第一节地基的破坏模式第二节临塑荷载临界荷载的确定第.ppt
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1、第一节 地基的破坏模式 第二节 临塑荷载、临界荷载的确定 第三节 地基极限承载力的计算 第四节 地基承载力的确定,第八章 地基承载力,基 本 概 念,地基破坏 地基土不能满足上部结构物强度或变形要求,或由于动力荷载作用产生液化、失稳,其上的结构物会发生急剧沉降、倾斜、导致结构物失去使用功能,这种状态称为地基破坏或丧失承载能力。,整体剪切破坏 局部剪切破坏 冲剪破坏,第一节 地基的破坏模式,一、整体的剪切破坏,整体剪切破坏的特征 (1)P-S曲线有明显的直线段、曲线段与陡降段; (2)破坏从基础边缘开始,滑动面贯通到地表; (3)基础两侧的土体有明显的隆起; (4)破坏时,基础急剧下沉或向一边倾
2、倒。,某谷仓的地基整体破坏,二、局部剪切破坏,局部剪切破坏的特征 (1)P-S曲线无明显的三阶段,呈非线性关系; (2)地基破坏从基础边缘开始,但滑动面未延伸到地表,而是终止 在地基土内部某一位置; (3)基础两侧的土体有微微隆起,不如整体剪切破坏时明显; (4)基础一般不会发生倒塌或倾斜破坏。 注:介于整体剪切破坏与冲剪破坏之间的一种破坏型式。,三、冲剪破坏,冲剪破坏特征 冲剪破坏一般发生于基础刚度很大,且地基土十分软弱的情况。 (1)基础发生垂直剪切破坏,地基内部不形成连续的滑动面; (2)基础两侧的土体没有隆起现象,还随基础的“切入”微微下沉; (3)基础破坏时只伴随过大的沉降,没有倾斜
3、的发生。,冲剪破坏,四、地基破坏模式的影响因素,(一)土的压缩性 密实砂土和坚硬的粘土将发生整体剪切破坏; 松散砂土或软粘土可能出现局部剪切或冲剪破坏。 (二)基础埋深及加荷速率 基础浅埋、加荷速率慢整体剪切破坏; 基础埋深较大、加荷速率较快局部剪切或冲剪破坏。,第二节 临塑荷载、临界荷载的确定,一、临塑荷载Pcr 地基中即将出现塑性区时对应的荷载; 对应P-S曲线直线段的终点,二、临塑荷载的理论推导,(一)弹性力学解答,地表作用均布条形荷载,地表下任一点M处的大、小主应力可按下式计算:(教材P.60公式2-34),其中:PO均布条形荷载大小; M点与荷载两端点的夹角,(二)考虑基础埋深时对弹
4、性力学解答的修正,在地基中任一点M,设基础为无限长条形基础,则由基底附加应力在 M点引起的大、小主应力仍可近似用下式计算,即:,M点同时具有土的自重应力。 假设当土将产生塑性流动,达到极限平衡状态时,土象流体一样,各点处自重应力沿各个方向的应力相等。,(三)塑性区边界方程的推导,根据莫尔库仑强度理论建立的极限平衡条件可知,当土中某单元体处于极限平衡状态时,作用在单元体上的大、小主应力满足极限平衡条件:,上式即为塑性区的边界方程,它是的函数。可绘出塑性区的边界线,如图所示。,(四) 临塑荷载,Zmax= 0意味着在地基内部即将出现塑性区的情况,此时对应的荷载即为临塑荷载 Pcr。,临塑荷载 Pc
5、r,(说明:b为条形基础宽度),临界荷载,公式的统一形式:,上述承载力系数都是土的内摩擦角的函数, 为方便查用,已制成表格。,第三节 地基极限承载力的计算,地基的极限承载力 地基内部整体达到极限平衡时的荷载。,求解方法: (1)根据静力平衡和极限平衡条件建立微分方程,根据边界条件求出地基整体达到极限平衡时各点应力的精确解。由于这一方法只对一些简单的条件得到了解析解,其他情况则存在求解困难,故此法不常用; (2)求极限承载力的方法假定滑动面法 假设滑动面的形状,然后以滑动面所包围的土体为隔离体,根据静力平衡条件求出极限荷载。这种方法概念明确,计算简单,得到广泛的应用。,一、按极限平衡理论求解极限
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- 第一节 地基 破坏 模式 第二 节临塑 荷载 临界 确定
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