土體應(yīng)力計(jì)算2-1概述

《土體應(yīng)力計(jì)算2-1概述》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫(kù)。

1、第二章土體應(yīng)力計(jì)算2-1概述支承建筑物荷載的土層稱為地基。與建筑物基礎(chǔ)底面直接接觸的土層稱為持力層。將持力層下面的土層稱為下臥層。土體的應(yīng)力按引起的原因分為自重應(yīng)力和附加應(yīng)力；按土體中土骨架和土中孔隙（水、氣）的應(yīng)力承擔(dān)作用原理或應(yīng)力傳遞方式可分為有效應(yīng)力和孔隙應(yīng)（壓）力。有效應(yīng)力——由土骨架傳遞（或承擔(dān)）的應(yīng)力?？紫稇?yīng)力——由土中孔隙流體水和氣體傳遞（或承擔(dān)）的應(yīng)力。第二章土體應(yīng)力計(jì)算對(duì)于飽和土體由于孔隙應(yīng)力是通過(guò)土中孔隙水來(lái)傳遞的，因而它不會(huì)使土體產(chǎn)生變形，土體的強(qiáng)度也不會(huì)改變?？紫稇?yīng)力分為：靜孔隙應(yīng)力和超靜孔隙

2、應(yīng)力。自重應(yīng)力——由土體自身重量所產(chǎn)生的應(yīng)力。附加應(yīng)力——由外荷（靜的或動(dòng)的）引起的土中應(yīng)力。第二章土體應(yīng)力計(jì)算2-2地基中的自重應(yīng)力地下水位以下，用有效重量；不同土層的重量可以疊加第二章土體應(yīng)力計(jì)算2-2地基中的自重應(yīng)力K0——靜止側(cè)壓力系數(shù)，它是土體在無(wú)側(cè)向變形條件下有效小主應(yīng)力σ’3與有效大主應(yīng)力σ’1之比。與土層的應(yīng)力歷史及土的類型有關(guān)；正常固結(jié)粘土：K0＝1－sinf’對(duì)一般地基K0＝0.5左右無(wú)側(cè)向變形條件下，側(cè)向應(yīng)力：第二章土體應(yīng)力計(jì)算2-3基底壓力與基底附加應(yīng)力基底壓力：指上部結(jié)構(gòu)荷載和基礎(chǔ)自重通過(guò)基

3、礎(chǔ)傳遞，在基礎(chǔ)底面處施加于地基上的單位面積壓力。地基反向施加于基礎(chǔ)底面上的壓力稱為基底反力。基底附加應(yīng)力是指基底壓力扣除因基礎(chǔ)埋深所開挖的自重應(yīng)力之后在基底處施加于地基上的單位面積壓力。基底凈壓力第二章土體應(yīng)力計(jì)算2-3基底壓力與基底附加應(yīng)力一、柔性基礎(chǔ)與剛性基礎(chǔ)基底壓力的分布和大小與荷載的性質(zhì)（中心或偏心、傾斜等）大小等有關(guān)，也與基礎(chǔ)的剛度有關(guān)。柔性基礎(chǔ)：剛度較小，基底壓力與其上的荷載大小及分布相同；第二章土體應(yīng)力計(jì)算2-3基底壓力與基底附加應(yīng)力剛性基礎(chǔ)：剛度較大，基底壓力分布隨上部荷載的大小、基礎(chǔ)的埋深及土的性質(zhì)

4、而異。當(dāng)基礎(chǔ)尺寸不太大，荷載也較小時(shí)，可假定基底壓力為直線分布。第二章土體應(yīng)力計(jì)算二、剛性基礎(chǔ)下基底壓力分布（一）中心荷載下的基底壓力中心荷載作用下的基礎(chǔ)，上部結(jié)構(gòu)荷載P與基礎(chǔ)自重G的合力Fv通過(guò)基底形心，基底壓力為均勻分布。平均基底壓力為矩形基礎(chǔ)條形基礎(chǔ)集中力線荷載分布荷載第二章土體應(yīng)力計(jì)算（二）偏心荷載下的基底壓力對(duì)于單向偏心荷載作用下的矩形面積基底的剛性基礎(chǔ)如圖（a）、（b）所示。兩端邊緣最大壓力pmax與最小壓力pmin可按下式計(jì)算：矩形基底面的抗彎截面系數(shù)第二章土體應(yīng)力計(jì)算（二）偏心荷載下的基底壓力根據(jù)上式

5、，當(dāng)e＜L/6時(shí)，基底壓力成梯形分布；e=L/6時(shí)，基底壓力為三角形分布；e＞L/6時(shí)，基底壓力pmin＜0（2-11）第二章土體應(yīng)力計(jì)算pmin＜0，由于地基與基礎(chǔ)之間不能承受拉力，此時(shí)基底與地基局部脫離而使基底壓力重新分布。根據(jù)基底壓力與偏心荷載相平衡的條件，三角形反力分布如圖（c）中的實(shí)線所示的形心應(yīng)在P+G的合力Fv作用線上，由此可計(jì)算基礎(chǔ)邊緣的最大壓力pmax為pmax=2Fv／3kb式中：k——單向偏心荷載作用點(diǎn)至具有最大壓力的基底邊緣的距離，k=(l/2-e)。對(duì)于荷載沿長(zhǎng)度方向均布的條形基礎(chǔ)，P和G對(duì)

6、應(yīng)均取單位長(zhǎng)度內(nèi)的相應(yīng)值，基礎(chǔ)寬度取為b，則基底壓力為（2-13）第二章土體應(yīng)力計(jì)算三、傾斜偏心荷載作用下的基底壓力當(dāng)基礎(chǔ)底面受到傾斜的偏心荷載作用時(shí)，先將傾斜偏心的合力R分解為豎向分量Fv和水平分量Fh，其中Fv=Rcosβ，F(xiàn)h＝Rsinβ，β為傾斜荷載與豎向線之間的傾角。對(duì)于豎向分量Fv作用下的基底反力計(jì)算，矩形基底用式（2－11），條形基底用式（2－13）對(duì)于水平分量Fh引起的基底反力可按下式計(jì)算矩形基底ph=Fh／lb條形基底第二章土體應(yīng)力計(jì)算四、基底附加應(yīng)力——基底凈壓力實(shí)際工程中，基礎(chǔ)總是埋置在天然地面

7、以下一定的深度，勢(shì)必要進(jìn)行基坑開挖，這樣一來(lái)就意味著加了一個(gè)負(fù)荷載。因此，應(yīng)在基底壓力中扣除基底標(biāo)高處原有土的自重應(yīng)力，才是基礎(chǔ)底面下真正施加于地基的壓力，稱為基底附加應(yīng)力或基底凈壓力?；變魤毫Π聪率接?jì)算：對(duì)于基底壓力p為均布情況對(duì)于基底壓力為梯形分布情況第二章土體應(yīng)力計(jì)算2-4地基中的附加應(yīng)力計(jì)算計(jì)算方法：假定地基土是各項(xiàng)同性的、均質(zhì)的、線性變形體，而且在深度和水平方向上都是無(wú)限的。應(yīng)力計(jì)算可分為空間問(wèn)題和平面問(wèn)題。一、附加應(yīng)力基本解答（一）豎向集中力作用下地基附加應(yīng)力——半無(wú)限空間體彈性力學(xué)基本解由布辛內(nèi)斯克解

8、答得σz的表達(dá)式第二章土體應(yīng)力計(jì)算由圖中的幾何關(guān)系，得式中稱為豎向集中力作用豎向附加應(yīng)力系數(shù)。第二章土體應(yīng)力計(jì)算（二）等代荷載法——基本解答的初步應(yīng)用由于集中力作用下地基中的附加應(yīng)力σz僅是荷載的一次函數(shù)，因此當(dāng)若干個(gè)豎向集中力Fi（I=1，2，‥‥‥n）作用于地表時(shí)，應(yīng)用疊加原理，地基中z深度任一點(diǎn)M的附加應(yīng)力σz應(yīng)為各集中力單獨(dú)作用時(shí)在該點(diǎn)