考虑砂土地基轴对称压密变形的圆形深基础承载力研究

摘要

传统的Berezantzev公式由于未能同时考虑基础埋深和地基轴对称压密变形对地基破坏模式的影响,导致其计算出的圆形深基础地基极限承载力往往与现场实测相差过大,尤其当深基础的相对埋深（H/b）为2≤H/b≤5时,计算值远大于实测结果。通过分析地基土的颗粒移动、土体压密和土体剪切3者之间的关系,从理论上较完整地阐述了深基础下砂土地基破坏的全过程;破坏土体分为压密区Ⅰ、剪切区Ⅱ和压密区Ⅲ这3个区,压密区Ⅲ以上的基础周围土体外侧面上作用有向上的负摩阻力,与Berezantzev的结论相似;同时考虑基础埋深、地基土相对密度和基底粗糙条件对地基破坏模式的影响,确定了压密区Ⅰ、剪切区Ⅱ和压密区Ⅲ的范围;结合地基的轴对称变形特性,建立适用于相对埋深（H/b）为2≤H/b≤5时的圆形深基础下砂土地基破坏模式;根据地基破坏隔离体的静力平衡条件,推导了圆形深基础下砂土地基的极限承载力计算表达式;通过算例,探讨了圆形深基础地基极限承载力系数Nγq与H/b、地基土内摩擦角（φ）之间的变化关系,并与常用的Berezantzev解、Terzaghi解和Durgunoglu解进行对比。结果表明：当考虑到基础相对埋深和地基轴对称变形特性等因素对地基破坏模式的综合影响时,所得Nγq值在不同的φ值条件下均小于上述3种半经验公式解,Nγq值随H/b的增加而减小,所得圆形深基础下砂土地基极限承载力值比上述3种半经验公式解更接近于规范值。