《课题三地基中的应力计算》PPT课件

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1、课题三地基中的应力计算§3土体中的应力§3土体中的应力强度问题变形问题地基中的应力状态应力应变关系土力学中应力符号的规定自重应力附加应力基底压力计算有效应力原理建筑物修建以后，建筑物重量等外荷载在地基中引起的应力，所谓的“附加”是指在原来自重应力基础上增加的压力。建筑物修建以前，地基中由土体本身的有效重量所产生的应力。概述土中应力计算的基本假定和方法土中应力：自重建筑物荷载土中水渗流地震等土中应力可分为：自重应力附加应力本课题中只讨论：自重应力；静荷载；基本假定分析：(1)土的分散性影响及连续介质假定基础底面的尺寸远大于土颗粒;工程实践中一般所关

2、心只是平均应力。(2)土的非均质性和非线性影响实际工程中土中应力水平相对较低；一定应力范围内，应力应变关系可看作是线性关系。应力符号以压为正；剪应力逆时针方向为正；一般不考虑拉应力的影响；有现成的简单的解析解。(3)弹性理论假定假定地基土为均匀的、各向同性的弹性体；采用弹性力学的有关理论进行计算。上述假定是本课题学习的基础§3土体中的应力§3.1土的自重应力§3.3地基附加应力§3.2基底压力§3.1土的自重应力一.均质地基中的自重应力假定：水平地基半无限空间体半无限弹性体有侧限应变条件一维问题§3土体中的应力定义：在修建建筑物以前，地基中

3、由土体本身的有效重量而产生的应力。目的：确定土体的初始应力状态计算：地下水位以上用天然重度，地下水位以下用浮重度（一）均质地基中的自重应力1.计算公式竖直向：一、土的自重应力及其分布形态水平向：Aσcz=γz２.自重应力分布取土柱为脱离体w水平面上均匀分布竖直线上为三角形分布土柱重W=γAz，根据力的平衡有W=σczA（二）成层地基竖直向：水平向：γ2γ3γ1wAσcz=ΣγiHiγ2γ3γ1w土柱重W=AΣγiHi，根据力的平衡有W=σczA1.计算公式２.自重应力分布水平面上均匀分布竖直线上为折线形分布Aσcz=ΣγiHiγ1＞γ2，γ3＞γ

4、2重度γ越大斜线越缓，重度γ越小斜线越陡γ2＞γ1，γ3＞γ2自重应力在不透水层面处突变均质地基成层地基二、地下水对自重应力的影响重度：地下水位以上用天然重度γ地下水位以下用浮重度γ’1.地下水位下降对自重应力的影响2.地下水位上升对自重应力的影响思考题：1.水位骤降后，原水位到现水位之间的饱和土层用什么重度？2.水位变化对自重应力有何影响？重度：地下水位以上用天然重度γ地下水位以下用浮重度γ’自重应力分布线的斜率是重度；自重应力在等重度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。土的自重应力特征注

5、意：自重应力的计算的起始点必须从原地面开始，与基坑开挖与否无关；当地基土成层时，由于各土的重度不同，在各土层交界面处的自重应力分布会出现转折现象；在地下水位以下，一般情况下须采用浮重度计算。不透水层处，层面及层面以下的自重应力应按照上覆土层的水土总重计算。例题3-1某建筑场地的地质剖面如图所示，试计算①各土层界面及地下水位面的自重应力，并绘制自重应力曲线。②若图3-20中，中砂层以下为坚硬的整体岩石，绘制其自重应力曲线。①σcz1=17×2=34.0kPa；σcz2=17×2+19×3.8=106.2kPa；对于淤泥质粘土σcz3=17×2+19

6、×3.8+(18.20-10)×4.2=140.64kPaσcz4=17×2+19×3.8+(18.20-10)×4.2+(19.6-10)×2=159.84kPa②若图3-20中，中砂层以下为坚硬的整体岩石σcz1、σcz2、σcz3同①，但岩层顶面处为159.84+10×6.2=221.84kPa绘制自重应力曲线略。§3土体中的应力§3.1土的自重应力§3.3地基附加应力§3.3基底压力§3.2基底压力计算基底压力：基础底面传递给地基表面的压力，也称基底接触压力。基底压力附加应力地基沉降变形地基反力基础结构的外荷载上部结构的自重及各种荷载都是

7、通过基础传到地基中的。影响因素计算方法分布规律上部结构基础地基建筑物设计暂不考虑上部结构的影响，使问题得以简化；用荷载代替上部结构。基础底面压力的影响因素基底压力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抗弯刚度EI=∞→M≠0；反证法:假设基底压力与荷载分布相同，则地基变形与柔性基础情况必然一致；分布:中间小,两端无穷大。一、基础底面压力分布规律2.弹性地基，绝对刚性基础基础抗弯刚度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。条形基础，竖直均布荷载弹性地基，完

8、全柔性基础1.3.弹塑性地基，有限刚度基础—荷载较小—荷载较大砂性土地基粘性土地基—接近弹性解—马鞍型—抛物线型—倒钟型根据圣维南原理，