土力學(xué)第2章-地基中的應(yīng)力計算.ppt

第二章 地基中的應(yīng)力計算,地基中的應(yīng)力,按產(chǎn)生的原因分:自重應(yīng)力和附加應(yīng)力。 自重應(yīng)力：土體受到重力作用而產(chǎn)生的應(yīng)力； 附加應(yīng)力：由于外荷載的作用（建筑荷載、車輛荷載、土中水 的滲流力、地震力等）的作用，在土中產(chǎn)生的應(yīng)力增量。 從應(yīng)力的分擔(dān)角度而言，土中應(yīng)力可分為有效應(yīng)力和孔隙水壓力。,研究地基土的變形和強度，必須先研究地基土的應(yīng)力。 任何工程問題，地基的沉降變形、土坡的穩(wěn)定、支擋結(jié)構(gòu)物的穩(wěn)定、基坑坑底的穩(wěn)定、地基承載力、砂土液化等，都與土中應(yīng)力有關(guān)。,一、土中一點的應(yīng)力狀態(tài)和應(yīng)力平衡方程,應(yīng)力分量：,平衡方程：,二、地基中的應(yīng)力計算,地 基,地 基假設(shè)為:,半無限體,彈 性,均 質(zhì),各項同性,1. 均勻滿布荷載及自重作用下,對 稱 面,（1）自重應(yīng)力情況 靜水位條件下 A點的總應(yīng)力 A點的孔隙水壓力 A點處的有效應(yīng)力,A,H1,1,sat,h,H2,地面,1：土的濕容重； sat土的飽和容重；H1：地下水位深度；/ ：浮容重,飽和土中孔隙水壓力和有效應(yīng)力的計算,由此可見：/就是A點的自重應(yīng)力，所以自重應(yīng)力是指有效應(yīng)力。 實例分析 “城市抽取地下水后是地面下沉的原因之一” 設(shè)地下水位面下降了 ，A點總應(yīng)力為： A點孔隙水壓力 A點有效應(yīng)力,水位下降前后的有效應(yīng)力之差 即，水位下降后的有效應(yīng)力增加了，從而引起土體壓縮，導(dǎo)致地面下沉。 2. 毛細帶的有效應(yīng)力問題 根據(jù)毛細水上升的原理，毛細水上升區(qū)中的孔隙水的應(yīng)力為負值，即受拉，亦稱為毛細吸力。,B點上總應(yīng)力 孔隙水壓力 有效應(yīng)力 B點下總應(yīng)力 孔隙水壓力 有效應(yīng)力 C點總應(yīng)力 孔隙水壓力 有效應(yīng)力 D點總應(yīng)力 毛細上升時 孔隙水壓力 土中有效應(yīng)力 有效應(yīng)力 注意：B、C點孔隙水壓力的計算,1, sat,h1,hc,h3,A,B,D,C,D,B點有效應(yīng)力增加 C點及以下有效應(yīng)力增加,1, sat,h1,hc,h3,A,B,D,C,D,2. 集中、分布荷載作用下,(1) 集中荷載作用下,位 移,應(yīng) 力,( Boussinesq 解，1885 ),(2) 線狀荷載作用下,(3) 帶狀荷載作用下,均布荷載,三角形荷載,地基應(yīng)力的分布規(guī)律,應(yīng)力的衰減和擴散（考慮相鄰建筑的影響）,(4) 局部面積荷載作用下,矩形均布荷載,3. 基底的接觸壓力,剛性基礎(chǔ),柔性基礎(chǔ),（1）理論解 條形基礎(chǔ),（2）實測結(jié)果,中心荷載作用下,偏心荷載作用下,馬鞍形 較平緩的馬鞍形 拋物線形 鐘形, 荷載較小 荷載較大,砂性土地基,粘性土地基, 接近彈性解 馬鞍型 拋物線型 倒鐘型,4. 剛性基礎(chǔ)基底壓力簡化算法,地基Winkler地基,基礎(chǔ)剛性的 假定基底壓力按直線分布的材料力學(xué)方法,一點的變形只與該點的力有關(guān)。,中心荷載,小偏心荷載,（核心半徑）,2,大偏心荷載,雙向偏心,核心半徑,例1 某基礎(chǔ)底面尺寸為20ml0m，其上作用有24000kN豎向荷載，計算： （1）若為軸心荷載，求基底壓力；（2）若合力偏心距ey0，ex=0.5m，如圖所示，再求基底壓力； （3）若偏心距ex1.8m時，基底壓力又為多少。,=,解 : (1) 這是求在中心荷載作用下，基底壓力p的問題，依題意有： p = = kPa (2)按題意，合力偏心距ey0，ex0.5m，這是工程實踐中常見的一個方向