第2章地基的应力与沉降.ppt

概 述 土中自重应力 基底压力 地基附加应力 地基沉降的弹性力学公式 土的压缩性 地基的最终沉降量 应力历史对地基沉降的影响 地基最终沉降计算问题综述 饱和土的有效应力和渗透固结 地基沉降发展三分量;土中应力分布？;土体中应力状态发生变化;土中自重应力;; 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：;(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。;;基底压力;式中：F—作用任基础上的竖向力设计值(kN)； G—基础自重设计值及其上回填土重标准值的总重(kN)； ;（二）偏心荷载下的基底压力 ;讨论：;由于基底与地基之间不能承受拉力，此时基底与地基局部脱开，使基底压力重新分布。因此，根据偏心荷载应与基底反力相平衡的条件，可得基底边缘的最大压力pmax为：;(三) 基底附加压力;地基附加应力; 法国J. 布辛奈斯克( Boussinesq,1885)运用弹性理论推出了在弹性半空间表面上作用一个竖向集中力时半空间内任意点M(x y z)处的六个应力分量和三个位移分量的弹性力学解答;;;【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 ;分析步骤I：;分析步骤Ⅱ:;分析步骤Ⅲ: ;分析步骤Ⅳ:;　　例：在地基上作用一集中力P＝100kN，要求确定：（1）在地基中z＝2m的水平面上，水平距离r＝0、1、2、3、4m处各点的附加应力值，并绘出分布图；（2）在地基中r＝0的竖直线上距地基表面z＝0、1、2、3、4m处各点的附加应力值，并绘出分布图；（3）取σz=10、5、2、1kPa，反算在地基中z＝2m的水平面上的r值和在r＝0的竖直线上的z值，并绘出相应于该四个应力值的σz等值线图。;（2）;（3）;二、矩形荷载荷载下的地基附加应力;;计算点在荷载面内：;;; 这里, Kt1和Kt2均为m＝l/b和n＝z/b的函数，可由表2-3查用。必须注意b是沿三角形分布荷载方向的边长;例：某港口码头剖面尺寸及简化后作用在基础顶面的荷载如图所示，试求A、B两边点下垂直线上的附加应力分布（算至Z=3B），并绘出;解:计算基底压力:;按每3m一层计算，查表时可查矩形荷载时的表格, 取m=10。A、B两点处的附加应力的计算应分均布荷载与三角形荷载两种情况；设均布荷载下求出的应力系数为;A点附加应力计算表格 ;B点附加应力计算表格 ;应力分布曲线图;三;　　例：某条形基础底面宽度b＝1.4m，作用于基底的平均附加应力p0＝200kPa，要求确定（1）均布条形荷载中点o下的地基附加应力σz分布；（2）深度z＝1.4m和2.8m处水平面上的σz分布；（3）在均布条形荷载边缘以外1.4m处o1点下的σz分布。;（2）;（3）;;柔性荷载下的地基沉降;刚性基础的沉降; 刚性基础的倾斜;　　例：计算直径b＝5m的圆形刚性基础在竖向偏心荷载P＝2MN（偏心距e＝0.3m）长期作用下的倾斜。设从基底至基岩的8m深度范围内计有三个水平可压缩土层，各层地面距基底的深度zi、变形模量E0i和泊松比μi依次为：z1＝2m，E01＝8MPa，μ1＝0.35；z2＝4m，E02＝10MPa，μ2＝0.30；z3＝8m，E03＝15MPa，μ3＝0.25。; 土的压缩性：土在压力作用下体积缩小的现象;试样;曲线愈陡，说明随着压力的增加，土孔隙比的减小愈显 著，因而土的压缩性愈高;土的变形模量 以载荷试验测定土的变形模量; 利用弹性力学公式反求地基土的变形模量：;变形模量与压缩模量的关系;;分层总和法;8) 地基最终沉降量s 的分层总和法公式; 平均附加应力系数的物理意义：分层总和法中地基附加应力按均质地基计算，即地基土的压缩模量Es不随深度而变化。;;应力历史对地基沉降的影响;;;;;分层总和法共同假设的用意;各分层总和法的特点及应用;　　对于一般基础，其地基压缩层厚度与基底尺寸比较，不能作为薄层看待时，以单向压缩分层总和法计算就没有考虑地基的三维（三向）应力状态的影响，忽略了地基土因剪切畸变所产生的瞬时沉降。;地基最终沉降计算问题综述;饱和土中