1、土力學與地基基礎,深圳大學土木工程學院,土壓力與擋土墻,綜合知識,土坡穩(wěn)定分析,淺基礎,樁基礎,擋土墻,土壓力,土壓力的種類,土壓力與擋土墻,路塹擋土墻,橋臺,道路工程中的擋土結構物,橋臺,擋土結構物：,是用來支擋土體防止其側(cè)向移動，以保證土體穩(wěn)定性的 一種構筑物。,土壓力：,土體作用在擋土結構物上的壓力稱為土壓力。 土壓力的計算是擋土結構物設計的重要依據(jù)。,土壓力的種類：,土壓力實驗,在相同的墻高和填土條件下， 三個土壓力間關系：,E0,Ea,Ep,第二節(jié)靜止土壓力計算,靜止土壓力產(chǎn)生條件,靜止土壓力計算公式,靜止土壓力分布,總靜止土壓力,靜止土壓力的應用,靜止土壓力產(chǎn)生條件,擋土墻完全沒有

2、側(cè)向位移、偏轉(zhuǎn)、自身彎曲 變形時，作用在其上土壓力按照靜止土壓力 計算。,地基土體在自重作用下無側(cè)向變形時的 水平側(cè)壓力，就是靜止土壓力。,K0為靜止土壓力系數(shù)。,靜止土壓力計算公式,H,P0,靜止土壓力分布,H,E0,1/3H,總靜止土壓力,靜止土壓力的應用,巖石地基上的重力式擋土墻,地下室外墻,橋臺,墻體不產(chǎn)生位移和轉(zhuǎn)動時的擋土構筑物上土壓力均可按靜止土壓力計算。,例題：P194。,第三節(jié)朗肯土壓力理論,基本假定,朗肯主動土壓力計算,朗肯被動土壓力計算,基本假定,墻后填土表面水平,墻后單元體在水平和豎直方向的主應力方向。,墻背豎直光滑,第四節(jié)庫侖土壓力理論,無粘性土主動土壓力的計算,無粘性

3、土被動土壓力的計算,粘性土庫侖土壓力的計算,概述,無粘性土土坡穩(wěn)定分析,粘性土土坡穩(wěn)定分析,土坡穩(wěn)定分析,由于土坡表面傾斜，在土體自重及其它外力作用下，土坡有從高處向低處滑動的趨勢。,當土坡在一定范圍內(nèi)整體沿著某一滑動面向下、向外移動而喪失穩(wěn)定性時，稱為滑坡或土坡失穩(wěn),1996 年發(fā)生在美國加州 發(fā)生的 La Conchita 滑坡,汶川大地震中的滑坡,由于無粘性土的土粒之間無粘聚力，因此，只要位于坡面上的土單元能夠保持穩(wěn)定，則整個土坡就是穩(wěn)定的。,T,N,Ff,無粘性土土坡穩(wěn)定分析,Ks1.0時，,土坡處于安全平衡狀態(tài)。,土坡穩(wěn)定的極限坡角為=，因此， 也稱為自然休止角。,為了保證有足夠的安

4、全度，一般Ks=1.11.5。,例題1： 已知一均質(zhì)砂土邊坡，砂土參數(shù)為=30,=18.2kN/m3，若要求土坡穩(wěn)定安全系數(shù)Ks1.2時，試計算土坡的安全坡角值為多少？,粘性土由于土粒間存在粘聚力，發(fā)生滑坡時是整塊土體向下滑動,因此粘性土土坡的滑動面在土坡內(nèi)部。,第三節(jié)粘性土土坡穩(wěn)定分析,粘性土坡穩(wěn)定分析的方法主要是條分法。,通過對大量粘性土土坡的滑坡現(xiàn)場調(diào)查，發(fā)現(xiàn)滑動面基本為圓弧面，因此，假設粘性土土坡的滑動面形狀為圓弧面。,假定滑坡體和滑面以下土體均為不變形的剛體。,條分法,假定滑動面為圓弧形滑面,將滑動面以上的土體分為若干垂直土條,對作用在每一土條上的力和力矩進行分析，求出土體的穩(wěn)定安全

5、系數(shù),假定整個滑面上各點的安全系數(shù)相等,土條間法向作用力,土條間切向作用力,安全系數(shù)Fs,n-1,1,條間作用力點位置,n-1,n-1,n,條分法,土條底面的法向作用力,將土坡作為平面問題，對每個土條可分別列兩個正交方向的靜力平衡方程和一個力矩平衡方程共3n個方程,條分法,有n2個未知量無法求解,引入土體本構方程，但很復雜,做出各種簡化假定，減少未知量個數(shù),解決方法：,瑞典條分法、畢肖甫法 、簡布法等。,有限元法,瑞典條分法,不考慮土條間的作用力,計算結果偏于保守.,瑞典條分法是條分法中最簡單、最古老的方法，計算結果偏于保守。建筑地基基礎設計規(guī)范（GB50007-2002）推薦使用該法進行地基

6、穩(wěn)定性分析。,瑞典條分法的假定：,瑞典條分法,邊坡穩(wěn)定分析軟件Geo-slope,邊坡穩(wěn)定分析軟件Geo-slope,邊坡穩(wěn)定分析軟件Geo-slope,邊坡穩(wěn)定分析軟件Geo-slope,淺基礎,淺基礎類型,淺基礎的設計步驟,無筋擴展基礎,擴展基礎,柱下鋼筋混凝土條形基礎,十字交叉基礎,筏板基礎,箱形基礎,墻下條形基礎,柱下獨立基礎,墻下鋼筋混凝土條形基礎,柱下鋼筋混凝土獨立基礎,淺基礎類型,無筋擴展基礎：,由磚、毛石、素混凝土以及灰土等材料修建的基礎，又稱作剛性基礎。,磚基礎：是磚砌筑而成，其剖面形狀多為階梯形。這個階梯通常稱為大放腳。,無筋擴展基礎磚基礎,混凝土基礎：是用不低于C15的混

7、凝土澆搗而成，其剖面形式有階梯形和錐形。,無筋擴展基礎混凝土基礎,由鋼筋混凝土制成的柱下獨立基礎和墻下條形基礎.因配有鋼筋，可以做得寬而薄。,擴展基礎：,擴展基礎剖面形狀,鋼筋混凝土柱下獨立基礎,墻下鋼筋混凝土條形基礎,柱下鋼筋混凝土條形基礎,柱下十字交叉基礎,筏板基礎：,板式,梁板式,當上部荷載大，地基土軟弱，采用條形基礎和十字交叉基礎都不能滿足地基承載力時，往往需要把基礎連成一整片連續(xù)的鋼筋混凝土板.即:筏板基礎(或滿堂基礎),箱形基礎,箱形基礎由鋼筋混凝土頂板、底板、內(nèi)隔墻、側(cè)墻組成。,箱形基礎有較大的剛度，對地基不均勻沉降有調(diào)整作用；箱形基礎基底附加壓力小，可減小地基不均勻沉降。,箱形

8、基礎埋深大，降低了建筑物重心，提高了建筑物抗傾覆穩(wěn)定性。,在基礎設計中，一般遵循無筋擴展基礎、擴展基礎、 、柱下條形基礎、十字交叉基礎、筏板基礎、箱形 基礎的順序來選擇基礎形式。,選擇過程中盡量做到經(jīng)濟、合理、安全，并考慮建筑條件、 工程地質(zhì)條件、技術條件、施工條件等因素來綜合確定 基礎形式。,只有當上述淺基礎均不適合時，才考慮用樁基礎等深基礎， 以免造成浪費。,1、根據(jù)上部結構，初步設計基礎類型、材料、平面布置。,2、根據(jù)上部荷載、地層條件，確定基礎埋深。,3、確定持力層地基承載力特征值，并進行深度修正。,4、根據(jù)上部荷載和深度修正后的地基承載力值，計算基礎 底面積，確定基礎底面尺寸。,6、

9、計算基礎高度，并確定基礎剖面形狀和尺寸。,5、若地基持力層下存在軟弱下臥層，需要驗算基礎底面尺寸是否滿足軟弱下臥層承載力要求。,7、甲級、乙級建筑物進行地基變形計算。,8、驗算建筑物的穩(wěn)定性（如有必要時）。,上述步驟中有不滿足要求的情況時，可對基礎設計進行調(diào)整，直到全部滿足要求為止。,淺基礎的設計步驟,樁基礎,概述,樁基礎的分類,樁是一種人為在地基土中設置的柱形構件。,單根或數(shù)根樁與連接樁頂?shù)某信_一起構成樁基礎。,承臺是在基樁頂部設置的聯(lián)結各樁頂?shù)匿摻罨炷疗脚_，承臺的作用是保證樁群能共同承擔外荷載。,概述,概述,按照承載性狀分類,1、摩擦型樁,2、端承型樁,摩擦樁,端承摩擦樁,端承樁,摩擦端承樁,課本P338,樁基礎的分類,按照使用功能分類,1、豎向抗壓樁,2、豎向抗拔樁,3、水平受荷樁,如：抗浮樁、高壓電塔的樁基礎,如：深基坑支護樁、抗滑樁,4、復合受荷樁,如：民用建筑中的樁基礎,如：橋梁工程中的樁,樁基礎的分類,深基坑支護樁,按照樁的施工方法分類,1、預制樁,施工前已預先在工廠制作好，運到工地后采 用各種機械設備把它沉入地基中的樁。,樁基礎的分類,2、灌注樁:,鉆孔灌注樁,沖孔灌注樁,沉管灌注樁,人工挖孔樁,先在工程現(xiàn)