在基础工程中，计算土壤轴承能力以支撑施加到地面的负载是一个普遍的要求. 土壤的轴承能力在于其在基础的压力下抵抗剪切故障和过度沉降的能力.

土壤上浅基础的轴承能力主要取决于以下因素:

• 轴向区域的宽度 (乙)
• 轴承面积 (大号)
• 土壤凝聚力 (C’)
• 土壤内摩擦角 (披)
• 土壤单位重量 (C)
• 负载倾斜度或用于结构的矩
• 基础或地面的倾向
• 地下水位的存在

根据土壤条件和基础几何形状，轴承能力失效可以以三种不同的方式发展. 失败模式是:

• 冲剪机 (发生松散或柔软的土壤)
• 局部剪切故障 (发生在中等密集或牢固的土壤中)
• 一般剪切故障 (发生在密集或硬的土壤中)

基础是将建筑物或结构负载转移到地面的结构元素, 确保稳定并防止过度解决, 倾斜, 或崩溃.

基础可以大致分为浅层和深层类型, 取决于它们相对于地面的深度以及负载转移的方法. 您可以阅读有关不同类型的基础 在这篇文章中.

在此页面上讨论的轴承能力理论尤其针对浅基础. 根据Terzaghi的说法, 浅基础是地下土壤表面下方的深度小于或等于其宽度的基础. 其他调查表明，具有深度的基础 3 至 4 地基的宽度也可能被认为是浅的 (这).

土壤的最终轴承能力是在失败之前可以承受的轴承压力，而无需考虑任何安全因素.

多年来，已经开发了几种不同的方法来计算轴承能力. 这些方法基于测试，随着时间的流逝，更多的参数已添加到一般轴承能力方程中，以说明效果可能会降低或增加基础的轴承能力.

由于这些都是土壤承载能力的所有估计方法，不一定是对还是错，它们都可以在轴承能力计算中进行审查. 在结构底部有负载倾斜或倾斜的情况下, 使用这些方法可能会减少这些效果，可能会更适合考虑减少的方法.

可用于估计轴承能力的最常见的轴承能力方法是:

• 泰尔扎吉
• 迈耶夫
• 汉森
• Vesic

有限元分析也可能是估计土壤轴承能力的合适工具，但是建造这种模型通常需要许多其他参数，例如土壤杨的模量和泊松比，并且与分析方法相比，需要大量时间进行分析。.

为了比较不同的方法及其对某个参数的敏感性，我们可以进行灵敏度分析. 例如，在下图中比较了不同摩擦值的轴承能力，以便我们可以看到每种方法对参数的敏感性如何. 基于图，我们可以选择最适合最终轴承能力的值.

有许多不同的计算方法可用于计算土壤的轴承能力. 与观察到的结果相比，使用第一原理太保守了，因此多年来基于测试创建了几种经验模型. 下面提供了一些最常见方法的描述:

1. Terzaghi方法

Terzaghi的方法是一种广泛使用的经典方法，该方法估算了基于经验公式的土壤轴承能力，考虑土壤类型, 宽度, 和基础深度.

2. Meyerhof方法

Meyerhof的方法通过合并形状扩展了Terzaghi的方法, 深度, 和负载倾斜因子, 提供更精致的土壤轴承能力的计算.

3. 汉森方法

汉森的方法通过考虑其他因素（例如坡度和加载的偏心率）进一步完善了轴承能力计算, 使其适合复杂的土壤条件.

4. Vesic方法

Vesic的方法与以前的汉森方法非常相似，其略有变化反映了土壤可压缩性和规模效应.

5. EUROCODE方法

欧洲代码附件D中介绍的方法还包括作为轴承能力的替代方法. 此方法是汉森和vesic方法的略有变化.

所有方法都是对土壤轴承能力的估计，没有方法一定是 "更多的" 比其他人正确. 考虑到某些方法可能最适合项目的特定条件，每个用户可以根据工程判断选择首选方法. 帮助决定, SkyCiv轴承能力计算器可以执行与特定变量有关的灵敏度分析，例如深度, 宽度或土壤强度参数.

Terzaghi轴承能力理论是计算浅基础的轴承能力的第一个综合理论，如今仍被广泛使用.

Terzaghi的公式计算最终轴承能力 (那) 粉底, 结合土壤强度参数，例如内聚参数, 单位重量, 和内部摩擦的角度. 剥离基础的一般方程是:

• q_ü= C n_C+Q n_q+0.5 C B n_C

哪里:

• C是土壤的凝聚力,
• Q是基础水平上的过度压力或附加费,
• γ是土壤的单位重量,
• B是基础的宽度,
• ñ_C, ñ_q, B = 横截面深度或直径_C 是取决于土壤摩擦角的轴承能力因素 (ϕ).

使用Terzaghi的理论让我们考虑以下基础细节:

• 基础宽度为 0.5 米
• 土壤底是沙子，有凝聚力 0 千帕, 摩擦角 30 学位和单位重量 18 千牛/立方米
• 基础深度是 0 米

第一, 我们可以查找一张桌子，以获取Terzaghi的轴承能力因素的内部摩擦角度 30 度数. 由此, 我们得到那个nc = 37.16, NQ = 22.46 和nγ= 19.13.

然后，我们可以将值插入轴承能力方程

那= 0 * 37.16 + 0 * 22.46 +0.5 * 18 * 0.5 * 19.13 = 86 千帕

我们可以使用SkyCiv轴承能力计算器执行此计算速度，因为我们不必从表中查找任何值或自己组合值. 使用其他轴承能力的方法，例如具有其他参数.

提高基础轴承能力的最简单方法之一是增加基本尺寸以更好地分配负载.

将立足宽度加倍可以使轴承能力增加一倍，但同时也意味着任何点负载都分布在更大的区域, 从而降低结构施加的轴承压力. 因此，将基础宽度提高了一倍 2 可以带来4倍利用率.

增加轴承能力的其他常见方法可能涉及:

• 从基础上删除不合适的材料并放置工程填充物 (可以提高材料特性并减少材料参数的不确定性)
• 将立足点放入地面 (相邻土壤的重量有助于抵抗轴承衰竭)
• 平整地面如果不平坦 (可以消除地面不平坦所需的减少因素)
• 使用滚筒在粉底下紧凑材料 (可以增加材料特性)

另一个合适的解决方案可能是使用SkyCiv轴承能力计算器，该计算器在计算中不采用保守的方法，而是以高精度计算轴承能力. 通过允许用户评估设计师可以选择最不保守的方法的不同轴承能力方法和设计方法.

最终的轴承能力应降低以说明土壤强度的可变性. 根据标准，可以通过使用单个岩土还原因子来应用此减少 (如 5100, 欧洲规范 7 DA2) 或通过分别减少不同的土壤因子并使用它们来计算轴承能力 (如 4678, 欧洲规范 7 DA1-2, DA3). 这是设计轴承能力.

然后将负载按照设计标准与设计轴承能力进行比较。.

设计轴承能力用于极限状态设计 (钢构件设计软件) 或负载和电阻因子设计 (LRFD).

设计轴承能力的计算取决于所使用的标准.

使用重大减少因子的地方 (如 4678, 欧洲规范 7 DA1-2, DA3) 这些在进行任何其他计算之前首先应用于土壤参数. 然后可以通过Terzaghi的轴承能力计算来计算设计轴承能力.

或者, 如果减少因素是 1 而且我们有一个因素来降低轴承能力，我们可以简单地计算最终轴承能力并将其乘以我们的岩土还原因子 (如 5100) 或除以我们安全的部分因素 (EC7 DA2).

让我们从上一个示例中使用c'=的未分离属性 0 千帕, φ'= 30 学位和γ= 18 KN/M3并根据EC7的M2定义的以下部分安全因子计算设计轴承能力:

• C_φ = 1.25
• C_C' = 1.40
• C_C = 1.00

我们可以根据c'=计算我们的设计土壤特性 0 千帕, φ'= 30 学位和γ= 18 千牛/立方米

• φ'= tan-1( 棕褐色(30) / 1.25) = 24.8 度数
• C'= 0 * 1.40 = 0 千帕
• γ= 1.00 * 18 = 18 千牛/立方米

然后，我们可以查找Terzaghi的轴承能力因素 24.8 度数. 由此我们得到NC = 24.75, NQ = 12.43 和nγ= 9.46.

然后，我们可以将值插入轴承能力方程

• q_d = 0 * 24.75 + 0 * 12.43 +0.5 * 18 * 0.5 * 9.46 = 42.6 千帕

如果我们没有实质性减少因素，而是一个降低轴承能力的一个因素，我们将计算出最终的轴承能力 86 KPA首先像我们之前所做的那样.

对于AS 5100.3 计算, 然后，我们可以乘以我们的岩土还原因子φg . 例如, 如果我们的岩土还原因子为 0.5 我们将获得设计轴承的能力:

• q_d = f_G * q_ü = 0.5 * 86 = 43 千帕

对于EC7 DA2计算, 我们将采用最终轴承能力，并将其除以部分还原因子γRV. 如果我们采用R2的部分因素 1.4 我们的计算将成为:

• q_d = q_ü / C_负载计算 = 86 / 1.4 = 61.4 千帕

设计轴承容量都需要与标准要求的各自负载组合的设计负载组合压力进行比较. 我们无法纯粹基于设计轴承能力，因此无法判断哪种设计方法更为关键.

允许的轴承能力是指使用ASD时的最终轴承能力降低了一定因素 (允许的压力设计) 方法而不是LRFD方法.

允许的轴承能力指定有关可维修或工作负载而不是分组负载的能力. 由于它考虑了加载的变异性以及材料强度的可变性，因此通常低于LRFD设计方法产生的设计轴承能力.

例如, 有工作压力的基础 100 如果土壤具有允许的轴承能力不少于 100 千帕.

为了计算允许的轴承能力，我们只是通过安全系数降低了最终轴承能力. 在不同的标准和准则中，这种安全性因素是可变的 2 至 3.

如果我们以先前的终极轴承能力 86 我们计算的KPA，也考虑了一个安全系数 2 那么我们允许的轴承能力将是 86 / 2 = 43 千帕. 这是假设我们不需要降低材料特性. 在欧洲规范中 7 用于设计方法 2 例如，我们不需要降低物质优势，我们会将最终承载能力降低为 1.4.

SkyCiv轴承能力计算器具有许多功能和功能:

• 横向负载和时刻: 计算器解释了横向负载和矩的影响, 在这种情况下对基金会的稳定性进行准确评估.
• 倾斜和斜率的影响: 它考虑了载荷的倾斜度和地面的斜率, 提供对倾斜地形轴承能力的现实评估.
• 公制和帝国单位: 用户可以输入并获得公制或帝国单位的结果, 在不同地区允许灵活性和便利性.
• 灵敏度分析: 用户可以检查某些参数的变化作为基础深度, 宽度, 与不同方法有关的长度和土壤强度参数可以帮助了解与项目的特定特征相关的基础行为.
• 模块: 计算器分为三个主要模块:
  • EUROCODE模块: 根据欧洲标准专用于计算. 它包括各种安全因素和两个浅层的详细计算
  • 一般模块: 适用于任何标准，并基于允许的轴承能力概念，并应用了一般安全系数.
  • 澳大利亚版: 考虑AS4678:2002 和AS5100:2017 标准品.

• ACI带脚平台设计
• ACI扩张基础设计

• SkyCiv基础设计软件
• Skyciv孤立的立足点介绍

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