土质土力学04土中应力计算

《土质土力学04土中应力计算》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、建筑物在地面以下并将上部荷载传递至地基的构件或结构，就是建筑物的基础。基础底面至地面的竖向距离，称为基础的埋置深度。建筑物的全部荷载，都由基础下面的地层承担。受到基础荷载影响的那部分地层，称为地基。对于平面尺寸不大的基础，受到影响的地层深度，大约相当于几倍基础底面的宽度。上部结构的自重及各种荷载都是通过基础传到地基中的。上部结构基础地基建筑物设计4土中应力计算4土中应力计算地基土在建筑物荷载作用发生变性和破坏，都是由于地基中应力的结果。因此，在分析地基的变形和稳定性时，必须了解土中应力分布特征。根据应力成因，地基中的应力分为：自重应力附加应力地基应力计算时的基本假设：③

2、均匀一致各向同性体（土层性质变化不大时）②线弹性体（应力较小时）①连续介质（宏观平均）E、与(x,y,z)无关；与方向无关碎散体非线性弹塑性成层土各向异性4土中应力计算4.1土中自重应力计算4.2基础底面的压力分布与计算4.3竖向集中力作用下土中应力计算4.4竖向分布荷载作用下土中应力计算4.5应力计算的其他一些问题4.6有效应力原理1、自重应力的概念及计算公式在修建建筑物以前，地基中由土体本身有效重量引起的应力称为土的自重应力。反映了地基土的初始应力状态。假定地面水平，土为半无限弹性体，土在自重作用下不发生侧向变形，土体处于压密阶段。1）均匀土体均匀土体的垂向自重应

3、力为：水平方向自重应力为:其中，——计算点以上土的重度；z——计算点至地面的垂直距离；K0——侧压力系数，K0=/(1-)。2）成层土体如果计算点深度范围内由n层土层构成，则该点处的自重应力为：其中，i——第i层土的重度；Hi——第i层土层的厚度。2312、考虑地下水位时的自重应力计算土中存在地下水时，地下水位面以上按天然重度计算，地下水位面以下按有效重度计算，地下水位应作为土层分界面。在地下水位以下，如埋藏有不透水层(如岩层或只含结合水的坚硬粘土层)，由于不透水层中不存在水的浮力，所以层面及层面以下的自重营应力应按上覆土层的水土总重计算。此时，层面处的

4、自重应力将出现突变，层面处自重应力有两个值。通常土的自重应力不会引起地基变形，因为正常固结的土在自重作用下已经固结稳定，只有新近形成的欠固结土或人工填土，在自重作用下尚未固结，这种土要考虑自重引起的地基变形。3、自重应力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。均质地基成层地基4、自重应力计算举例例1．某土层及其物理性质指标如下图所示，试计算土中的自重应力。地下水位面解：第一层土为细砂，地下水位面以下的细砂要受到水的浮力作用，其浮重度’为：第二层粘土层的液性指数故认为

5、粘土层受到水的浮力作用，其浮重度’为：地面处：z=0，cz=z=0；地下水位面处：z=2m，cz=192=38kPa；第二层土的顶面处：z=5m，cz==192+103=68kPa；第二层土的底面处：z=9m，cz==192+103+7.14=96.4kPa。土层中的自重应力cz分布图见上图。例2．计算下图所示水下地基土中的自重应力分布。解：水下粗砂受到浮力的作用，其浮重度’为：’=sat-w=19.5-9.81=9.69kN/m3粘土层因为w

6、应力计算如下：地面处：z=0,cz=z=0；粗砂层底面处：z=10m,cz=’z=9.6910=96.9kPa；粘土层顶面处：z=10mcz=’z+wz=9.6910+9.8113=224.4kPa；粘土层底面处：z=15mcz=224.4+19.35=320.9kPa。土中自重应力分布如上图。从上面两例可以看出，自重应力曲线是一条累计曲线。4土中应力计算4.1土中自重应力计算4.2基础底面的压力分布与计算4.3竖向集中力作用下土中应力计算4.4竖向分布荷载作用下土中应力计算4.5应力计算的其他一些问题4.6有效应力原理1、基底压力及其计算1）概

7、念基础底面接触压力简称基底压力，是指基础底面与地基接触面上的压力，由上部结构的荷载、基础自重以及基础台阶上的土重引起的。地基的压缩变形对于正常固结土就是由基底压力在土中扩散形成的附加应力引起的。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影响因素计算方法分布规律2)影响基底压力大小和分布的因素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柔性基础的抗弯刚度很小，基础变形能完全适应地基表面的变形，基底压力的分布与其上部荷载的分布情况基本相同。刚性基础的刚度很大时，在上部荷载作用下不会发生挠曲变形，在中心荷载作