中國礦業(yè)大學中國礦業(yè)大學）中國礦業(yè)大學中國礦業(yè)大學）產生附加應 土體變形，建筑物沉使土體內的剪切應力增當某一點的剪應力達到土的抗剪強度時，這一點土就處于極限平衡狀態(tài)載 ?當土 某 達到極限平衡狀態(tài)，載 極限平 ? 極限平 到 時 ，地 建筑 中國礦業(yè)大學 7.1地基承載力和地基破壞型式地基承載力：單位面積的地基承受荷載的能地基承載力一般含極限承載力：它是指地基即將喪失穩(wěn)定性時的承載允許承載力：它是指地基同時滿足強度和變形兩個要求時的承中國礦業(yè)大學中國礦業(yè)大學）地基承載力與土的強度的關。允許承載力還與建筑物的結構特性因因此，地基承載力與通常所說的材料的“允許強度”構件的“承載力”的概念有很大9中國礦業(yè)大學9中國礦業(yè)大學）散砂土或高靈敏度軟粘土，取原狀土樣很時，均中國礦業(yè)大學 7.1地基承載力和地基破壞型式中國礦業(yè)大學中國礦業(yè)大學）7.1地基承載力和地基破壞型式斤荷荷載中國礦業(yè)大學 7.1地基承載力和地基破壞型式中國礦業(yè)大學中國礦業(yè)大學）中國礦業(yè)大學 p-s曲測量每級載荷p所產生的中國礦業(yè)大學中國礦業(yè)大學）7.1地基承載力和地基破壞型式 ab局部剪損階段階段1：彈性 階段2：局部剪損階 階段3：整體剪切破壞中國礦業(yè)大學 7.1地基承載力和地基破壞型式階段1：彈性

階段2：局部剪損階

中國礦業(yè)大學 7.1地基承載力和地基破壞型式階段2：局部剪損階

階段3：整體剪切破壞中國礦業(yè)大學 7.1地基承載力和地基破壞型式豎豎直荷載下地基土的破壞形中國礦業(yè)大學中國礦業(yè)大學）這種破壞的p–S曲線如圖中的b曲線所示，其特點是隨著p的增加，變形不斷增加，且增加的速度越來越中國礦業(yè)大學 這種破壞的pS曲線如圖中的c曲線所示，其特點也是一開始就是非線性的。與局部剪切破壞相比，隨著p的中國礦業(yè)大學 7.1.3豎直荷載下地基的破壞形式中國礦業(yè)大學 （a）（a）無埋置深 （b）有埋置深圖7-2均布的條件荷載作用下地基中的主應中國礦業(yè)大學中國礦業(yè)大學）1=(po/π)(o+3=(po/π)(o-力除了由基底附加壓力（p-od）產生的附加應力以外，且等于豎直自重應力c=odz。因此，地基中任意一點的1和3可寫成如下形式：中國礦業(yè)大學 1=[(p-od)/π](o+sino)+od+3=[(p-od)/π](o-sino)+od+

(7-將式(7-1)z=[(p-od)/πγ][(sino/sinφ-o)-c/(tanφ)-(o/γ)d

(7-中國礦業(yè)大學 塑性區(qū)邊界線:如果基礎的埋置深度d、荷載p以及土的c、已知，則根據(jù)塑性區(qū)邊界方程可繪出塑性區(qū)邊界條形基條形基礎底面邊緣的塑性中國礦業(yè)大學）塑性區(qū)的最大深度zmax，可由dz/do＝0的條件求得，即dz/do=[(p-od)/πγ](coso/sin-1)=cos0=0=π/2- (7-將上式代入塑性區(qū)的邊界方程,得zmax的表達式為zmax=[(p-od)/πγ][cot-(π/2-)]-c/(tanφ)-(o/(7-當荷載增大時，塑性區(qū)就發(fā)展，該區(qū)的最大深度也隨之增大；若zmax0，也就是地基中剛要出現(xiàn)但尚未出現(xiàn)塑性區(qū)，相應的荷載即為臨塑荷載pcr。因此，在上式中令zmax=0，并可得到臨塑荷載的表達式如下：pcr=[π(od+c·cot)/(cot+-π/2)]+o (7-中國礦業(yè)大學 性區(qū)有所發(fā)展，只要塑性區(qū)的范圍不超出某一限度，pcr作為淺基礎的地基承載力無疑是偏于保守的，但地基中經驗認為直荷載作用下，塑性區(qū)的最大深度zmax可以控制在基礎寬度的1/4p1/4表示。因此，令塑性區(qū)的最大深度zmax1/4b，就可以得到：中國礦業(yè)大學 p1/4=[π(od+ccot+b/4)/(cot+-π/2)]+o 如果令zmax=(1/3)b，同樣可以得到p1/3公式。p1/3和都稱為地基的有限塑性區(qū)深度荷載臨界荷載)。應該，臨塑荷載公式是在均布條形荷載的情況下導中國礦業(yè)大學 公式介地基極限荷載pu的一般計算公式pu=(b/2)N+cNc+q

(7-－基礎底面以下地基土的天然重c－基礎底面以下地基土的粘聚q－基礎底面兩側的均布荷載，其值為基礎埋深范圍土的自重壓N，Nc，Nq－地基承載力系數(shù)，均為tan=tan(450+2)的函亦即的函數(shù)。可直接計算或查有關圖表確中國礦業(yè)大學 簡明推導(近似)地地基極限荷載分中國礦業(yè)大學中國礦業(yè)大學）并滑動，然后壓縮側面Ⅱ區(qū)在Ⅰ區(qū)：豎向應力為最大主應力σ1I，水平應力為最小主應力σ3I，所以滑裂面AC與基礎底面之夾角45φ/2；中國礦業(yè)大學中國礦業(yè)大學）σ3II=q+·b·tanσ3IItan2(45+2ctan(45+2ctan(7-中國礦業(yè)大學中國礦業(yè)大學）對I2ctan(45+·b·tan/2)tan2+2c·tan]tan2+2c·tanqtan pu=(b/2)(tan5-tan)+2c(tan3+tan)+qtan p=(b/2)·N+c·N+ 中國礦業(yè)大學 取安全系數(shù)K=2.0~3.0為地基承載力，必須有一定的取安全系數(shù)K=2.0~3.0中國礦業(yè)大學中國礦業(yè)大學）中國礦業(yè)大學 7.3地基的極限承載力Ⅰ區(qū)—位于基礎底面下，呈楔形，為彈性壓密區(qū)（密 太沙基太沙基公式中的地基滑動面和地基分中國礦業(yè)大學）II區(qū)—滑動面為曲面，呈對數(shù)螺旋線。Ⅰ區(qū)正中底部線的切線與水平線的夾角為45-/2。III區(qū)—滑動面為傾斜平面，剖面圖上呈等腰三角形。滑動體斜面與水平地面的夾角為45-/2。太沙基太沙基公式中的地基滑動面和地基分中國礦業(yè)大學）下面來介紹一下幾種不同情況下的太沙基公當?shù)鼗撩軐?，ps（界限荷載）（密實核）在極限平衡時受到以下4中國礦業(yè)大學 7.3地基的極限承載力①頂面的極限荷載pu③斜面ab'及a'b'上作用的粘聚力④密實核向下移動時II區(qū)土體對其產生 中國礦業(yè)大學中國礦業(yè)大學）pu=(b/2)N+cNc+qN 數(shù)不同。太沙基公式的承載力系數(shù)N，Nc與Nq要根據(jù)地基土的內摩擦角值，查的承載力系數(shù)圖8-6（P193圖7-7）中的曲線（實線）中國礦業(yè)大學 7.3.2太沙基公式太太沙基公式中的承載力系中國礦業(yè)大學中國礦業(yè)大學）7.3.2pu=(1/2)bN'+(2/3)cNc'+qNq

NN，Nc，Nq數(shù)，根據(jù)內摩擦角查剛才圖7-7中的虛線中國礦業(yè)大學中國礦業(yè)大學）7.3.2pu=0.4b0N c+0d 式中：b0pu=0.3b0N c+0dN 中國礦業(yè)大學 7.3.2pa=pu/ (7-式中：式中：K—地基承載力安全系數(shù)，K≥3.0中國礦業(yè)大學中國礦業(yè)大學）土坡：具有傾斜坡面的土分中國礦業(yè)大學中國礦業(yè)大學）中國礦業(yè)大學中國礦業(yè)大學）中國礦業(yè)大學 中國礦業(yè)大學中國礦業(yè)大學）中國礦業(yè)大學 圖7-9圖7-9土坡各部位的名中國礦業(yè)大學中國礦業(yè)大學）7.4土坡穩(wěn)定性分析 中國礦業(yè)大學中國礦業(yè)大學）堵江埋沒新灘鎮(zhèn)秭歸縣境堵江埋沒新灘鎮(zhèn)7 年年中國礦業(yè)大學中國礦業(yè)大學）中國礦業(yè)大學中國礦業(yè)大學）中國礦業(yè)大學中國礦業(yè)大學）圖圖中國礦業(yè)大學中國礦業(yè)大學）極限平衡法的一般步根據(jù)滑裂土體的靜力平衡條件和－庫侖中國礦業(yè)大學 7.4土坡穩(wěn)定性分析中國礦業(yè)大學中國礦業(yè)大學）穩(wěn)定安全系數(shù)K穩(wěn)定安全系數(shù)KRWcostgTWN N 當β=φ時，K=1，此時土體處于極限平衡狀態(tài)，坡角β為天休止角。經驗值：粗砂 ＝30；細砂：β＝22中國礦業(yè)大學 的重量為W，W可以產生沿坡面的下滑力TWsinβ和垂WcosNtgWcosβtg數(shù)(Wcosβtg/(Wsin 顯然，當β=，K=1，相應的β稱為天然休止角，它是土中國礦業(yè)大學 無黏重力W JT Tsinwicos抗滑力R[coswisin)tg R[coswisin()]tgT當時,Ktg sattg

sinwicos(中國礦業(yè)大學 7.4土坡穩(wěn)定性分析無黏滲透水滲透水流逸出的土中國礦業(yè)大學）7.4土坡穩(wěn)定性分析T=Vsinβ+wiVcos(β-N=Vcosβ-wiVsin(β-K'=Ntan/T[cosβ-wisin(β- /[sinβ+wicos(β-(7-15)若水流在逸出段順坡面流動，即β。這時，流經途徑ds的水頭損失為dh，故有：isinβ。K'=(cosβtan)/(sinβ+wsinβ)K'=K'1=(/sat)(tan/tanβ)=中國礦業(yè)大學 7.4土坡穩(wěn)定性分析當滲透水流沿水平方向逸出坡面時，=0，i=tanβ。K'2=[(-wtan2β)/(+=[(-wtan2β)/sat](tan/tanβ)<K系數(shù)降低到sat，通常sat約為0.5，即安全系數(shù)系數(shù)降低。因此，有滲流逸出時的土坡要有與均中國礦業(yè)大學 滲透水流未逸出的土 中國礦業(yè)大學 無黏如果浸水面上下 動中國礦業(yè)大學 7.4土坡穩(wěn)定性分析會像無黏性土坡一樣沿坡面滑動。的滑動 中國礦業(yè)大學 7.4土坡穩(wěn)定性分析為了將圓弧滑動法應用于0的黏性土，通常采中國礦業(yè)大學 7.4土坡穩(wěn)定性分析土坡剖面 (b)作用于i土條上的中國礦業(yè)大學 7.4土坡穩(wěn)定性分析(n–)界面上的未知量為3(n-1)，滑動面上力的未知量為2n，加上待求的安(n–)靜力平衡方程和極限平衡方程為4n個。(n–)n一般大于10高次超靜定問兩個辦法，一是完全拋棄剛體平衡的概念，把土當成變形體，直接用有限元法求解，二一些可以接受的簡化假定，以減少未知量或增加方程用了不同的簡化假定。下面僅介紹比較著名的瑞典條畢肖普條分法。中國礦業(yè)大學 7.4土坡穩(wěn)定性分析：的自重Wi和Qi，以及滑動面上的兩個分力Ni：(Wi+Qi(Wi+Qi中國礦業(yè)大學 7.4土坡穩(wěn)定性分析MT=R·[(Wi+Qi抗滑力cili+Nita MR=R(cili+Nitani)=R[cili+(Wi+Qi=RcL+Rtan·(Wi+Qi)中國礦業(yè)大學 7.4土坡穩(wěn)定性分析K=MR/MT=[cL+tan·(Wi+Qi)cosi]/+Qi)中國礦業(yè)大學 7.4土坡穩(wěn)定性分析畢肖甫法。作用在條塊i上的力，除了重力Wi外，滑別有法向力Ei、Ei+1和切向力Fi、Fi+1。若條中國礦業(yè)大學 7.4土坡穩(wěn)定性分析Fz0(Wi+Qi)+(Fi+1-Fi)=Nicosi+Ti或：NicosiWi+QiFi+1FiTisinTi=(cili+Nitani代入力平衡條件方程Fz0，并經整理，可以得到滑動面上的Ni：Ni=[(Wi+Qi)+(Fi+1-Fi)-(cili/K)sini]/m(7-18)式中：micosisini·tani中國礦業(yè)大學 7.4土坡穩(wěn)定性分