地基中的应力计算概述.pptVIP

地基中的应力计算 土体中应力的种类 土体中的自重应力 均匀地基(单一地层) 土层中存在地下水位时(粗粒土) 土层中存在地下水位时(粗粒土) 土坝土堤的自重应力计算 * 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 附加应力 地基沉降变形 基底反力 基础结构的外荷载 上部结构的自重及各种荷载都是通过基础传到地基中的 影响因素 计算方法 分布规律 上部结构 基础 地基 建筑物设计 概述 强度问题 变形问题 地基中的 应力状态 应力应变关系 土力学中应力符号的规定 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。 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。 研究思路 y z x ∞ ∞ ∞ ∞ ∞ o 地基：半无限空间 = 土中的应力状态 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 土力学中应力符号的规定 1．连续介质 在研究土体内部微观受力情况时(如颗粒之间的接触力和颗粒的相对位移)，把土当成散粒状的三相体来看待； 研究宏观土体的受力问题时(例如建筑物地基的沉降问题)，土体的尺寸远远大于土颗粒的尺寸，此时就可以把土颗粒和孔隙合在一起研究，把土体当作连续体来对待，从平均应力的概念出发，用一般材料力学的方法来定义土中的应力。 应力计算时的基本假定 2．线弹性体 　　 　　一般建筑物荷载在地基中引起的应力增量Δ?不是很大，尚未出现塑性破坏区域或塑性破坏区域很小，这种情况下，将土的应力应变关系简化为线弹性，以便直接采用弹性理论求解土中的应力分布，对一般工程来说不仅方便，而且能满足精度要求。 应力计算时的基本假定 3 ．均质、各向同性 　 天然地基往往是由成层土所组成，而且常常是各向异性的，因此视土体为均质各向同性体将带来误差。但当土层性质变化不大时，这样假定对竖直应力分布引起的误差，通常也在容许范围之内。 应力计算时的基本假定 土体自重产生的自重应力 建筑物荷载引起的附加应力 地震等引起的地震惯性力 渗流引起的渗透力 环境条件变化引起的重分布应力 假定： 水平地基?半无限空间体?半无限弹性体 有侧限应变条件?一维问题 在修建建筑物以前，地基中由土体本身的有效重量而产生的应力。 目的：确定土体的初始应力状态 定义 1、垂向自重应力(kN/m2＝Kpa) 2、水平向自重应力(kN/m2＝Kpa) y z x o Z 0 Z σ 均匀地基(单一地层) 竖直向： 水平向： γ2 γ3 γ1 Z 0 成层地基中的自重应力 容重：地下水位以上用天然容重γ 地下水位以下用浮容重γ’ Z 0 γ2 γ1 总应力 孔隙水应力 有效应力 γ2 　　地下水位位于同一土层中， 计算自重应力时，地下水位面 应作为分层的界面。 在地下水位以下，如埋藏有不透水层,由于不透水层中不存在水的浮力，所以层面及层面以上的自重应力应按上覆土层的水土总重计算