工程巖土模塊三地基土變形與承載力學(xué)習(xí)導(dǎo)圖模塊三地基土變形與承載力

單元一地基沉降任務(wù)一

分析土中應(yīng)力分布為研究青延公路Ｋ２１＋６００小橋２號墩的沉降，首先從地基土的受力進行分析。請根據(jù)圖中土層分布和表中的參數(shù)，分析在小橋修建之前土層中自重應(yīng)力如何分布。學(xué)習(xí)情境一1土中應(yīng)力相關(guān)知識土中應(yīng)力自重應(yīng)力由于土的自身重力引起的應(yīng)力附加應(yīng)力外荷載作用在土體上時，土中產(chǎn)生的應(yīng)力增量2自重應(yīng)力計算相關(guān)知識例題１

某土層的物理性質(zhì)指標如圖所示，試計算土中的自重應(yīng)力，并繪制自重應(yīng)力分布圖。相關(guān)知識例題例題2某土層的物理性質(zhì)指標如圖所示，試計算土中的自重應(yīng)力，并繪制自重應(yīng)力分布圖某公路Ｋ21+600處小橋２號墩擬建淺基礎(chǔ)，基礎(chǔ)底面為矩形，長度ｌ＝6.6ｍ，寬度ｂ＝３ｍ，使用階段作用在橋墩基礎(chǔ)底面中心處的荷載Ｎ＝1890ｋＮ，Ｍ＝０，分析基礎(chǔ)底面壓力分布。（不考慮埋置深度的影響）學(xué)習(xí)情境二1.．基礎(chǔ)底面壓力分布相關(guān)知識柔性基礎(chǔ)基礎(chǔ)抗彎剛度EI=0剛性基礎(chǔ)抗彎剛度EI=∞２．基底壓力的簡化計算方法（１）中心荷載作用時相關(guān)知識BLxyP２．基底壓力的簡化計算方法（２）偏心荷載作用相關(guān)知識e<B/6:梯形e=B/6:三角形e>B/6:出現(xiàn)拉應(yīng)力區(qū)xyBLeexyBLexyBLK3KPPPK=B/2-e例題例題

某基礎(chǔ)底面尺寸為1.2×1.5m，作用基礎(chǔ)底面的荷載N=180KN，如果基底合力偏心距分別等于0m、0.1m、0.2m、0.3m，試確定基礎(chǔ)底面壓應(yīng)力。

偏心距e0=0，偏心距e0=0.1偏心距e0=0.2偏心距e0=0.3某公路工程K21+600小橋2號墩基礎(chǔ)埋深1m，矩形基礎(chǔ)底面尺寸3.0m6.6m，基礎(chǔ)底面荷載N=1890KN，H=0，M=0作用下，分析基礎(chǔ)中心軸線上的附加應(yīng)力分布。學(xué)習(xí)情境三1.豎直集中荷載作用下附加應(yīng)力的計算相關(guān)知識集中荷載下豎向附加應(yīng)力系數(shù)矩形豎直向均布荷載角點下的應(yīng)力分布系數(shù)pMm=L/b,n=z/b1.矩形面積上豎向均布荷載作用時附加應(yīng)力計算2.任意點的垂直附加應(yīng)力—角點法a.矩形面積內(nèi)b.矩形面積外兩種情況：荷載與應(yīng)力間滿足線性關(guān)系疊加原理角點下垂直附加應(yīng)力的計算公式地基中任意點的附加應(yīng)力例題例題有均布荷載p=100kN/m2，荷載作用面積為2m×１m，如圖所示，求荷載面積上角點A、邊點E、中心點O以及荷載面積外F點和G點等各點下z=1m深度處的附加應(yīng)力。并利用計算結(jié)果說明附加應(yīng)力的擴散規(guī)律。3、矩形面積承受豎直三角形分布荷載作用時的附加應(yīng)力計算ptM矩形面積豎直三角分布荷載角點下的應(yīng)力分布系數(shù)矩形面積上豎直三角形分布荷載作用下壓力為零的角點附加壓力系數(shù)4.建筑物基礎(chǔ)下地基應(yīng)力（1）基底壓力影響因素基底壓力基礎(chǔ)條件剛度形狀大小埋深大小方向分布土類密度土層結(jié)構(gòu)等荷載條件地基條件4.建筑物基礎(chǔ)下地基應(yīng)力例題某橋墩基礎(chǔ)及土層剖面如圖3，已知基礎(chǔ)底面尺寸b=2m，=8m。作用在基礎(chǔ)底面中心處的荷載：N=1120KN，H=0，M=0。計算在豎向荷載作用下，基礎(chǔ)中心軸線上的自重應(yīng)力和附加應(yīng)力，并畫應(yīng)力分布圖。已知各層土的物理指標：某公路工程K20+300～K20+600樁號填土情況如下圖3-1-24，填土重度，路基中心點下3m和4.5m處附加應(yīng)力。學(xué)習(xí)情境四1、豎直均布條形荷載作用下的附加應(yīng)力相關(guān)知識條形面積豎直均布荷載作用時的應(yīng)力分布系數(shù)pM條形面積上豎直均布荷載作用下的附加應(yīng)力系數(shù)2、豎向條形三角形分布荷載作用下附加應(yīng)力相關(guān)知識條形面積豎直均布荷載作用時的應(yīng)力分布系數(shù)ptM豎直條形三角形分布荷載作用時的應(yīng)力系數(shù)例題寬度4m的條形基礎(chǔ)承受偏心荷載，在基底的壓力強度pmax=450KPa，Pmin=200KPa，求圖中a、b、c、d、e各點的豎向附加壓應(yīng)力（c點在基礎(chǔ)中心線上，其他相鄰兩點間的水平距離均為2m）。任務(wù)二

基礎(chǔ)沉降量計算某公路工程K21+600小橋2號墩基礎(chǔ)埋深1m，基礎(chǔ)底面尺寸3.00m6.60m，正常使用極限狀態(tài)下，基礎(chǔ)底面荷載N=1890KN，H=0，M=0。計算其沉降量。褐黃色亞黏土的地基承載力特征值學(xué)習(xí)情境一1.沉降量計算原理相關(guān)知識《公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范JTG3363》規(guī)定當無相鄰荷載影響，基礎(chǔ)寬度在1～30m范圍內(nèi)時，基底中心的地基沉降計算深度簡化計算：簡化計算：2.沉降計算經(jīng)驗系數(shù)ψS

地基沉降計算深度Zn:《公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范JTG3363》規(guī)定例題某基礎(chǔ)底面尺寸為4m×2m，埋深為1.5m，傳至基礎(chǔ)底面的中心荷載N=1434kN，如圖3-1-30所示，持力層的地基承載力特征值fao=150kPa，用壓力面積法計算基礎(chǔ)中點的最終沉降。模塊三地基土變形與承載力

單元二地基承載力任務(wù)一

地基承載力特征值某高速試驗路段，起訖樁號為k21+900+k24+900，道路設(shè)計標準為雙向6車道，行車速度為100km/h，該段試驗路經(jīng)過農(nóng)田，施工人員采用平板荷載試驗法對土層承載能力進行評價，載荷試驗確定地基承載力時，p-s曲線開始不再保持線性關(guān)系時，試驗結(jié)束，載荷試驗p-s曲線簡單定性分析地基土所處的受力狀態(tài)。學(xué)習(xí)情境一1.載荷試驗相關(guān)知識（1）整體剪切破壞（2）局部剪切破壞（3）刺入式剪切破壞地基的破壞形式2.靜力觸探試驗相關(guān)知識3.動力觸探試驗相關(guān)知識（1）圓錐動力觸探試驗

（2）標準貫入試驗?zāi)掣咚俟稫54+691.48人行兼排水鋼筋混凝土蓋板涵1-4×3.5，見圖3-2-5，涵址處地面標高1021.98-1044.27m，地勢為緩坡-中坡，縱向坡度約5-25°。上覆為可塑狀粉質(zhì)黏土，厚度2.0~6.0m，下為白云巖，巖層產(chǎn)狀254°∠85°，強風(fēng)化層厚度約4m，地下水主要受大氣降水補給，水文地質(zhì)條件簡單，無不良地質(zhì)現(xiàn)象。因受到現(xiàn)場條件限制，開展載荷試驗和其他原位測試確有困難，應(yīng)用規(guī)范初步確定地基承載力特征值。學(xué)習(xí)情境一相關(guān)知識1.黏性土相關(guān)知識相關(guān)知識2.砂土相關(guān)知識2.碎石相關(guān)知識3.巖石相關(guān)知識4.粉土任務(wù)二地基承載力驗算某高速公路K50+967.41排水鋼筋混凝蓋板涵（1-6×4.5）涵址，見圖3-2-6。地面標高為852.8~853.92m，地勢平緩，縱向坡度約0~1度，無不良地質(zhì)現(xiàn)象。上覆為軟塑狀淤泥黏土，平均厚度4m，下為泥灰?guī)r，巖層產(chǎn)狀135°∠20°，強風(fēng)化層厚度約2m，無地下水影響。涵洞基礎(chǔ)底面壓力均勻分布p=150KPa（基礎(chǔ)底面尺寸7m×5.5m），如圖3-2-7所示，驗算強風(fēng)化泥灰?guī)r作為持力層的地基承載力是否合格。學(xué)習(xí)情境一當基底寬度b＞2m、埋置深度h＞3m且h/b≤4時，地基承載力特