定范围内整体地沿某一滑动面向下和向外移动而丧失其稳定性。 土坡滑动失稳的原因一般有以下两类情况：

（l）外界力的作用破坏了土体内原来的应力平衡状态。如基坑的开挖，由于地基内自身重力发生变化，改变了土体原来的应力平衡状态；又如路堤的填筑、土坡顶面上作用外荷载、土体内水的渗流、地震力的作用等也都会破坏土体内原有的应力平衡状态，导致土坡坍塌。

（2）土的抗剪强度由于受到外界各种因素的影响而降低，促使土坡失稳破坏。如外界气候等自然条件的变化，使土时干时湿、收缩膨胀、冻结、融化等，从而使土变松，强度降低；土坡内因雨水的浸入使土湿化，强度降低；土坡附近因打桩、爆破或地震力的作用将引起土的液化或触变，使土的强度降低。

2. 假定滑坡体和滑面以下土体均为不变形的刚体，滑面为连续面，滑面上各点的法向应力采用条分法获得，分析每一土条受力，根据滑块刚体极限平衡条件，假定整个滑面上各点的安全系数相等，确定安全系数。滑动体内土条n，第i土条上的力：1、重力：Wi=ribihi；都为已知量；2、底面反力：Ni和Ti;3、比较所有安全系数，选最小值；

假设滑动面为圆弧，不考虑条间力这时土条i仅有作用力Wi，Ni及Ti，根据平衡条件可得：

i上的作用力对圆心O 产生的滑动力矩 Ms 及抗滑

力矩 Mr 分别为：

于是土条

安全系数：

第八章 地基承载力

一、简答题

1. 地基破坏形式有哪几种类型？各在什么情况下容易发生？

21

2. 影响地基承载力的因素有哪些？ 3. 何谓地基的临塑荷载？如何计算？

4. 地基临界荷载的物理概念是什么？中心荷载和偏心荷载作用下，临界荷载有何区别？ 二、计算题

1.例：某建筑物采用柱下独立基础。基础底面长度为3m,宽度为2.4m，承受中心荷载。基础埋深2.2m。地基土分为三层第一层：人工填土γ1＝18.6kN/m3,第二层：粘土 γ2＝19.8kN/m3, φ2＝220，c2＝26kPa。第三层：粉质粘土 γ3＝16.2kN/m3, φ3＝150，c3＝15kPa。求地基的临塑荷载和临界荷载

答案： 一、简答题

1.（1）整体剪切破坏：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，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。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。整体剪切破坏常发生在浅埋基础下的密砂或硬粘土等坚实地基中。

(2)局部剪切破坏：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，基础两侧地面微微隆起，没有出现明显的裂缝。其曲线也有一个转折点，但不象整体剪切破坏那么明显。局部剪切破坏常发生于中等密实砂土中。

(3)刺入剪切破坏：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。

2. （1）基础形状的影响：在用极限荷载理论公式计算地基承载力时是按条形基础考虑的，对于非条形基础应考虑形状不同对地基承载力

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的影响。

（2）荷载倾斜与偏心的影响：在用理论公式计算地基承载力时，均是按中心受荷考虑的。但荷载的倾斜和偏心对地基承载力是有影响的。

（3）覆盖层抗剪强度的影响：基底以上覆盖层抗剪强度越高，地基承载力显然越高，因而基坑开挖的大小和施工回填质量的好坏对地基承载力有影响。

（4）地下水位的影响：地下水位上升会降低土的承载力。

（5）下卧层的影响：确定地基持力层的承载力设计值应对下卧层的影响作具体的分析和验算。

此外，还有基底倾斜和地面倾斜的影响，地基土压缩性和试验底板与实际基础尺寸比例的影响、相邻基础的影响、加荷速率的影响地基与上部结构共同作用的影响等等。在确定地基承载力时，应根据建筑物的重要性及结构特点，对上述影响因素作具体分析。 3. 地基的临塑荷载

临塑荷载p cr是地基变形的第一、二阶段的分界荷载，即地基中刚开始出现塑性变形区时，相应的基底压力。

?ctg?)??d=Nq?0d?Ncc P cr=?(?d?c?ctg??2??4. 临界荷载：大量工程实践表明，用P cr作为地基承载力设计值是

比较保守和不经济的。即使地基中出现一定范围的塑性区，也不致危及建筑物的安全和正常使用。工程中允许塑性区发展到一定范围，这个范围的大小是与建筑物的重要性、荷载性质以及土的特征等因素有关的。一般中心受压基础可取z max=b/4，偏心受压基础可取z max=b/3 二、计算题 1.解：（1）求临塑荷载 pcr?γ0dNq?cNc

根据持力层粘土φ查表 Nd?3.4 Nc?6.0

γ0=γ1×1+γ2×1.218.6×1+19.8×1.2==19.26kN/m3

2.22.2pcr?γ0dNd?cNc=19.26×3.4×2.2+26×6=300kpa p1?γbN1?γ0dNd?cNc

44（2）求临界荷载

根据持力层粘土φ查表

Nd?3.4 Nc?6.0 N1=0.6

4 23

p1?γbN1?γ0dNd?cNc44

=19.8?0.6?2.4+19.26×3.4×2.2+26×6=329kpa

河南理工大学 2006－2007学年第 1 学期

《土质学土力学》试卷（A卷）

考试方式：闭卷 本试卷考试分数占学生总评成绩的 70 % 总 分 题号 一 二 三 四 五 六 七 八 九 核分人 得分 复查总

分 总复查人

得分 评卷人 一、单项选择题 (每题1.5分，共15分)

1、对于同一种土，下列指标相比较，数值最大的是（ B ）

A、天然密度? B、饱和土密度?sat C、干密度?d D、浮密度?'

2、某土样进行直剪试验，当法向应力为100kPa、200kPa时，测得抗剪强度?f分别为50kPa、80kPa。若在土中的某一平面上作用的大主应力为250kPa，小主应力为90kPa，该平面（ A ）

A、 剪坏 B、未剪坏 C、处于极限平衡状态 D、无法确定

3、已知某砂土的天然孔隙比e=0.30,最大孔隙比emax＝0.76，最小孔隙比emin＝0.11则该砂土处于（ A ）状态。

A、密实 B、中密 C、松散 D、稍密 4、在实际工程中地基土发生流沙的水动力条件是（ A）

A、G''d?rwi≥r B、Gd?rwi＜ r C、Gd?rwi≥r D、Gd?rwi＜r

5、对粘性土的软硬状态分类的依据是（ C ）

A、液限 B、塑性指数 C、液性指数 D、塑限

6、已知某均质地基地下水位在地表面下深2m处。地基土的重度r＝17.6kN／m3，饱和重

度r3sat＝18.0 kN／m，则地表面下深3m处土的竖向自重应力为（ D ）

A、40.2 kPa B、54 kPa C、52.8 kPa D、53.2kPa 7、下列各项对附加应力无影响的是（ D ）

A、荷载的大小和作用位置 B、基础的埋深 C、基础的底面尺寸 D、基础底面以下土的重度

8、独立基础基底矩形面积上受三角形分布荷载作用下，附加应力系数与（ B ）有关。

A、

bll B、b C、bz D、和以上三个均有关 9、下列关系式中，正确反应压缩系数a的表达式为（ D ）

24

A、a?e2?e1p B、 a?p2?p1e C、a?p2?p1 D、a?e1?e2

2?p1e2?1e1?e2p2?p110、土中一点发生破坏时，破裂面与大主应力作用面的夹角为（ B ） A、45o??2 B、45o??2 C、45o D、45o??

得分 评卷人 二、填空题（每空1分，共15分）

1、土一般是由 、 和 三种物质组成的。

2、评定土颗粒级配情况的两个指标系数名称及表达式 、 。 3、当粘性土含水率逐渐减小，土体所处状态由流动状态变到可塑状态的分界含水率叫 。

4、达西定律内容 ，适用于 。

5、比较土中前期最大固结压力与土中现又覆盖土重的大小，土可以处在正常固结、 和 三种状态。

6、目前国内常用的计算地基沉降的方法有 和《建筑地基基础设计规范》推荐的方法 。

7、地基最终沉降量由瞬时沉降量、 和次固结沉降量这三部分组成。

8、作用在挡土墙墙背上的土压力有三种静止土压力、 和 ，在相同的墙高和填土条件下，三种土压力的大小关系为 。 得分 评卷人 三、简答题（30分） 1、简述有效应力原理。（5分） 2、地基中附加应力的扩散规律。（5分） 3、试推导e?ds?1?w??w??1。（5分）

4、分层总和法最终沉降量的计算步骤。（5分） 5、地基极限荷载的一般计算公式pu?12?bNr?cNc?qNq各参数所代表的含义。

（5分） 25