2地基及基础课件.ppt

地基中应力计算 本章主要内容： 2.1 土自重应力的计算 2.2 基底压力的计算 2.3 荷载作用下地基附加应力计算 注意： 自重应力的产生（土体本身的有效重量）； 土分层时，自重应力可叠加； 水位线以下土体采用浮重度 地下水位以下，如有不透水层，不透水层层面及层面以下的自重应力等于上覆土和水的总重 例2-1：某地基土层剖面如图所示，试计算各土层自重应力分布图。 【解】 （1）柔性基础，基础刚度较小，对地基变形没有抵抗能力。地基与基础二者变形协调一致，因此基底压力分布均匀，按平均压力考虑。 2．偏心荷载下的基底压力 例2-2 :某基础底面尺寸l=3m，b=2m，基础顶面作用轴心力Fk=450kN，弯矩M=150kN.m,基础埋深d=1.2m，试计算基底压力并绘出分布图。 例2-3：某轴心受压基础底面尺寸l=b=2m，基础顶面作用Fk=450kN，基础埋深d=1.5m，已知地质剖面第一层为杂填土，厚0.5m,γ1=16.8kN/m3；以下为黏土，γ2=18.5kN/m3，试计算基底压力和基底附加应力。 基础自重及基础上回填土重 1、定义 地基附加应力是由新增加建筑物荷载在地基中产生的应力。是引起地基变形和破坏的主要原因。 集中荷载产生的竖向附加应力存在着如下规律： 1.在集中力P的作用线上, 沿P作用线上, 的分布随深度增加而递减。 2.在r0的竖直线上， 从零逐渐增大，至一定深度后又随着z 的增加而逐渐变小。 3.在z为常数的水平面上， 随着深度z的增加，集中力作用线上的 减小，但随r的增加而逐渐减小。 若在空间将 的点连成曲面，就可以得到 的等值线，其空间曲面的性状如同泡状，所以也称为应力泡。 1、矩形均布荷载角点下土中附加应力 2、角点法的应用 (1)m点在矩形荷载面以内 σz＝(KcⅠ＋KcⅡ＋KcⅢ＋KcⅣ)p0 (2)m点在矩形荷载面边缘 σz＝（KcⅠ＋KcⅡ）p0 (3)m点在矩形荷载面以外 σz＝(Kcmecg+Kcmgbf- Kcmedh－Kcmhaf)p0 (4)m点在矩形荷载面角点外侧 σz＝(Kcmech－Kcmedg－Kcmfbh＋Kcmfag)p0 σz=4kcp0 将矩形荷载面分成四块，使中心点O成为四块小矩形荷载面的公共角点。然后先求出其中一块矩形荷载，在基础中心点下任意深度处的附加应力，再乘以四倍 。其表达式为： 3、竖向条形均布荷载作用下土中附加应力计算 (1) 地基附加应力的扩散分布性； (2) 在离基底不同深度处各个水平面上，以基底中心点下轴 线处最大，随着距离中轴线愈远愈小； (3) 在荷载分布范围内之下沿垂线方向的任意点，随深度愈 向下附加应力愈小。 例2-4：如图所示，荷载面积2m×1m，p=100kPa，求A，E，O，F，G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展规律。 （1）A点下的应力 故G点下的竖向附加应力为： 2、矩形均布荷载中心点下土中附加应力 条形分布荷载下土中应力状计算属于平面应力问题，对路堤、堤坝以及长宽比l／b≥10的条形基础均可视作平面应力问题进行处理。 均布条形荷载作用下 ： Ksz-条形均布荷载作用下竖向附加应力分布系数，查表2-3 均布条形荷载下地基中附加应力的分布规律： A点是矩形ABCD的角点， 由表2-2查得KcA=0.1999， 故A点下的竖向附加应力为： （2）E点下的应力 E点将矩形荷载面积分为两个相等小矩形 EADI和EBCI。任一小矩形m=1,n=1,由表2-2查 得KcE=0.1752，故E点下的竖向附加应力为： 【解】 * * * 地基与基础工程 Soil Mechanics and Foundation Engineering 基本内容： 掌握土中两种应力（自重应力以及各种荷载条件下的土中附加应力）计算方法。 学习基本要求： ◆掌握土中自重应力计算； ◆掌握基底压力和基底附加应力分布与计算； ◇掌握矩形面积均布荷载、矩形面积三角形分布荷载以及条形荷载等条件下的土中竖向附加应力计算方法； 第二章 假设地表面是无限延伸的水平面，在深度z水平面上各点的自重应力相等且均匀地无限分布，任何竖直面和水平面上均无剪力存在，故地基中任意深度z处的竖向自重应力就等于单