《土体中的应力》PPT课件

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1、第三章土体中的应力主要内容§3.2基础应力的分布与计算§3.1土的自重应力计算§3.3地基附加应力计算§3.4影响土中应力分布的因素研究目的：建筑荷载在地基中产生应力，应力产生应变，研究应力计算和分布规律，作为地基变形与强度计算依据。学习要点：掌握地基中自重应力计算与附加应力计算方法，清楚计算假定，需要运用材料力学基本知识。计算假定：地基为连续（均质）各向同性，半无限弹性体，表面水平。第一节土的自重应力计算一、基本公式自重应力：由于土体本身自重引起的应力确定土体初始应力状态土体在自重作用下，在漫长的地质历史时期，

2、已经压缩稳定，因此，土的自重应力不再引起土的变形。但对于新沉积土层或近期人工充填土应考虑自重应力引起的变形。竖向自重应力土体中任意深度处的竖向自重应力等于单位面积上土柱的有效重量天然地面z11zσczσcz=z二、成层土的自重应力计算天然地面h1h2h3321水位面1h11h1+2h21h1+2h2+3h3说明：1.地下水位以上土层采用天然重度，地下水位以下土层采用浮重度2.非均质土中自重应力沿深度呈折线分布水平向自重应力天然地面z静止侧压力系数二、地下水及不透水层的影响(一)地下水的影响

3、地下水位下为透水土h1h2(二)不透水土层的影响h1h2hw复杂情况下土中自重应力的计算γ1h1γsat2h2γsat3h3γ4h4不透水层▽①②③下③上④地基剖面图地下水位以下用有效重度计算；不透水层面以上考虑浮力，过不透水层面后则考虑水压力影响，透水与不透水层面分界处自重应力有突变。例题一地基由多层土组成，地质剖面如下图所示，试计算并绘制自重应力σcz沿深度的分布图57.0kPa80.1kPa103.1kPa150.1kPa194.1kPa自重应力的计算第二节基底压力的分布与计算一、基底压力的分布基底压力：建

4、筑物上部结构荷载和基础自重通过基础传递给地基，作用于基础底面传至地基的单位面积压力，用于地基应力、变形及基础结构计算。柔性基础：基础允许一定的变形，除承受压力外还能承担一定量弯矩。刚性基础：基础绝对不变形，只能承受压力而不能承担拉力。基底压力分布形式与基础刚度荷载大小及分布，基础埋深，地基土性质有关。基底压力分布图基底压力的的分布与计算计算假定：基础底面为平面，压力与沉降成正比；根据材料力学公式计算。二基底压力的简化计算（一）中心受压基础P面积基础条形基础（二）偏心受压基础（单向）上部荷载基础自重Pepminpm

5、axM合力偏心矩A=b·a基底边缘压力最大最小值条形基础（l/b≥10）pminpmaxe（沿基础长边方向取单位长度l=1m为计算单位）设计上一般pmin＞0，即基底压力要求呈梯形分布。当e0，基底压力呈梯形分布当e=b/6时，pmax>0，pmin=0，基底压力呈三角形分布当e>b/6时，pmax>0，pmin<0，基底出现拉应力，基底压力重分布pmaxpminel/6pmaxpmin<0pmaxpmin=0【例题】基础底面尺寸l=3m，

6、b=2m，作用在基础底面轴心力P=594kN，弯矩M=150kNm，基础埋深h=1.2m，试计算基底压力【解】偏心矩：基底压力：三、基底附加压力计算基底面处以下在原土自重应力作用下已沉降完毕，如不考虑地基回弹，基槽开挖后只有超出基底面处土自重应力以外的力，才能引起地基变形，基底新增加的应力，称为基底附加压力（用于地基变形计算）。加权平均重度基础补偿性设计：高层建筑利用箱形基础或地下室，使设计埋深部分的结构自重小于挖去的土自重，即减小p0，从而减小地基变形。挖槽卸荷建造后总荷载hγh【例3-3】例3-2中，基础埋深

7、内土分为两层，重度分别为γ1=18，γ2=19，求基底附加压力。解题要点：γ1h1γ2h2第三节地基附加应力计算附加应力：建筑物荷载（p0)在地基中产生的应力。计算假定：地基土为均质，各向同性，用弹性理论计算。一、竖直集中荷载作用下的地基附加应力oyxzPM(x,y,z)RzxyrM(x,y,0)1885年法国学者布辛涅斯克解K:附加应力系数附加应力分布规律1.距离地面越深，附加应力的分布范围越广3.同一竖向线上的附加应力随深度而变化4.在集中力作用线上，当z＝0时，σz→∞，随着深度增加，σz逐渐减小2.在集

8、中力作用线上的附加应力最大，向两侧逐渐减小竖向集中力作用引起的附加应力向深部向四周无限传播，在传播过程中，应力强度不断降低（应力扩散）附加应力分布规律叠加原理由几个外力共同作用时所引起的某一参数（内力、应力或位移），等于每个外力单独作用时所引起的该参数值的代数和zPaaPbb两个集中力作用下σz的叠加1.矩形面积受均布荷载作用下土中的附加应力二、面积荷载作用下的土中附加应