岩土力学课件--第三章土体中的应力计算

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1、第三章土体中的应力计算第一节概述一、应力—应变关系假设目前在计算地基中的应力时，常假设土体为连续体、线弹性及均质各向同性体。实际上土是各向异性的、弹塑性体二、地基中的几种应力状态1、三维（空间）应力状态线弹性体图3-1土的应力—应变关系10/4/20211课件1、三维（空间）应力状态2、二维（空间）应力状态3、侧限应力状态二、土力学中应力符号规定压为正，拉为负，剪应力以逆时针为正。zzxy图3-5侧限应力状态地面10/4/20212课件第二节土体的自重应力计算一、地基自重应力1．假设岩体为均匀连续介质，并为半无限空间体，在距地表深度z处，土体的自重应力为sz

2、=zsx=sy=K0sz式中：z——岩体单元的深度（m）——上覆土体的容重（kN/m3）K0——侧压力系数若为成层土，则有地下水位以下应采用浮容重sx地面H1H2szsy地下水位10/4/20213课件若岩体视为各向同性的弹性体，x=y=0，sx=sy由广义虎克定律x=1/E[x-（y+z）]=0y=1/E[y-（x+z）]=0由此得：x=y=/（1-）z=/（1-）H（3-5）所以，侧压力系数K0=/（1-）K0和与土的种类、密度有关，可由试验确定，或查表4-2二、土坝的自重应力10/4/20214

3、课件第三节基底压力（1）基底接触压力的产生建筑物荷重基础地基上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）（2）接触压力的大小影响因素地基土和基础的刚度大小荷载大小基础埋深地基土的性质10/4/20215课件一、基底压力的分布规律（一）基础的刚度的影响弹性地基上的完全柔性基础(EI=0)土坝(堤)、路基、油罐等薄板基础、机场跑道。可认为土坝底部的接触压力分布与土坝的外形轮廓相同,其大小等于各点以上的土柱重量。(图3-35)柔性基础：基底压力的分布形式与作用在它上面的荷载分布形式相一致。基底压力的分布规律10/4/20216课件弹性地基上的绝对刚

4、性基础(EI=)弹性解:基础两端应力为无穷大实际情况:马鞍形(图3-36)刚性基础：基底压力的分布形式与作用在它上面的荷载分布形式不相一致。10/4/20217课件弹塑性地基上的有限刚性的基础(0

5、取1米P—为沿长度方向1米内的相应荷载值kN/m10/4/20219课件（二）、偏心荷载作用1、单向偏心基底压力计算公式（c）e>B/6,应力重新分布1/2×L×pmax×3K=Ppmax=2P/(3KL)式中，K=B/2-e10/4/202110课件2、双向偏心若基底最小压力pmin0,基底最大、最小压力计算公式式中Mx,My—竖直偏心荷载P对基底x,y轴的力矩(kNm);Mx=Pex;My=PeyWx,Wy—基底分别对x,y轴的抵抗矩Wx=BL2/6，(m3)Wy=LB2/610/4/202111课件整理后得条基：在长度方向取1米即可。三、水平荷载作用矩

6、形：ph=Ph/BL条基：ph=Ph/BL10/4/202112课件四、基底附加应力(p0)基底处的地基由于建筑物建造后而增加的应力。只有基底附加应力才能引起地基的附加应力和变形。p0d0d0dpFG基坑（槽）基底附加应力p0:显然，若埋深d=0，则基底附加应力等于基底应力，即p0=p1210/4/202113课件式中p—基底应力，kPa;sz—土中自重应力，基底处sz=0d,kPa;0—基础底面标高以上天然土的加权平均容重，0=（1h1+2h2+……）/(h1+h2+……),其中地下水位以下的容重取浮容重，kN/m3;d—基础埋深，必须从天然

7、地面算起，对于新填土场地则应从老天然地面起算，d=h1+h2+……,m说明：当基坑的平面尺寸和深度较大时，坑底回弹是明显的，在沉降计算中，为适当考虑这种坑底的回弹和再压缩而增加的沉降，，改取p0=p-sz其中为0~1的系数（《地基及基础》华南理工大学等编，中国建筑工业出版社，45~）10/4/202114课件第四节地基中的附加应力计算地基附加应力：指建筑物荷重在土体中引起的附加于原有应力之上的应力。计算方法假设：1、将地基看成是均质的线性变形半空间，直接采用弹性力学解答2、将基底压力看成是柔性荷载，而不考虑基础刚度的影响一、集中荷载作用下的附加应力计算（一