 p u
K
•太沙基理论的安全系数一般取K=2～3 （P243）
K的大小与结构的类型、荷载的性质、地基土类 型、土的抗剪强度指标的可靠性、建筑物的重要 性、预期寿命、破坏后果有关（P243）
例题9-2 （P243）资料同P238例题9-1
移，随基础一起向下移动
Ⅱ区→过渡区，其滑动面假定由对数螺旋线和直线 组成，此区土体处于塑性极限平衡状态
Ⅲ区→朗肯被动土压力区，其滑动面为斜平面，与
水平面夹角均为 ，450 / 2 ，此区土体处于塑
性极限平衡状态
•取弹性核（Ⅰ区）为脱离体， 并取竖直方向力的平衡，可得 到极限承载力pu理论公式
pu随φ、c 、 q m d 、γ、b的增大而增大
对于方形、圆形和矩形基础，地基整体剪切破坏时， 太沙基给出了相应的半经验公式：P243 •对方形基础（宽度为b） ，地基整体剪切破坏时：
pu1.2cNcqNq0.4bN （9-18）
•对p圆uu形基11..2础2cc（N N半cc径q为qNN bq）q，0地0.6.基4b整N b体N 剪 切破坏时： pu1.2cNcqNq0.6bN （9-20）
N c8 .5 0 ,N q2 .2 0 ,N 0 .8 6
§9.4 地基极限承载力
•地基极限承载力pu 是指地基剪切破坏发展到即将 失稳时所能承受的极限荷载（P238）

《土力学与地基基础》第6章 土的抗剪强度与地基承载力ppt课件

《土力学与地基基础》第6章 土的抗剪强度与地基承载力ppt课件

摩尔 应力圆
即为△ABC斜面AB上的
A
法向应力和剪应力。
B
2
O
O1
3
3
A
C
1
1
（课本第104页）
把库仑定律强度线和摩尔应力圆绘制于同一坐标系中， 则该库仑定律强度线为摩尔应力圆的切线。
库仑定律
强度线
A
c
B
O
c cot 3
2
O1
1
f c tan
摩尔 应力圆
摩尔-库仑强度判断土单元的状态：
2c
tan(450
2
)
最小主应力：
3
1
tan2
(450
2
)
2c
tan(450
2
)
1
B
ds.sin
3
3
1
3
A
C
1
ds.cos
法向应力： 1 3 1 3 cos2
2
2
剪应力： 1 3 sin2
2 （课本第103-104页）
1
土的极限平衡条件： 由图直角△ABO1外角与内角的
而有效应力是由土颗粒之间的黏结作用和相互之间的咬合
作用组成。
（课本第95-96页）
黏结作用产生的力称为土的黏聚力（内聚力），
咬合作用产生的咬合与摩擦称为土的内摩擦角。
σ′
u ' u ' u 'u u ' u
a
a
σ′
土中一点的应力状态：（课本第104页）
土体内某一点的应力状态如下： 1—竖向应力（最大主应力） 3—侧向应力（最小主应力）
C′称为土的有效黏聚力
′称为土的有效内摩擦角

水利工程土力学教学课件：任务6.3地基承载力

水利工程土力学教学课件：任务6.3地基承载力
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。
一、地基的破坏模式
地基中剪切破坏的型式有 整体剪切破坏 局部剪切破坏 冲剪破坏
一、地基的破坏模式
整体剪切破坏
破坏特征：当基底压力p超过临塑荷载pcr后，随着荷载的增加，剪切 破坏区不断扩大，最后在地基中形成连续的滑动面，基础急剧下沉或 突然倾斜，基础四周的地面明显隆起。
由上式可以看出荷载与塑性区开展深度关系：
p
zmax ctg
d 1
ctg
c ctgctg
2
2
2
记
Nq 1 ctg
2
Nc
ctg ctg
2
三、按塑性区开展深度确定地基的容许承载力
当Zmax=0时，表示地基即将出现塑性区，相应的荷载即为临塑荷载Pcr，即：
pcr dN q cN c
2.界限荷载及其确定方法
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。即采用界限荷载P1/4或P1/3作为地基承载力使用。
zmax
1b 3
zmax
1b 4
p1
3
1 3
bN
dNq
cN c
p1
4
1 4
bN
dNq
cN c
N r
ctg
2
04 浅基础地基的极限承载力
破坏特征：随着基底压力的增大，剪切破坏区相应增大，当基底压力增大到某 一数值即相应于极限荷载pu时，基础两侧地面微微隆起，然而剪切破坏区仅 仅被限制在地基内部某一区域，未形成延伸至地面的连续滑动面。
局部剪切
一般发生于：
一般砂性土和粘性土，有一定埋深
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π
)
第一项为基底以下持力层土容重；第二项对应基底以上2 土容重；
地下水位以下的容重一律采a 用浮容重。
18
例：某建筑物采用柱下独立基础。基础底面长度为3m,宽度 为2.4m，承受中心荷载。基础埋深2.2m。地基土分为三层
第第φ第φ求23一二三地＝＝层层层基2125：：：的00，，人粘粉临cc工土质塑23＝＝填粘荷21γ土土载652＝kk和γPP11γaa＝临93。 。＝.81界k18N荷6.6./2km载kN3N/,m/m3,3, d=2.2m
稳定
zmax[z] 稳定没有保证 [z] 塑性区开展深度容许值
荷载与塑性区开展深度关系：
pctgγπ zm π axγ0d1ctg π a πcctgπc tgπ
17
2
2 2
pctgγπ zm π axγ0d1ctg ππcctgπc tgπ
2
2 2
当 zmax0 pcrγ0dN dcNc
Nd
1）稳定要求; 2）变形要求.
a
4
地基土沉降变形
建筑物基础沉降和沉降差
变形要求
a
5
荷载过大超过 地基承载力
地基产生滑动破坏
稳定要求
a
6
建筑物因地基问题引起破坏有两种原因：
➢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、开裂以致毁坏或失去使用价值
➢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 而使地基产生剪切破坏
a
19
求临界荷载
p1γbN1γ0dN dcNc
P
4
4
根据持力层粘土φ查表
d=2.2m
Nd 3.4 N c 6.0 N 1 = 0 . 6
粘土
4
地面
填土 1m
5.8m
p 1 γ b N 1 γ 0 d N d c N c
4
4
粉质粘土
= 1 9 . 8 0 . 6 2 . 4 + 1 9 . 2 6 × 3 . 4 × 2 . 2 + 2 6 × 6=3 2 9 k p a
a
7
地基中剪切破坏的型式有： 1.整体剪切破坏
临塑荷载
o pcr pu P
极限荷载 a
b
S
pcr 临塑荷载
pu 极限荷载
a
1、整体剪切破坏 8
2.局部剪切
松软地基，埋深较大；剪切破坏区仅仅被限 制在地基内部的某一区域，未形成延伸至底 面的连续滑动面。
3.冲剪破坏
松软地基，埋深较大；荷载 几乎垂直下切，两侧无土体隆起。
2
2
zp d(ssii2 n n2)tcg d
a
塑性区的边界方程 16
pcr 临塑荷载 p1/4、 p1/3 临界荷载 1902年由密歇尔（Michell）给出的弹性力学解答：
zm a xp γ π γ0 d (ctg π 2 )γ tc g γ γ 0d
z max 塑性区最大范围
zmax[z]第六章 地基承载力a1本章主要内容
6.1 地基的变形与稳定 6.2 地基临塑荷载和有限塑性区深度承载力 6.3 普朗特地基极限承载力 6.4 对普朗特地基极限承载力的修正补充 6.5 太沙基地基极限承载力 6.6 按建筑地基基础规范确定地基承载力 6.7 按现场试验确定地基承载力 6.8 水平荷载作用下地基的承载力
pcr~ p1/3塑性区发展
和临界荷载
pu
连续滑动面 和极限荷载
s
pcr pu
地
基
土 开 始 出 现 剪
连 续 滑 动 面
切
破
坏
a
15
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。
1 2
p d(2sin 2)
1 3p d(2si2n )(dz)
13t
g 2(4 5 )2c(t4g 5 )
a
2
本章重点
掌握： 1．地基破坏模式; 2．按极限平衡条件确定地基临塑荷载、 塑性
荷载、极限荷载的方法； 3. 地基极限承载力的计算方法 难点：地基极限承载力的计算方法 重点：按极限平衡条件确定地基临塑荷载、塑性
荷载、极限荷载的方法
a
3
§ 6.1 地基的变形与稳定
地基承载力：
地基在变形容许和维系稳定的前提下，单位面积上承受荷 载的能力。 建筑物地基设计的基本要求：
p1γbN1γ0dN dcNc
3
3
pcrγ0dN dcNc
p1γbN1γ0dN dcNc
a
21
4
4
例 ：某基础基底压力等于临塑荷载pcr时，其地基塑性变 形区的最大深度为 (A) 0 (B) 基础宽度的1/4 (C) 基础宽度的1/3
P
粘土
解：求临塑荷载
地面
填土 1m
5.8m
Pcr0dN dcN c
根据持力层粘土φ查表 Nd 3.4 N c 6.0
γ0
=γ1×
1+γ2 × 2.2
1.2
= 18.6?
1+19.8? 2.2
1.2 =19.26kN/m3
粉质粘土
6.2m
pcrγ0dN dcN c
=19.26× 3.4× 2.2+26× 6=300kpa
2.局部剪切
3.冲剪破坏
a
9
某谷仓的地基整体破坏
a
10
水泥仓地基 整体破坏
办公楼 外墙
黄粘土 蓝粘土
地基土可能的滑动方向
石头和粘土
岩石
a
11
在软粘土上的 密砂地基的冲 剪破坏
a
12
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
6.2m
a
20
例. 所谓临界荷载，就是指 (A) 地基持力层将出现塑性区时的荷载 (B) 持力层中出现连续滑动面时的荷载 (C) 持力层中出现某一允许大小塑性区时的荷载
例. 粘性土(c0，0)地基上，有两个宽度不同埋置深 度相同的条形基础，则 (A) 宽度大的临塑荷载大 (B) 宽度小的临塑荷载大 (C) 两个基础的临塑荷载一样大
1
ctg
π π
2
Nc
πctg ctg π
2
一般认为，对中心受压基础，塑性区最大深度控制在基础宽度
的1/4；对偏心受压基础，宜控制在基础宽度的1/3；
z max
1b 3
z max
1b 4
π
p1γbN1γ0dN dcNc
3
3
N
1 3
3(ctg π )
2
p1γbN1γ0dN dcNc
4
4
π
N1
4
4(ctg
a
13
§ 5.2 地基临塑荷载和有限塑性区深度承载力
按塑性区开展深度确定地基的承载力
pcr 临塑荷载
pu 极限荷载
o
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(临界荷载p1/4、 p1/3)。
S
临塑荷载
pcr pu a
b
P 极限荷载
a
14
pcr
临塑荷载