第4章--地基中的应力--2016.3.12.ppt

一、竖向集中荷载作用下的地基附加应力 1885年法国学者布辛涅斯克解 M(x,y,z) P o y x z x y z r R M?(x,y,0) q 附加应力系数 第四章 地基中的应力 §4-3 附加应力 R = 0？ σ = ？ +∞ 第四章 地基中的应力 若干荷载时，参照荷载叠加原理 由几个外力共同作用时所引起的某一参数（内力、应力或位移），等于每个外力单独作用时所引起的该参数值的代数和。 Pa z Pb a b 两个集中力作用下σz的叠加 §4-3 附加应力 二、矩形荷载作用时的地基附加应力 第四章 地基中的应力 dp布辛涅斯克解 积分 矩形基础角点下的竖向附加应力系数 1、矩形均布荷载 §4-3 附加应力 查书上表4-5 角点法计算地基附加应力 z M o IV II III I o I II III IV p 算点在基底内部 矩形均布荷载 第四章 地基中的应力 §4-3 附加应力 II I o o I III o IV o II 计算点在基底边缘 计算点在基底边缘外 第四章 地基中的应力 §4-3 附加应力 矩形均布荷载 * * LOGO 第四章 地基中的应力 福建工程学院土木工程系 2016年3月 第四章 地基中的应力 本章提要 第四章 地基中的应力 本章提要 土体中应力状态发生变化 引起地基土的变形，导致建筑物的沉降，倾斜或水平位移，影响建筑物正常使用。 当应力超过地基土的强度时，地基就会因丧失稳定性而破坏，造成建筑物倒塌。 过大 结构荷载 地基 产生变形、沉降等 基础 原有应力状态发生变化 第四章 地基中的应力 本章提要 地基中的应力按产生的原因不同可分为两种: 1、自重应力： 由土体自身有效自重在地基内所产生的应力。 2、附加应力： 土体在外荷载（包括建筑物荷载、交通荷载）、地下水渗流、地震等作用下在地基内附加产生的应力增量。 第四章 地基中的应力 本章提要 自重应力、附加应力： 二者产生原因不同，所以计算方法不同，分布规律及对工程的影响也不同。 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填土应考虑自重应力引起的变形。 附加应力是地基中新增加的应力，它是引起土体变形或地基变形的主要原因。 第四章 地基中的应力 本章提要 研究土体或地基的应力和变形，必须从土的应力与应变的基本关系出发。 研究方法： 单位面积上的力。常用单位，kPa、MPa。 常用单位长度的变形来表示。单位？ 第四章 地基中的应力 本章提要 土是由三相组成的非连续介质，天然地基往往是由成层土所组成的非均质或各向异性体，土的应力应变关系具有非线性、非弹性的特征。 为简化计算，把地基土视为均匀的、各向同性的半无限空间弹性体，应用弹性力学公式来求解土中应力。 土的自重应力 1 基底压力 2 地基附加应力 3 第四章 地基中的应力 第四章 地基中的应力 第四章 地基中的应力 天然地面 1 1 z z σcz σcz= ? z 一、均质土中的自重应力 假设地基为均质连续的半无限空间体，土体在自重应力作用下只产生竖向变形，而无侧向位移和剪切变形。 沿水平面均匀分布与深度Z成正比 随深度成线性增加 地下水位以下采用浮重度 §4-1自重应力 第四章 地基中的应力 静止侧压力系数 水平向自重应力 可实验测得也可采用经验值，见表4-1. §4-1自重应力 第四章 地基中的应力 二、成层土中的自重应力 说明： 1.如地下水位位于同一土层中，地下水位也应作为分层的界面。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.非均质成层土中自重应力沿深度呈折线分布。 天然地面 h1 h2 h3 ??2 ?2 ?1 水位面 ?1 h1 ?1 h1 + ? 2h2 ?1 h1 + ? 2h2 + ??2h3 1 2 3 §4-1自重应力 天然地面 h1 h2 h3 ?3、??3 ?2 ?1 水位面 ?1 h1 ?1 h1 + ? 2h2 ?1 h1 + ? 2h2 + ??3h3 h4 ?4、??4 2 1 3 4 ?1 h1 + ? 2h2 + ??3h3 +??4h4 上： 下： ?1 h1 + ? 2h2 + ??3h3 +??4h4 + ? w（h3+h4） 在地下水位以下如埋藏有不透水层（例如完整的岩层或坚硬粘土层等），由于不透水层中不存在水的浮力