《地基应力与沉降》ppt课件

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1、第三章地基应力与沉降§3.1土中自重应力§3.2基础压力§3.3地基附加应力§3.4土的压缩性§3.5地基最终沉降量§3.0概述自重应力地基中由土体受到自身重力作用而产生的应力。附加应力建筑物重量等外荷载在地基中产生的应力增量，所谓的“附加”是指在原来自重应力基础上增加的压力。1.土中应力分类：（根据成因）（产生变形）2.地基：半无限空间yzx∞∞∞∞∞03.土力学中符号的规定压为正拉为负土的天然重度g(kN/m3)任意深度z处单位面积土重§3.1自重应力1.均质土中自重应力zscz地下水位以上用天然容重γ地下水位以下用浮容重γ’2.成层土中自重应力天然地面h1h2h3321水位面

2、1h11h1+2h21h1+2h2+3h3一般认为：土在自重应力作用下不再产生变形。(1)基本公式不透水层顶面及其下的自重应力值按上覆土层的水土总重计算。(2)有不透水层时天然地面h1h2h3321水位面1h11h1+2h21h1+2h2+3h3不透水面wh3原地下水位下降的地下水位（1）地下水位下降时，土的重度改变，自重应力增加，造成地表下沉；（2）地下水位上升时，会引起地基承载力下降。3.地下水升降时的土中自重应力4.例题分析57.0kPa80.1kPa103.1kPa150.1kPa194.1kPa5.分布规律自重应力分布线的斜率是重度；自重应力

3、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;有不透水层时层面及层面下为上覆水土总重。【作业】某土层物理力学性质指标如下图。试计算下述两种情况下土的自重应力scz沿深度的分布：（1）没有地下水；（2）地下水在天然地面下1m位置；(3)在第2问基础上若地面下5m处为基岩。§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。建筑物荷载通过基础向下传递荷载。上部结构基础地基1、概念2.基底压力的分布规律(1)不同地基土条件下基底压力分布在砂土上在砂土上（有超载）在硬粘土上在硬粘土上（有超载）（2）不同基础下基底压力分布基底反力分布与荷

4、载分布一致(1)中心荷载下的基底压力基底压力假定为均匀分布F：作用于基础上的竖向力设计值（kN）；G：基础及其上回填土总重（kN），即，其中，地下水位以下取有效重度;d：基础埋深(m)，从室内外平均设计地面(即±0.00标高)算起；A：基底面积(m2)，对矩形A=lb；3.基底压力的简化计算Felbxy矩形面积中心荷载矩形面积偏心荷载F+GF+GbxyleL/6:出现拉应力区3K土不能承受拉应力基底压力合力与总荷载相等压力调整eF+GxyleF+GxylbeF+Gxylbb4.基底附加压力基底附加压力：由于建筑物荷重使基础底面处新增加的压力。g0：基底标

5、高以上天然土层的加权平均重度；h：基础埋深。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某矩形基础的底面尺寸为6m×3m，埋深为1m，作用在基础上的竖向荷载F=720kN，地基土重度为18kN/m3。请计算基底压力及基地附加压力。若基础上还作用有力矩540kN.m呢？力矩值达1200kN.m呢？（后两问只需计算基底压力）解：（1）（2）（3）§3.3地基中附加应力的计算3.3.1竖向集中力下的地基附加应力在半无限空间表面上作用一竖向集中力p，空间内任一点M(x，y，z):M(x,y,z)p0yxzxyzrRM(x,y,0)假定：地基是均质的线性变形半空间。采用弹性力学中应力

6、位移解。1.公式推导K为集中力作用下的地基竖向应力系数，是r/z的函数。0.51.01.52.02.53.0r/z0.50.40.30.20.10α在地表面作用集中力p＝100kN，计算地面下深度z＝2m处水平面上的附加应力σz分布及距F作用点r＝1m处竖直面上的附加应力σz分布。zrr/zα2000.477511.9210.50.27736.82210.08442.1231.50.02510.62420.00850.2P2.例题分析P作用线上，z↑,σz↓在某一水平面上z=const，r↑,α↓，σz↓在某一圆柱面上r=const，z↑，σz先增加后减小r/z≥2时，α≈0，σz≈0P3

7、.附加应力分布特点小结4.等代荷载法将分布荷载面分成若干形状规则的面积单元将每个单元上的分布荷载视为集中力。3.3.2矩形荷载作用下地基附加应力1.均布的矩形荷载荷载情况：分布于矩形面积(l×b)上的均布荷载p0坐标原点：矩形荷载面的角点为坐标原点M点的坐标：（0，0，z）Kc为矩形竖直向均布荷载角点下的附加应力系数。（表3－2）按m和n查表(1).基本公式(2).例题分析某矩形基础的底面尺寸为6m×3m，埋深为1m，设