第九章地基承载力
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第9章地基承载力理论9.1 概述地基承载力是指地基土单位面积上承受荷载的能力。
建筑物因地基问题引起的破坏,一般有两种可能:一种是由于建筑物基础在荷载作用下产生过大的变形或不均匀沉降,从而导致建筑物严重下沉、倾斜或挠屈,上部结构开裂,建筑功能变坏;另一种是由于建筑物的荷重过大,超过地基的承载能力,而使地基产生剪切破坏或丧失稳定性。
在建筑工程设计中,必须使建筑物基础底面压力不超过规定的地基承载力,以保证地基土不致产生剪切破坏即丧失稳定性;同时也要使建筑物不会产生不容许的沉降和沉降差,以满足建筑物正常的使用要求。
确定地基承载力是工程实践中迫切需要解决的基本问题之一,也是土力学研究的主要课题。
目前,确定地基承载力的方法主要有载荷试验法或其它原位测试法、理论公式法。
本章将主要讨论地基承载力的理论分析方法、计算公式和影响因素。
地基承载力理论是根据土的强度理论—极限平衡理论而建立的。
依据塑性变形区(即极限平衡区,简称塑性区)发展的不同阶段,提出了临塑荷载、临界荷载(界限荷载)和极限荷载的概念,并建立相应的计算公式。
图9-1载荷试验4 —钢架;5 —枕木垛;6 —荷载;7—支柱当基础底面以下的地基土中将要出现而尚未出现塑性变形区时,地基所能承受的最大荷p;当地基土中的塑性变形区发展到某一阶段,即塑性区达到某一深度,载称为临塑荷载crp或通常为相当于基础宽度的1/3或1/4时,地基土所能承受的最大荷载称为临界荷载3/1p;当地基土中的塑性变形区充分发展并形成连续贯通的滑动面时,地基土所能承受的最4/1大荷载称为极限荷载u p。
9.2 地基的破坏型式建筑物因地基承载力不足而引起的破坏,通常是由于基础下地基土剪切破坏所造成的。
图9-3表示地基承载力破坏是由于在整个滑动面上剪应力达到土的抗剪强度而使地基失去稳定。
土中的剪应力是由于地表局部荷载引起的。
地基破坏时的滑动面可以是圆弧形的,直线的或其它形状的。
试验研究表明,地基在极限荷载作用下发生剪切破坏的型式可分为整体剪切破坏、局部剪切破坏和冲剪破坏三种(如图9-4)。
《土力学》第九章习题集及详细解答第9章地基承载力一、填空题1.原位试验法、理论公式法、规范表格法、当地经验法2.太沙基、汉森、魏西克、斯凯普顿(答对任意两个都行,英文人名也对)3.整体剪切破坏、局部剪切破坏、冲切剪切破坏4.地基容许承载力-1.确定地基承载力的方法一般有、、、等。
2.地基极限承载力的公式很多,一般讲有和公式等。
(给出任意两个)3.一般来讲,浅基础的地基破坏模式有三种:、和。
4. 是指地基稳定具有足够安全度的承载力,它相当于地基极限承载力除以一个安全系数k,且要验算地基变形不超过允许变形值。
二、选择题1.下面有关P cr与P1/4的说法中,正确的是()。
A. P cr与基础宽度b无关,P1/4与基础宽度b有关<B. P cr与基础宽度b有关,P1/4与基础宽度b无关C. P cr与P1/4都与基础宽度b有关D. P cr与P1/4都与基础宽度b无关2.一条形基础b=,d=,建在均质的粘土地基上,粘土的Υ=18KN/m3,φ=150,c=15KPa,则临塑荷载P cr和界线荷载P1/4分别为()A. ,C. ,3.设基础底面宽度为b,则临塑荷载P cr是指基底下塑性变形区的深度z max=()的基底压力。
3 B.> b/3C. b/4 ,但塑性区即将出现4.浅基础的地基极限承载力是指()。
#A.地基中将要出现但尚未出现塑性区时的荷载B.地基中的塑性区发展到一定范围时的荷载C.使地基土体达到整体剪切破坏时的荷载D.使地基土中局部土体处于极限平衡状态时的荷载5.对于(),较易发生整体剪切破坏。
A.高压缩性土B.中压缩性土C.低压缩性土D.软土6.对于(),较易发生冲切剪切破坏。
A.低压缩性土B.中压缩性土C.密实砂土D.软土¥7.地基临塑荷载()。
A.与基础埋深无关B.与基础宽度无关C.与地下水位无关D.与地基土软硬无关8.地基临界荷载()。
A.与基础埋深无关B.与基础宽度无关C.与地下水位无关D.与地基水排水条件有关9.在黏性土地基上有一条形刚性基础,基础宽度为b,在上部荷载作用下,基底持力层内最先出现塑性区的位置在()。
《土力学》第九章习题集及详细解答第9章地基承载力一、填空题1.原位试验法、理论公式法、规范表格法、当地经验法2.太沙基、汉森、魏西克、斯凯普顿(答对任意两个都行,英文人名也对)3.整体剪切破坏、局部剪切破坏、冲切剪切破坏4.地基容许承载力1.确定地基承载力的方法一般有、、、等。
2.地基极限承载力的公式很多,一般讲有和公式等。
(给出任意两个)3.一般来讲,浅基础的地基破坏模式有三种:、和。
4. 是指地基稳定具有足够安全度的承载力,它相当于地基极限承载力除以一个安全系数k,且要验算地基变形不超过允许变形值。
二、选择题1.下面有关P cr与P1/4的说法中,正确的是()。
A. P cr与基础宽度b无关,P1/4与基础宽度b有关B. P cr与基础宽度b有关,P1/4与基础宽度b无关C. P cr与P1/4都与基础宽度b有关D. P cr与P1/4都与基础宽度b无关2.一条形基础b=1.2m,d=2.0m,建在均质的粘土地基上,粘土的Υ=18KN/m3,φ=150,c=1 5KPa,则临塑荷载P cr和界线荷载P1/4分别为()A. 155.26KPa, 162.26KPaB.162.26KPa, 155.26KPaC. 155.26KPa, 148.61KPaD.163.7KPa, 162.26Kpa3.设基础底面宽度为b,则临塑荷载P cr是指基底下塑性变形区的深度z max=()的基底压力。
A.b/3B.> b/3C. b/4D.0,但塑性区即将出现4.浅基础的地基极限承载力是指()。
A.地基中将要出现但尚未出现塑性区时的荷载B.地基中的塑性区发展到一定范围时的荷载C.使地基土体达到整体剪切破坏时的荷载D.使地基土中局部土体处于极限平衡状态时的荷载5.对于(),较易发生整体剪切破坏。
A.高压缩性土B.中压缩性土C.低压缩性土D.软土6.对于(),较易发生冲切剪切破坏。
A.低压缩性土B.中压缩性土C.密实砂土D.软土7.地基临塑荷载()。
土力学第9章地基承载力一、简答题1.地基破坏模式有几种?发生整体剪切破坏时p-s曲线的特征如何?2.何为地基塑性变形区?3.何为地基极限承载力(或称地基极限荷载)?4.何为临塑荷载、临界荷载p1/45.地基破坏型(形)式有哪几种?各有何特点。
6.试述地基极限承载力一般公式的含义。
二、填空题1.确定地基承载力的方法一般有、、、等。
2.地基极限承载力的公式很多,一般讲有和公式等。
(给出任意两个)3.一般来讲,浅基础的地基破坏模式有三种:、和。
4. 是指地基稳定具有足够安全度的承载力,它相当于地基极限承载力除以一个安全系数k,且要验算地基变形不超过允许变形值。
三、选择题1.下面有关P cr与P1/4的说法中,正确的是()。
A. P cr与基础宽度b无关,P1/4与基础宽度b有关B. P cr与基础宽度b有关,P1/4与基础宽度b无关C. P cr与P1/4都与基础宽度b有关D. P cr与P1/4都与基础宽度b无关2.一条形基础b=1.2m,d=2.0m,建在均质的粘土地基上,粘土的Υ=18KN/m3,φ=150,c=15KPa,则临塑荷载P cr和界线荷载P1/4分别为()A. 155.26KPa, 162.26KPaB.162.26KPa, 155.26KPaC. 155.26KPa, 148.61KPaD.163.7KPa, 162.26Kpa3.设基础底面宽度为b,则临塑荷载P cr是指基底下塑性变形区的深度z max=()的基底压力。
A.b/3B.> b/3C. b/4D.0,但塑性区即将出现4.浅基础的地基极限承载力是指()。
A.地基中将要出现但尚未出现塑性区时的荷载B.地基中的塑性区发展到一定范围时的荷载C.使地基土体达到整体剪切破坏时的荷载D.使地基土中局部土体处于极限平衡状态时的荷载5.对于(),较易发生整体剪切破坏。
A.高压缩性土B.中压缩性土C.低压缩性土D.软土6.对于(),较易发生冲切剪切破坏。
《土力学》第九章习题集及详细解答第9章地基承载力一、填空题1.原位试验法、理论公式法、规范表格法、当地经验法2.太沙基、汉森、魏西克、斯凯普顿(答对任意两个都行,英文人名也对)3.整体剪切破坏、局部剪切破坏、冲切剪切破坏4.地基容许承载力1.确定地基承载力的方法一般有、、、等。
2.地基极限承载力的公式很多,一般讲有和公式等。
(给出任意两个)3.一般来讲,浅基础的地基破坏模式有三种:、和。
4.是指地基稳定具有足够安全度的承载力,它相当于地基极限承载力除以一个安全系数k,且要验算地基变形不超过允许变形值。
二、选择题1.下面有关P cr与P1/4的说法中,正确的是()。
A.P cr与基础宽度b无关,P1/4与基础宽度b有关B.P cr与基础宽度b有关,P1/4与基础宽度b无关C.P cr与P1/4都与基础宽度b有关D.P cr与P1/4都与基础宽度b无关32.一条形基础b=1.2m,d=2.0m,建在均质的粘土地基上,粘土的Υ=18KN/m,φ=150,c=1 5KPa,则临塑荷载P cr和界线荷载P1/4分别为()A.155.26KPa,162.26KPaB.162.26KPa,155.26KPaC.155.26KPa,148.61KPaD.163.7KPa,162.26Kpa3.设基础底面宽度为b,则临塑荷载P cr是指基底下塑性变形区的深度z max=()的基底压力。
A.b/3B.>b/3C.b/4D.0,但塑性区即将出现4.浅基础的地基极限承载力是指()。
A.地基中将要出现但尚未出现塑性区时的荷载B.地基中的塑性区发展到一定范围时的荷载C.使地基土体达到整体剪切破坏时的荷载D.使地基土中局部土体处于极限平衡状态时的荷载5.对于(),较易发生整体剪切破坏。
A.高压缩性土B.中压缩性土C.低压缩性土D.软土6.对于(),较易发生冲切剪切破坏。
A.低压缩性土B.中压缩性土C.密实砂土D.软土7.地基临塑荷载()。
第9章 地基承载力9.1 概述地基承载力——地基承受荷载的能力。
确定地基承载力的方法:① 原位试验法:[静]载荷试验、静力触探试验、标准贯入试验、旁压试验等 ② 理论公式法 ③ 规范表格法 ④ 当地经验法进行地基基础设计时,地基必须满足:⎩⎨⎧力之内该在地基所允许的承载—建筑物的基底压力应—稳定要求变形要求特征荷载① 临塑荷载cr p ——地基土(基础边缘地基中)将要出现但尚未出现塑性区时所对应的基底压力。
② 地基极限承载力u p ——地基濒临破坏时的基底压力。
③ 地基容许承载力[]f ——[]K p f u /=,K 为安全系数。
9.2 浅基础的地基破坏模式一、地基土持力层的破坏形式持力层剪切破坏的形式⎪⎩⎪⎨⎧←←←或基础埋深大下地基压缩性大的软土或松砂冲剪破坏软土或松砂局部剪切破坏密砂或坚硬的粘土土坚硬或密实压缩性低的整体剪切破坏)( 1.整体剪切破坏的特征地基发生整体剪切破坏的过程和特征可从静载荷试验的P ~S 曲线分析得出。
P ~S 曲线中:oa 段——线性变形阶段,a 点对应荷载——P cr ,地基处在弹性平衡状态;ab 段——弹塑性变形阶段,b 点对应荷载——P u ,基础边沿首先达到极限平衡状态,随着基底压力P 的增大,塑性区(剪切破坏区)的范围逐渐扩大;当P 达到P u 时,地基土塑性区连成一片,基础急速下沉,侧边地基土向上隆起。
冲剪破坏的压力与沉降关系曲线类似局部剪切破坏的情况,也不出现明显的转折现象。
)地基土的条件,如种类、密度、含水量、压缩性、抗剪强度等;的基础下地基中任意一点M处大、小应力为(附加应力+M2.普朗特尔的基本假设① 地基土是均匀,各向同性的无重量介质,即认为土的0=γ,而只具有ϕ,c 的材料。
② 基础底面光滑,即基础底面与土之间无摩擦力存在,所以基底的压应力垂直于地面。
当地基处于极限平衡状态时,将出现连续的滑动面,其滑动区域将由朗肯主动区I ,径向面以下土的自重(=0二、太沙基极限承载力由于基底与土之间的摩擦力阻止了发生剪切位移,tan值均降低+qNtg2(ϕ102。