土体中自重应力-基底压力

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1、第三章土体中的应力计算§3土体中的应力计算§3.1概述§3.2地基中自重应力的计算§3.3基底压力计算§3.4地基中附加应力的计算§3.5有效应力原理2§3土体中的应力计算§3.1概述强度问题地基中的应力状态应力应变关系变形问题土力学中应力符号的规定应力状态建筑物修建以前，地基自重应力中由土体本身的有效重量所产生的应力。附加应力基底压力计算建筑物修建以后，建筑物重量等外荷载在地基中引有效应力原理起的应力，所谓的“附加”是指在原来自重应力基础上增加的压力。3§3土体中的应力计算§3.1概述l土的应力-应变关系的假定①连续介质碎散体（宏观平均）非线性②

2、线弹性体弹塑性（应力较小时）成层土③均匀一致各向同性体各向异性（土层性质变化不大时）E、与(x,y,z)无关与方向无关理论——弹性力学解求解“弹性”土体中的应力4§3土体中的应力计算§3.1概述zl土中一点的应力状态zx地基：半无限空间xxy∞yyz∞o∞x∞xxyxzy∞=yxyyzijzzxzyz5§3土体中的应力计算§3.1概述l土力学中应力符号的规定z正应力剪应力zx+-材料力学拉为正顺时针为正x压为负逆时针为负xzzzx+-压为正逆时针为正土力学拉为负顺时针为负xxz6§3土体中的应力计

3、算§3.2地基中自重应力的计算定义：在修建建筑物以前，地基中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假定：天然地面是水平的；地基土是均匀、连续、各向异性的半无限空间弹性体（土体不可能发生侧向变形，只能发生竖直向变形）；0yx所以：;xy任何竖直面都是对称面（在任何竖直面和水平面上都不可能有剪应力的存在）；0;xyyzzx7§3土体中的应力计算§3.2地基中自重应力的计算1.计算公式竖直向：zszWAzAAz均质地基sz水平向：Ksxsy0szK01--泊松比横向应

4、变与纵向应变之比值称为泊松比8§3土体中的应力计算§3.2地基中自重应力的计算1.计算公式sz11H1竖HH;直sz21122成层地基向sz31H12H23H3γ1H1：sziHiZγ2H2水平向：KKHsxsy0sz0iiγ3H3重度：①地下水位以上土层用天然重度γ；②地下水位以下用浮重度γ’9§3土体中的应力计算§3.2地基中自重应力的计算2.分布规律§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

5、。1(12)22均质地基成层地基§3土体中的应力计算§3.3基底压力计算上部结构上部结构的自重及各建筑物设计基础种荷载都是通过基础传到地基中的。地基地基反力基底压力：基础底面传递基底压力影响因素给地基表面的压力，也称计算方法基底接触压力。附加应力分布规律地基沉降变形11§3土体中的应力计算§3.3基底压力计算一.影响因素•大小•方向•分布荷载条件•刚度•形状基础条件•大小基底压力•埋深地基条件•土类•密度•土层结构等12§3土体中的应力计算§3.3基底压力计算二.基底压力分布弹塑性地基，有限刚度基础—接近弹性解—马鞍型—抛物线型

6、—荷载较小—倒钟型—荷载较大砂性土地基粘性土地基13§3土体中的应力计算§3.3基底压力计算三.实用简化计算基底压力的分布形式十分复杂，上部结构-基础-地基共同作用的原理还不成熟基础尺寸较小荷载不是很大，采用简化计算方法（假定基底压力按直线分布的材料力学方法）14§3土体中的应力计算§3.3基底压力计算三.实用简化计算1、中心荷载时PLPFGFAdbkkkGpAAAFKA——基底面积，m2GFK——作用在基础顶面的荷载，kNdGk——基础及台阶上填土总重，kNG——基础及台阶上填土平均重度，一般取20kN/m3——基础平均埋深，m

7、d15§3土体中的应力计算§3.3基底压力计算三.实用简化计算基础形状与荷载条件的组合荷载条件竖直中心PPLb矩b形pPAPbl基础Lx形P状条b形ypP/b取单位长度面积pPA16§3土体中的应力计算§3.3基底压力计算三.实用简化计算矩形面积偏心荷载PPxyobLBPMMxLxyexp(x,y)AWWxyyMxPey;MyPexP6e当ey0,exepP16epmax1minAbP6eAbWLB2/6pmax1YminAbWBL2/6P6eXpmax1m

8、inAb17§3土体中的应力计算§3.3基底压力计算三.实用简化计算P6epmax1矩形面积单向偏心荷载土