《土体中的应力计算》PPT课件

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1、土体中的应力计算第三章§3土体中的应力计算基本假设1.连续性假设2.线弹性假设3.各向同性假设yzx∞∞∞∞∞o一.土力学中应力符号的规定§3土体中的应力计算§3.1应力状态及应力应变关系=地基：半无限空间一.土力学中应力符号的规定§3土体中的应力计算§3.1应力状态及应力应变关系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第1节概述支撑建筑物荷载的土层称为地基。与建筑物基础底面直接接触的土层称为持力层。将持力层下面的土层称为下卧层。土体的应力按引起的原因分为自重应力和附加应力.自重应力——由土体自身重量所产生

2、的应力。附加应力——由外荷（静的或动的）引起的土中应力。按土体中土骨架和土中孔隙(水、气)的应力承担作用原理或应力传递方式可分为有效应力和孔隙应（压）力。有效应力——由土骨架传递（或承担）的应力。孔隙应力——由土中孔隙流体水和气体传递（或承担）的应力。对于饱和土体，由于孔隙应力是通过土中孔隙水来传递的，它不会使土体产生变形，土体的强度也不会改变。孔隙应力分为：静孔隙应力和超静孔隙应力。第2节地基中的自重应力地面zczcycx假设土体为均匀连续介质，并为半无限空间体，在距地表深度z处，土体的自重应力为：cz=z自重产生的水平应力将在土压力计算部分介绍。若地基由多层土所组

3、成式中，1、各层土容重地下水位以上取天然容重；2、地下水位以下砂土取浮容重3、粘性土液性指数IL大于1时取浮容重；4、粘性土液性指数IL小于等于0时取天然容重，5、IL在0～1之间时依最不利原则取天然或浮容重。§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，也称基底接触压力。§3土体中的应力计算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。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

4、土层结构等§3.4基底压力计算§3土体中的应力计算荷载条件地基条件抗弯刚度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。§3.4基底压力计算§3土体中的应力计算条形基础，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§3.4基底压力计算§3土体中的应力计算二.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—倒钟型当

5、基础尺寸不太大，荷载也较小时，可假定基底压力为直线分布.二、刚性基础下基底压力分布（一）中心荷载下的基底压力（二）偏心荷载下的基底压力单向偏心荷载作用e＜L/6时，基底压力成梯形分布;e＝L/6时，基底压力为三角形分布；e＞L/6时，基底压力pmin＜0，由于地基与基础之间不能承受拉力，此时基底与地基局部脱离而使基底压力重新分布。基础边缘的最大压力pmax为pmax=2Fv／3kb三、倾斜偏心荷载作用下的基底压力倾斜偏心合力R分解为:Fv=RcosβFh＝RsinβFv的基底反力同前讲Fh的基底反力计算式ph=Fh／lb倾斜偏心合力R分解Fv=RcosβFh＝RsinβFv的基

6、底反力同前讲Fh的基底反力计算式ph=Fh／b一、附加应力基本解答（一）竖向集中力作用下地基附加应力：半无限空间体弹性力学基本解由布辛内斯克解答得σz的表达式由图中的几何关系，得式中为竖向集中力作用竖向附加应力系数（查表）。特点3.P作用线上，r=0,K=3/(2π）,z=0,σz→∞，z→∞，σz=04.在某一水平面上z=const，r=0,K最大，r↑，K减小，σz减小5.在某一圆柱面上r=const，z=0,σz=0，z↑，σz先增加后减小6.σz等值线－应力泡§3.3地基中附加应力的计算一.竖直集中力作用下的附加应力计算－布辛内斯克课题§3土体中的应力计算应力球根球根P

7、P0.1P0.05P0.02P0.01P§3.3地基中附加应力的计算二.水平集中力作用下的附加应力计算－西罗提课题§3土体中的应力计算PhyzxoMxyzrRβM’α§3.3地基中附加应力的计算三.矩形面积竖直均布荷载作用下的附加应力计算§3土体中的应力计算1.角点下的垂直附加应力——B氏解的应用矩形竖直向均布荷载角点下的应力分布系数KsKs查表获得pMm=L/B,n=z/B2.任意点的垂直附加应力—角点法a.矩形面积内b.矩形面积外§3.3地基中附加应力的计算§3土体中的应力计算两种情况：