《地基应力计算》PPT课件.ppt

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1、第四章地基应力计算第一节概述第二节自重应力第三节地基附加应力第四节基底附加压力第五节有效应力原理第六节应力路径目录本章教学目的1.理解自重应力、附加应力的基本概念；2.掌握均匀地基和成层地基的自重应力计算方法；3.掌握矩形面积受竖直均布荷载作用、矩形面积受水平均布荷载作用、矩形面积受竖直三角形分布荷载作用、条形荷载作用下地基附加应力计算方法；4.掌握基底压力的简化计算方法；5.掌握基底附加压力的计算方法；6.理解总应力、有效应力、孔隙水压力的基本概念；7.理解并记住有效应力原理公式、掌握自重应力作用下的有效应力和孔隙水压力的计算。一、几个基本概念第一节概述1.自重应力：

2、由土的自重在地基内所产生的应力；2.附加应力：由建筑物的荷载或其他外荷载在地基内所产生的应力，是引起地基土变形的主要原因。3.理想弹性体符合虎克定律的物体，即物体受力后，应力与应变成直线关系。4.无限大平面与半无限空间5.三维问题==yzxoyzxo6.二维问题==000000007.侧限应力状态——一维问题AByzxo==00000000000000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二、土力学中应力符号的规定第二节自重应力零、应力应变关系的基本假定1.连续介质（宏观平均）2.线弹性体（应力较小时）3.各向

3、同性体（土层性质变化不大时）4.地基为半无限空间思考：如何求解土体中的自重应力？在材料力学中：RRABN1RARN1’B外力变形内力（截面法）应力截面法求应力一、均匀地基情况（一）竖直向自重应力天然地面11z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。szssyssxs1.计算公式2.应力分布水平方向竖直方向思考：如何计算水平向自重应力？（二）水平向自重应力侧限应力状态水平向自重应力二、成层地基情况1.计算公式说明：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.以天然土层界面与地下水位为界。iniinnsznhhhhå==++...+

4、=12211ggggs1.非均质土中自重应力沿深度呈折线分布，拐点在土层交界处和地下水位处；2.同一土层的自重应力按直线变化；3.自重应力随深度的增加而增大。2.应力分布天然地面h1h2h3321水位面1h11h1+2h21h1+2h2+3h3地下水位升降对土中自重应力的影响例题4-1：按例图所给的资料，计算并绘制地基中的自重应力沿深度的分布曲线。第三节地基中的附加应力一、竖向集中荷载作用下地基中的附加应力附加应力是由于修建建筑物以后在地基内新增加的应力;附加应力是使地基发生变形，引起建筑物沉降的主要原因。1885年法国学者布辛奈斯克解在集中力作用

5、线上的附加应力最大，向两侧逐渐减小同一竖向线上的附加应力随深度而变化，在集中力作用线上，当z＝0时，σz→∞，随着深度增加，σz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）距离地面越深，附加应力的分布范围越广如果有几个集中荷载作用应力叠加原理应力叠加原理：由几个外力共同作用时所引起的应力，等于每个外力单独作用时所引起的应力值的代数和。PazPbab两个集中力作用下σz的叠加二、矩形面积承受均布荷载作用时的附加应力（一）角点下的附加应力求解方法：先求出矩形面积角点下的附加应力，再利用“角点法”求出任意点下的附加应力。

6、角点法：利用角点下的应力计算公式和应力叠加原理，推求地基中任意点的附加应力的方法。（1）eabdcgfhM′ⅠⅡⅢⅣ用角点法计算M′点以下的附加应力（2）abdcgfhM′e（二）任意点的附加应力——角点法例题4-3荷载分布情况如图所示。求荷载面积上角点A、边点E、中心点O以及荷载面积外F点和G点等各点下z=1m深度处的附加应力。并利用计算结果说明附加应力的扩散规律三、矩形面积承受水平均布荷载作用时的附加应力BLz（一）角点下的附加应力（二）任意点下的附加应力角点法四、矩形面积承受竖直三角形分布荷载作用时的附加应力1.矩形面积上梯形分布荷载下地基中的附件应力计算2.圆形

7、面积上各种荷载下地基中的附加应力计算自学内容六、条形荷载下地基中的附加应力（一）均布线荷载线积分（二）均布条形荷载（三）三角形分布条形荷载第四节基底附加压力基底压力：基础底面传递给地基表面的压力。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。上部结构基础地基建筑物设计一、基础底面压力的分布规律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土层结构等荷载条件地基条件根据圣维南原理，基底压力的具体分布形式对地基应力计算的影响仅局限于一定深度范围；超出此范围以后，地基中附加应力的分布