第三章土中应力计算..ppt

条形面积竖直均布荷载作用下的附加应力计算 任意点下的附加应力—F氏解的应用 条形面积竖直均布荷载作用时的应力分布系数 p0 M 几种不同分布荷载计算Ⅰ p0 x z M x z b/2 b/2 均布荷载情况 p0 x z M x z b 三角形荷载情况 几种不同分布荷载计算Ⅰ p0 x z M x z b/2 b/2 均布荷载情况 p0 x z M x z b 三角形荷载情况 【例题分析】 【例】某条形地基，如下图所示。基础上作用荷载F=400kN/m，M=20kN?m，试求基础中点下的附加应力，并绘制附加应力分布图 2m F M ?0 ＝18.5kN/m3 0.1m 1.5m 分析步骤I： 1.基底压力计算 F=400kN/m ?0 ＝18.5kN/m3 M=20kN ?m 0.1m 2m 1.5m 基础及上覆土重G=? GAd 荷载偏心距e=M/(F+G) 条形基础取单位长度计算 319.7kPa 140.3kPa 分析步骤Ⅱ: 2.基底附加压力计算 1.5m 292.0kPa 112.6kPa 0.1m F=400kN/m M=20kN ?m 2m ?0 ＝18.5kN/m3 基底标高以上天然土层的加权平均重度 基础埋置深度 1.5m 分析步骤Ⅲ: 3.基底中点下附加压力计算 2m F=400kN/m M=20kN ?m 0.1m 1.5m ?0 ＝18.5kN/m3 179.4kPa 112.6kPa 292.0kPa 112.6kPa 分析步骤Ⅳ: 2m F=400kN/m M=20kN ?m 0.1m 1.5m ?0 ＝18.5kN/m3 202.2kPa 193.7kPa 165.7kPa 111.2kPa 80.9kPa 62.3kPa 地基附加应力分布曲线 1m 1m 2m 2m 2m 第五节 有效应力概念 1.有效应力原理 注意：有效应力原理能正确地用于饱和土，对部分饱和土则尚存在一些 问题需进一步研究。 2.毛细水上升时土中有效应力计算 毛细水上升区，由于表面张力的作用使孔隙水压力为负值，这就使土的 有效应力增加，在地下水位以下，由于水对土的浮力，使土的有效应力 减小。 3.土中水渗流时（一维渗流）有效应力计算 土中水的渗流不影响总应力值，当土中水自上向下渗流时，动水力方向 与土重力方向一致，于是有效应力增加，而孔隙水压力相应减小；反 之，土中水自下向上渗流时，导致土中有效应力减小，孔隙水压力增 加。 第三章 土中的应力计算 基本内容: 1.土中自重应力 2. 基底压力 3. 土中附加应力 4. 有效应力 第一节 概述 地基的强度问题 地基的变形问题 地基中的应力状态 应力应变关系 应力状态及应力应变关系 自重应力 附加应力 基底压力计算 有效应力原理 建筑物修建以后，建筑物重量等外荷载在地基中引起的应力，所谓的“附加”是指在原来自重应力基础上增加的压力。 建筑物修建以前，地基中由土体本身的有效重量所产生的应力。 (一)地基的受力状态 (本章要解决的问题) 土力学中符号的规定 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 材料力学与土力学的正负号规定正好相反！ 土中的应力形式主要有： （1）由土体自重引起的 自重应力 （2）由建筑物荷载在地基土体中引起的 附加应力 （3）水在孔隙中流动产生的 渗透应力 （4）由于地震作用在土体中引起的 地震应力或其他振动荷载作用在土体中 引起的振动应力等。 （二） 土中应力形式 （三）土中应力的计算方法 主要采用弹性力学的方法求解，也就是把地基土视为均匀的、各向同性的半无限空间弹性体 第二节 土的自重应力 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；自重应力状态属于侧限应力状态 土体在自重作用下，在漫长的地质历史时期，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。 一、土的自重应力计算 天然地面 1 1 z z σcz σcz= ? z 1.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 2、水平向自重应力 天然地面 z 静止侧压力系数 3、成层土的自重应力计算 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 天然地面 h1 h2 h3 ??3 ?2 ?1 水位面 ?1 h1 ?1 h1 + ? 2h2 ?1 h1 + ? 2h2 + ??3h3 4、例题分析