土中应力计算ppt课件.ppt

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1、3.1概述3.2土中自重应力3.3基底压力3.4地基附加应力第三章土中应力李新乐1土中应力分布？一、土中的应力按引起的原因可分为:(1)由土本身有效自重在地基内部引起的自重应力;(2)由外荷(静荷载或动荷载)在地基内部引起的附加应力。3.1概述2二、地基中应力的种类土体自重产生的自重应力(self-weightstress)建筑物荷载引起的附加应力(additionalstress)基底附加应力(netfoundationpressure)地基附加应力(foundationadditionalstress)3三、基本概念按土体中

2、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。41、线弹性体2、半无限空间四、几个基本假定53、应力符号的规定4、侧限应力状态—侧向应变为零的一种应力状态。(+)(+)(+)(+)(+)(+)材料力学土力学6土中的应力状态可用一个正六面单元体上的应力来表示，作用在单元体上的3个法向应力分量为sx、sy、sz，6个切应力分量为:τxy=τyxτyz=τzyτxz=τzx五、土中的应力状态。土内一

3、点的应力状态是指土内一点各个方向上应力的大小。73.2土中的自重应力计算一、均匀地基1、竖直向自重应力(kN/m2)天然地面天然地面8由于地基中的自重应力状态属于侧限应力状态,故，且，根据广义虎克定理，侧向自重应力和应与成正比，而剪应力均为零，即：式中:K0―比例系数，称为土的侧压力系数或静止土压力系数。2、水平向自重应力K0与土层的应力历史及土的类型有关；正常固结粘土：K0＝1－sinf’对一般地基K0＝0.5左右9(1)土中任意截面都包括有骨架和孔隙的面积，所以在地基应力计算时考虑的是土中单位面积上的平均应力。(3)土中竖向

4、和侧向的自重应力一般均指有效自重应力。为了简便起见，把常用的竖向有效自重应力，简称为自重应力，并改用符号表示。(2)假设天然土体是一个半无限体，地基中的自重应力状态属于侧限应力状态，地基土在自重作用下只能产生竖向变形，而不能有侧向变形和剪切变形。地基中任意竖直面和水平面上均无剪应力存在。10二、成层地基（以天然土层界面与地下水位为界）11成层土的自重应力沿深度呈折线分布，转折点位于g值发生变化的土层界面上。121、有地下水土时自重应力计算砂性土：通常认为水下的砂性土是应该考虑浮力作用的。粘性土：在工程实践中一般均按土体受到水浮力

5、作用来考虑。计算方法：水下土的重度按有效重度g′计算。132、存在隔水层时土的自重应力计算当地基中存在隔水层时，隔水层面以下土的自重应考虑其上的静水压力作用。在地下水位以下，如埋藏有不透水层,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应力应按上覆土层的水土总重计。14自重应力图形的特点：遇地下水：折线图折线往回收；遇不透水层：自重应力值有突变(在层面处有2个自重应力值)15【例1】有一地基由多层土组成，其地质剖面如图所示，试计算并绘制自重应力σcz沿深度的分布图。2.2m16【解】①地下水位处h1=3mσcz=1h

6、1=19.0×3=57.0kPa②粘土层底面处h2=2.2mσcz=1h1+2h2=57.0+(20.5-10)×2.2=80.1kPa③砂土层底面处h3=2.5mσcz=1h1+2h2+3h3=80.1+(19.2-10)×2.5=103.1kPa④硬粘土层顶面处σcz=1h1+sath2+sath3=57.0+20.5×2.2+19.2×2.5=150.1kPa⑤硬粘土层底面处h4=2mσcz=1h1+sath2+sath3+sath4=150.1+22.0×2=194.1kPa自重应力σcz沿

7、深度分布线绘于图中。172.2m183、存在地下水位升降时土的自重应力计算地下水位的升降，将引起土的重度变化：如基坑开挖过程中，需大量抽取地下水，以致地下水位大幅下降，引起土的重度改变，由于g>g’,故自重应力增加，从而造成地表大面积的下沉。反之，若地下水位长期上升，会引起地基承载力的减小(这个问题在地基承载力讲解中回答)。19柔性基础与刚性基础底部压力形式基底压力的分布和大小与荷载的性质（中心或偏心、倾斜等）大小等有关，也与基础的刚度有关。柔性基础：刚度较小，基底压力与其上的荷载大小及分布相同；3.3基底压应力20刚性基础：刚

8、度较大，基底压力分布随上部荷载的大小、基础的埋深及土的性质而异。当基础尺寸不太大，荷载也较小时，可假定基底压力为直线分布（圣维南原理）。21（一）中心荷载下的基底压应力中心荷载下的基础，其所受荷裁的合力通过基底形心。基底压力假定为均匀分布，此时基底平均压力设计值