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地基承载力计算

地基承载力计算
地基承载力的定义
地基土单位面积上随荷载增加所发挥的承载潜力,常用单位kPa,是评价地基稳定性的综合性用词。

应该指出,地基承载力是针对地基基础设计提出的为方便评价地基强度和稳定的实用性专业术语,不是土的基本性质指标。

土的抗剪强度理论是研究和确定地基承载力的理论基础。

在荷载作用下,地基要产生变形。

随着荷载的增大,地基变形逐渐增大,初始阶段地基土中应力处在弹性平衡状态,具有安全承载能力。

当荷载增大到地基中开始出现某点或小区域内各点在其某一方向平面上的剪应力达到土的抗剪强度极限时,该点或小区域内各点就发生剪切破坏而处在极限平衡状态,土中应力将发生重分布。

这种小范围的剪切破坏区,称为塑性区(Plastic Zone)。

地基小范围的极限平衡状态大都可以恢复到弹性平衡状态,地基尚能趋于稳定,仍具有安全的承载能力。

但此时地基变形稍大,必须验算变形的计算值不允许超过允许值。

当荷载继续增大,地基出现较大范围的塑性区时,将显示地基承载力不足而失去稳定。

此时地基达到极限承载力。

地基承载力的组成
荷载作用下,地基的破坏形式主要包括以下三种:
工程中地基土层,一般较好,基础埋深较浅。

因此主要发生整体剪切破坏,地基极限承载力计算的太沙基公式为:
式中:
C---土的粘聚力,KPa;
q---基础两侧土压力q=γ0d,若地基土是均质,则基础两侧土压力q=γd;若地基土是非均质,则γ0是基底以上土的加权平均重度;
d---基底埋深,m ;b---基础宽度,m ;
Nr、Nq、Nc---无量纲承载力系数
据此可知,地基承载力由以下三部分组成。

地基承载力的深宽修正
地基承载力深宽修正的计算公式为:
为什么要进行深度修正?
这主要是因为地基承载力特征值fak,一般都是通过载荷板试验得到的。

这下就很容易理解了,浅层载荷板试验测得的fak,没有包括埋深范围内侧荷载产生的抗力,必须进行深度修正。

而深层载荷板试验测得的fak,已经包括埋深
范围内侧荷载产生的抗力,因此不需要进行深度修正。

深度修正系数ηd=0
而对于宽度修正,由于实际基础具有一定宽度,比载荷板大很多。

基础宽度越大,抗力越大,承载能力越高。

因为需要进行宽度修正。

但由于宽度大于6m很难发生整体破坏,因此宽度修正时限制。

3≤b≤6,宽度修正容易,难把握的就是深度修正,深度d在不同条件下有不同的取值规定,到底d如何取值呢?
复合地基承载力的深宽修正
复合地基是指,部分土体被增强或置换,形成由地基土和竖向增强体,共同承担荷载的人工地基,按下列规定进行深宽修正:
为什么宽度修正系数取0,而深度修正系数取1.0呢?
这主要是因为:
01 复合地基破坏模式与天然地基不同,复合地基可能的破坏模式有:
02 载荷板尺寸不同,复合地基载荷试验所用承压板面积为单桩或多桩承担的处理面积明显大于天然地基载荷板试验的承压板面积。

03 复合地基承载力修正的研究成果很少,出于安全考虑。

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