第2章 土体中的应力计算ppt课件.ppt

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1、土体中的应力计算第二章§2土体中的应力计算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应力状态及应力应变关系自重应力附加应力基底压力计算建筑物修建以后，建筑物重量等外荷载在地基中引起的应力，所谓的“附加”是指在原来自重应力基础上增加的压力。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。§2土体中的应力计算§2.1自重应力§2.3附加应力§2.2基底压力计算§2.1土体自重应力的计算一.水平地基中的自重应力假定：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§2土体

2、中的应力计算定义：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计算：地下水位以上用天然容重，地下水位以下用浮容重1.侧限应力状态——一维问题水平地基半无限空间体；半无限弹性地基内的自重应力只与Z有关；土质点或土单元不可能有侧向位移侧限应变条件；任何竖直面都是对称面应变条件AB§2土体中的应力计算§3.1自重应力一.水平地基中的自重应力yzxo应变条件应力条件独立变量1.侧限应力状态——一维问题§2土体中的应力计算§3.1自重应力一.水平地基中的自重应力==0000

3、0000000000K0：侧压力系数成层地基一.水平地基中的自重应力1.计算公式均质地基竖直向：思考题：水位变化后，原水位到现水位之间的土层用什么容重？§2.1土体自重应力的计算§2土体中的应力计算水平向：竖直向：水平向：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’γ2γ3γ12.分布规律自重应力分布线的斜率是容重；自重应力在等容重地基中随深度呈直线分布；自重应力在成层地基中呈折线分布；在土层分界面处和地下水位处发生转折。不透水层层面及层面以下为上覆水土总重均质地基成层地基一.水平地基中的自重应力§

4、2.1土体自重应力的计算§2土体中的应力计算水位变化地下水位的升降会引起土中自重应力的变化原水位水位下降后一.水平地基中的自重应力§2.1土体自重应力的计算§2土体中的应力计算例题第一层土为细砂1=19kN/m3,s=25.9kN/m3,w=18%;第二层土为粘土,2=16.8kN/m3,s=26.8kN/m3,w=50%,wL=48%,wP=50%,并有地下水位存在。计算土中自重应力。一.水平地基中的自重应力§2.1土体自重应力的计算§2土体中的应力计算第二层为粘土层，其液性指数[解]第一层土为细砂

5、，地下水位以下考虑浮力作用故受水的浮力作用，浮重度为一.水平地基中的自重应力§2.1土体自重应力的计算§2土体中的应力计算a点：z=0，sz=z=0；b点：z=2m，sz=192=38kPa；c点：z=5m，sz=192+103=68kPa；d点：z=9m，sz=192+103+7.14=96.4kPa分布如图:一.水平地基中的自重应力§2.1土体自重应力的计算§2土体中的应力计算§2土体中的应力计算§2.1自重应力§2.3附加应力§2.2基底压力计算§2.2基底压力计算基底压力：基础底

6、面传递给地基表面的压力，也称基底接触压力。§2土体中的应力计算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暂不考虑上部结构的影响，使问题得以简化；用荷载代替上部结构。一.影响因素基底压力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§2.2基底压力计算§2土体中的应力计算荷载条件地基条件抗弯刚度EI=∞→M≠0；反证法:假设基底压力与荷载分布相同，则地基变形与柔性基础情况必然一致；分布:中间小,

7、两端无穷大。二.基底压力分布弹性地基，绝对刚性基础基础抗弯刚度EI=0→M=0；基础变形能完全适应地基表面的变形;基础上下压力分布必须完全相同，若不同将会产生弯矩。§2.2基底压力计算§2土体中的应力计算条形基础，竖直均布荷载弹性地基，完全柔性基础弹塑性地基，有限刚度基础§2.2基底压力计算§2土体中的应力计算二.基底压力分布—荷载较小—荷载较大砂性土地基粘性土地基—接近弹性解—马鞍型—抛物线型—倒钟型根据圣维南原理，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，地基中附加应

8、力的分布将与基底压力的分布关系不大，而只取决于荷载的大小、方向和合力的位置。§2.2基底压力计算§2土体中的应力计算三.实用简化计算基底压力的分布形式十分复杂简化计算方法：假定基底压力按直线分布的材料力学方法基础尺寸较小荷载不是很大BLPBP’BP’BLPBP’荷载条件竖直中心竖直偏心倾斜偏心基础形状矩形条形P’—单位长度上的荷载§2.2基底压力计算§2土体中的应力计算三.实用简化计算BLPoxy基