土力学-土的性质-土体的变形-土体的强基础工程浅基础设计内容及.pptx

土的性质土的性质1土的成因土的成因2土的工程特性：土的工程特性：压压缩缩性性高高、强强度度低低、透透水水性性大大，颗颗粒粒级级配配，土土中中水水3土的三相比例指标：土的三相比例指标：、Gs、w、e、n、Sr、d、sat、4粘性土的物理状态：粘性土的物理状态：塑限、液限、缩限、液性指数、塑性指数塑限、液限、缩限、液性指数、塑性指数实验方法和工程意义实验方法和工程意义5无粘性土物理状态：无粘性土物理状态：密实度密实度6.土的压实原理和压实曲线土的压实原理和压实曲线 土体的变形土体的变形 影响因素影响因素组成和计算方法组成和计算方法与时间的关系与时间的关系一一.变形的影响因素变形的影响因素1土的压缩性土的压缩性a.室内侧限压缩试验室内侧限压缩试验和现场载荷试验和现场载荷试验原理、步骤、结果整理原理、步骤、结果整理e-p、e-logp和和p-s曲线曲线b.压缩性指标：压缩性指标：a、cc、Es和和E0的定义及来由的定义及来由c.压缩性判断压缩性判断2应力应力a.自重应力：自重应力：cz=Z；cx=K0 Zb.附加应力：附加应力：基底压力：基底压力：基底附加压力：基底附加压力：P0=P-0D弹性力学解答：弹性力学解答：集中力、矩型、圆形、条型面积荷载下的解答集中力、矩型、圆形、条型面积荷载下的解答三种特殊情况的地基附加应力计算三种特殊情况的地基附加应力计算3应力历史：应力历史：应力历史概念：应力历史概念：正常固结土正常固结土超固结土超固结土欠固结土欠固结土前期固结应力前期固结应力Pc的确定的确定(A.Cassagrande法法)二二.变形的组成和计算方法变形的组成和计算方法1组成：组成：S=Sd+Sc+Ss各部分的含义、重要性各部分的含义、重要性2计算：计算：Sc-分层总和法分层总和法Sc=叙述分层总和法的原理和不足叙述分层总和法的原理和不足三三.变形与时间的关系变形与时间的关系1有效应力原理有效应力原理=+u2固结机理固结机理3K.Terzaghi一维固结理论一维固结理论固结度固结度时间时间的计算的计算土体的强度土体的强度抗剪强度抗剪强度莫尔库仑理论莫尔库仑理论 f=c+tg 一一.影响因素影响因素二二.测定方法测定方法三三.强度成果的应用强度成果的应用 一一.影响因素影响因素 1 1土的物理力学性质：土的物理力学性质：颗颗粒粒矿矿物物成成分分；颗颗粒粒形形状状与与级级配配；含含水水量量；土土的的结构结构 2 2应力状态：应力状态：f f=c=c+tg tg 破坏面上的有效应力破坏面上的有效应力 才能产生摩擦强度才能产生摩擦强度 3 3应力历史：应力历史：SHANSEP SHANSEP 概念概念(S(Su u/vcvc)OCROCR=(S=(Su u/vcvc)ncnc OCROCRm m 4 4应力路径：应力路径：即即使使应应力力状状态态相相同同，但但加加载载方方式式、途途径径不不同同，其其强强度也不同。度也不同。二二.测定方法测定方法 1 1直剪试验直剪试验 2 2三轴压缩试验三轴压缩试验 3 3无侧限抗压强度试验无侧限抗压强度试验原理、步骤、原理、步骤、结果整理结果整理 4 4十字板剪切试验十字板剪切试验 5 5排水条件对强度指标的影响排水条件对强度指标的影响固结排水剪：强度最大固结排水剪：强度最大不固结不排水剪：强度最小不固结不排水剪：强度最小固结不排水剪：强度居中固结不排水剪：强度居中三三.强度成果的应用强度成果的应用极极限限平平衡衡状状态态：地地基基中中某某点点的的剪剪应应力力达达到到抗抗剪剪强强度度，则称该点已发生强度破坏。则称该点已发生强度破坏。极限平衡条件：判断土体处于极限平衡状态的条件极限平衡条件：判断土体处于极限平衡状态的条件 1 1=3 3 tg tg2 2(45(45 +/2)+2c tg(45/2)+2c tg(45 +/2)/2)3 3=1 1 tg tg2 2(45(45 -/2)-2c tg(45/2)-2c tg(45 -/2)/2)该条件的推导该条件的推导 1 1地基承载力的确定方法地基承载力的确定方法*临塑荷载临塑荷载 P Pcrcr；P P1/41/4*极限荷载：极限荷载：P Pu u=cN=cNc c+qN+qNq q+1/2+1/2 bNbN L.Prandtl;K.Terzaghi;A.S.Vesic;SkemptonL.Prandtl;K.Terzaghi;A.S.Vesic;Skempton 2 2土坡稳定分析土坡稳定分析圆弧条分法：圆弧条分法：Simplified Bishop Method Simplified Bishop Method 的原理的原理 3 3挡土墙及地下结构上的土压力挡土墙及地下结构上的土压力墙后三种土压力的产生和关系墙后三种土压力的产生和关系 E Eo o E Ea a E Ep p Rankin Rankin 土压力理论的原理、表达方式土压力理论的原理、表达方式 p p=z tgz tg2 2(45(45 +/2)+2c tg(45/2)+2c tg(45 +/2)/2)a a=z tgz tg2 2(45(45 -/2)-2c tg(45/2)-2c tg(45 -/2)/2)4.挡土墙的设计挡土墙的设计基础工程基础工程浅基础设计内容及步骤浅基础设计内容及步骤 1 1初步设计基础的结构型式、材料与平面布置初步设计基础的结构型式、材料与平面布置独立基础、条形基础、交叉梁基础、片筏基础独立基础、条形基础、交叉梁基础、片筏基础 2 2确定基础的埋置深度确定基础的埋置深度 3 3确定地基承载力确定地基承载力确定地基承载力的三种方法：确定地基承载力的三种方法：*现场静载荷试验现场静载荷试验*理论公式计算：理论公式计算：P Pcrcr 、P P1/4 1/4、P Pu u的计算公式的计算公式4根根据据作作用用于于基基础础顶顶面面荷荷载载F和和地地基基承承载载力力设设计计值值f，计计算算基基础础底底面面积积，并并设设计计基基础础的的长长度度与与宽宽度。注意考虑偏心的影响。度。注意考虑偏心的影响。5若若地地基基持持力力层层下下部部存存在在软软弱弱土土层层时时，则则需需验验算软弱下卧层的承载力。算软弱下卧层的承载力。6一一级级建建筑筑物物和和部部分分二二级级建建筑筑物物应应计计算算地地基基的的变形，变形，。*结构物的变形特征结构物的变形特征7计计算算各各类类基基础础的的内内力力，确确定定基基础础高高度度，配配置置钢筋。钢筋。条形基础的倒梁法、静力分析法、条形基础的倒梁法、静力分析法、Winkler弹性弹性地基梁法的原理。地基梁法的原理。8绘制基础施工图。绘制基础施工图。桩基础设计的内容和步骤桩基础设计的内容和步骤一一确确定定桩桩的的类类型型和和几几何何尺尺寸寸，初初步步选选择择承承台台底底面面标标高高：了了解解桩桩的的各各种种类类型型及及其其特特点点：按按施施工工方方法法、设设置置效效应应、功功能、荷载传递分类。能、荷载传递分类。桩长的确定，桩端进入持力层的深度效应的概念。桩长的确定，桩端进入持力层的深度效应的概念。二确定单桩承载力二确定单桩承载力1荷载的传递机理；桩侧负摩阻力的概念。荷载的传递机理；桩侧负摩阻力的概念。2确定单桩竖向承载力的方法：确定单桩竖向承载力的方法：*现场静载荷试验现场静载荷试验*按承载力理论公式确定（由抗剪强度指标按承载力理论公式确定（由抗剪强度指标c、）*按按规范规范的经验公式确定的经验公式确定3确定单桩水平承载力的方法：确定单桩水平承载力的方法：*按现场静载荷试验确定按现场静载荷试验确定*按桩顶水平允许位移确定按桩顶水平允许位移确定三确定桩的数量及其在平面上的布置三确定桩的数量及其在平面上的布置四四考考虑虑群群桩桩效效应应，确确定定群群桩桩基基础础中中基基桩桩的的承承载载力，必要时验算群桩地基的沉降力，必要时验算群桩地基的沉降1群桩效应的概念群桩效应的概念2群桩基础中基桩承载力的确定方法：群桩基础中基桩承载力的确定方法：3把把群群桩桩基基础础看看成成实实体体基基础础，验验算算桩桩端端下下软软弱弱下卧层的承载力，计算桩端下土层的沉降。下卧层的承载力，计算桩端下土层的沉降。五桩基中各桩的荷载验算五桩基中各桩的荷载验算1承台下各基桩桩顶承台下各基桩桩顶荷载效应计算荷载效应计算2验验算算中中心心受受压压时时safN R；偏偏心心受受压压时时safNmax 1.2R六桩身结构设计六桩身结构设计1桩的构造要求桩的构造要求2桩桩受受水水平平荷荷载载时时，按按弹弹性性地地基基梁梁（m法法）计算桩身的内力，配置钢筋计算桩身的内力，配置钢筋七承台设计七承台设计1承台的构造要求承台的构造要求2按按承承台台的的弯弯曲曲破破坏坏计计算算承承台台弯弯矩矩，配配置置承承台台钢筋钢筋3按按承承台台柱柱边边冲冲切切、角角桩桩冲冲切切、斜斜截截面面抗抗剪剪、局部受压验算，确定承台高度局部受压验算，确定承台高度 八绘制桩基施工图八绘制桩基施工图