第四章土的抗剪強度與地基承載力土力學與地基基礎(chǔ)本章提要學習難點第四章：土的抗剪強度與地基承載力土是如何破壞的？如何衡量和測定土的強度？如何應用土的強度指標？地基的破壞形式有哪些？如何確定地基承載力？土的抗剪強度理論及本質(zhì)土的抗剪強度指標及測試方法土的抗剪強度指標的種類及選取極限承載力的求法§4.1概述§4.2土的抗剪強度指標的測定§4.3地基承載力的理論計算§4.4地基承載力特征值的確定第四章：土的抗剪強度與地基承載力§4.1概述-土體強度及其特點概述土體強度及其特點工程中土的強度問題土的抗剪強度土的強度的特點各種類型的滑坡(sliding)擋土和支護結(jié)構(gòu)的破壞地基的破壞砂土的液化(liquefaction)土的抗剪強度§4.1概述-土體強度及其特點土的抗剪強度：是指土體對于外力作用下，土體內(nèi)部產(chǎn)生剪應力時，土對剪切破壞的極限抵抗能力。變形破壞：沉降、位移、不均勻沉降等超過規(guī)定限值強度破壞：地基整體或局部滑移、隆起，土工構(gòu)筑物失穩(wěn)、滑坡地基破壞碎散性：強度不是顆粒礦物本身的強度，而是顆粒間相互作用-主要是抗剪強度與剪切破壞，顆粒間粘聚力與摩擦力三相體系：三相承受與傳遞荷載-有效應力原理

自然變異性：土的強度的結(jié)構(gòu)性與復雜性土的強度及其特點§4.1概述-土體強度及其特點各種類型的滑坡崩塌平移滑動旋轉(zhuǎn)滑動流滑滑裂面§4.1概述-土體強度及其特點1994年4月30日崩塌體積400萬方，10萬方進入烏江死4人，傷5人，失蹤12人；擊沉多艘船只1994年7月2-3日降雨引起再次滑坡滑坡體崩入烏江近百萬方；江水位差數(shù)米，無法通航。烏江武隆雞冠嶺

山體崩塌§4.1概述-土體強度及其特點錨固破壞整體滑動底部破壞土體下沉墻體折斷擋土支護結(jié)構(gòu)的破壞§4.1概述-土體強度及其特點廣州京光廣場基坑塌方使基坑旁辦公室、民工宿舍和倉庫倒塌，死3人，傷17人§4.1概述-土體強度及其特點大阪的港口碼頭擋土墻由于液化前傾§4.1概述-土體強度及其特點地基的破壞地基P滑裂面§4.1概述-土體強度及其特點某谷倉地基的破壞§4.1概述-土體強度及其特點砂土的液化(liquefaction)日本新瀉1964年地震引起大面積液化§4.1概述-土體強度及其特點土壓力邊坡穩(wěn)定性地基承載力振動液化特性擋土結(jié)構(gòu)物破壞各種類型的滑坡地基的破壞砂土的液化核心問題:土體的強度理論§4.1概述-土體強度及其特點土的抗剪強度理論直剪試驗與庫侖公式土的抗剪強度機理

莫爾-庫侖強度理論§4.1概述-土的抗剪強度法國軍事工程師，在摩擦、電磁方面做出了奠基性的貢獻。1773年發(fā)表了關(guān)于土壓力方面論文，成為土壓力的經(jīng)典理論庫侖（C.A.Coulomb）(1736-1806)§4.1概述-土的抗剪強度直剪試驗PT土樣下盒上盒S面積A直剪試驗法向應力：剪應力：剪切變形S1S23§4.1概述-土的抗剪強度直剪試驗的強度包線S123Oc庫侖公式：（1776）f1f2f3f

：土的抗剪強度tg：摩擦強度-正比于壓力：土的內(nèi)摩擦角c：粘聚強度-與所受壓力無關(guān)§4.1概述-土的抗剪強度土的抗剪強度指標c和是決定土的抗剪強度的兩個指標，稱為抗剪強度指標當采用總應力時，稱為總應力抗剪強度指標當采用有效應力時，稱為有效應力抗剪強度指標對無粘性土通常認為，粘聚力C=0庫侖公式:§4.1概述-土的抗剪強度摩擦強度摩擦強度：決定于剪切面上的正應力σ和土的內(nèi)摩擦角由顆粒之間發(fā)生滑動時顆粒接觸面粗糙不平所引起，與顆粒的形狀，礦物組成，級配等因素有關(guān)0.020.060.20.623020顆粒直徑(mm)滑動摩擦角u粗粉細砂中砂粗砂滑動摩擦咬合摩擦包括如下兩個組成部分：滑動摩擦§4.1概述-土的抗剪強度摩擦強度：決定于剪切面上的正應力σ和土的內(nèi)摩擦角滑動摩擦咬合摩擦包括如下兩個組成部分：是指相鄰顆粒對于相對移動的約束作用當發(fā)生剪切破壞時，相互咬合著的顆粒A必須抬起，跨越相鄰顆粒B，或在尖角處被剪斷（C），才能移動土體中的顆粒重新排列，也會消耗能量咬合摩擦CABCAB剪切面摩擦強度§4.1概述-土的抗剪強度密度粒徑級配顆粒的礦物成分粒徑的形狀粘土顆粒表面的吸附水膜影響土的摩擦強度的主要因素:摩擦強度§4.1概述-土的抗剪強度凝聚強度細粒土：粘聚力c取決于土粒間的各種物理化學作用力作用機理：庫倫力（靜電力）、范德華力、

膠結(jié)作用力和毛細力等影響因素：地質(zhì)歷史、粘土顆粒礦物成分、

密度與離子濃度粗粒土：一般認為是無粘性土，不具有粘聚強度：當粗間有膠結(jié)物質(zhì)存在時可具有一定的粘聚強度非飽和砂土，粒間受毛細壓力，具有假粘聚力§4.1概述-土的抗剪強度

應力狀態(tài)與莫爾圓

極限平衡應力狀態(tài)

莫爾-庫侖強度理論

破壞判斷方法

滑裂面的位置莫爾-庫侖強度理論§4.1概述-土的抗剪強度應力狀態(tài)yyzxyzxxz三維應力狀態(tài)二維應力狀態(tài)zxzxzx§4.1概述-土的抗剪強度莫爾圓應力分析符號規(guī)定材料力學+-正應力剪應力拉為正壓為負順時針為正逆時針為負+-土力學壓為正拉為負逆時針為正順時針為負§4.1概述-土的抗剪強度§4.1概述-土的抗剪強度應力莫爾圓331131dlcosdlsin應力莫爾圓大主應力：小主應力:圓心：半徑：O213rp(,)(,)莫爾圓：單元的應力狀態(tài)圓上點：一個面上的與莫爾圓轉(zhuǎn)角2：作用面轉(zhuǎn)角§4.1概述-土的抗剪強度極限平衡應力狀態(tài)極限平衡應力狀態(tài)：當一面上的應力狀態(tài)達到=f土的強度包線：所有達到極限平衡狀態(tài)的莫爾圓的公切線切點=破壞面§4.1概述-土的抗剪強度應力莫爾圓與強度包線f強度包線以下：任何一個面上的一對應力與都沒有達到破壞包線，不破壞與破壞包線相切：有一個面上的應力達到破壞與破壞包線相交：有一些平面上的應力超過強度不可能發(fā)生§4.1概述-土的抗剪強度土單元的某一個平面上的抗剪強度f是該面上作用的法向應力的單值函數(shù),f=f()（莫爾：1900年）在一定的應力范圍內(nèi)，可以用線性函數(shù)近似f=c+tg某土單元的任一個平面上=f

，該單元就達到了極限平衡應力狀態(tài)莫爾—庫侖強度理論§4.1概述-土的抗剪強度Ocf=c+tg13莫爾-庫侖強度理論的破壞準則土的極限平衡條件：處于極限平衡狀態(tài)時，1和3之間應滿足的關(guān)系無粘性土§4.1概述-土的抗剪強度土單元是否破壞的判別根據(jù)極限平衡條件可以用來判別一點土體是否已發(fā)生剪切破壞計算主應力1,3：確定土單元體的應力狀態(tài)（x，z，xz）判別是否剪切破壞：由31f，比較1和1f由1

3f，比較3和3f由1,3m，比較和m§4.1概述-土的抗剪強度cf=c+tgO1=1f

極限平衡狀態(tài)

（破壞）1<1f

安全狀態(tài)1>1f

不可能狀態(tài)

（破壞）1f3方法一：由31f，比較1和1f土單元是否破壞的判別§4.1概述-土的抗剪強度Ocf=c+tg方法二：由13f，比較3和3f3=3f

極限平衡狀態(tài)

（破壞）3>3f

安全狀態(tài)3<3f

不可能狀態(tài)

（破壞）13f土單元是否破壞的判別§4.1概述-土的抗剪強度Of=c+tgOc方法三：由1,3

m，比較和mm<

安全狀態(tài)m=極限平衡狀態(tài)

（破壞）m>不可能狀態(tài)

（破壞）處于極限平衡狀態(tài)所需的內(nèi)摩擦角土單元是否破壞的判別§4.1概述-土的抗剪強度課堂例題已知，某砂土地基，=20°，c=0，地基中某點的應力1=350kPa，3=150kPa，問該點是否剪壞?！?.1概述-土的抗剪強度由31f，比較1和1f由1

3f，比較3和3f由1,3m，比較和m課堂例題已知，某砂土地基，=20°，c=0，地基中某點的應力1=350kPa，3=150kPa，問該點是否剪壞?！?.1概述-土的抗剪強度方法一：由31f，比較1和1f1>1f

不可能狀態(tài)（破壞）課堂例題已知，某砂土地基，=20°，c=0，地基中某點的應力1=350kPa，3=150kPa，問該點是否剪壞?！?.1概述-土的抗剪強度方法二：由13f，比較3和3f3<3f不可能狀態(tài)（破壞）課堂例題已知，某砂土地基，=20°，c=0，地基中某點的應力1=350kPa，3=150kPa，問該點是否剪壞。§4.1概述-土的抗剪強度方法三：由1,3

m，比較和m

<m

不可能狀態(tài)（破壞）剪切破壞面的位置31f22=90+=45+/2O1f3可見土體破壞的剪切破壞不在45o最大剪應力面上，為什么？與大主應力面夾角:2§4.1概述-土的抗剪強度小結(jié)直剪試驗與庫侖公式土的抗剪強度機理

莫爾-庫侖強度理論直剪試驗庫侖公式土的抗剪強度指標c和應力狀態(tài)與莫爾圓極限平衡應力狀態(tài)莫爾-庫侖強度理論土體破壞判斷方法滑裂面的位置摩擦強度：滑動、咬合摩擦凝聚強度§4.1概述-土的抗剪強度§4.1概述§4.2土的抗剪強度指標的測定§4.3地基承載力的理論計算§4.4地基承載力特征值的確定第四章：土的抗剪強度與地基承載力室內(nèi)試驗：直剪試驗三軸試驗等野外試驗：十字板扭剪試驗旁壓試驗等抗剪強度測定試驗重塑土制樣或現(xiàn)場取樣缺點：擾動優(yōu)點：應力和邊界條件

清楚，易重復缺點：應力和邊界條

件不易掌握優(yōu)點：原狀土的原位

強度§4.2土的抗剪強度指標的測定直剪試驗PT土樣下盒上盒S面積AOc1S23f1f2f3直剪儀(directsheartestapparatus)§4.2土的抗剪強度指標的測定–直剪試驗直剪試驗§4.2土的抗剪強度指標的測定–直剪試驗直剪試驗§4.2土的抗剪強度指標的測定–直剪試驗直剪試驗§4.2土的抗剪強度指標的測定–直剪試驗直剪試驗§4.2土的抗剪強度指標的測定–直剪試驗直剪試驗的類型(1)固結(jié)慢剪施加正應力-充分固結(jié)剪切速率很慢，<0.02mm/分，以保證無超靜孔壓(2)固結(jié)快剪施加正應力-充分固結(jié)在3-5分鐘內(nèi)剪切破壞(3)快剪施加正應力后立即剪切3-5分鐘內(nèi)剪切破壞通過控制剪切速率近似模擬排水條件§4.2土的抗剪強度指標的測定–直剪試驗直剪試驗的優(yōu)缺點設(shè)備和操作簡單人為固定剪切面剪切面應力狀態(tài)復雜應力、應變不均勻主應力方向旋轉(zhuǎn)剪切面積逐漸減小排水條件不明確PT土樣TP試樣內(nèi)的變形分布§4.2土的抗剪強度指標的測定–直剪試驗試樣圍壓

力3閥門閥門馬達橫梁量力環(huán)百分表量水管孔壓量測三軸試驗試樣應力特點

與試驗方法強度包線試驗類型優(yōu)缺點§4.2土的抗剪強度指標的測定–三軸試驗三軸試驗§4.2土的抗剪強度指標的測定–三軸試驗三軸試驗§4.2土的抗剪強度指標的測定–三軸試驗應力特點與試驗方法方法：固結(jié)：試樣施加圍壓力1=2=3

剪切：施加應力差Δ1=1-3

應力特點：試樣是軸對稱應力狀態(tài)垂直應力z一般是大主應力1側(cè)向應力總是相等x=y，且為中、小主應力2=3試樣水壓

力c軸向力F§4.2土的抗剪強度指標的測定–三軸試驗類型施加

3施加

1-3量測固結(jié)

排水固結(jié)排水體變固結(jié)

不排水固結(jié)不排水孔隙水壓力不固結(jié)不排水不固結(jié)不排水孔隙水壓力常用試驗類型試樣圍壓

力3閥門閥門馬達橫梁量力環(huán)百分表量水管孔壓量測§4.2土的抗剪強度指標的測定–三軸試驗應力特點與試驗方法1-313=100kPa3=300kPa3=500kPa三軸試驗確定土的強度包線O31f強度包線c由不同圍壓的三軸試驗，得到破壞時相應的（1-)f分別繪制破壞狀態(tài)的應力摩爾圓，其公切線即為強度包線，可得強度指標c與15%(1-3)f§4.2土的抗剪強度指標的測定–三軸試驗§4.2土的抗剪強度指標的測定–三軸試驗三軸試驗確定土的強度包線不固結(jié)不排水剪（UU）：固結(jié)不排水剪（CU）：§4.2土的抗剪強度指標的測定–三軸試驗三軸試驗確定土的強度包線固結(jié)排水剪（CD）：§4.2土的抗剪強度指標的測定–三軸試驗三軸試驗確定土的強度包線固結(jié)排水試驗（CD試驗）

ConsolidatedDrainedTriaxialtest(CD) 總應力抗剪強度指標：cd

d（c）試驗類型與強度指標固結(jié)不排水試驗（CU試驗） ConsolidatedUndrained

Triaxialtest(CU) 總應力抗剪強度指標：ccu

cu不固結(jié)不排水試驗（UU試驗） UnconsolidatedUndrained

Triaxialtest(UU) 總應力抗剪強度指標：cuu（

cuu

uu

）§4.2土的抗剪強度指標的測定–三軸試驗常規(guī)三軸試驗優(yōu)缺點單元體試驗，試樣內(nèi)應力和應變相對均勻應力狀態(tài)和應力路徑明確排水條件清楚，可控制破壞面不是人為固定的設(shè)備操作復雜現(xiàn)場無法試驗常規(guī)三軸試驗不能反映2的影響說明：3＝0即為無側(cè)限抗壓強度試驗§4.2土的抗剪強度指標的測定–三軸試驗無側(cè)限抗壓強度試驗§4.2土的抗剪強度指標的測定–三軸試驗無側(cè)限抗壓強度試驗相當于在三軸壓縮儀中進行σ3=0的不固結(jié)不排水剪切試驗。剪切破壞時試樣所能承受的最大軸向壓力qu稱為無側(cè)限抗壓強度。無側(cè)限抗壓強度試驗§4.2土的抗剪強度指標的測定–三軸試驗無側(cè)限抗壓強度試驗§4.2土的抗剪強度指標的測定–三軸試驗十字板剪切試驗一般適用于測定軟粘土的不排水強度指標鉆孔到指定的土層，插入十字形的探頭通過施加的扭矩計算土的抗剪強度§4.2土的抗剪強度指標的測定–十字板剪切試驗M2fvfhM1DHM假定土體為各向同性，fh=fv=f：§4.2土的抗剪強度指標的測定–十字板剪切試驗十字板剪切試驗土的強度指標的工程應用名稱指標應用不排水剪(快剪)cu、ucq、q軟土地基快速施工固結(jié)不排水剪(固結(jié)快剪)ccu、cuccq、cq固結(jié)完成后受突然荷載固結(jié)排水剪(慢剪)cd、dcs、s地基透水性強施工較慢或正常運行期§4.2土的抗剪強度指標的測定–工程應用不固結(jié)不排水剪（快剪）cu、u（cq、q）粘土地基上快速施工的建筑物軟土地基上的快速填方土壩快速施工，心墻未固結(jié)土的強度指標的工程應用固結(jié)不排水剪（固結(jié)快剪）ccu、cu（ccq、cq）

在天然土坡上快速填方水位驟降在1層固結(jié)后，施工2層12土的強度指標的工程應用固結(jié)排水剪（慢剪）ccd、cd（cs、s）粘土地基上慢速施工的建筑物粘土地基上的分層慢速填方穩(wěn)定滲流期的土壩土的強度指標的工程應用§4.1概述§4.2土的抗剪強度指標的測定§4.3地基承載力的理論計算§4.4地基承載力特征值的確定第四章：土的抗剪強度與地基承載力地基承載力§4.3地基承載力的理論計算地基承載力是指地基土單位面積上所能承受荷載的能力。土作為建筑物地基使用時，在建筑物荷載的作用下，內(nèi)部應力發(fā)生變化，表現(xiàn)在兩方面：由于土在外荷載作用下產(chǎn)生壓縮變形，引起基礎(chǔ)過大的沉降量或沉降差，使上部結(jié)構(gòu)傾斜、開裂以致毀壞而失去使用價值由于建筑物的荷載過大，超過了地基的承載能力而使地基產(chǎn)生滑動破壞。地基破壞：主要是由于基礎(chǔ)下持力層抗剪強度不夠，土體產(chǎn)生剪切破壞所致。地基的破壞形式整體破壞（密實砂土、堅硬粘土、淺埋）局部剪切破壞（土質(zhì)較軟）沖剪破壞（軟粘土、深埋）§4.3地基承載力的理論計算豎直荷載下地基的破壞模式：豎直和水平荷載下地基的破壞模式：表面滑動（水平荷載大）深層滑動（豎直荷載大）地基的破壞形式§4.3地基承載力的理論計算整體破壞：土質(zhì)堅實,基礎(chǔ)埋深淺；曲線開始近直線，隨后沉降陡增，兩側(cè)土體隆起。地基的破壞形式§4.3地基承載力的理論計算1940年在軟粘土地基上的某水泥倉的傾覆藍粘土石頭和粘土地基土可能的滑動方向巖石辦公樓外墻黃粘土地基的破壞形式§4.3地基承載力的理論計算地基的破壞形式§4.3地基承載力的理論計算局部剪切：松軟地基，埋深較大；曲線開始就是非線性，沒有明顯的驟降段。相鄰建筑物施工引起的原有建筑物的局部傾斜（軟粘土地基）地基的破壞形式§4.3地基承載力的理論計算地基的破壞形式§4.3地基承載力的理論計算沖剪破壞：松軟地基，埋深較大；荷載板幾乎垂直下切，兩側(cè)無土體隆起。在軟粘土上的密砂地基的沖剪破壞地基的破壞形式§4.3地基承載力的理論計算地基的破壞形式§4.3地基承載力的理論計算深層滑動PhPv表層滑動PhPvpcrpupcr~pu臨塑荷載連續(xù)滑動面和極限荷載塑性區(qū)發(fā)展和臨界荷載pcr

pu地基土開始出現(xiàn)剪切破壞s連續(xù)滑動面載荷試驗§4.3地基承載力的理論計算大量工程實踐表明，用pcr作為地基承載力是比較保守和不經(jīng)濟的。多數(shù)情況下，即使地基中出現(xiàn)一定范圍的塑性區(qū)，也不致危及建筑物的安全和正常使用。工程中可以允許塑性區(qū)發(fā)展到一定范圍，這個范圍的大小是與建筑物的重要性、荷載性質(zhì)以及土的特征等因素有關(guān)的。允許地基產(chǎn)生一定范圍塑性區(qū)所對應的基底壓力稱為臨界荷載。臨塑荷載和臨界荷載§4.3地基承載力的理論計算條形基礎(chǔ)下的塑性區(qū)臨塑荷載和臨界荷載§4.3地基承載力的理論計算臨塑荷載和臨界荷載地基中任意一點主應力：自重應力：s1=1d+2zs3=k0（1d+2z）彈性區(qū)的附加應力：設(shè)k0=1.0，則有下式2dzM0§4.3地基承載力的理論計算1z摩爾-庫侖極限平衡理論：臨塑荷載和臨界荷載§4.3地基承載力的理論計算塑性區(qū)邊界方程：塑性區(qū)的最大深度Zmax：臨塑荷載和臨界荷載§4.3地基承載力的理論計算令：則：對應Zmax=0時，臨塑荷載對應Zmax=1/3時，偏心荷載作用下臨界荷載對應Zmax=1/4時，中心荷載作用下臨界荷載臨塑荷載和臨界荷載§4.3地基承載力的理論計算臨塑荷載和臨界荷載§4.3地基承載力的理論計算承載力系數(shù)Nd、Nc、N1/3、N1/4上述臨塑荷載與臨界荷載計算公式，均由條形基礎(chǔ)上作用均布荷載推導得來，對于其他問題（如矩形、圓形基礎(chǔ)），采用以上兩公式進行計算時結(jié)果偏于安全；推導臨界荷載p1/3，p1/4的計算公式時，土中已出現(xiàn)塑性區(qū)，但仍然近似按彈性理論來求解，這在理論上是相互矛盾的，所引起的誤差將隨著塑性區(qū)的擴大而加大。臨塑荷載和臨界荷載§4.3地基承載力的理論計算條形基礎(chǔ)承受中心荷載?；A(chǔ)寬度2.0m，埋深1.6m。地基土分為3層：表層為素填土，天然重度γ1=18.2kN/m3，層厚h1=1.6m；第2層為粉土γ2=19.0kN/m3，粘聚力c2=12kPa，內(nèi)摩擦角φ2=20ο，層厚h2=6.0m；第3層為粉質(zhì)粘土，γ3=19.5kN/m3，粘聚力c3=22kPa，內(nèi)摩擦角φ3=18ο，層厚h3=5.0m；使計算該地基的臨塑荷載和臨界荷載。例題4-4§4.3地基承載力的理論計算條形基礎(chǔ)承受中心荷載。基礎(chǔ)寬度2.0m，埋深1.6m。地基土分為3層：表層為素填土，天然重度γ1=18.2kN/m3，層厚h1=1.6m；第2層為粉土γ2=19.0kN/m3，粘聚力c2=12kPa，內(nèi)摩擦角φ2=20ο，層厚h2=6.0m；第3層為粉質(zhì)粘土，γ3=19.5kN/m3，粘聚力c3=22kPa，內(nèi)摩擦角φ3=18ο，層厚h3=5.0m；使計算該地基的臨塑荷載和臨界荷載?！?.3地基承載力的理論計算例題4-4根據(jù)已知條件：γm=γ1=18.2kN/m3，γ=γ2=19.0kN/m3，

d=1.6m，c=c2=12kPa，φ=

φ2=20ο，則有：臨塑荷載：§4.3地基承載力的理論計算例題4-4根據(jù)已知條件：γm=γ1=18.2kN/m3，γ=γ2=19.0kN/m3，

d=1.6m，c=c2=12kPa，φ=

φ2=20ο，則有：臨界荷載：條形基礎(chǔ)承受中心荷載?；A(chǔ)寬度2.0m，埋深1.6m。地基土分為3層：表層為素填土，天然重度γ1=18.2kN/m3，層厚h1=1.6m；第2層為粉土γ2=19.0kN/m3，粘聚力c2=12kPa，內(nèi)摩擦角φ2=20ο，層厚h2=6.0m；第3層為粉質(zhì)粘土，γ3=19.5kN/m3，粘聚力c3=22kPa，內(nèi)摩擦角φ3=18ο，層厚h3=5.0m；使計算該地基的臨塑荷載和臨界荷載。極限荷載§4.3地基承載力的理論計算地基剪切破壞發(fā)展到即將失穩(wěn)時所能承受的荷載，稱為地基的極限荷載。極限承載力的理論推導目前只能針對整體剪切破壞模式進行。普朗特爾（Prandtl）承載力公式太沙基承載力公式漢森和魏錫克承載力公式極限荷載§4.3地基承載力的理論計算普朗特爾承載力公式：按照極限平衡理論求解的承載力?；炯俣ń橘|(zhì)無質(zhì)量外荷載為地面上無限長的條形荷載荷載板是光滑的，即與介質(zhì)無摩擦極限荷載§4.3地基承載力的理論計算結(jié)論：滑動面形狀：兩端為直線，中間為對數(shù)螺旋線，左右對稱極限承載力計算公式：極限荷載§4.3地基承載力的理論計算BEFBp實際地面DC普朗特-瑞斯納承載力滑裂面的形狀：r=r0etg極限荷載§4.3地基承載力的理論計算太沙基承載力公式：按假定滑動面法求解的承載力。對普朗德爾理論進行了修正基本假定地基土有重量，即γ≠0；基底粗糙；不考慮基底以上填土的抗剪強度，把它僅看成作用在基底水平面上的超載在極限荷載作用下基礎(chǔ)發(fā)生整體剪切破壞。極限荷載§4.3地基承載力的理論計算結(jié)論：極限承載力計算公式：極限荷載§4.3地基承載力的理論計算太沙基承載力滑裂面的形狀：條形基礎(chǔ)承受中心荷載?；A(chǔ)寬度2.0m，埋深1.6m。地基土分為3層：表層為素填土，天然重度γ1=18.2kN/m3，層厚h1=1.6m；第2層為粉土γ2=19.0kN/m3，粘聚力c2=12kPa，內(nèi)摩擦角φ2=20ο，層厚h2=6.0m；第3層為粉質(zhì)粘土，γ3=19.5kN/m3，粘聚力c3=22kPa，內(nèi)摩擦角φ3=18ο，層厚h3=5.0m；用太沙基公式確定承載力。例題4-5§4.3地基承載力的理論計算例題4-5§4.3地基承載力的理論計算條形基礎(chǔ)承受中心荷載。基礎(chǔ)寬度2.0m，埋深1.6m。地基土分為3層：表層為素填土，天然重度γ1=18.2kN/m3，層厚h1=1.6m；第2層為粉土γ2=19.0kN/m3，粘聚力c2=12kPa，內(nèi)摩擦角φ2=20ο，層厚h2=6.0m；第3層為粉質(zhì)粘土，γ3=19.5kN/m3，粘聚力c3=22kPa，內(nèi)摩擦角φ3=18ο，層厚h3=5.0m；用太沙基公式確定承載力。根據(jù)已知條件：φ=20ο，查表：Nγ=4，Nq=7.42，Nc=17.6極限荷載：例題4-5§4.3地基承載力的理論計算條形基礎(chǔ)承受中心荷載。基礎(chǔ)寬度2.0m，埋深1.6m。地基土分為3層：表層為素填土，天然重度γ1=18.2kN/m3，層厚h1=1.6m；第2層為粉土γ2=19.0kN/m3，粘聚力c2=12kPa，內(nèi)摩擦角φ2=20ο，層厚h2=6.0m；第3層為粉質(zhì)粘土，γ3=19.5kN/m3，粘聚力c3=22kPa，內(nèi)摩擦角φ3=18ο，層厚h3=5.0m；用太沙基公式確定承載力。根據(jù)已知條件：φ=20ο，查表：Nγ=4，Nq=7.42，Nc=17.6極限承載力（當K=3時）：極限荷載§4.3地基承載力的理論計算漢森和魏錫克承載力公式：按假定滑動面求解的承載力，適用于傾斜荷載作用下，不同基礎(chǔ)形狀和埋置深度的極限荷載的計算?；炯俣ɑ坠饣豢紤]荷載傾斜、偏心、基礎(chǔ)形狀、地面傾斜、基底傾斜等因素的影響；極限荷載§4.3地基承載力的理論計算漢森和魏錫克承載力公式：若干修正系數(shù)荷載傾斜修正系數(shù)i極限荷載§4.3地基承載力的理論計算深度修正系數(shù)d極限荷載§4.3地基承載力的理論計算地面傾斜修正系數(shù)g極限荷載§4.3地基承載力的理論計算基底傾斜修正系數(shù)b極限荷載§4.3地基承載力的理論計算漢森公式安全系數(shù)表極限荷載§4.3地基承載力的理論計算魏錫克公式安全系數(shù)表極限荷載§4.3地基承載力的理論計算極限荷載§4.3地基承載力的理論計算極限荷載影響因素：極限承載力影響大的是c，φ。土的容重與土的種類和地下水位有關(guān)。地基的承載力還與基礎(chǔ)的尺寸和形狀有關(guān)：基礎(chǔ)的寬度b越大，承載力越高。但當基礎(chǔ)的寬度達到某一數(shù)值以后，承載力不再隨著寬度的增加而增加?！?.1概述§4.2土的抗剪強度指標的測定§4.3地基承載力的理論計算§4.4地基承載力特征值的確定第四章：土的抗剪強度與地基承載力承載力特征值§4.4地基承載力特征值的確定極限承載力pu

地基達到完全剪切破壞時的荷載容許承載力f同時滿足強度和變形要求的荷載理論公式計算；現(xiàn)場載荷試驗p-s曲線確定；其他原位測試。承載力特征值§4.4地基承載力特征值的確定理論公式計算：一般理論公式計算：①要求較高：fa=Pcr②一般情況下：fa=P1/4

或

P1/3

③用極限荷載計算：fa=Pu/KK---安全系數(shù)承載力特征值§4.4地基承載力特征值的確定規(guī)范推薦公式計算：理論公式計算：fa=Mbb+Md

md+Mcck

fa

——承載力特征值（設(shè)計值）Mb、Md、Mc——承載力系數(shù)Ck——基礎(chǔ)下一倍短邊寬度的深度內(nèi)土的粘聚力承載力特征值§4.4地基承載力特征值的確定按載荷試驗確定：千斤頂荷載板0.50.5m,0.710.71m,1.01.0m不少于3點加荷分級不少于8級每級穩(wěn)定的標準：連續(xù)2h內(nèi)，每h沉降小于0.1mm試驗要點：承載力特征值§4.4地基承載力特征值的確定按載荷試驗確定：地基破壞的判定：明顯側(cè)向擠出或發(fā)生裂紋不少于3點荷載增量很小,沉降急劇增加某級荷載增量下,24小時內(nèi)沉降不能穩(wěn)定s/b