基底附加应力.pptVIP

土体应力计算 三峡大学地质灾害防治研究院 一概述一是成土年代较久的土体已完成压缩固结，不引起土体变形 指土粒所传递的粒间应力，控制土的变形和强度的变化 二 土中的自重应力 地基中的自重应力 成层土中的自重应力 地下水位升降时的土中自重应力 若大量抽取地下水，水位长期下降，使地基中有效自重应力增加，从而引起地面大面积沉降。 若蓄水位地区水位被抬高，地下水位长期上升，引起地基承载力减小，从而致使土体强度降低。 第三节 基底压力与基底附加压力 基底压力：作用于基础底面上的荷载效应。上部结构荷载和基础自重通过基础传递，在基础底面处施加于地基上的单位面积压力。 基底反力：反向施加于基础底面上的压力 基底附加应力：基底压力扣除因基础埋深所开挖土的自重应力之后在基底处施加于地基上的单位面积压力。（基底净压力） （1）基底接触压力的产生 建筑物荷重 ? 基础 ? 地基上?在地基与基础的接触面上产生的压力（地基作用于基础底面的反力） （2）接触压力的大小影响因素 地基土和基础的刚度大小 荷载大小 基础埋深 地基土的性质 1、柔性基础与刚性基础 柔性基础：绝对柔性，没有任何刚度。实际工程中，用于柔性较大（刚性较小）能适应地基变形的基础。土坝、油罐 刚性基础：刚度为无穷大。建筑物的墩式基础、箱型基础，水利水电工程中的水闸基础、混凝土坝等。 弹性基础：基础刚度介于柔性基础和刚性基础之间。 刚性基础 刚性基础下面的基底压力分布随上部荷载的大小、基础的埋深和土的性质而异。 2、刚性基础下基底压力分布 中心荷载下的基底压力 偏心荷载下的基底压力 基底附加应力— 基底净压力 中心荷载下的基底压力 偏心荷载下的基底压力 偏心荷载下的基底压力 双向偏心荷载下的基底压力 双向偏心荷载作用的矩形基底的基础 按材料力学双向偏心受压公式 基底附加应力——基底净压力 基底附加压力的概念： 桥台前后填土引起的基底附加应力 台背路基填土对桥台基底处引起的附加压力： 第四节地基附加应力 计算地基附加应力时，通常把地基看成柔性荷载，而不考虑基础刚度的影响。 4.1 竖向集中力作用下地基附加应力 竖向集中力作用下地基附加应力 竖向集中力作用下地基附加应力 （2）. 等代荷载法 由于集中力作用下地基中的附加应力σz是荷载的一次函数，因此当若干竖向集中力Pi作用于地表时，应用叠加原理，地基中z深度任一点M的附加应力σz应为各集中力单独作用时在该点所引起的附加应力总和。 等代荷载法 将基底面基底净压力的分布划分为若干小块面积并将其上的分布荷载合成为小的集中力，即可应用等代荷载法进行计算。 这种方法适用于基底面不规则的情况，每块面积划分得越小，计算精度就越高。 总结： 竖向集中力 用等代荷载法计算 均布矩形 对整个面积积分后得到： 以积分法求得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。 竖直均布压力作用矩形基底角点下的附加应力 竖直均布压力作用矩形基底角点下的附加应力 竖直均布压力作用矩形基底角点下的附加应力 竖直均布压力作用矩形基底角点下的附加应力 4.3 平面问题 线荷载是在半空间表面上一条无限长直线上的均布荷载。将其以微分形式的集中力代替，再用积分法计算。 结 论 附加应力不仅发生在荷载面积之下，而且分布在荷载面积以外相当大的范围下； 在离基础底面不同深度处的各水平面上，以基底中心下轴线处的附加应力最大，随距离中轴越远越小； 在荷载分布范围内下部任意点沿垂线的附加应力，随深度向下越小。 均布矩形荷载角点下的竖向附加应力系数 先以微分形式将面上的分布荷载以集中力的方式代替，然后按集中力的积分法计算。 三角分布 矩形荷载 1点 2点 均布圆形荷载 先在荷载面上取微面积，以集中力的方式代替其上的分布荷载，然后按积分法计算。 线荷载 均布的竖向条形荷载沿宽度方向某一微分段上的荷载可用线荷载代替，最后再积分。 均布条形荷载 均布条形荷载下地基中附加应力分布规律： * * 《土力学》 第三讲 土体应力 起因应力计算的目的：应力分布、变形规律、稳定性 附加应力 自重应力 二是成土年代不久的土体，未完成压缩固结，会逐渐引起土体变形 指土体受外荷载以及地下水渗流、地震等作用下附加产生的应力增量，是引起土体变形的主要原因，也是土体强度破坏和失稳的重要原因 由土体自身重量所产生的应力地下水的升降也会引起土中应力大小的变化。 原理和传递方式 有效应力 孔隙应力 土体应力 由水传递的孔隙应力称孔隙水压力 由气传递的孔隙应力称孔隙气压力本章将主要从以下三点讲解：土中自重应力、基底压力和地基附加应力 后面介绍的土体变形、抗剪强度，地基沉降和承载力时都需要掌握有效应力原理 土体的自重应力可由该点单位面积上土柱