土力学 第2章土中应力.ppt

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1、第2章土中应力第二章土中应力2－9；2－11；2－13；第二章土中应力作业第二章土中应力：内容§2.1概述§2.2土中自重应力§2.3基底压力及基底附加压力§2.4地基中的附加应力§2.5地基中附加应力的讨论第二章2.1概述土中应力产生的来源：自重应力和建筑物荷载、交通荷载或其它荷载（地下水渗流、地震等）；土中应力产生的效果：土中应力超过土体所能承受的最大值将发生失稳；土中应力会引起沉降、倾斜及水平位移；了解和掌握土中应力分布的必要性：避免失稳和过大的变形。自重应力：由于土体本身自重引起的应力。确定土体初始

2、应力状态土体在自重作用下，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充填土应考虑自重应力引起的变形。地下水的升降，将会引起土中自重应力大小的变化，使土体发生变形（如压缩、膨胀或失陷等）。第二章2.1概述附加应力：由外荷（静的或动的）引起的土中应力。外荷载：建筑物荷载、交通荷载、堤坝荷载及地下水渗流、地震等作用产生的荷载，是引起土体变形的主要因素，也是导致土体强度破坏和失稳的重要原因。自重应力与附加应力的产生原因不同，因而两者计算方法不同，分布规律以及对

3、工程的影响也不同。土中应力状态计算土中应力时，一般将地基视为半无限的弹性体来考虑，即把地基土看作一个具有水平界面、深度方向及水平方向均为无限延伸的半空间弹性体。半无限空间体第二章2.1概述=xzy第二章2.1概述土力学中应力符号规定材料力学+-+-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以上为二维应力状态，采用摩尔圆表示的应力符号规定第二章2.2土中自重应力§2.1概述§2.2土中自重应力§2.3基底压力及基底附加压力§2.4地基中的附加应力§2.5地基中附加应力的

4、讨论第二章2.2土中自重应力(2-1)单位：kPa注意：一般情况下不计自重应力引起的地基变形，因固结完成，只有新沉积的土或人工填土尚未固结，才需要考虑自重应力作用下的变形问题。1.均质土中自重应力第二章2.2土中自重应力2.水平自重应力半无限体中，土体无侧向变形，任意点水平向侧向应力相等；Ko:土的侧向压力系数，又称静止土压力系数；它是土体在侧限条件下水平有效自重应力与竖向有效自重应力之比，Ko与土层的应力历史、土的类型有关。∴令：Ko的参考值:碎石土：0.18～0.25；松砂：0.4～0.45；密砂：0.

5、45～0.5；正常固结黏土：0.5～0.6；超固结黏土：1.0～4.0；压实填土：0.8～1.5.第二章2.2土中自重应力3.成层土中的自重应力1.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.不透水层交界面处上下的自重应力将发生突变，不透水层顶面及以下的自重应力按上覆土层的水土总重计算;说明：第二章2.2土中自重应力成层土中的自重应力第二章2.2土中自重应力分布规律（1）自重应力在等容重地基中随深度呈直线分布；均质地基成层地基（2）自重应力在成层地基中呈折线分布；（3）在土层分界面处和地下

6、水位处发生转折。第二章2.2土中自重应力地下水位升降时的土中自重应力地下水位下降地下水位上升第二章2.2土中自重应力【例】一地基由多层土组成，地质剖面如下图所示，试计算并绘制自重应力σcz沿深度的分布图第二章2.3基底压力及基底附加压力§2.1概述§2.2土中自重应力§2.3基底压力及基底附加压力§2.4地基中的附加应力§2.5地基中附加应力的讨论第二章2.3基底压力及基底附加压力基底压力：基础底面传递给地基表面的压力，也称基底接触压力;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分布规律计算方

7、法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基础地基建筑物设计（i）暂不考虑上部结构的影响，使问题得以简化；（ii）用荷载代替上部结构。支撑建筑物荷载的土层第二章2.3基底压力及基底附加压力影响基底压力分布和大小的因素基础条件刚度形状大小埋深大小方向分布土类密度土层结构等荷载条件地基条件第二章2.3基底压力及基底附加压力基础抗弯刚度EI=0→M=0；柔性基础基础变形能完全适应地基表面的变形;实际工程中把柔性较大（刚度较小）能适应地基变形的基础看成柔性基础，如土坝或路堤。基础上下压力分布必须

8、完全相同，若不同将会产生弯矩；原地面变形后的地面荷载原地面反力第二章2.3基底压力及基底附加压力基础抗弯刚度EI=∞→M≠0；基础变形不能适应地基表面的变形;砂土地基上，压力分布中间大,而边缘等于零，类似于抛物型分布；黏土地基上，荷载小时压力分布中间小,而边缘大，呈马鞍型分布。刚性基础第二章2.3基底压力及基底附加压力根据圣维南原理，基底压力的具体分布形式对地基应力计算的影响仅局限于一定深度范围；超出此范围以后，