西南交大土力学ppt课件.ppt

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1、第三章土中应力和地基应力分布3.1土中自重应力3.2基底的接触应力3.3各种荷载作用下弹性地基中的附加应力1天然地面z1线—天然地面任意深度z处水平面上的竖直自重应力。—天然地面任意深度z处竖直面上的水平自重应力。K0—土的侧压力系数或静止土压力系数。由实测或经验公式确定。如：—天然地面任意深度z处土单元体的剪应应力。z3.1概述一、土中自重应力地基土满足半无限体假设，则有23.1概述一、土中自重应力不同深度土的应力应变关系图中：E—弹性模量（或称变形模量E0，可由现场载荷试验得出)。G—剪切弹性模量33.1概述二、成层土中竖向自重应力沿深度的分布4成层土自重应力：（3－1）地下水位以

2、下γ取值：1、渗水性土：取浮重度γ’2、粘性土：a透水—浮重度γ’；b不透水——饱和重度γsat;c两者之间—浮重度γ’5地下水位面不透水层面h1h2h3h4z3.1概述二、成层土中竖向自重应力沿深度的分布6地下水下降，有效自重应力增大Zσczhrwh原地下水位变动后地下水位3.1概述三、地下水位升降对土中自重应力的影响h原地下水位变动后地下水位rwh地下水上升，有效自重应力减小讨论题：地下水对地基的影响，利用及防治73.2基底的接触应力一、基底的接触应力柔性基础（一）柔性基础柔性基础的抗弯刚度很小，可以随地基的变形而任意弯曲（a)荷载均布时，接触压应力p(x,y)=常数（b)沉降均匀

3、时，接触压应力p(x,y)=常数(a)(b)8刚性基础刚性基础的抗弯刚度很大，受荷后原来是平面的基底沉降后仍然保持平面（二）刚性基础一、基底的接触应力3.2基底的接触应力荷载均布、沉降均匀，接触压应力p(x,y)=常数柔性基础91、布森涅斯克解假定：地基是半无限弹性体，基础底面没有摩擦力。（二）刚性基础一、基底的接触应力3.2基底的接触应力xP(x)Bx=0x=B/2计算值实测值应力重分布（1）条形基础的接触压应力101、布森涅斯克解（2）长方形基础的接触压应力（二）刚性基础3.2基底的接触应力LyxQ（3）圆形基础的接触压应力B一、基底的接触应力11（二）刚性基础3.2基底的接触压力

4、2、简化计算—Winkler假设：在中心荷载作用下，如基底各点的沉降量相等，则接触压力可视为均匀分布，即p=Q/ApQ计算值实测值简化计算应力重分布基底反力均匀分布一、基底的接触压力12二、基底压力的简化计算（一）中心荷载下的基底压力FGdA=b×lp室内地坪室内地坪室外地坪FGdp内墙或内柱基础外墙或外柱基础F—作用在基础上的竖向力设计值G—基础及其上回填土重标准值一般取地下水位以下应扣除水的浮力，取A—基底面积,对于条形基础沿长度方向取1单位长度的截条计算，此时公式中的A改为b,F及G则为基础截条的相应值。3.2基底的接触压力A=b×l13（二）偏心荷载下的基底压力lbyxeF+G

5、el/6大偏心pmaxpmaxpmink3k=3(l/2–e)式中：M—作用于矩形基底力矩设计值kN.mW—基础底面的抵抗矩e—偏心荷载的偏心矩在上式中，当e=l/6时，pmin=0*当e>l/6时，pmin<0—应力重分布：按下式计算M或3.2基底的接触压力二、基底压力的简化计算14矩形基础在双向偏心荷载作用下，若则矩形基底边缘四个角点处的压力可由下式计算yxlbF+GMyMxpminpmaxp2p1式中Mx，My—荷载合力分别对矩形基底x，y对称轴的力矩，kN.mWx，Wy—基础底面分别对x，y轴的抵抗矩，m33.2基底的接触压力（二）偏心荷载下的基底压力二、基底

6、压力的简化计算15三、基底附加应力FG天然地面基础底面dpp0A基底接触压应力基底附加应力式中P0—基底附加压应力，由于建筑物的建设，基底在原自重应力基础上新增加的压应力,kPa。—土中自重应力标准值，kPa—基底以上土的天然土层重度的加权平均值，按“建规”，地下水位以下取有效重度。d—基础埋深，从天然地面算起，m。3.2基底的接触压力16M(x、y、z）3.3各种荷载作用下弹性地基中的附加应力一、集中荷载作用下地基中的附加应力二、线荷载作用下地基中的附加应力三、条形荷载作用下地基中的附加应力四、面荷载作用下地基中的附加应力布辛纳斯克（Boussinesq）解(1885)假设地基土为弹

7、性半空间体xzy半空间表面P17一、集中荷载作用下地基中的附加应力1、圆柱坐标系下：zoQrP圆柱坐标系下的应力分量3.3各种荷载作用下弹性地基中的附加应力式中：18yzxoQMxyzρrβM’α3.3各种荷载作用下弹性地基中的附加应力一、集中荷载作用下地基中的附加应力192、直角坐标系下直角坐标系下的应力分量3.3各种荷载作用下弹性地基中的附加应力一、集中荷载作用下地基中的附加应力xyzoQrP20直角坐标系下的位移分量3.3各种荷载作用下弹