在现场进行载荷试验,根据各级荷载及相应的相对稳定沉降值可以得到基底应力p与沉降s之间的关系曲线(p-s曲线)。曲线可以分为三个阶段:直线变形阶段、塑性变形阶段和破坏阶段(项目4中已做过详细叙述)。相应于地基变形的三个阶段,地基有两个界限荷载,一个是相应于从直线变形阶段过渡到塑性变形阶段的界限荷载,称为地基的临塑荷载,一般记为pcr,是对应p-s曲线a点的荷载;一个是相应于从塑性变形阶段过渡到破坏阶段的界限荷载,称为极限荷载,记为pu,即对应p-s曲线b点的荷载,如图5-24所示。
工程实践证明,即使地基中存在塑性区,只要塑性区的开展范围不超过某一限度,仍不至于影响建筑物的安全和使用。因此,如果用pcr作为地基的承载力,无疑是偏于保守和不经济的。但是,地基中的塑性区究竟允许发展到多大范围,这和建筑物的重要性、荷载的性质及土的物理力学性质等因素有关。
思政小课堂
加拿大特朗斯康谷仓地基事故正是由于谷仓装载后荷载超过地基的极限承载力而发生倾斜,更重要的是在修建谷仓前并未对地基土进行勘察,没有发现基底下的淤泥土层,从而造成了此次事故。我们在今后的工作中一定要避免发生类似的事情,要做到实事求是。
动画—实事求是
习近平总书记指出:“坚持实事求是,最基础的工作在于搞清楚‘实事’,就是了解实际、掌握实情。这就要求我们必须不断对实际情况作深入系统而不是粗枝大叶的调查研究,使思想、行动、决策符合客观实际。”搞清楚事物的真实面貌,并不是一件容易的事情,有时候会遇到很多的挑战。没有实事求是的精神和态度,对事物的了解就可能是一知半解,甚至是偏见性的误解。所以同学们无论是学习还是生活,要更加自觉地坚持和贯彻实事求是思想路线,坚韧不拔,为中华民族伟大复兴而奋斗。
项目小结
本项目主要介绍了土体的抗剪强度及地基承载能力,内容涉及土体的抗剪强度、库仑定律、摩尔应力圆、极限平衡条件,以及地基的破坏形态分析、地基临塑荷载、临界荷载和极限荷载的概念。通过对不同条件下抗剪强度指标测定方法的介绍,掌握土的抗剪强度对工程实际的意义,正确确定各类工程的地基承载能力,保证工程结构物的安全和正常使用。
项目思考题(www.xing528.com)
1.土体被剪切破坏的实质是什么?同一种土的抗剪强度是不是一个定值?
2.什么叫抗剪强度线?黏性土和无黏性土的抗剪强度规律有何不同?
3.土样内摩擦角为φ=26°,黏聚力为c=20 kPa,承受大主应力和小主应力分别为σ1=450 kPa,σ3=150 kPa,试判断该土样是否达到极限平衡状态?
4.在平面问题上,砂类土中一点的大小主应力分别为500 kPa和180 kPa,内摩擦角φ=36°,试判断该点的最大剪应力是多少?最大剪应力作用面上的法向应力是多少?此点是否达到极限平衡状态,为什么?
5.抗剪强度的试验方法有哪些?
6.直接剪切试验的原理是什么?
7.三轴试验方法的优缺点有哪些?适用条件是什么?
8.影响土抗剪强度的因素有哪些?
9.什么是地基承载力?什么是极限地基承载力?什么是地基容许承载力?
10.地基有哪几种破坏形式?各有什么特征?
11.何谓塑性区?地基临塑荷载和地基临界荷载的物理意义是什么?
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