最新《桩基础实务》第二部分-土的抗剪强度与地基承载力课件.ppt
- 【下载声明】
1. 本站全部试题类文档,若标题没写含答案,则无答案;标题注明含答案的文档,主观题也可能无答案。请谨慎下单,一旦售出,不予退换。
2. 本站全部PPT文档均不含视频和音频,PPT中出现的音频或视频标识(或文字)仅表示流程,实际无音频或视频文件。请谨慎下单,一旦售出,不予退换。
3. 本页资料《最新《桩基础实务》第二部分-土的抗剪强度与地基承载力课件.ppt》由用户(晟晟文业)主动上传,其收益全归该用户。163文库仅提供信息存储空间,仅对该用户上传内容的表现方式做保护处理,对上传内容本身不做任何修改或编辑。 若此文所含内容侵犯了您的版权或隐私,请立即通知163文库(点击联系客服),我们立即给予删除!
4. 请根据预览情况,自愿下载本文。本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。
5. 本站所有资源如无特殊说明,都需要本地电脑安装OFFICE2007及以上版本和PDF阅读器,压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 桩基础实务 最新 桩基础 实务 第二 部分 强度 地基承载力 课件
- 资源描述:
-
1、桩基础实务桩基础实务第二部分第二部分 土的土的抗剪强度与地基承载力抗剪强度与地基承载力2007理解掌握土的抗剪强度理论和抗剪强度指标,理解掌握土的抗剪强度理论和抗剪强度指标,掌握土的极限平衡理论,学会利用土的极限平掌握土的极限平衡理论,学会利用土的极限平衡条件分析土的状态的方法。衡条件分析土的状态的方法。熟悉土的强度指标的测定方法及测定方法的选熟悉土的强度指标的测定方法及测定方法的选择。择。了解粘性土在不同排水条件下的实验结果。了解粘性土在不同排水条件下的实验结果。1.理解地基破坏的基本形式和地基承载力确定的理解地基破坏的基本形式和地基承载力确定的几种方法。几种方法。土体抵抗剪切破坏的极限能力
2、。土体抵抗剪切破坏的极限能力。地基承载力、挡土地基承载力、挡土墙土压力、土坡稳定等。墙土压力、土坡稳定等。路堤路堤无粘性土无粘性土粘性土粘性土APFAFAP222111ffPPtantanffctantancff(抗剪强度)(抗剪强度)c土的内聚力,土的内聚力,kPa;-土的内摩擦角,度。土的内摩擦角,度。来源于土粒间的摩擦力(内摩擦力)。来源于土粒间的摩擦力(内摩擦力)。包括:包括:1)一部分由于土颗粒粗糙产生的表面摩擦力。)一部分由于土颗粒粗糙产生的表面摩擦力。2)另一部分是粗颗粒之间互相镶嵌,联锁作用)另一部分是粗颗粒之间互相镶嵌,联锁作用产生的咬合力。产生的咬合力。除内摩擦力外,还有内
3、聚力。除内摩擦力外,还有内聚力。内聚力主要来源于:土颗粒之间的电分子吸引力内聚力主要来源于:土颗粒之间的电分子吸引力和土中胶结物质(和土中胶结物质(eg.硅、铁物质和碳酸盐等)对硅、铁物质和碳酸盐等)对土粒的胶结作用。土粒的胶结作用。影响影响c,的因素可归纳为两类:的因素可归纳为两类:1)土粒的矿物成分、颗粒形状与级配的影响。)土粒的矿物成分、颗粒形状与级配的影响。2)土的原始密度的影响。)土的原始密度的影响。3)土的含水量的影响。)土的含水量的影响。4)土的结构的影响。)土的结构的影响。工程上,根据工程上,根据实际地质情况和孔隙水压力消散程度,采用实际地质情况和孔隙水压力消散程度,采用三种不
4、同方法。三种不同方法。1)排水剪;)排水剪;2)不排水剪;)不排水剪;3)固结不排水剪。)固结不排水剪。莫尔提出材料的破坏是剪切破坏,当任一平面上莫尔提出材料的破坏是剪切破坏,当任一平面上的剪应力等于材料的抗剪强度时该点就发生破坏,并的剪应力等于材料的抗剪强度时该点就发生破坏,并提出在破坏面上的剪应力提出在破坏面上的剪应力是该面上法向应力是该面上法向应力的函的函数,即数,即f ff是一条曲线,称为是一条曲线,称为莫尔包线(抗剪强度包线),莫尔包线(抗剪强度包线),如右图实线,通常用一直线代如右图实线,通常用一直线代替,该直线方程就是库伦公式替,该直线方程就是库伦公式表示的方程。由库伦公式表示表
5、示的方程。由库伦公式表示莫尔包线的强度理论称为莫尔包线的强度理论称为莫尔莫尔库伦强度理论库伦强度理论。f假定土层为均匀、连续的半空间材料,研究地面以下任假定土层为均匀、连续的半空间材料,研究地面以下任一深度处一深度处M点的应力状态。点的应力状态。下面仅研究平面问题,下面仅研究平面问题,在土体中取一微单元体,作在土体中取一微单元体,作用在该单元体上的两个主应用在该单元体上的两个主应力为力为,则作,则作用在与大主应力作用面成用在与大主应力作用面成角的角的平面上的正应力平面上的正应力和剪应力和剪应力可根据静力平衡可根据静力平衡条件求得:条件求得:3131,mn0sindcosdcosd0cosdsi
6、ndsind13-ssssss下图。下图。31,与-2sin212cos2121313131以上以上可用莫尔圆表示,见可用莫尔圆表示,见如果给定了土的抗剪强度参数如果给定了土的抗剪强度参数 和和c以及土中某点的应力状以及土中某点的应力状态,则可将抗剪强度包线与莫尔应力圆画在同一张坐标图上。态,则可将抗剪强度包线与莫尔应力圆画在同一张坐标图上。它们之间的关系有三种情况:它们之间的关系有三种情况:1.莫尔圆位于抗剪强度包线下方(圆莫尔圆位于抗剪强度包线下方(圆1),说明该点在任何平),说明该点在任何平面上的剪应力都小于土所能发挥的抗剪强度面上的剪应力都小于土所能发挥的抗剪强度,因,因此不会发生剪切
7、破坏。此不会发生剪切破坏。2.圆圆3实际上不存在。实际上不存在。3.圆圆2,说明在,说明在A点所代点所代表的平面上剪应力正好等于表的平面上剪应力正好等于抗剪强度抗剪强度,该点,该点处于极限平衡状态。处于极限平衡状态。ffc根据极限应力根据极限应力圆与抗剪强度包线圆与抗剪强度包线相切的几何关系,相切的几何关系,可建立以下极限可建立以下极限平平衡条件衡条件:sin21cot213131-c-245tan2245tan245tan2245tan213231cc对无粘性土:对无粘性土:-245tan245tan213231破裂面破裂面245902ff破裂角:破裂角:化简后得:化简后得:【例题【例题6.
8、1】某粘性土地基中土的内摩擦角】某粘性土地基中土的内摩擦角,粘聚力,粘聚力kPa,地基中一点的大主应力和小主应力分别为地基中一点的大主应力和小主应力分别为kPa,kPa,试判断该点土体所处状态。,试判断该点土体所处状态。【解】【解】根据土的极限平衡条件,大主应力根据土的极限平衡条件,大主应力kPa时土体处于时土体处于极限平衡状态,所对应的小主应力极限平衡状态,所对应的小主应力为:为:=86.2kPa3=100kPa故该点土体处于稳定平衡状态。故该点土体处于稳定平衡状态。上述计算也可以根据实际最小主应力计算的方法进行。上述计算也可以根据实际最小主应力计算的方法进行。265.18c28011003
9、2801f3-245tan2245tan21f3c常用的有:直接剪切试验常用的有:直接剪切试验三轴压缩试验三轴压缩试验无侧限抗压强度试验无侧限抗压强度试验的有:十字板剪切试验的有:十字板剪切试验大型直接剪切试验大型直接剪切试验应变控制式直剪仪应变控制式直剪仪1.试验装置。试验装置。2.试验成果。试验成果。由由曲线可得抗曲线可得抗剪强度参数剪强度参数。-f-f,c为了近似模拟土体在现场受剪的排水条件,直剪为了近似模拟土体在现场受剪的排水条件,直剪试验可分为试验可分为和和三种方法。三种方法。构造简单、操作方便。构造简单、操作方便。剪切面限定在上下盒之间的平剪切面限定在上下盒之间的平面,而不是沿土样
10、最薄弱的剪切面破坏;面,而不是沿土样最薄弱的剪切面破坏;剪切面上剪切面上剪应力分布不均,在边缘发生应力集中现象;剪应力分布不均,在边缘发生应力集中现象;在剪在剪切过程中,剪切面逐渐缩小,而计算抗剪强度时却按切过程中,剪切面逐渐缩小,而计算抗剪强度时却按圆截面计算;圆截面计算;试验时不能严格控制排水条件,不能试验时不能严格控制排水条件,不能量测孔隙水压力。量测孔隙水压力。1.试验装置。试验装置。2.试验成果。试验成果。三轴压缩试验按剪切前的固结程度和剪切时的排三轴压缩试验按剪切前的固结程度和剪切时的排水条件,分为以下三种试验方法:水条件,分为以下三种试验方法:(1)不固结不排水试验()不固结不排
11、水试验()。)。(2)固结不排水试验()固结不排水试验()。)。(3)固结排水试验()固结排水试验()。)。三轴压缩仪的优点三轴压缩仪的优点:能较为严格地控制排水条件以:能较为严格地控制排水条件以及可以量测试件中孔隙水压力的变化,试件中的应及可以量测试件中孔隙水压力的变化,试件中的应力状态比较明确,破裂面发生在最薄弱的部位。力状态比较明确,破裂面发生在最薄弱的部位。缺点缺点:试件中的主应力:试件中的主应力,而实际上土体的受,而实际上土体的受力状态未必都属于轴对称情况。力状态未必都属于轴对称情况。32uu,ccucu,cdd,c,对一般粘性土就难以,对一般粘性土就难以作出破坏包线。而对饱和粘性土
12、,根作出破坏包线。而对饱和粘性土,根据在三轴不固结不排水实验的结果,据在三轴不固结不排水实验的结果,其破坏包线近于一条水平线,其破坏包线近于一条水平线,(三)无侧限抗压强度试验(三)无侧限抗压强度试验1.试验装置。试验装置。2.试验结果。只能作出一个应力圆试验结果。只能作出一个应力圆0,3u1q即即0u土的不排水抗剪强度时,就可利土的不排水抗剪强度时,就可利用构造简单的无侧限抗压试验。用构造简单的无侧限抗压试验。这样,仅为测定饱和粘性。这样,仅为测定饱和粘性2uufqc 不排水不排水抗剪强度。抗剪强度。uc(四)十字板剪切试验(四)十字板剪切试验1.试验装置。试验装置。2.抗剪强度公式:抗剪强
13、度公式:H2V3422DDDDHM为简化计算,设:为简化计算,设:VH322fDHDM3.优点:构造简单、操作方便、对土的扰动优点:构造简单、操作方便、对土的扰动小。小。4.测定饱和粘性土的原位不排水剪,特别适测定饱和粘性土的原位不排水剪,特别适用于均匀饱和软粘土。用于均匀饱和软粘土。三种不同排水条件下的试验结果:三种不同排水条件下的试验结果:如果以总应力表示,将得出完全不同的试验结果,而以如果以总应力表示,将得出完全不同的试验结果,而以有效应力表示,则不论采用那种试验方法,都得到近乎一条有效应力表示,则不论采用那种试验方法,都得到近乎一条有效应力破坏包线(虚线),可见,有效应力破坏包线(虚线
14、),可见,抗剪强度抗剪强度与与有效应力有效应力的的唯一对应唯一对应关系。关系。(五)抗剪强度指标的选择(五)抗剪强度指标的选择首先要根据工程问题的性质确定分析方法,进而首先要根据工程问题的性质确定分析方法,进而决定采用总应力或有效应力强度指标,然后选择测试决定采用总应力或有效应力强度指标,然后选择测试方法。一般认为,由三轴固结不排水试验确定的有效方法。一般认为,由三轴固结不排水试验确定的有效应力强度参数应力强度参数和和宜用于分析地基的长期稳定性宜用于分析地基的长期稳定性(如土坡的长期稳定分析,估计挡土结构的长期土压(如土坡的长期稳定分析,估计挡土结构的长期土压力等);而对于饱和粘性土的短期稳定
15、问题,则宜采力等);而对于饱和粘性土的短期稳定问题,则宜采用不固结不排水试验的强度指标用不固结不排水试验的强度指标,即,即,以总应力法分析。一般工程问题多采用总应力法分析,以总应力法分析。一般工程问题多采用总应力法分析,其指标和测试方法大致如下:其指标和测试方法大致如下:cu()cu0若建筑物若建筑物施工速度较快施工速度较快,而地基土的透水,而地基土的透水性和排水条件不良时,可采用三轴仪性和排水条件不良时,可采用三轴仪不固结不不固结不排水试验排水试验或直剪仪快剪试验的结果;如果地基或直剪仪快剪试验的结果;如果地基荷载增长速率较慢荷载增长速率较慢,地基透水性不太小(如低,地基透水性不太小(如低塑
16、性的粘土)以及排水条件又较佳时(如粘土塑性的粘土)以及排水条件又较佳时(如粘土中夹砂层),则可采用中夹砂层),则可采用固结排水固结排水或慢剪试验;或慢剪试验;如介于上述两种情况之间,可用固结不排水或如介于上述两种情况之间,可用固结不排水或固结快剪试验固结快剪试验结果结果。破坏时形成了延续至地面的连续滑动面,破坏曲破坏时形成了延续至地面的连续滑动面,破坏曲线三阶段明显,如曲线线三阶段明显,如曲线A。形成局部滑动面,压力与沉降关系一开始就呈显形成局部滑动面,压力与沉降关系一开始就呈显非线性关系,如曲线非线性关系,如曲线B。基础近乎竖直刺如土中,如基础近乎竖直刺如土中,如曲线曲线C。整体剪切破坏整体
17、剪切破坏局部剪切破坏局部剪切破坏冲剪破坏冲剪破坏p-s曲线曲线p-s曲线曲线1.密砂、硬粘土地基一般发生整体剪切破坏;松砂、软粘土地密砂、硬粘土地基一般发生整体剪切破坏;松砂、软粘土地基发生局部或冲剪破坏。基发生局部或冲剪破坏。au/ppK容许承载力:容许承载力:极限承载力;极限承载力;K安全系数(安全系数(23);up临塑荷载:临塑荷载:crp2.基础埋深较浅时会发生整体剪切破坏;基础埋深较浅时会发生整体剪切破坏;较深时会发生局部或冲剪破坏较深时会发生局部或冲剪破坏。地基承载力:指地基承受荷载的能力。地基承载力:指地基承受荷载的能力。无埋深无埋深1)地基受条形均布荷载。)地基受条形均布荷载。
18、2)各向的自重应力相等。)各向的自重应力相等。1)无埋深情况下)无埋深情况下M点的大小主应点的大小主应力为:力为:00030001sinsin-pp2)有埋深情况下地基中)有埋深情况下地基中任意点的大小主应力为:任意点的大小主应力为:zddpzddp-0000300001sinsin有埋深有埋深当当M点达到极限平衡状态时,该点的大、小主应力点达到极限平衡状态时,该点的大、小主应力应满足应满足极限平衡条件极限平衡条件:sin21cot213131-c将将代入上式得:代入上式得:31,dcdpz0000tansinsin-(塑性区边界方程)(塑性区边界方程)根据上式可绘出塑性区边界线如右图。根据上
19、式可绘出塑性区边界线如右图。塑性区最大深度塑性区最大深度zmax可由可由dz/d=0求得:求得:-20将其代入上式得:将其代入上式得:0dcdpz00maxtan2cot-当当时,表示地基中刚要出现但尚未出现塑时,表示地基中刚要出现但尚未出现塑性区,相应的荷载即为临塑荷载性区,相应的荷载即为临塑荷载:0maxzcrpdcdp00cr2cotcot-crp如果取如果取作为浅基础的地基承载力无疑是偏于保守作为浅基础的地基承载力无疑是偏于保守的。在中心荷载下,的。在中心荷载下,可控制在基础宽度的可控制在基础宽度的1/4,相,相应的荷载用应的荷载用表示:表示:maxz41pdbcdp00412cot4
20、1cot-建筑地基基础设计规范建筑地基基础设计规范(GB50007-2002)规定,地基承载力特征值可由载荷试验或其他规定,地基承载力特征值可由载荷试验或其他原位测试、公式计算并结合工程实践经验等方原位测试、公式计算并结合工程实践经验等方法综合确定。法综合确定。动力触探根据探头结构的不同分为标准贯入试验和圆锥动力触探根据探头结构的不同分为标准贯入试验和圆锥动力触探试验(见第动力触探试验(见第8章)。章)。各地方根据地区试验成果统计分析和地方建设经验,建各地方根据地区试验成果统计分析和地方建设经验,建立了地方承载力表。如立了地方承载力表。如河北省建筑地基承载力技术规程河北省建筑地基承载力技术规程
21、(DB13(J)/T482005)规定,锤击数经杆长修正和地下水影)规定,锤击数经杆长修正和地下水影响修正后,可查表确定地基承载力,部分表格如下。响修正后,可查表确定地基承载力,部分表格如下。N101515202025253030fak105105145145190190230230注:注:1.1.N10为轻型圆锥动力触探锤击数;为轻型圆锥动力触探锤击数;2.2.在饱和软粘土中不宜单一采用在饱和软粘土中不宜单一采用N10确定承载力特确定承载力特征值征值fak,应与其它原位测试方法结合使用;,应与其它原位测试方法结合使用;3.3.本表中粉土指塑性指数大于或等于本表中粉土指塑性指数大于或等于5 5
22、的粉土。的粉土。N101010202030304040fak8585115115135135160160注:本表只适用于粘性土和粉土组成的素填土。注:本表只适用于粘性土和粉土组成的素填土。N8 8101012121414161618182020222224242626fak110110 130130 150150 170170 190190 210210 225225 245245 260260 280280注:注:N为标准贯入试验锤击数。为标准贯入试验锤击数。N1010 1515 2020 2525 3030 3535 4040 4545 5050fak18180 022220 026260
23、 030300 034340 038380 042420 046460 050500 0注:注:N为标准贯入试验锤击数。为标准贯入试验锤击数。建筑地基基础设计规范建筑地基基础设计规范(GB50007-2002)强调,利)强调,利用触探法时必须有地区经验,即当地的对比资料。当地用触探法时必须有地区经验,即当地的对比资料。当地基基础设计等级为甲级和乙级时,应结合室内试验成果基基础设计等级为甲级和乙级时,应结合室内试验成果综合分析,不宜单独应用。综合分析,不宜单独应用。式中式中:修正后的地基承载力特征值;修正后的地基承载力特征值;fak地基承载力特征值;地基承载力特征值;b、d基础宽度和埋深的地基承
24、载力修正系数,按基底基础宽度和埋深的地基承载力修正系数,按基底下土的类别查表下土的类别查表6.5取值。取值。基础底面以下土的重度,地下水位以下取有效重度;基础底面以下土的重度,地下水位以下取有效重度;b基础底面宽度(基础底面宽度(m),当基宽小于),当基宽小于3m按按3m取值,大于取值,大于6m按按6m取值;取值;基础底面以上土的加权平均重度,地下水位以下取有基础底面以上土的加权平均重度,地下水位以下取有效重度;效重度;)5.0()3(mdbaka-dbffafmafd基础埋置深度(基础埋置深度(m),一般自室外地面标高算起。在),一般自室外地面标高算起。在填方整平地区,可自填土地面标高算起,
25、但填土在上部结填方整平地区,可自填土地面标高算起,但填土在上部结构施工后完成时,应从天然地面标高算起。对于地下室,构施工后完成时,应从天然地面标高算起。对于地下室,如采用箱形基础或筏基时,基础埋置深度自室外地面标高如采用箱形基础或筏基时,基础埋置深度自室外地面标高算起;当采用独立基础或条形基础时,应从室内地面标高算起;当采用独立基础或条形基础时,应从室内地面标高算起。算起。土土 的的 类类 别别bd淤泥和淤泥质土淤泥和淤泥质土0 01.01.0人工填土人工填土e或或IL大于等于大于等于0.850.85的粘性土的粘性土0 01.01.0红粘土红粘土含水比含水比w0.80.8含水比含水比w0.80
展开阅读全文