《土中应力计算》PPT课件

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1、第三章土中应力计算3.1土的自重应力3.2基底压力3.3地基附加应力3.4有效应力原理一、土中应力分类：按起因分自重应力与附加应力自重应力——由土体本身重量产生的应力称为自重应力。附加压力——土体在外荷载作用产生，在土体中产生的应力增量。（包括建筑物荷载、车辆荷载、水流的渗透力、地震荷载等）。它是引起土体变形或地基变形的主要原因。自重应力两种情况（1）在自重作用下已经完成压缩固结，自重应力不再引起土体或地基的变形；（2）土体在自重作用下尚未完成固结，它将引起土体或地基的变形。土中某点总应力=土中某点的自重

2、应力+附加应力§4.1概述一、按应力传递方式分有效应力与孔隙应力有效应力——土粒所传递的粒间应力。孔隙应力——土中水和气体所传递的应力。水传递的应力称为孔隙水压力；气体传递的应力称为孔隙气压力；在饱和土中有孔隙气压力吗？二、土的特性及应力计算方法连续介质假设——土是三相体，而不是连续介质，研究沉降和承载力时认为土体是连续的；线弹性体假设——土为非均质性和非理想弹性体的影响。在实际工程中，外部荷载引起土中的应力水平较低，应力与应变关系接近线性关系，因而可采用弹性理论公式。均质、等向假设——土体为各向异性，但

3、当土层性质变化不大时可看为均质、等向体。§3.1土的自重应力土中应力自重应力(geostaticstress)附加应力(additionalstress)土体受自身重力作用而存在的应力土体受外荷载以及地下水渗流、地震等作用而附加产生的应力增量假定地基土是各向同性的、均质的线性变形体，而且在深度和水平方向上都是无限延伸的，即把地基看成是均质的线性变形半空间（halfspace），这样就可以直接采用弹性力学中关于弹性半空间的理论解答。计算方法应力符号约定正应力：压为正，拉为负剪应力：逆时针为正，顺时针为负应力

4、沿坐标轴的方向与其作用面外法线沿坐标轴的方向一致时为正，否则为负应用弹性力学理论时应用摩尔圆时§4.1概述土中应力天然地面z1线—天然地面任意深度z处水平面上的竖直自重应力。—天然地面任意深度z处竖直面上的水平自重应力。K0—土的侧压力系数或静止土压力系数。由实测或经验公式确定。如：—天然地面任意深度z处土单元体的剪应应力。zAA由土柱的重量W=竖向应力合力1§3.1土中自重应力§3.1.1均质土中自重应力注：（1）计算点在地下水位以下，由于水对土体有浮力作用，则水下部分自重应力计算用有效重度（浮容重）计

5、算；（2）当位于地下水位以下的土为坚硬不透水层，在坚硬不透水层土中只含有结合水，计算不透水层顶面及以下的自重应力时按上覆土层的水重总量计算。即采用饱和容重计算。§3.1土中自重应力§3.1.1均质土中自重应力地下水位面不透水层面h1h2h3h4z§3.1.1成层土中自重应力§3.1土中自重应力不透水层顶面及层面以下按上覆水土总重计算地下水下降，有效自重应力增大Zσczhrwh原地下水位变动后地下水位§3.1.3地下水位升降时的土中自重应力h原地下水位变动后地下水位rwh地下水上升，有效自重应力减小讨论题：

6、地下水对地基的影响，利用及防治§3.1土中自重应力[例题3—1]某建筑场地的地质柱状图和土的有关指标列于例图2·1中。试计算地面下深度为2.5m、5m和9m处的自重应力，并绘出分布图。[解]本例天然地面下第一层粉土厚6m，其中地下水位以上和以下的厚度分别为3.6m和2.4m，第二层为粉质粘土层。依次计算2.5m、3.6m、5m、6m、9m各深度处的土中竖向自重应力，计算过程及自重应力分布图一并列于例图3—5中。图3-1柔性基础（一）柔性基础柔性基础的抗弯刚度很小，可以随地基的变形而任意弯曲（a)荷载均布时

7、，基底压力分布与荷载形式一致。（b)沉降中央大，边缘小。要使沉降均匀，基底应力p(x,y)=常数(a)(b)基底压力——作用于基础底面传至地基的单位面积压力，又称接触压力。影响基底压力的分布和大小的因素——建筑物荷重基础地基在地基与基础的接触面上产生的压力（地基作用于基础底面的反力）§3.2基底压力§3.2.1基底压力的分布规律刚性基础刚性基础的抗弯刚度很大，受荷后原来是平面的基底沉降后仍然保持平面。基底压力分布形式有以下三种（二）刚性基础§3.3基底压力§3.2.1基底压力的分布规律圆形刚性基础模

8、型底面反力分布图(a)在砂土上（无超载）（b)在砂土上（有超载）（c）在硬黏土上（无超载）（d）在硬黏土上（有超载）§3.2基底压力§3.2.1基底压力的分布规律抛物线形马鞍形布森涅斯克解假定：地基是半无限弹性体，基础底面没有摩擦力。xP(x)Bx=0x=B/2计算值实测值应力重分布（1）条形基础的接触压应力（2）长方形基础的接触压应力LyxQ（3）圆形基础的接触压应力B简化计算pQ计算值实测值简化计算基底压力按直线分布简化计