地基的破坏模式

发布于：2022-09-15 14:24:15 来自：建筑结构/地基基础 [复制转发]

1.现场载荷试验

我们可以通过现场载荷试验或室内模型试验来研究地基承载力。现场载荷试验是在要测定的地基上放置一块模拟基础的载荷板。载荷板的尺寸较实际基础为小，一般约为0.25～1.0m2。然后在载荷板上逐级施加荷载，同时测定在各级荷载下载荷板的沉降量及周围土的位移情况，直到地基土破坏失稳为止。通过试验可以得到载荷板在各级压力p的作用下，其相应的稳定沉降量s，绘得p-s 曲线。

图1 现场载荷试验

2.地基变形的破坏形式和阶段

1）地基变形的破坏形式（3种）

① 整体剪切破坏

整体剪切破坏常发生在浅埋基础下的密砂或硬黏土等坚实地基中。

其特征是，当基础上荷载较小时，基础下形成一个三角形压密区Ⅰ，如右图所示，随同基础压入土中，这时p-s 曲线呈直线关系。随着荷载增加，压密区Ⅰ向两侧挤压，土中产生塑性区，塑性区先在基础边缘产生，然后逐步扩大形成图中的Ⅱ、Ⅲ塑性区。这时基础的沉降增长率较前一阶段增大，故p-s 曲线呈曲线状。当荷载达到最大值后，土中形成连续滑动面，并延伸到地面，土从基础两侧挤出并隆起，基础沉降急剧增加，整个地基失稳破坏。这时p-s 曲线上出现明显的转折点，其相应的荷载称为极限荷载pu。

②局部剪切破坏

局部剪切破坏常发生于中等密实砂土中。

其特征是，随着荷载的增加，基础下也产生压密区Ⅰ及塑性区Ⅱ，但塑性区仅仅发展到地基某一范围内，土中滑动面并不延伸到地面，如右图所示，基础两侧地面微微隆起，没有出现明显的裂缝。其p-s曲线如曲线2所示，曲线也有一个转折点，但不像整体剪切破坏那么明显。

③刺入剪切破坏

刺入剪切破坏常发生在松砂及软土中。

其特征是，在基础下没有明显的连续滑动面，随着荷载的增加，基础随着土层发生压缩变形而下沉，当荷载继续增加，基础周围附近土体发生竖向剪切破坏，使基础刺入土中。刺入剪切破坏的p-s 曲线如曲线3所示，没有明显的转折点，没有明显的比例界限及极限荷载，这种破坏形式发生在松砂及软土中。

地基的剪切破坏形式，除了与地基土的性质有关外，还同基础埋置深度、加荷速度等因素有关。如在密砂地基中，一般常发生整体剪切破坏，但当基础埋置深时，在很大荷载作用下密砂就会产生压缩变形，而产生刺入剪切破坏；在软黏土中，当加荷速度较慢时会产生压缩变形而产生刺入剪切破坏，但当加荷很快时，由于土体不能产生压缩变形，就可能发生整体剪切破坏。

（a）整体剪切破坏

（b）局部剪切破坏

（c）刺入剪切破坏

图2地基破坏形式

2）地基变形的阶段

根据现场载荷试验，地基从加荷到产生破坏一般经过三个阶段：

① 压密阶段（oa段），土体处于弹性平衡状态

在这一阶段， p-s 曲线接近于直线，土中各点的剪应力均小于土的抗剪强度，土体处于弹性平衡状态。载荷板的沉降主要是由于土的压密变形引起的。把p-s 曲线上相应于a点的荷载称为比例界限pcr，也称临塑荷载。

② 剪切阶段（ab段），土体处于弹塑性状态

此阶段p-s 曲线已不再保持线性关系，沉降的增长率△S/△p随荷载的增大而增加。地基土中局部范围内的剪应力达到土的抗剪强度，土体发生剪切破坏，这些区域也称塑性区。随着荷载的继续增加，土中塑性区的范围也逐步扩大，直到土中形成连续的滑动面，由载荷板两侧挤出而破坏。因此，剪切阶段也是地基中塑性区的发生与发展阶段。相应于p-s 曲线上b点的荷载称为极限荷载pu。

③ 破坏阶段（bc段），土体处于塑性破坏状态

当荷载超过极限荷载后，载荷板急剧下沉，即使不增加荷载，沉降也将继续发展，因此，p-s 曲线陡直下降。在这一阶段，由于土中塑性区范围的不断扩展，最后在土中形成连续滑动面，土从载荷板四周挤出隆起，地基土失稳而破坏。