承载能力

岩土工程中,轴承能力土壤支持施加到地面的负载的能力。土壤的轴承能力是地基与土壤之间的最大平均接触压力,这不应在土壤中产生剪切故障。最终轴承能力是理论上的最大压力,可以在不会失败的情况下支持。允许的轴承能力是最终的轴承能力除以安全系数。有时,在柔软的土壤站点上,在荷载基础下可能会发生较大的定居点,而不会发生实际的剪切故障。在这种情况下,允许的轴承能力基于最大允许结算。允许的轴承压力是可以在土壤上施加的最大压力而不会导致故障。另一方面,最终的轴承能力是可以在土壤失败之前施加到土壤的最大压力。

有三种限制轴承能力的故障模式:一般剪切故障,局部剪切故障和打孔剪切故障。这取决于土壤的剪切强度以及形状,大小,深度和基础类型。

介绍

基础是将结构重量传递到地面的结构的一部分。基础上都支持在土地上建造的所有结构。基础是适当的结构与支持它的地面之间的连接链接。基础土壤的轴承强度特征是土木工程结构的主要设计标准。在非技术工程中,轴承能力是土壤支持施加到地面的负载的能力。土壤的轴承能力是地基与土壤之间的最大平均接触压力,这不应在土壤中产生剪切故障。最终轴承能力是理论上的最大压力,可以在不会失败的情况下支持。允许的轴承能力是最终的轴承能力除以安全系数。有时,在柔软的土壤站点上,在荷载基础下可能会发生较大的定居点,而不会发生实际的剪切故障。在这种情况下,允许的轴承能力基于最大允许结算。

一般轴承失败

当基础上的负载在剪切破坏表面上引起大量的土壤运动时,就会发生一般的轴承故障,从而远离地下并延伸到土壤表面。一般轴承的基础容量的计算是基于基础和土壤特性的大小。基本方法是由Terzaghi开发的,具有Meyerhof和Vesić的修改和其他因素。 。一般的剪切故障案例是通常分析的情况。预防其他故障模式在定居计算中隐含地占。 LudwigFöppl(1941)和Gerhard Schubert(1942)以封闭形式发现了基础下弹性土壤中的应力分布。当发生故障时,有许多不同的计算方法。

Terzaghi的轴承能力理论

卡尔·冯·特扎吉(Karl von Terzaghi)是第一个提出综合理论,以评估粗糙浅基础的最终轴承能力。该理论指出,如果其深度小于或等于其宽度,则基础是浅的。然而,后来的研究表明,从地面测量的深度基础等于其宽度的3到4倍,可以将其定义为浅基础。

Terzaghi开发了一种方法,用于确定1943年的一般剪切故障案例的轴承能力。考虑到土壤凝聚力,土壤摩擦,嵌入,附加费和自重的方程式。

对于平方基础:

对于连续的基础:

对于圆形基础:

在哪里

对于φ'= 0 [注意:5.14是Meyerhof的值 - 见下文。 Terzaghi的价值为5.7。]
对于φ'> 0 [注意:当phi'转为零,n_c转到5.71 ...]
c '是有效的内聚力
σZD '是奠定基础深度处的垂直有效应力
γ '是饱和或总单位重量时的有效单位重量,当不完全饱和时。
B是基础的宽度或直径。
φ '是有效的内部摩擦角
图形获得KPγ 。已经进行了简化,以消除对KPγ的需求。一个由科杜托(Coduto)完成的,下面给出,准确至10%以内。

对于在土壤中表现出局部剪切破坏模式的基础,Terzaghi建议对先前方程进行以下修改。方程式在下面给出。

对于平方基础:

对于连续的基础:

对于圆形基础:

,可以通过使用轴承能力因子方程来计算修饰的轴承能力因素(用于分别通过更换有效的内部摩擦角来以等于

Meyerhof的轴承能力理论

1951年,迈耶霍夫(Meyerhof)发表了一种轴承能力理论,该理论可以应用于粗糙和深层基础。 Meyerhof(1951,1963)提出了一个类似于Terzaghi的轴承容量方程,但包括具有深度项NQ的形状因子SQ。他还包括深度因素和倾斜因素。 [注意:基于与Terzaghi的假设不同的Meyerhof重新评估N_Q,并找到N_Q =(1 + SIN PHI)EXP(pi tan phi) /(1- sin phi)。然后N_C与Terzaghi相同:N_C =(N_Q -1) / Tan Phi。对于phi = 0,Meyerhof的N_C收敛到2 + pi = 5.14 .... Meyerhof还重新评估了N_gamma并获得了n_gamma =(n_q -1)tan(1.4 phi)。

安全因素

计算浅层基础的总允许负载轴承能力,需要将安全因子(FS)应用于总最终轴承能力

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