不透水层层面的自重应力-1.pptVIP

第六章 土的应力计算 第一节 基本概念 地基受荷以后将产生应力和变形，给建筑物带来两个工程问题，即土体稳定问题和变形问题。如果地基内部所产生的应力在土的强度所允许的范围内，那么土体是稳定的，反之，土体就要发生破坏，并能引起整个地基产生滑动而失去稳定，从而导致建筑物倾倒。 需要具备知识 需要具备知识 土力学中应力符号的规定 第二节 土的自重应力 在计算地基中的自重应力时，一般将地基作为半无限弹性体来考虑。由半无限弹性体的边界条件可知，其内部任一与地面平行的平面或垂直的平面上，仅作用着竖向应力和水平向应力，而剪应力为0。 一、自重应力计算公式： 将地基土视为半无限空间直线变形体．地面水平，地层厚薄均匀，通过地基的任何竖直面都是对称面，而且在任何竖直面上土层自重荷载属于对称荷载，在对称荷载作用下结构对称面上的剪应力为零。为建立自重应力计算公式．以天然地面上任意点0作为坐标原点，坐标轴z竖直向下为正 二、地下水对自重应力的影响： 地下水位以下的土层，受到水的浮力作用，使土的重度减轻，计算时采用水下重度也即浮重度 r′=rsat—rw 三、不透水层的影响： 基岩或硬塑状态的粘性±可以认为是不透水层，在不透水层中土颗粒间由结合水连接不具备普通水的特征不存在水的浮力，且在不透水层层面以下土的自重应力等于上覆土和水的总重。 一.竖直中心荷载作用下的基底压力 二. 竖直偏心荷载作用下的基底压力 一、空间问题条件下的附加应力 （一）竖直集中力作用下的附加应力 如图所示，当半极限弹性体表面上作用着竖直集中力p时，弹性体内部任意点M的六个应力分量，由弹性理论求出的表达式为： 三、基底附加压力 基底附加压力――作用于地基表面，由于建造建筑物而新增加的压力，即导致地基中产生附加应力的那部分基底压力。 基底附加压力在数值上等于基底压力扣除基底标高处原有土体的自重应力。即基底压力均匀分布时： 基底压力呈梯形分布时，基底附加压力为： 式中 P0――基底附加压力设计值，kPa； P――基底压力设计值，kPa； R0――基底标高以上各天然土层的加权平均重度，kN/m3；地下水位以下取有效重度； d――从天然地面起算的基础埋深，m。 [例6-4]已知某厂办公楼独立柱基b×L=1．5 ×1．5 m2，承受轴心压力设计值Q=400KN，基底以上土的重度为r1=1 8 KN／m3，地下水埋深h1=O．5 m，地下水位以下土的饱和重度rsat=20 KN／m3，基础埋深d=2．0m，如下图。试计算基底附加压力P0。 [解]按公式(6-1 1)知： P0=P-r0d =153.78 KN／m2 第四节 地基中附加应力计算 在求解地基中的附加应力时，一般假定地基土是连续、均匀、各向同性的弹性体，然后根据弹性理论的基本公式进行计算。另外，按照问题的性质，将应力划分为空间（三维）问题和平面问题两大类型。矩形、圆形等基础（L/B10）下的附加应力计算即属空间问题（其应力是x,y,z的函数）；条形基础（L/B≥10）下的附加应力计算即属于平面问题（其应力是X,Y,Z的函数），坝、挡土墙等大多属于条形基础。 * * 第六章 土的应力计算 基本内容： 掌握土中三种应力（自重应力、基底压力以及各种荷载条件下的土中附加应力）计算方法。 学习基本要求 1. 掌握土中自重应力计算； 2. 掌握基底压力和基底附加压力分布与计算； 3. 掌握圆形面积均布荷载、矩形面积均布荷载、 矩形 面积三角形分布荷载以及条形荷载等条件下的土中竖向附加应力计算方法； 4. 了解地基中其他应力分量的计算公式。 地基中的应力，按照其因可以分为自重应力和附加应力两种： 自重应力：由土体本身有效重量产生的应力称为自重应力。一般而言，土体在自重作用下，在漫长的地质历史上已压缩稳定，不再引起土的变形（新沉积土或近期人工充填土除外）。 附加应力：由于外荷（静的或动的）在地基内部引起的应力称为附加应力，它是使地基失去稳定和产生变形的主要原因。 1、关于连续介质问题 弹性理论要求：受力体是连续介质。而土是由三相物质组成的碎散颗粒集合体，不是连续介质。 为此假设土体是连续体，从平均应力的概念出发，用一般材料力学的方法来定义土中的应力。 2、关于线弹性体问题 理想弹性体的应力与应变成正比直线关系，且应力卸除后变形可以完全恢复。 土体则是弹塑性物质，它的应力应变关系是呈非线性的和弹塑性的，且应力卸除后，应变也不能完全恢复。为此进行假设土的应变关系为直线，以便直接用弹性理论求土中的应力分布，但对沉降有特殊要求的建