[工学]第二章 土

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1、河海大学岩土工程研究所ResearchInstituteofGeotechnicalEngineering,HohaiUniversity第二章土体应力计算2-1概述地基：支承建筑物荷载的土层。持力层：与建筑物基础底面直接接触的土层。下卧层：持力层下面的土层。土中的应力按土体中土骨架和土中孔隙（水、气）的应力承担作用原理或应力传递方式可分为有效应力和孔隙应（压）力。有效应力——由土骨架传递（或承担）的应力。孔隙应力——由土中孔隙流体水和气体传递（或承担）的应力。总应力＝有效应力＋孔隙应力2-1概述孔隙水应力还可分为分为静孔隙水应力

2、和超静孔隙水应力。静孔隙水应力——由静水位在土体中产生的孔隙水应力。超静孔隙水应力——由渗流或荷载（动的或静的）在土体中产生的孔隙水应力。2-1概述土体的应力按引起的原因分为自重应力和附加应力。自重应力——由土体自身重量所产生的应力。附加应力——由外荷（静的或动的）引起的土中应力。2-1概述正应力剪应力拉为正压为负顺时针为正逆时针为负土力学材料力学压为正拉为负逆时针为正顺时针为负正应力剪应力2-1概述2-2地基中的自重应力假定：地基为具有水平表面的半无限体。z∞ox∞∞y∞∞地面z2-2地基中的自重应力地面z思考题：水位骤降后，原

3、水位到现水位之间的饱和土层用什么容重？2-2地基中的自重应力h3h1地面h22-2地基中的自重应力K0——静止侧压力系数，它是土体在无侧向变形条件下侧向（水平向）有效应力与竖向有效应力之比。无侧向变形条件下，侧向应力：2-2地基中的自重应力2-2地基中的自重应力h3h1地面h2均质地基成层地基自重应力分布线的斜率是容重；自重应力在等容重地基中随深度呈直线分布；自重应力在成层地基中呈折线分布；在土层分界面处和地下水位处发生转折。2-2地基中的自重应力2-3基底压力与基底附加应力基底压力：指上部结构荷载和基础自重通过基础传递，在基础底

4、面处施加于地基上的单位面积压力。基底反力：地基反向施加于基础底面上的压力。基底附加应力：基底压力扣除因基础埋深所开挖的自重应力之后在基底处施加于地基上的单位面积压力。d地面基础条件刚度形状大小埋深大小方向分布土类密度土层结构等荷载条件地基条件基底压力的影响因素2-3基底压力与基底附加应力柔性基础：基底压力与其上的荷载大小及分布相同。一、柔性基础与刚性基础基底压力分布特征基础抗弯刚度EI=0→M=0；基础变形能完全适应地基表面的变形;基础上下压力分布必须完全相同，若不同将会产生弯矩。2-3基底压力与基底附加应力刚性基础：刚度较大，基

5、底压力分布随上部荷载的大小、基础的埋深及土的性质而异。当基础尺寸不太大，荷载也较小时，可假定基底压力为直线分布。砂性土地基粘性土地基小荷载极限荷载极限荷载小荷载一、柔性基础与刚性基础基底压力分布特征2-3基底压力与基底附加应力1.矩形基础二、刚性基础下基底压力分布（一）中心荷载下的基底压力2-3基底压力与基底附加应力b12.条形基础二、刚性基础下基底压力分布（一）中心荷载下的基底压力2-3基底压力与基底附加应力（二）偏心荷载下的基底压力1.单向偏心荷载下矩形基础的基底压力Fv＝P＋GdacbxxyybLepminpmaxpminp

6、maxdacb二、刚性基础下基底压力分布2-3基底压力与基底附加应力1.单向偏心荷载下矩形基础的基底压力当e＜L/6时，基底压力成梯形分布；pminpmaxpminpmaxdacb（二）偏心荷载下的基底压力二、刚性基础下基底压力分布2-3基底压力与基底附加应力Fv＝P＋GdacbxxyybLe当e=L/6时，基底压力为三角形分布；pmaxPmin=0pmaxPmin=0dacbFv＝P＋GdacbxxyybLe1.单向偏心荷载下矩形基础的基底压力（二）偏心荷载下的基底压力二、刚性基础下基底压力分布2-3基底压力与基底附加应力（二）

7、偏心荷载下的基底压力1.单向偏心荷载下矩形基础的基底压力当e＞L/6时，基底压力pmin＜0Fv＝P＋GdacbxxyybLekpmaxPmin<0pmaxPmin<0dacbxxyyFv＝P＋Gpmaxpmax二、刚性基础下基底压力分布2-3基底压力与基底附加应力2.双向偏心荷载下矩形基础的基底压力xxyydacbP+GMxMypminp1pmaxp2dacbbL（二）偏心荷载下的基底压力二、刚性基础下基底压力分布2-3基底压力与基底附加应力3.偏心荷载下条形基础的基底压力eb1（二）偏心荷载下的基底压力二、刚性基础下基底压力分

8、布2-3基底压力与基底附加应力（三）倾斜偏心荷载下的基底压力二、刚性基础下基底压力分布2-3基底压力与基底附加应力三、基底附加应力——基底净压力2-3基底压力与基底附加应力2-4地基中的附加应力计算计算假定：地基土是各项同性的、均质的、线性变形体，