土力学与地基基础：地基极限承载力揭秘

当作用在地基上的荷载太大时，土内的塑性区发展为连续贯通的滑动面，地基丧失稳定而破坏。此时作用在地基上的荷载称为极限荷载。它相应于P-S曲线上局部剪切破坏阶段与整体剪切破坏阶段分界点b对应的荷载。地基对基础的反力称为极限承载力，用Pu表示。确定地基的极限承载力，首先必须判断地基剪切破坏的类型。

大量的载荷试验和模型试验成果分析说明，地基有三种不同破坏模式，即整体剪切破坏、局部剪切破坏和冲切剪切破坏，如图4.12所示。

图4.12　三种不同破坏模式(www.xing528.com)

（1）整体剪切破坏：这种破坏型式的P-S曲线上有明显拐点，破坏时地基中的滑动面连续完整以至露出地面，使基础两侧地面有隆起现象。当地基发生这种类型破坏时，建筑物会突然倾倒。破坏前基础沉降较小。对于压缩性较小的土，如密实砂土或坚硬黏土，当压力P足够大时，一般都发生这种型式的破坏。对于承载力低的，相对埋深（d/b）小的基础下的地基，也可能发生这种破坏情况。设计时以地基强度作为控制因素，这是一种典型的土体强度破坏，破坏有一定的突然性。

（2）局部剪切破坏：这种破坏型式的P-S曲线上的拐点不易确定，破坏时地基中的滑动面不完整，也不延伸到地面，地面可能有轻微隆起，但基础不会明显倾斜，基础沉降较地基发生整体剪切破坏时大，因产生过大沉降而丧失继续承载能力。对于松散砂土和松软黏土，基础相对埋深较大的情况会出现这种破坏型式。设计时以地基变形为主作为控制因素，它是一种以变形为主要特征的破坏模式。

（3）冲切剪切破坏：这种破坏型式的P-S曲线上拐点无法确定。地基破坏是由于基础下面软弱土变形并沿基础周边产生竖向剪切，使基础下沉，破坏时地基沉降很大，也称刺入剪切破坏。对于压缩性较大的松砂或软土，或基础相对埋深较大的情况会出现这种破坏类型。设计时以地基变形作为控制因素，它是一种典型的以变形为特征的破坏模式。

目前地基极限承载力的理论计算公式主要是按整体剪切破坏型式得到的。而后两种破坏型式尚无理论公式可循。