土的应力计算-后半部分

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1、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基底反力基础结构的外荷载上部结构的自重及各种荷载都是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。第四节基底压力计算(一)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一、基础底面压力的分布规律抗弯刚度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。(二)基底压力分布弹性

2、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，完全柔性基础弹塑性地基，有限刚度基础(二)基底压力分布—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，基底压力的具体分布形式对地基应力计算的影响仅局限于一定深度范围；超出此范围以后，地基中附加应力的分布将与基底压力的分布关系不大，而只取决于荷载的大小、方向和合力的位置。(三)实用简化计算基底压力的分布形式十分复杂简化计算方法：假定基底压力

3、按直线分布的材料力学方法基础尺寸较小荷载不是很大BLPBP’BP’BLPBP’荷载条件竖直中心竖直偏心倾斜偏心基础形状矩形条形P’—单位长度上的荷载BLPoxy基础形状与荷载条件的组合三、实用简化计算exeyBLxyxyBLPP矩形面积中心荷载矩形面积偏心荷载eB/6:出现拉应力区xyBLeexyBLexyBLK3KPPP高耸结构物下可能的基底压力基底压力合力与总荷载相等土不能承受拉力压力调整K=B/2-e矩形面积单向偏心荷载BePPPvPh倾斜偏心荷载分解为竖直向和水平向荷载，水平荷载引起的基底水平应力视为

4、均匀分布。条形基础竖直偏心荷载三、基底附加压力由于建筑物荷重使基底增加的压力称为基底附加压力基底压力基底附加压力地基中各点附加压力上部荷载F基础自重G土＝孔隙水固体颗粒骨架+三相体系对所受总应力，骨架和孔隙流体如何分担？孔隙气体+总应力总应力由土骨架和孔隙流体共同承受它们如何传递和相互转化？它们对土的变形和强度有何影响？受外荷载作用Terzaghi（1923）有效应力原理固结理论土力学成为独立的学科孔隙流体第五节有效应力原理1.饱和土中的应力形态PSPSVaa一.有效应力原理的基本概念PSA：Aw：As：土单元的断面积颗粒接触点的面积孔隙水的断

5、面积a-a断面通过土颗粒的接触点有效应力σ’a-a断面竖向力平衡：u：孔隙水压力一.有效应力原理的基本概念2.饱和土的有效应力原理（1）饱和土体内任一平面上受到的总应力可分为两部分σ’和u，并且（2）土的变形与强度都只取决于有效应力一般地，有效应力总应力已知或易知孔隙水压测定或算定通常,③孔隙水压力的作用对土颗粒间摩擦、土粒的破碎没有贡献，并且水不能承受剪应力，因而孔隙水压力对土的强度没有直接的影响；它在各个方向相等，只能使土颗粒本身受到等向压力，由于颗粒本身压缩模量很大，故土粒本身压缩变形极小。因而孔隙水压力对变形也没有直接的影响，土体不会因

6、为受到水压力的作用而变得密实。①变形的原因颗粒间克服摩擦相对滑移、滚动—与σ’有关；接触点处应力过大而破碎—与σ’有关。②强度的成因凝聚力和摩擦—与σ’有关一.有效应力原理的基本概念（2）（1）土的变形与强度都只取决于有效应力自重应力情况（侧限应变条件）二.饱和土中孔隙水压力和有效应力的计算(1)静水条件地下水位毛细饱和区(2)稳定渗流条件2.附加应力情况(1)单向压缩应力状态(2)等向压缩应力状态(3)偏差应力状态1.自重应力情况二.饱和土中孔隙水压力和有效应力的计算(1)静水条件地下水位地下水位下降引起σ’增大的部分H1H2σ’=σ-uu=

7、γwH2u=γwH2σ’=σ-u=γH1+γsatH2-γwH2=γH1+(γsat-γw)H2=γH1+γ’H2地下水位下降会引起σ’增大，土会产生压缩，这是城市抽水引起地面沉降的一个主要原因。毛细饱和区(1)静水条件1.自重应力情况二.饱和土中孔隙水压力和有效应力的计算毛细饱和区总应力孔隙水压力有效应力＝－+-HΔh砂层，承压水粘土层γsatHΔh砂层，排水γsat(2)稳定渗流条件1.自重应力情况二.饱和土中孔隙水压力和有效应力的计算向上渗流向下渗流土水整体分析A向上渗流:向下渗流:1.自重应力情况二.饱和土中孔隙水压力和有效应力的计算H

8、Δh砂层，承压水粘土层γsat渗流压密(1)侧限应力状态及一维渗流固结2.附加应力作用情况实践背景：大面积均布荷载p二.饱和土中孔隙水压力和有效应力的