土的应力学习.pptx

;2.5 地基中的应力; 在计算土中自重应力时，假设天然地面是一个无限大的水平面，因而在任意竖直面和 水平面上均无剪应力存在。可取作用于该水平面上任一单位面积的土柱体自重计算(图2—2)，即： ;;;; 地基土往往是成层的，成层土自重应力的计算公式：;;;;;第12页/共48页;2.7 基底压力; 一、基底压力的简化计算 (一)中心荷载下的基底压力 中心荷载下的基础，其所受荷载的合力通过基底形心。;基底压力假定为均匀分布(图2—5)，此时基底平均压力设计值按下式计算：;(二)偏心荷??下的基底压力;第17页/共48页;;二、基底附加压力 建筑物建造前，土中早巳存在着自重应力。如果基础砌置在天然地面上，那末全部基底压力就是新增加于地基表面的基底附加压力。一般天然土层在自重作用下的变形早巳结束，因此只有基底附加压力才能引起地基的附加应力和变形。 实际上，一般浅基础总是埋置在天然地面下一定深度处，该处原有的自重应力由于开挖基坑而卸除。因此，由建筑物建造后的基底压力中扣除基底标高处原有的土中自重应力后，才是基底平面处新增加于地基的基底附加压力，基底平均附加压力值按下式计算(图2—8)：; 有了基底附加压力，即可把它作为作用在弹性半空间表面上的局部荷载，由此根据弹性力学求算地基中的附加应力。;2.8 地基附加应力;第22页/共48页;第23页/共48页; 建筑物作用于地基上的荷载，总是分布在一定面积上的局部荷载，因此理论上的集中力实际是没有的。但是，根据弹性力学的叠加原理利用布辛奈斯克解答，可以通过积分或等代荷载法求得各种局部荷载下地基中的附加应力。 (二)等代荷载法 · 如果地基中某点M与局部荷载的距离比荷载面尺寸大很多时，就可以用一个集中力代替局部荷载，然后直接应用式(2—12c)计算该点的 。 ;令 则上式改写为:;;第27页/共48页;第28页/共48页; 为均布矩形荷载角点下的竖向附加应力系数，简称角点应力系数，可按m及n值由表查得。 ;; 对于均布矩形荷载附加应力计算点不位于角点下的情况，就可利用式(2—20)以角点 法求得。图2—12中列出计算点不位于矩形荷载面角点下的四种情况(在图中0点以下任意 深度z处)。计算时，通过0点把荷载面分成若干个矩形面积，这样,0点就必然是划分出的各个矩形的公共角点，然后再按式(2-20)计算每个矩形角点下同一深度z处的附加应力，并求其代数和。四种情况的算式分别如下 ;(a)o点在荷载面边缘 式中 ，分别表示相应于面积I和Ⅱ的角点应力系数。必须指出，查表2-2时所取用边长 应为任一矩形荷载面的长度，而 为宽度，以下各种情况相同不再赘述。 (b)o点在荷载面内 ;(d)o点在荷载面角点外侧 把荷载面看成由I(ohce)、Ⅳ(ogaf)两个面积中扣除Ⅱ(ohbf)和Ⅲ(ogde)而成的，所以 ;(2)计算基础甲中心点o下由本基础荷载引起的,基底中心点o可看成是四个相等小矩形荷载Ⅰ（oabc）的公共角 点其长宽比l/b＝2.5/2=1.25，取深度z=0、1、2、3、4、5、6、7、8、10m各计算点，相应的z/b=0、0.5、1、1.5、2、2.5、3、3.5、4、5,利用表2－2即可查得地基附加应力系数Kc1。σz的计算列于例表2－3－1根据计算资料绘出σz分布图，见例图2－3;第35页/共48页;第36页/共48页; (二)三角形分布的矩形荷载 设竖向荷载沿矩形面积一边b方向上呈三角形分布(沿另一边的荷载分布不变),荷载的最大值为 取荷载零值边的角点1为座标原点(图2-13)则可将荷载面内某点( )处所取微面积 上的分布荷载以集中力 代替。角点1下深度处的M点由该集中力引起的附加应力 ,按式(2—12c)为： 在整个矩形荷载面积进行积分后得角点1下任意深度z处竖向附加应力 : 式中 ;同理，还可求得荷载最大值边的角点2下任意深度z处的竖向附加应力为 ： (2—23) 和 均为 和 的函数，可由表2—3查用。 ;;(三)均布的圆形荷载 设圆形荷载面积的半径为，作用