土中应力计算-公开课件.ppt

第三章 土中应力计算 内蒙古科技大学 建筑与土木工程学院 一、均质土的自重应力 例3.1 地下水位变化对自重应力的影响 地下水位大幅 度下降，引起土 的重度改变， ? ＞?’，自重应 力增加，造成地 表大面积下沉的 严重后果。 一、基底压力分布 1 影响基底压力的因素： 1）地基与基础的相对刚度有关 2）基础的刚度、平面形状、尺寸大小、埋置深度有关 3）作用在基础上的荷载性质、大小和分布情况有关 4）地基土的性质有关 2 基础按刚度分为： 1）柔性基础（抗弯曲变形能力为0） 2）刚性基础 3）有限刚性基础（弹性地基上梁板分析方法） 二、基底压力分布的简化计算 1中心荷载作用时 2偏心荷载作用时 2多个集中力及不规则分布荷载作用（等待荷载法） 二、矩形荷载和圆形荷载下的地基附加应力 1.均布的矩形荷载 先以积分法求矩形荷载面角点下的地基附加 应力，然后运用角点法求得矩形荷载下任意点 的地基附加应力。 —均布的矩形荷载作用下地基的竖向附加应力 系数，查表3.4 均布的矩形荷载作用下任意点的附加应力 计算点 M 在荷载面积边缘 计算点 M 在荷载面角点外侧 例3.3 有一矩形底面基础b=4ml=6m，其上作用均布荷载 ，用角点法计算矩形基础外k点下 深度z=6m处N点竖向附加应力 。 例3.4某相邻如图所示，试计算甲基础中点o及角点m下、深度z=2m处的竖向附加应力 。 4.均布的圆形荷载 可以积分法求得均布圆形荷载面中点下任意深度的 地基附加应力。 利用以上公式并计算绘出 等值线。 例3.5某条形如图 所示，作用与基 底的平均附加应 力为250kPa， 试计算： 1）0点下竖向附 加应力分布。 2）深度z=2m的水 平面上的附加应力 分布。并分析其变 化规律。 四、非均质地基中的附加应力 1.变形模量随深度增大的地基（应力集中） 2.双层地基: a.上软下硬（应力集中） b.上硬下软（应力扩散） 三、线荷载和条形荷载下的地基附加应力 属平面应力问题 * * 概述 自重应力：地基中源于土体自身重量的应力。 附加应力：建筑物荷载在土体中产生的应力的增量。 基底压力：建筑物的荷载通过基础传递给地基，在基 础底面与地基之间产生的接触应力。 附加应力造成了地基土的变形（处于欠固结状态的土，自重应力也是变形产生的因素之一） ，导致了地基中各点的竖向和侧向位移。 主要讨论地基中的应力、为求解竖向位移（沉降）做准备，沉降分析是土力学的基本课题之一。 土体的应力－应变关系十分复杂，常呈弹、粘、塑性，并且呈非线性、各向异性，还受应力历史的影响。 地基土中附加应力的正确计算和地基土体性状的正确描述是提高沉降计算精度的两个关键问题。 　　保证建筑物的安全和正常使用必须控制其沉降量和不均匀沉降差值（差异沉降量）不超过一定范围，对软粘土地基上的建筑物尤为重要。 土体变形主要是由于土体中应力状态的改变（如地面荷载引起地基中应力场的改变，地基中产生附加应力）。 土体的本身性状主要指土的压缩性（或应力－应变关系），即：土体在附加应力作用下产生的效应。 沉降量的大小 土体产生变形的原因 土体本身的性状 §1土的自重应力 荷载作用之前，地基中存在初始应力场。初始应力场与土体自重、地基土地质历史以及地下水位有关。 工程应用上：计算初始应力场时常假设天然地基为水平、均质、各向同性的半无限空间，土层界面为水平面。于是在任意竖直面和水平面上均无剪应力—地基土符合半无限体的弹性理论假设。 地基中的初始应力，即地基中任一点的自重应力，只需用竖向应力和水平向应力表