土力学-天然地基承载力

第六章

天然

基承载地

力

章主本要内容� 概

述地

基载力承基本概的念、基地典的型破形坏、态定确基容许地承 力载的法方

地�基临塑压力 浅�基地基极础承限载的理论近似力解� 按规 确范定地承载力 基�原位测试 确定基地载力承略（）

第

节 一述

概、一内容顾回•

基 fo地udnatin osols, isugbrdea,subso l,igr onu d• 然地基和人工天基地人

工基：地经人过处工理以（高提 承力，载低降降沉等）地的基。 地基

•

地基 承载b力aeirg nacacpiy(tpowre )f ooil

地基在不破坏s不、产过生大降沉的提前下能承受的够荷载大小的。

•特 点

1（）部结构上－础－地基基系中的重统组要部分。 （成）2地基性质土复，基础杂为隐工蔽程出，问题难以现补。救

•

对地基的求要（1）不

破。 （2）不产生坏大变形过（沉）。 降（）稳3定性。

用

CF桩G法处的理地基

arFo g装谷运仓

Fargo装谷运位仓于国 美orth DNaokta，共州01筒仓个。9551 年6因地基破坏月而倒。

塌9401在年粘软土基地的上某泥仓水的覆

倾比

斜塔-不萨匀均沉降的型典始 于1建17 3年，6米高0 。172年建1成 平均降2 米沉，最沉大降 米。4斜倾 .5°5顶，部 偏2.心1米

二地、的基型典破坏形态

. 1体整剪切坏 ge破erna slehr

a剪切破面与地坏面连通，成形圆弧面滑，基地土从侧挤出。

密面实砂或土硬粘土 饱和或土粘地基础基埋浅 且而荷载速增急加

临塑荷时载

a

pp

k

极限荷载

p

p－S 曲 线地是基土变形破、 坏的宏反映观。

S

2 .局部剪破坏

切local

hesr

a坏破未延伸到面表，地表微微地隆起

中密砂。土或一粘性般土或 基埋础深较大时

p

ap

kp

梯度基保本持不

S

变3. 冲切剪)破( 坏uncp hheasr

基随荷础增大切入土中载使基，侧面底土发体剪切 生破。坏基下础沉量大但基表面地隆起。

松软无

土

Sp

三、

定地确容基许承力载方法的

塑荷载

p临a

k

p限极载

p荷

S

第二

节

地基临塑压力（b荷载

）p− H γH

�γ临 塑力（压载)：荷地中开基出始现塑破坏点性所对时 应压的（荷力载）。

Hp

γ′

σ3

′

′σ3

p γ−

σH 1′σ ′ ⎫1p − Hγ( ψ ±isn ψ ⎬)= ′⎭σ 3π

ψ

σ 1′

′

z

0 K 1=假

设

γ

Hσ ′1 =′ γ( H + z)

′′

=K 0 γ( + zH) σ 3

静

水压

问题：述主上应能否直接叠力？

不能。方向不加。

同

1 =σσ 1 ′ + 1′′

σ′

σ+ ′3 ′3 σ =3σ

σ ⎫1p γ −H(ψ ± siψ ) + γn( +H )z =⎬σ3 ⎭

1 1π σ 1（- σ ）= （σ 13+ σ 3 ）isnϕ + c⋅cos ϕ 22

p

γ H−s niψc z=( −ψ) −− γHπ is ϕ γ ntnaϕ 确

塑定性区最大度

深塑性区范围

zd= dψ0

dz p −

Hγco s ψ= (− 1)= 0 dψ γ πisnϕ

ψπ −= 2

ϕmza

px−γ Hπ c =(c otϕ − + ϕ −)

−H π 2γ γan ϕ

•t确定 塑荷载

临即zmax

=0时对所应的载荷。

ap p =

z

amx =0

=

π

( c⋅ octϕ + γ H +γ H) b与关无π cot − + ϕ ϕ ϕ 2=0饱 和土粘基地

p =acπ + γ H

H=0

pa

= c

π1p • 临界载 荷 p 41

3

破区为半圆坏

题问用临塑：荷控载地制基载承力是否适合？ 过保守于

最

大塑性区深度b为/4b/或3时所对应的p 。

理论

上的盾：矛在性塑破坏区内，弹用性式计公应力。算

p

− γ sinH ψc =z −ψ( )− H γ− sπn ϕiγ atnϕ

p b− γH Hγ（

ψz）

，性塑坏破

区zma

x

γz

三节 地基第限承载 极力 理论近的解似一、地基

极承载限

地基极力承限载u力timale betrangi apccaiy ：t地破基坏时所 应对压力（荷载）。

的

、地二基限极承载的力定方确

法�场现试 �经验验式公法 理论方法�

eTzrgahi 4(年0) 代aRnine (k8157 )Meeyhrfo( 50年代) randPl t1(29)0 eiRssern 1(294 V)esc (i0年代7) aHnsne 60年()代

1、

P ardtln-Rissner地基e极承限载计算力式

Pr公ndtal 192()0建立地基自无重、础基置地于地基的极表承限力载 Riesser (1924n将基)础两土侧作为荷施载于地加基，建承立力载算计 式公 � 。Pardnlt-Ressnire式假设 （公）1地基土的度重

γ 1=0

（

2）基两础侧土γ 2为作载施加荷于地基即忽略其，度强地基承对载 的力影。 响3）地（基的土强符度合 ohr-MoulCmo准则。b

′

极限载承 力k

p�

算模计

′型 p

k4� 5+

ϕ

245�−

q

= 0γ 2

Hϕ2

II II

I09�− ϕ 剪切破坏面

（移面）滑 I：主动区 II：过区 I渡I：I动区

I

被θ

r

0

III

土体移方动向

r

I

I

数对螺线

旋

rr0= epx( tθn ϕ a

)坏破夹角面 9为� 0−

均处ϕ于极限衡（破坏平状态）

• 限承载极力

′

= N ⋅ γ q H⋅+ cN⋅ ck

pP

rnadtl-eRissen公式r

ϕ)⋅ ex (π tan p ϕ N) c = ( Nq− 1 )otcϕ 2 缺陷 ：基置础砂于土地基面表（c=，H=0）0 地基极时限载承为0力 Nq= tan 2 (4 5 +�

地基坏破的型试验

模2.Pr adtnl-Veis公c

地式土基的自重所应的极限对承载力为

1′′ = γ 1 b ⋅⋅ γN pk 2则

埋为深H、粘力聚为c、摩内擦为 角φ的地基的限承载极为

力

′ + k ′′ pk =p p

1 k =N c c ⋅ N +qγ2 ⋅ H+γ 1 b⋅ Nγ 2 底基 基

底中

式Nq =ta n2 ( 4 � 5

以上 以下

Pr+nadt-Vlseci公

式ϕ )

⋅ e p(xπ ant ϕ) 2

N

c =( N q− )1 ctoϕ

Nγ 2=(N q +1) t a ϕn

V

esc提出

i

3 .基极地承限力载其的计算它法

� 方erTaghzi 式

公基础面底粗

糙破坏

区破坏

区性区 破弹区坏

坏破

区�

Myerehfo 式公

入计底以基土上的抗剪强度，适于埋深较用大基础的 在斜。坡成、土层地基上的承时力载算。计

�H asne n式

公中倾斜荷心载基、础状性影的等响。

� Vsic公式

e基地土缩性压的响影。 体剪切整破坏计算公向局部、式冲破切坏的推。广

第

五节按规范确 定地基载承 1力 、铁桥路涵地基础设基规计（容许承载力allow范bla

eebairg napacicyt

一）冲刷线般

Hb

地基（基由底以下 ）土确定

γ

2

1γ

σ[] = σ 0+ 1kγ （） +2kγ ）（1 b2 −2 H−3 容

许 承 载 基力 承本载 力 度 修 宽正系 基数底 以下

2 m b≤ 1≤m 0深

基

度底 修 以 正上 系数

H

≥ m3

部冲局刷

线

河原床面 般冲刷线一

局部

冲线

刷. 2建地筑基础设计基范规

修正后的

载力承特征值

d b

由基（基地 底以）下土定

确γm

γf a

= fak+ bηγ (b− 3 ) +η d mγ d(− 0.5)

承 载力 特 值征 宽 度修 正 系数 基 3 ≤mb ≤ 6 m 底以 下 深 度 正 系修 基数底 以 上

d ≥ .0m5

正修的承后 力载特征

值[

1例]

图所如柱示下立独基础的基尺底寸为500m3m3×200m，基 m础埋深为15m。土.情层如况中图所，其示素中填土重度的 为173.Nkm/3，粉土的粒含粘ρc量=51%其重度，为水上 1：8. kN/m53水，1下.95kN/ m，3现场由验确定试粉出的土承载 力征特值fa=1k0k6a，P试算计修正的地基后承载特 征力f值a

。0.m 6.0m5

素填土

粉

土

3.5m

×32m

..5m

31

5m

.承

力载正系数

修土类别 淤泥的和淤泥质土 人工土填 或eI大于L于等08.的5性土 粘粘红 含水土比w α>.8 0水比含wα≤0.

8

b

0η 00 0.5 0 100.3 0 5

.ηd

1. 0.1 0.21 .1 41. 52. 01. 25.0

大

积压面 实压系数大0于.95、粘含量粒ρc≥1%0粉的土 实土填最大 干密度大于2.1tm3/的配砂石 粉级土 粒含量粘cρ≥10的%粉 粘土粒含ρ量c1

E及IL小均0于85.的粘土性 .031 6 2.. 030 粉.、细砂砂（不括包湿很饱与和时的稍密状）态3. 4.4 0砂、粗中、砂砂砾碎石和 注：土1 强 风化和全风的化石岩，可参所照风成化的相土类应值，取其状他 态下岩石不的正修；2 基地载承特征力按值范附录D深层平板载荷试规验定时ηd确0取。

[解

]依题，承载力计公式为

算 fa f= ak+ bγ ηb( −3) + η γ d (d −m0.5

基)底上以有素土及填分处于水位以别上、以下的粉，故土 加重度 ′权 = γs粉at− γ w 19.= − 501= .95k/m3N = γ粉γ 0.5 ×7.31 0+6.×1 8.5+ .04 ×.9 γ5 m== 1.5kN7m/ 31.5埋 d深=.51，计算m宽应度取基边长的较小者础即，b3=.2。 ηm、ηdb由力持即粉层土确定查，表，ηb得=03.、dη＝.15故

fa 1=06 +0.3× 95. × (3. 2−3 ) 1.+5× 157. (×15 − 0.5. = )18.42k1P

a