第8章
地基承载力
学习要求
学习要点：了解地基破坏模式；掌握地基临塑荷载和临界荷载的计算；掌握地基极限承载力的计算。
重点和难点：地基临塑荷载、临界荷载和极限承载力的计算。
学习要点
1. 浅基础的地基破坏模式 ★地基变形的三个阶段
如图8-1中p-s曲线所示，地基的变形一般可分为三个阶段：
1) 线性变形阶段(压缩阶段)：相应于p-s曲线中的oa段。此时荷载p与沉降s基本上呈直线关系，地基中任意点的剪应力均小于土的抗剪强度，土体处于弹性平衡状态。地基的变形主要是由于土的体积减小而产生的压密变形。
2) 塑性变形阶段(剪切阶段)：相应于p-s曲线中的ab段。此时荷载与沉降之间不再呈直线关系而呈曲线形状。在此阶段，地基土在局部范围因剪应力达到土的抗剪强度而处于极限平衡状态。产生剪切破坏的区域称为塑性区。随着荷载的增加，塑性区逐步扩大，由基础边缘开始逐渐向纵深发展。
3) 破坏阶段(隆起阶段)：相应于p-s曲线中的bc段。随着荷载的继续增加，塑性区不断扩大，最终在地基中形成一个连续的滑动面。此时基础急剧下沉，四周的地面隆起，地基发生整体剪切破坏。
★地基破坏的三种模式
地基在竖向荷载作用下的剪切破坏模式可分为整体剪切破坏、局部剪切破坏和冲切(刺入)剪切破坏三种。
1) 整体剪切破坏
这种破坏模式的p-s曲线可以明显地区分出三个变形阶段，当荷载增加到某一数值时，在基础边缘处的土开始发生剪切破坏，随着荷载的不断增加，塑性区不断扩大，最终在地基中形成一连续的滑动面，基础急剧下沉或向一侧倾倒，同时基础四周的地面隆起，地基发生整体剪切破坏。这种破坏模式一般在密砂和坚硬的黏土中最有可能发生，破坏具有一定的突然性。
2) 冲切剪切破坏
其破坏特征是，在荷载作用下基础产生较大沉降，基础周围的部分土体也产生下陷，破坏时基础好像\刺人\地基土层中，不出现明显的破坏区和滑动面，基础没有明显的倾斜，其p-s曲线没有转折点，是一种典型的以变形为特征的破坏模式。在压缩性较大的松砂、软土地基或基础埋深较大时相对容易发生冲切剪切破坏。
3) 局部剪切破坏
其特点介于整体剪切破坏和冲切剪切破坏之间。这是一种过渡性的破坏模式。破坏时地基的塑性变形区域局限于基础下方，滑动面也不延伸到地面。地面可能会轻微隆起，但基础不会明显倾斜或倒塌， p-s曲线转折点也不明显。
2. 地基临塑荷载和临界荷载 ★地基临塑荷载
当地基中刚要出现但尚未出现塑性区时的基底压力，称为地基临塑荷载。临塑荷载的计算公式为：
pcr??(c?cot??q)?q （8-1）
cot?????/2式中 pcr——地基的临塑荷载；
c、?——地基土的黏聚力和内摩擦角，?在三角函数符号后
用度表示，单独出现时以弧度表示；
q——基础两侧荷载， q??md(d为从设计地面算起的
基础埋深)；
?m——基底以上土的加权平均重度，地下水位以下用浮重
度。
地基的临塑荷载可用做地基承载力特征值，但偏于保守。 ★临界荷载
当基底下塑性区的最大深度等于基础宽度的1/4或1/3时，相应的基底压力用p1/4或p1/3表示，称为地基的临界荷载，其表达式如下：
?(c?cot??q??b/4)?q （8-2）
cot?????/2?(c?cot??q??b/3)p1/3??q （8-3）
cot?????/2p1/4?式中 ?——地基持力层土的重度，地下水位以下用浮重度；
b——基础底面宽度。
地基的临界荷载可用作地基承载力特征值。 ★从上述三式可以看出：
土力学与地基基础学习指导书-第8章
