基底接触压力与附加应力.ppt

例题：某矩形基础长6m，宽4m，埋深2m，上部荷载加基础重量共为R=3360kN，地基土容重为20kN/m3。计算： （1）角点下深度4m处地基中的附加应力。 （2）基础中点下深度8m处地基中的附加应力。 （3）基础外一点k处深度6m处地基中的附加应力。 3 1 矩形分布荷载的附加应力 矩形面积受三角形分布的竖向荷载 矩形面积竖直三角分布荷载角点下的应力分布系数：表3-4 Pt=P0max-P0min o M b c d a o p1 p A F D B c E a b c d g e o 矩形面积下三角形分布荷载时任意点下的附加应力 竖直线布荷载的附加应力 竖直线布荷载 - 弗拉曼解 M ? ? 任意点的附加应力：F氏解的应用 条形分布荷载的附加应力 条形面积竖向均布荷载 条形面积竖直均布荷载作用时的应力分布系数：表3-5 M x y z ? ? p 其它荷载的附加应力 圆形面积均布荷载作用 圆心下的附加应力计算 弹性力学解答Boussinesq 解 土力学与地基基础 姬凤玲 深圳大学土木工程学院 第三章土的压缩性与地基沉降计算 地基中的应力分布 土的压缩特性 地基的最终沉降量计算 地基沉降与时间的关系 应力历史对地基沉降的影响 有效应力原理 外荷载 ? 总应力 ? 饱和土中的应力形态 饱和土是由固体颗粒骨架和充满其间的水组成的两相体。受外力后，总应力分为两部分承担： 由土骨架承担，并通过颗粒之间的接触面进行应力的传递，称之为粒间应力 由孔隙水来承担，通过连通的孔隙水传递，称之为孔隙水压力。孔隙水不能承担剪应力，但能承受法向应力 第二节、有效应力原理 外荷载 ? 总应力 ??A a a A： Aw： As： 土单元的断面积 颗粒接触点的面积 孔隙水的断面积 a-a断面竖向力平衡： 有效应力σ? ? 1 饱和土有效应力原理 有效应力原理的讨论 孔隙水压力的作用 有效应力的作用 讨论 它在各个方向相等，不会使土颗粒移动，只能使土颗粒本身受到等向压力，由于颗粒本身压缩量很大，故土粒本身压缩变形极小. 水不能承受剪应力，因此孔压对土颗粒抵抗剪切、错动作用没有任何贡献。 因而孔隙水压力对土体的变形和强度没有直接影响，称为中性应力. 有效应力原理的讨论 孔隙水压力的作用 有效应力的作用 讨论 ??会引起土颗粒移动，也会使土颗粒抵抗剪切、错动作用。 ??影响土体的强度、和变形。 有效应力原理的讨论 孔隙水压力的作用 有效应力的作用 讨论 研究土体的强度、变形问题，必须先求出??。 ??= ?-u 。 问题：有效应力一定比总应力小吗？ 第三节、地基中的应力分布 自重应力 附加应力 土中的应力 土中初始 应力状态 土体受建筑物 荷载后，在土 体内所产生的 应力增量 附加应力是 引起土体压 缩变形的主 要外因 由自重应力 引起的土体 压缩变形已 完成 土体的自重应力 无地下水时自重应力的计算： 竖直向自重应力：地基中Z深度处的竖直向自重应力等 于单位面积上Z深度范围内的土柱重量。 均质地基： 土体的自重应力 无地下水时自重应力的计算： 成层地基： γm——加权容重。 H1 H2 地面 地下水位 自重应力情况 总自重应力：单位面积土柱和水柱的总重量 σ = ?H1+?satH2 孔隙水压力： u = ?wH2 有效自重应力： σ? = ?-u = ?H1+(?sat-?w)H2 = ?H1+??H2 σ?=σ-u u=?wH2 u=?wH2 ?H1 A （-) 土体的自重应力 有地下水时自重应力的计算： 土体的自重应力 分布规律 分布线的斜率是容重 在等容重地基中随深度呈直线分布 自重应力在成层地基中呈折线分布 在土层分界面处和地下水位处发生转折或突变 ?1 H1 ?2 H2 ??2 H3 z ?sz ?sx ?sy 地面 地下水 ?sz ?1H1 ?2H2 ??2H3 z 地面 毛细饱和区 u=?wH2 (+) (-) u=-?wH0 H1 H2 H0 毛细水饱和区的孔隙水压力： u =- ?wH0 练习题：P135 3.2题 定义： 由建筑物荷载在地基中产生的应力． 计算： 附加应力 上部结构 基础 地基 基底压力：基础底面传递给地基表面的压力，也称基底接触压力。 基底压力既是计算地基中附加应力的外荷载，也是计算基础结构内力的外荷载，上部结构自重及荷载通过基础传到地基之中 基底压力计算 上部 结构 基础 地基 建筑物设计 抗弯刚度EI=∞ 基础只能保持平面下沉不能弯曲 分布: 中间小, 两端无穷大 基础抗弯刚度EI=0 基础变形能完全适应地基表面的变形 基础上下压力分布必须完全相同 条形基