土层自重应力的计算

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1、2.1土层自重应力的计算概述地基在自身重力和外荷载作用下，均可产生应力。地基中应力状态的变化将引起地基的变形，使基础产生沉降或倾斜。当建筑物作用的荷载过大时，则会导致建筑物产生过大的不能容许的沉降，甚至可以使地基失去稳定而发生整体破坏，从而影响建筑物的正常使用。所以研究对工程具有实际意义的地基变形与稳定问题之前，先研究地基中的应力计算与分布规律是十分必要的。概述地基中的应力按其产生原因的不同，可以分为自重应力和附加应力。由土体自身重力在地基中所产生的应力称为自重应力。由于自重应力产生的年代较为久远，土在自重作

2、用下产生的压缩变形早已结束，所以建造建筑物后地基不会因自重应力而产生变形。第二章地基土中的应力计算一土层自重应力计算二基底压力的计算三地基中附加应力计算回顾与思考地基有足够的强度；地基不发生过大变形；基础有足够的强度与刚度。由基础的形式、尺寸、材料调节设计前提：地基基础设计要求：物理性质指标（前述）地基受力计算（本章）基础沉降、尺寸计算研究目的：建筑荷载在地基中产生应力，应力产生应变，研究应力计算和分布规律，作为地基变形与强度计算依据。学习要点：掌握地基中自重应力计算与附加应力计算方法，清楚计算假定，需要运用

3、材料力学基本知识。计算假定：地基为连续（均质）各向同性，半无限弹性体，表面水平。第二章地基土中的应力计算摩尔圆应力分析材料力学+-+-土力学正应力剪应力拉为正压为负顺时针为正逆时针为负压为正拉为负逆时针为正顺时针为负土力学中应力符号的规定概述：自重应力指土自身有效重量产生的应力，它使土密实并具有一定强度与刚度。地基设计计算前应知其原始的应力状态。2.1土层自重应力的计算地面zczcycx一、竖向自重应力zσcz=γzσcz=γzσcz天然地面A单层均质土层：地基中任意深度Z处的竖向自重应力等于单位面积上

4、的土柱自重。定义:特征:土中自重应力沿水平面均匀分布，与深度Z成正比例，随深度按直线分布。2.1土层自重应力的计算K0—静止土压力系数，用于挡土墙土压力计算。二、水平自重应力M(x,y,z)yxzrσczσcxσcy地面02.1土层自重应力的计算三、成层土的自重应力：天然地基往往由若干层土组成，地基中任意深度Z处的竖向自重应力等于各层土竖向自重应力之和。定义:公式:2.1土层自重应力的计算zσcz=Σγhσcz天然地面Aγ1h1γ2h2γ3h3γ4h4σcz=Σγhγ1h1γ1h1+γ2h2γ1h1+γ2z2

5、+γ3h3γ1h1+γ2h2+γ3h3+γ4h42.1土层自重应力的计算地下水位以下土计算时用有效重度γ′；不透水层面及以下无浮力作用情况下应考虑静水压力作用；地下水位下降时有效重度增加，会造成地面下降；地下水位上升时有效重度减小，影响土性，承载力降低。四、地下水及不透水层影响：2.1土层自重应力的计算地下水对土自重应力的影响：2.1土层自重应力的计算地下水位下降对土自重应力的影响：原地下水位下降后地下水位结论:地下水位下降，地基中有效自重应力增加。后果:引起地面大面积沉降。2.1土层自重应力的计算地下水位上

6、升对土自重应力的影响：原地下水位上升后地下水位结论:地下水位上升，地基中有效自重应力降低。后果:引起地基承载力减少2.1土层自重应力的计算【例2-1】如图，成层土地基，地面以下有地下水及不透水层。计算要点：地下水位以下用有效重度计算；不透水层面以上考虑浮力，过不透水层面后则考虑水压力影响，不透水层面处自重应力有突变。γ1h1γsat2h2γsat3h3γ4h4不透水层▽①②③下③上④地基剖面图2.1土层自重应力的计算