第五章 天然地基承载力
一、概 述
? 特 点,
? 地基承载力,
对地基的要求,
地基在不破坏、不产生过大沉降的前提下能够承受的荷载的大小。
（ 1）上部结构－基础－地基系统中的重要组成部分。
（ 2）性质复杂。
（ 1）不破坏。
（ 2）不产生过大变形（沉降）。
（ 3）稳定性。
二、地基的典型破坏形态
1,整体剪切破坏
p
S
ap kp
密实砂土或硬粘土
ap
临塑荷载
kp
极限荷载
2,局部剪切破坏
p
S
ap kp
中密砂土或一般粘性土
或基础埋深较大时
3,冲切破坏
p
S
松 砂
通常不能直接作为地基
三、地基临塑压力
pH??
z1
?
3?
?
H?
1
3
( s i n )pH
? ?
??
? ?
? ? ?
???
? ?
1 ()Hz???? ?? 30 ()K H z???? ??
pH??
H?
0 1K ?
p
b
H
?
1 1 1? ? ?? ???? 3 3 3? ? ?? ????
1
3
( s i n ) ( )pH Hz
? ?
? ? ?
? ?
? ?
? ? ? ??
?
1 3 1 3
11 s i n c o s
22 c? ? ? ? ? ??（ -） =（ +） +
s i n()
s i n t a n
p H czH?? ?
? ? ? ? ?
?? ? ? ?
0dz
d?
? c o s( 1 ) 0
s i n
d z p H
d
??
? ? ? ?
?? ? ?
2
?????
m a x ( c o t )2 t a n
p H czH?? ??
? ? ? ?
?? ? ? ? ?
塑性区范围
确定塑性区最大深度
m a x 0
( c o t )
c o t
2
a z
cH
p p H
? ? ?
?
?
??
?
??
? ? ?
??
0? ?
ap c H????
饱和粘土地基
0H ?
apc??
破坏区为半圆
与 b无关
1
3
p1
4
p
? 临界荷载
最大塑性区深度为 b/4或 b/3时所对应的 p。
? 矛 盾 出现塑性后，仍用弹性公式计算应力。
确定临塑荷载
m a x 0z ?
2
? ??
z
b
pH??
H?
?
?（, z） max
z
02qH??
45 2??
90
45 2??I III III
II II
kp?
四、地基极限承载力的理论近似解 （ Prandtl-Vesic 公式）
1 0? ? kp
?
0c ? 0H ? kp??
k k kp p p? ????
I：主动区 II：过渡区 III：被动区
k q cp N H N c?? ? ? ? ? ?
2t a n ( 4 5 ) e x p ( t a n )
2q
N ? ??? ? ?
( 1 ) c o tcqNN ???
2 ( 1 ) t a nqNN? ???
1
1
2k
p b N ???? ? ? ?
21
1
2k c q
p N c N H b N ???? ? ? ? ? ?
五、按规范确定地基承载力
1,铁路桥涵地基基础设计规范
0 1 1 2 2[ ] 2 3k b k H? ? ? ?? ? ? ? ?（ ） （ ）
H
b
2?
1?地 基
容
许
承
载
力
基
本
承
载
力
宽
度
修
正
系
数
深
度
修
正
系
数
原河床面
一般冲刷线
局部冲刷线
2 m 1 0 mb?? 3mH ?
局部冲刷线
2,建筑地基基础设计规范
d
b
m?
?地 基
承
载
力
特
征
值
宽
度
修
正
系
数
深
度
修
正
系
数
3 m 6 mb?? 0,5 md ?
a a k b d m( 3 ) ( 0, 5 )f f b d? ? ? ?? ? ? ? ?
修
正
后
的
承
载
力
特
征
值