偏心荷載作用下地基土極限承載力

多數情況下建筑物承受偏心荷載,顯然偏心荷載模式下地基土更易失穩,因此有必要研究偏心荷載作用下地基土的臨塑荷載。偏心荷載作用時地基的整體剪切破壞沿水平荷載作用方向一側發生滑動,彈性區的邊界面也不對稱(如圖)。

偏心荷載作用下地基土極限承載力的圖1

偏心荷載下土體極限狀態模型試驗

滑動方向一側為平面,另一側為圓弧,其圓心即為基礎轉動中心圖。隨著荷載偏心距的增大,滑動面明顯縮小(如圖)。

偏心荷載作用下地基土極限承載力的圖2

偏心荷載下土中應力

漢森(B.Hanson,1961,1972)和魏錫克(Vesic)分別提出的在偏心荷載作用下,地面、基底傾斜,不同基礎形狀及不同埋置深度時的極限承載力計算公式,我國《港口工程技術規范》亦推薦使用。這里簡單介紹地面、基底平整且基底完全光滑的漢森極限承載力。

漢森極限承載力:

偏心荷載作用下地基土極限承載力的圖3

地基土承載力特征值:

偏心荷載作用下地基土極限承載力的圖4

偏心荷載作用下地基土極限承載力的圖5

式中:


偏心荷載作用下地基土極限承載力的圖6

偏心荷載作用下地基土極限承載力的圖7

偏心荷載作用下地基土極限承載力的圖8

也可查下表:


偏心荷載作用下地基土極限承載力的圖9

偏心荷載作用下地基土極限承載力的圖10

偏心荷載作用下地基土極限承載力的圖11

如:某矩形獨立基礎l=b=5,埋深d=1m;置于黏性土上,基底以下土 g=18kN/m3,基底下一倍短邊寬深度內土的內摩擦角標準值jk =2°,基底下一倍短邊寬深度內土的粘聚力標準值ck =12kPa。基底面積A=25m2。豎向荷載N=2000kN,水平荷載H=200kN。

系數:

偏心荷載作用下地基土極限承載力的圖12

偏心荷載作用下地基土極限承載力的圖13

偏心荷載作用下地基土極限承載力的圖14

荷載傾斜系數:


偏心荷載作用下地基土極限承載力的圖15

偏心荷載作用下地基土極限承載力的圖16

偏心荷載作用下地基土極限承載力的圖17

基礎形狀系數:


偏心荷載作用下地基土極限承載力的圖18

偏心荷載作用下地基土極限承載力的圖19

偏心荷載作用下地基土極限承載力的圖20

深度系數:


偏心荷載作用下地基土極限承載力的圖21

安全性評估:地基土安全儲備不足。

本例中的黏性土在地勘報告中提供的承載力特征值fak=110kPa,最終觀測到的沉降遠遠大于20cm。

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