土力學(xué)課件土的抗剪強(qiáng)度與地基承載力

5土的抗剪強(qiáng)度與地基承載力學(xué)習(xí)目標(biāo)：了解土中一點(diǎn)的應(yīng)力狀態(tài)、剪切試驗(yàn)方法和成果表達(dá)方式，熟悉強(qiáng)度指標(biāo)的選用、和防治措施以及土坡穩(wěn)定分析方法。掌握土體抗剪強(qiáng)度規(guī)律、土中一點(diǎn)的極限平衡條件，以及直接剪切試驗(yàn)、三軸剪切試驗(yàn)的原理，會判別土的狀態(tài)。掌握地基承載力的確定方法。5.3土的抗剪強(qiáng)度的測定本章內(nèi)容5.2庫侖定律與土的極限平衡條件5.4飽和粘性土的抗剪強(qiáng)度5.5無粘性土的抗剪強(qiáng)度5.6地基承載力5.7地基承載力的確定方法5.1概述5.1概述

土的抗剪強(qiáng)度：在外力作用下，土體內(nèi)部產(chǎn)生剪應(yīng)力時，土對剪應(yīng)力的極限抵抗力。特點(diǎn)：

碎散性

強(qiáng)度不是顆粒礦物本身的強(qiáng)度，而是顆粒間相互作用——主要為顆粒間的內(nèi)摩阻力與粘聚力；多項(xiàng)性即三相體系三相承受與傳遞荷載——

有效應(yīng)力原理；

自然變異性

土的強(qiáng)度的結(jié)構(gòu)性與復(fù)雜性。1.各種類型的滑坡崩塌平移滑動旋轉(zhuǎn)滑動流滑滑裂面由土體強(qiáng)度引發(fā)的各種破壞烏江武隆雞冠嶺山體崩塌1994年4月30日崩塌體積400萬方，10萬方進(jìn)入烏江死4人，傷5人，失蹤12人；擊沉多艘船只1994年7月2-3日降雨引起再次滑坡滑坡體崩入烏江近百萬方；江水位差數(shù)米，無法通航。滑坡堰塞湖—易貢湖湖水每天上漲50cm！天然壩，壩高290m滑坡堰塞湖，庫容15億方2000年西藏易貢巨型滑坡錨固破壞整體滑動底部破壞土體下沉墻體折斷2.擋土結(jié)構(gòu)的破壞使基坑旁辦公室、民工宿舍和倉庫倒塌，死3人，傷17人廣州京光廣場基坑塌方3.地基的破壞地基P滑裂面1911年動工，1913年完工，谷倉自重20000噸。1913年10月17日發(fā)現(xiàn)1小時內(nèi)豎向沉降達(dá)30.5厘米，結(jié)構(gòu)物向西傾斜，并在24小時內(nèi)傾倒，谷倉西端下沉7.32米，東端上抬1.52米。原因：地基承載力不夠，超載引發(fā)強(qiáng)度破壞而產(chǎn)生滑動。加拿大特朗斯康谷倉近代世界上最嚴(yán)重的建筑物破壞之一1940年水泥倉庫裝載水泥，使粘性土超載，引起地基土剪切破壞而滑動。傾斜45度，地基土被擠出達(dá)5.18米，23米外的辦公樓也發(fā)生傾斜。美國紐約某水泥倉庫4.砂土的液化(liquefaction)日本新瀉1964年地震引起大面積液化大阪的港口碼頭擋土墻由于液化前傾土壓力邊坡穩(wěn)定性地基承載力振動液化特性擋土結(jié)構(gòu)物破壞各種類型的滑坡地基的破壞砂土的液化核心問題:土體的強(qiáng)度理論5.2莫爾—庫侖強(qiáng)度理論與土的極限平衡條件5.2.1庫倫定律5.2.2土中一點(diǎn)的應(yīng)力狀態(tài)5.2.3莫爾—庫侖準(zhǔn)則法國軍事工程師，在摩擦、電磁方面做出了奠基性的貢獻(xiàn)。1773年發(fā)表了關(guān)于土壓力方面論文，成為土壓力的經(jīng)典理論庫侖（C.A.Coulomb）(1736-1806)庫侖定律：土的抗剪強(qiáng)度是剪切面上的法向總應(yīng)力

的線性函數(shù)f=tan砂土f§5.2.1土的抗剪強(qiáng)度規(guī)律—庫侖定律1776年，庫侖根據(jù)砂土剪切試驗(yàn)得出：強(qiáng)度線后來，根據(jù)粘性土剪切試驗(yàn)得出：f=c+tan粘土cf顆粒間摩擦力內(nèi)摩擦角粘聚力土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)c、；對于無粘性土，c=0強(qiáng)度線土的抗剪強(qiáng)度一般可分為兩部分：一部分與顆粒間的法向應(yīng)力有關(guān)，通常呈正比例關(guān)系，其本質(zhì)是內(nèi)摩阻力；另一部分是與法向應(yīng)力無關(guān)的土粒之間的粘結(jié)力，通常稱為粘聚力。影響因素土的抗剪強(qiáng)度內(nèi)在因素外在因素：試驗(yàn)時的排水條件等因素顆粒間的有效法向應(yīng)力土的孔隙比土中粘土礦物含量、密度、離子濃度對無粘性土通常認(rèn)為，粘聚力c=0土的抗剪強(qiáng)度的表達(dá)方式c和是決定土的抗剪強(qiáng)度的兩個指標(biāo)，稱為抗剪強(qiáng)度指標(biāo)。C：粘聚力：內(nèi)摩擦角當(dāng)采用總應(yīng)力時，稱為總應(yīng)力抗剪強(qiáng)度指標(biāo)；(1)若>f

，表示土體中某一點(diǎn)在其剪切面上的剪應(yīng)力大于該點(diǎn)處的抗剪強(qiáng)度(土體的實(shí)際內(nèi)摩擦角小于土體保持穩(wěn)定所需要的內(nèi)摩擦角)，土體在該點(diǎn)處必然發(fā)生了破壞(實(shí)際該狀態(tài)是不存在的)；(2)當(dāng)=f

，土單元體處于極限平衡狀態(tài)。(3)反之<f

，土單元體處于穩(wěn)定狀態(tài)；剪面的破壞準(zhǔn)則§4.2.2土中一點(diǎn)的應(yīng)力狀態(tài)1.最大主應(yīng)力與最小主應(yīng)力zx

xzx計算主應(yīng)力1,3：一點(diǎn)的應(yīng)力狀態(tài)：土體內(nèi)一點(diǎn)處不同方位的截面上應(yīng)力的集合zx

xzxz土體內(nèi)一點(diǎn)處某個方位的截面上應(yīng)力的集合（剪應(yīng)力和法向應(yīng)力）

331131斜面上的應(yīng)力2.任意斜面上的應(yīng)力根據(jù)靜力平衡條件O13(1+3)/22A(,)(1

-3)/231O13(1+3)/22A(,)土中某點(diǎn)的應(yīng)力狀態(tài)可用莫爾應(yīng)力圓描述

31莫爾圓可以表示土體中一點(diǎn)的應(yīng)力狀態(tài)。莫爾圓圓周上各點(diǎn)的坐標(biāo)就表示該點(diǎn)在，相應(yīng)平面上的正應(yīng)力和剪應(yīng)力。抗剪強(qiáng)度包線

c

同一種土的不同土樣（比如4個）中，每一個土樣，在不同的周圍應(yīng)力和豎向應(yīng)力下，處于極限時的應(yīng)力狀態(tài)對應(yīng)一個極限應(yīng)力圓，這4個應(yīng)力圓的公切線（曲線），稱為土的抗剪強(qiáng)度包線，近似一條斜直線（即前面的）。3.抗剪強(qiáng)度包線應(yīng)力圓與強(qiáng)度線相離：應(yīng)力圓與強(qiáng)度線相切：應(yīng)力圓與強(qiáng)度線相割：極限應(yīng)力圓<

f

彈性平衡狀態(tài)

極限平衡狀態(tài)

破壞狀態(tài)

=

f

﹥

f§4.2.3莫爾—庫侖準(zhǔn)則

強(qiáng)度線土樣周圍壓力不變，而豎向壓力變化，得到的應(yīng)力圓與強(qiáng)度包線的關(guān)系

3111莫爾－庫侖破壞準(zhǔn)則無粘性土：c=0粘性土：Ocf=c+tg13O13(1+3)/22A(,)31Ocf=c+tg132當(dāng)土體處于極限平衡狀態(tài)時,土體的最薄弱面：但剪應(yīng)力最大的面是：計算主應(yīng)力1,3：確定土單元體的應(yīng)力狀態(tài)（x，z，xz）判別是否剪切破壞：由31f，比較1和1f由1

3f，比較3和3f由1,3m，比較和m實(shí)際應(yīng)用：根據(jù)極限平衡條件可以用來判別一點(diǎn)土體是否已發(fā)生剪切破壞cf=c＋tanO1=1f

極限平衡狀態(tài)

（即將破壞）1<1f

安全狀態(tài)1>1f

不可能狀態(tài)

（破壞）1f3方法1：由31f，比較1和1fOcf=c+tg方法2：由13f，比較3和3f3=3f

極限平衡狀態(tài)（即將破壞）3>3f

安全狀態(tài)3<

3f

不可能狀態(tài)

（破壞）13fOf=c+tanOc方法3：由1,3

m，比較和m>m

安全狀態(tài)

=m極限平衡狀態(tài)

（即將破壞）<

m不可能狀態(tài)

（破壞）處于極限平衡狀態(tài)所需的內(nèi)摩擦角例：設(shè)砂土地基中某點(diǎn)的大主應(yīng)力1為450kPa，小主應(yīng)力3為200kPa，土的內(nèi)摩擦角為30°，粘聚力c為0，問該點(diǎn)處于什么狀態(tài)？解：已知故該點(diǎn)處于穩(wěn)定狀態(tài)。m<

安全狀態(tài)m=極限平衡狀態(tài)

（即將破壞）m>不可能狀態(tài)

（破壞）例題：某土層的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)=30°，c=10kPa，其中某一點(diǎn)的σ1=120kPa，σ3=30kPa，（1）問該點(diǎn)是否破壞？（2）若保持σ3不變，該點(diǎn)不破壞的σ1最大為多少？28.471203012030124.645.3土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)的測定方法5.3.1直接剪切實(shí)驗(yàn)5.3.2三軸剪切試驗(yàn)5.3.3無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)5.3.4十字板剪切試驗(yàn)室內(nèi)試驗(yàn)：直剪試驗(yàn)三軸試驗(yàn)等野外試驗(yàn)：十字板扭剪試驗(yàn)旁壓試驗(yàn)等重塑土制樣或現(xiàn)場取樣缺點(diǎn)：擾動優(yōu)點(diǎn)：應(yīng)力和邊界條件

清楚，易重復(fù)缺點(diǎn)：應(yīng)力和邊界條

件不易掌握優(yōu)點(diǎn)：原狀土的原位

強(qiáng)度1.試驗(yàn)儀器：直剪儀（應(yīng)變控制式，應(yīng)力控制式）§5.3.1直接剪切試驗(yàn)2.試驗(yàn)原理：對同一種土至少取4個平行試樣，分別在不同垂直壓力下剪切破壞，將試驗(yàn)結(jié)果繪制抗剪強(qiáng)度f與相應(yīng)垂直壓力的關(guān)系圖。剪切容器與應(yīng)力環(huán)PT土樣下盒上盒S面積AOc1S23f1f2f3直剪儀(directsheartestapparatus)3.試驗(yàn)成果:直剪實(shí)驗(yàn)只能測定總應(yīng)力，試驗(yàn)中通過控制剪切速率近似模擬工程實(shí)際排水條件，分為固結(jié)慢剪(慢剪：施加正應(yīng)力-充分固結(jié)→剪切速率很慢，<0.02mm/分，以保證無超靜孔壓)、固結(jié)快剪(施加正應(yīng)力-充分固結(jié)→在3-5分鐘內(nèi)剪切破壞)、直接快剪(快剪：施加正應(yīng)力后立即剪切→3-5分鐘內(nèi)剪切破壞)三種實(shí)驗(yàn)方法。慢固快快4.直剪試驗(yàn)的類型:土樣排水條件和固結(jié)程度的不同，所得的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)也不相同，三種方法的內(nèi)摩擦角：s>cq>q，根據(jù)具體情況選擇。5.直剪試驗(yàn)中的應(yīng)力狀態(tài):PPTz=P/Ax=k0zxz=0剪切前剪切破壞時xzz=P/Ax0z=P/Ak0z剪切前剪切破壞時5.直剪試驗(yàn)優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：儀器構(gòu)造簡單，試樣的制備和安裝方便，易于操作。

缺點(diǎn)：

①剪切破壞面固定，且不一定是土樣的最薄弱面。②不能嚴(yán)格控制排水條件，不能量測土樣的孔隙水壓力。③剪切過程中試樣剪切面積逐漸減小，剪切面上的剪應(yīng)力分布不均勻。1.試驗(yàn)儀器應(yīng)變控制式三軸儀：壓力室，加壓系統(tǒng)，量測系統(tǒng)組成(常用）應(yīng)力控制式三軸儀§5.3.2三軸剪切試驗(yàn)應(yīng)變控制式三軸儀：壓力室加壓系統(tǒng)量測系統(tǒng)試樣圍壓

力3閥門閥門馬達(dá)橫梁量力環(huán)百分表量水管孔壓量測三軸壓縮儀加壓和量測系統(tǒng)2.試驗(yàn)步驟:

3

3

3

3

3

3△△(2)施加周圍壓力(3)施加豎向壓力(1)裝樣3.三軸剪切試驗(yàn)原理抗剪強(qiáng)度包線

c4.抗剪強(qiáng)度包線分別在不同的周圍壓力3作用下進(jìn)行剪切，得到3～4個不同的破壞應(yīng)力圓，繪出各應(yīng)力圓的公切線即為土的抗剪強(qiáng)度包線。

5.三軸試驗(yàn)優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：

①能控制排水條件，量測孔隙水壓力。②試樣的應(yīng)力分布比較均勻，剪切破壞面為最薄弱面。缺點(diǎn)：

①試驗(yàn)儀器復(fù)雜，操作技術(shù)要求高，試樣制備較復(fù)雜。②試驗(yàn)在2=3的軸對稱條件下進(jìn)行，與土體實(shí)際受力情況可能不符。

ququ3=0加壓框架量表量力環(huán)升降螺桿無側(cè)限壓縮儀試樣§5.3.3無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)無側(cè)限壓縮儀無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)0cuqu無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)所得的極限應(yīng)力圓的水平切線就是破壞包線土的抗剪強(qiáng)度隨深度的變化十字板試驗(yàn)裝置§5.3.4十字板剪切試驗(yàn)M1HDM2M1HDM25.4飽和粘性土的抗剪強(qiáng)度5.4.1不固結(jié)不排水試驗(yàn)

5.4.2固結(jié)不排水試驗(yàn)5.4.3固結(jié)排水試驗(yàn)5.4.4抗剪強(qiáng)度指標(biāo)的表達(dá)與選擇

測定飽和粘性土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)時，三軸剪切試驗(yàn)按剪切前的固結(jié)程度和剪切時的排水條件，可以分為三種試驗(yàn)方法：(1)不固結(jié)不排水試驗(yàn)(UU試驗(yàn)，

Unconsoidated-Undrained)(2)固結(jié)不排水試驗(yàn)(CU試驗(yàn)，Consoidated-Undrained/壓縮)(3)固結(jié)排水試驗(yàn)(CD試驗(yàn)，Consoidated-Drained/排水)§5.4.1不固結(jié)不排水剪（UU）

3

3

3

3

3

3△△直剪試驗(yàn)：通過試驗(yàn)加荷的快慢來實(shí)現(xiàn)是否排水。使試樣在3～5min內(nèi)剪破，稱之為快剪。關(guān)閉排水閥三軸試驗(yàn)：施加周圍壓力3、軸向壓力△直至剪破的整個過程都關(guān)閉排水閥門，不允許試樣排水固結(jié)。

3

3

3

3

3

3△△有效應(yīng)力圓總應(yīng)力圓u=0BCcuuAA

3A

1A試驗(yàn)表明：雖然三個試樣的周圍壓力3不同，但破壞時的主應(yīng)力差相等，三個極限應(yīng)力圓的直徑相等，因而強(qiáng)度包線是一條水平線。飽和粘性土在三組3下的不排水剪試驗(yàn)得到A、B、C三個不同3作用下破壞時的總應(yīng)力圓，但只能得到一個有效應(yīng)力圓。三軸試驗(yàn)：施加周圍壓力3時打開排水閥門，試樣完全排水固結(jié)，孔隙水壓力完全消散。然后關(guān)閉排水閥門，再施加軸向壓力增量△，使試樣在不排水條件下剪切破壞。

3

3

3

3

3

3△△直剪試驗(yàn)：剪切前試樣在垂直荷載下充分固結(jié)，剪切時速率較快，使土樣在剪切過程中不排水，這種剪切方法為稱固結(jié)快剪。打開排水閥關(guān)閉排水閥§5.4.2固結(jié)不排水剪（CU）

3

3

3

3

3

3△△將總應(yīng)力圓在水平軸上左移uf得到相應(yīng)的有效應(yīng)力圓，按有效應(yīng)力圓強(qiáng)度包線可確定c、

飽和粘性土在三組3下進(jìn)行固結(jié)不排水剪試驗(yàn)得到A、B、C三個不同3作用下破壞時的總應(yīng)力圓，由總應(yīng)力圓強(qiáng)度包線確定固結(jié)不排水剪總應(yīng)力強(qiáng)度指標(biāo)ccu、cuccuc

cuABC三軸試驗(yàn)：試樣在圍壓3作用下排水固結(jié)，再緩慢施加軸向壓力增量△，直至剪破，整個試驗(yàn)過程中打開排水閥門，始終保持試樣的孔隙水壓力為零。

3

3

3

3

3

3△△直剪試驗(yàn)：試樣在垂直壓力下固結(jié)穩(wěn)定，再以緩慢的速率施加水平剪力，直至剪破，整個試驗(yàn)過程中盡量使土樣排水，試驗(yàn)方法稱為慢剪。打開排水閥§5.4.3固結(jié)排水剪（UU）在整個排水剪試驗(yàn)過程中，uf＝0，總應(yīng)力全部轉(zhuǎn)化為有效應(yīng)力，所以總應(yīng)力圓即是有效應(yīng)力圓，總應(yīng)力強(qiáng)度線即是有效應(yīng)力強(qiáng)度線，強(qiáng)度指標(biāo)為cd、d。cdd總結(jié):

3

3

3

3

3＋△

3＋△對于同一種土，在不同的排水條件下進(jìn)行試驗(yàn)，總應(yīng)力強(qiáng)度指標(biāo)完全不同。有效應(yīng)力強(qiáng)度指標(biāo)不隨試驗(yàn)方法的改變而不同，抗剪強(qiáng)度與有效應(yīng)力有唯一的對應(yīng)關(guān)系。c、

為土的有效粘聚力和有效內(nèi)摩擦角，即土的有效應(yīng)力強(qiáng)度指標(biāo)c、

為土的總應(yīng)力強(qiáng)度指標(biāo)有效應(yīng)力原理表明土的抗剪強(qiáng)度并不是由剪切面上的法向總應(yīng)力決定，而是取決于剪切面上的法向有效應(yīng)力。有效應(yīng)力法是一種比較合理的分析方法，工程中若能比較正確的確定孔隙水應(yīng)力u，則建議采用有效應(yīng)力強(qiáng)度指標(biāo)。其有效應(yīng)力強(qiáng)度指標(biāo)可用直接剪切試驗(yàn)的慢剪、三軸剪切試驗(yàn)的排水剪和固結(jié)不排水剪等方法測定有效應(yīng)力強(qiáng)度指標(biāo)′、c′?！?.4.4抗剪強(qiáng)度指標(biāo)的表達(dá)與選擇1.抗剪強(qiáng)度的表達(dá)2.抗剪強(qiáng)度指標(biāo)的選擇名稱指標(biāo)應(yīng)用1.不排水剪(快剪)cu、ucq、q低滲透性k<5x10-7cm/s、厚層均質(zhì)的飽和粘性土，且施工加載速率較快，短期建成的工程，常用于施工期的強(qiáng)度與穩(wěn)定驗(yàn)算。2.固結(jié)不排水剪(固結(jié)快剪)ccu、cuccq、cq建筑竣工后較長時間，又突遇荷載增大（如房屋加層、天然土坡上加堆在）或分級分期加壓完成施工，或受突然荷載。可采用該指標(biāo)分析地基的強(qiáng)度和穩(wěn)定3.固結(jié)排水剪(慢剪)cd、dcs、s地基的透水性較佳（如沙土等低塑性土）或排水條件良好（薄層粉質(zhì)粘土、微層理結(jié)構(gòu)的粘土、粘土層中夾有砂層土等），且加何載比較緩慢、施工期較長的工程不固結(jié)不排水剪（快剪）cu、u（cq、q）粘土地基上快速施工的建筑物軟土地基上的快速填方粘土心墻未固結(jié)，土壩快速施工3.抗剪強(qiáng)度指標(biāo)工程實(shí)際選用固結(jié)不排水剪（固結(jié)快剪）ccu、cu（ccq、cq）在天然粘性土坡上快速填方水位驟降在1層固結(jié)后，施工2層12固結(jié)排水剪（慢剪）ccd、cd（cs、s）粘土地基上慢速施工的建筑物粘土地基上的分層分時段慢速填方穩(wěn)定滲流期的土壩5.6地基承載力

地基承載力：指地基土能承受荷載的能力。地基承受荷載作用后，內(nèi)部應(yīng)力發(fā)生變化。一方面附加應(yīng)力引起地基內(nèi)土體變形，造成地基沉降，這方面內(nèi)容已在第4章闡述；另一方面，引起地基內(nèi)土體的剪應(yīng)力增加，當(dāng)荷載繼續(xù)增大，地基出現(xiàn)較大范圍的塑性區(qū)（抗剪強(qiáng)度達(dá)到極限的區(qū)域）時，將導(dǎo)致地基承載力不足而失去穩(wěn)定，此時地基達(dá)到極限承載能力。

§5.6.1地基的破壞類型地基破壞的三種類型（1）整體剪切破壞，對于密實(shí)的土，荷載較小時，三角形區(qū)壓密，這時p～s曲線呈直線關(guān)系。荷載增加，壓密區(qū)向兩側(cè)擠壓，在基礎(chǔ)邊緣產(chǎn)生塑性區(qū)，逐步擴(kuò)展。沉降增長率較增大，p～s曲線呈曲線狀。荷載達(dá)到最大值后，形成連續(xù)滑動面延伸到地面，兩側(cè)擠出并隆起，沉降急劇增加，整個地基失穩(wěn)破壞，p～s曲線上出現(xiàn)明顯的轉(zhuǎn)折點(diǎn)，常發(fā)生在淺埋基礎(chǔ)下的密砂或硬粘土等堅實(shí)地基中。（3）沖切破壞，在基礎(chǔ)下沒有明顯的連續(xù)滑動面，隨著荷載的增加，基礎(chǔ)隨著土層發(fā)生壓縮變形而下沉，當(dāng)荷載繼續(xù)增加，基礎(chǔ)周圍附近土體發(fā)生豎向剪切破壞，使基礎(chǔ)刺入土中，刺入剪切破壞的p～s曲線沒有明顯的轉(zhuǎn)折點(diǎn)，沒有明顯的比例界限及極限荷載，這種破壞形式常發(fā)生在松砂及軟土中。（2）局部剪切破壞，隨著荷載的增加，基礎(chǔ)下也產(chǎn)生壓密區(qū)及塑性區(qū)，但塑性區(qū)僅僅發(fā)展到地基某一范圍內(nèi)，土中滑動面并不延伸到地面，基礎(chǔ)兩側(cè)地面微微隆起，沒有出現(xiàn)明顯的裂縫。曲線也有一個轉(zhuǎn)折點(diǎn)，但不像整體剪切破壞那么明顯。局部剪切破壞常發(fā)生于中等密實(shí)砂土中。地基破壞的三個階段：人們根據(jù)載荷試驗(yàn)結(jié)果，進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)，地基整體剪切破壞的三個發(fā)展階段：（1）壓密階段(或稱彈性（直線）變形階段)。在這一階段，p～s曲線接近于直線，土中各點(diǎn)的剪應(yīng)力均小于土的抗剪強(qiáng)度，土體處于彈性平衡狀態(tài)。沉降主要是由于土的壓密變形引起的。pcr臨塑荷載pcr

pu地基土開始出現(xiàn)剪切破壞s連續(xù)滑動面pcr~pu塑性區(qū)發(fā)展和臨界荷載（2）局部剪切階段（局部減損階段或塑性變形階段）

此階段p～s曲線已不再保持線性關(guān)系，沉降的增長率Δs/Δp隨荷載的增大而增加。地基土中局部范圍內(nèi)的剪應(yīng)力達(dá)到土的抗剪強(qiáng)度，土體發(fā)生局部剪切破壞，這些區(qū)域也稱塑性區(qū)。隨著荷載的繼續(xù)增加，土中塑性區(qū)的范圍也逐步擴(kuò)大,直到土中形成連續(xù)的滑動面，土由載荷板兩側(cè)擠出而破壞。pcr

pu地基土開始出現(xiàn)剪切破壞s連續(xù)滑動面pcr

pu地基土開始出現(xiàn)剪切破壞s連續(xù)滑動面pu連續(xù)滑動面和極限荷載

（3）整體破壞階段。當(dāng)荷載超過極限荷載pu

，基礎(chǔ)急劇下沉，即使不增加荷載，沉降也不能停止；或是地基土體從基礎(chǔ)四周大量擠出隆起，地基土產(chǎn)生失穩(wěn)破壞。5.7地基承載力的確定方法《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》（GB50007－2011）規(guī)定，地基承載力的特征值是指在保證地基穩(wěn)定條件下，地基單位面積上所能承受的最大應(yīng)力。一般是由載荷試驗(yàn)測定的地基土壓力--變形曲線線性變形段內(nèi)規(guī)定的變形所對應(yīng)的最大壓力值，其最大值為比例界限值。地基承載力的特征值可由載荷試驗(yàn)或其它原位測試、公式計算并結(jié)合工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)等方法綜合確定。確定地基承載力特征值的方法：1.現(xiàn)場試驗(yàn)法：載荷試驗(yàn)、標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)、靜力觸探等。要進(jìn)行修寬深度正；2.規(guī)范公式計算法，不做寬度、深度修正；3.根據(jù)經(jīng)驗(yàn)確定承載力特征值，做寬度、深度修正?！?.7.1理論公式確定地基承載力特征值《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》（GB50007－2011）5.2.5條規(guī)定，當(dāng)偏心距e≤0.033b(基礎(chǔ)底面寬度)時，根據(jù)土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)提出的經(jīng)驗(yàn)公式----地基承載力特征值可按下式計算，并滿足變形要求。a—地基承載力特征值；Mb、Md

、Mc—承載力系數(shù)，由k

查表2-15；—基礎(chǔ)底面以下土的重度；m—基礎(chǔ)底面以上土的加權(quán)平均重度，地下水位以下取浮重度；

d—基礎(chǔ)埋置深度（m），一般自室外地面標(biāo)高算起；b—基礎(chǔ)底面寬度（m），當(dāng)基寬小于3m按3m考慮，大于6m按6m考慮；ck—基底下一倍短邊寬深度內(nèi)土的粘聚力。§5.7.2平板載荷試驗(yàn)確定地基承載力載荷試驗(yàn)千斤頂荷載板平板載荷試驗(yàn)要點(diǎn)平板面積：一般，0.50.5m,軟土，0.7070.707m,深層，1.01.0m；測試點(diǎn)：不少于3點(diǎn)；荷載分級：8-10級；每級測讀時間：10、10、10、15、15、以后每隔30min；每級穩(wěn)定的標(biāo)準(zhǔn)：連續(xù)2h內(nèi)，沉降量＜0.1mm/h。地基破壞的判定pcr

puS荷載沉降曲線p(1)明顯側(cè)向擠出或發(fā)生裂紋(2)荷載增量很小,沉降急劇增加,p-s曲線出現(xiàn)陡降段。(3)某級荷載增量下,24小時內(nèi)沉降不能穩(wěn)定(4)s/b>0.06的荷載作為破壞荷載(1)當(dāng)p～s曲線上有比例界限時，?ak

=pcr。(2)當(dāng)pu＜2pcr時，?ak

=pu/2。(3)當(dāng)不能按以上方法確定時，可取s/d=0.01～0.015所對應(yīng)的荷載值，但要≤pmax/2(最大將在量的一半)。(4)同一土層≥三點(diǎn)，當(dāng)極差≤平均值的30％時，?ak

=平均值。地基承載力的取值§5.7.3地基承載力特征值修正在《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》(GB50007-2011)中給出了各種土類的地基承載力表，這些表是根據(jù)在各類土上所做的大量的載荷試驗(yàn)資料，以及工程經(jīng)驗(yàn)總結(jié)經(jīng)過統(tǒng)計分析而得到的。使用時可根據(jù)現(xiàn)場土的物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)，以及基礎(chǔ)的寬度和埋置深度，按規(guī)范中的表格和公式得到地基承載力設(shè)計值。當(dāng)實(shí)際工程的基礎(chǔ)寬度b＞3m，基礎(chǔ)d＞0.5m時，按《規(guī)范》的規(guī)定，地基土承載力按照載荷試驗(yàn)或觸探等原位測試、經(jīng)驗(yàn)值等方法確定的地基承載力特征值?ak，都應(yīng)進(jìn)行基礎(chǔ)寬度和埋深的修正，修正后的承載力才是地基承載力的設(shè)計值(巖石地基除外)。fa—修正后的地基承載力特征值(地基承載力設(shè)計值)；kPafak—地基承載力特征值；kPab、d—基礎(chǔ)寬度和埋深的地基承載力修正系數(shù)；(按表2-17取值)—基礎(chǔ)底面以下土的重度;kN/m3m—基礎(chǔ)底面以上土的加權(quán)平均重度，地下水位以下取浮重度；d—基礎(chǔ)埋置深度（m），小于0.5m按0.5m考慮，一般自室外地面

標(biāo)高算起。b—基礎(chǔ)底面寬度（m），當(dāng)基寬小于3m按3m考慮，大于6m按

6m考慮；表2-20承載力修正系數(shù)土的類別ηbηd淤泥和淤泥質(zhì)土01.0人工填土和e或IL大于或等于0.85的粘性土01.0紅粘土含水比aw>0.8含水比aw≤O.800.151.21.4大面積壓實(shí)填土壓實(shí)系數(shù)大于0.95、粘粒含量ρc≥10％粉土最大干密度大于2.1t／m。的級配砂石001.52.0粉土粘粒含量ρc≥10％的粉土粘粒含量Pc≤10％的粉土0.30.51.52.