《土體中的應(yīng)力計(jì)算》PPT課件

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1、土體中的應(yīng)力計(jì)算第三章§3土體中的應(yīng)力計(jì)算基本假設(shè)1.連續(xù)性假設(shè)2.線彈性假設(shè)3.各向同性假設(shè)yzx∞∞∞∞∞o一.土力學(xué)中應(yīng)力符號(hào)的規(guī)定§3土體中的應(yīng)力計(jì)算§3.1應(yīng)力狀態(tài)及應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系=地基：半無(wú)限空間一.土力學(xué)中應(yīng)力符號(hào)的規(guī)定§3土體中的應(yīng)力計(jì)算§3.1應(yīng)力狀態(tài)及應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系摩爾圓應(yīng)力分析材料力學(xué)+-+-土力學(xué)正應(yīng)力剪應(yīng)力拉為正壓為負(fù)順時(shí)針為正逆時(shí)針為負(fù)壓為正拉為負(fù)逆時(shí)針為正順時(shí)針為負(fù)第1節(jié)概述支撐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.自重應(yīng)力——由土體自身重量所產(chǎn)生

2、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。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。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，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)力和超靜孔隙應(yīng)力。第2節(jié)地基中的自重應(yīng)力地面z?cz?cy?cx假設(shè)土體為均勻連續(xù)介質(zhì)，并為半無(wú)限空間體，在距地表深度z處，土體的自重應(yīng)力為：?cz=?z自重產(chǎn)生的水平應(yīng)力將在土壓力計(jì)算部分介紹。若地基由多層土所組

3、成式中，1、各層土容重地下水位以上取天然容重；2、地下水位以下砂土取浮容重3、粘性土液性指數(shù)IL大于1時(shí)取浮容重；4、粘性土液性指數(shù)IL小于等于0時(shí)取天然容重，5、IL在0～1之間時(shí)依最不利原則取天然或浮容重?！?.2基底壓力計(jì)算基底壓力：基礎(chǔ)底面?zhèn)鬟f給地基表面的壓力，也稱基底接觸壓力。§3土體中的應(yīng)力計(jì)算基底壓力附加應(yīng)力地基沉降變形基底反力基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的外荷載上部結(jié)構(gòu)的自重及各種荷載都是通過(guò)基礎(chǔ)傳到地基中的。影響因素計(jì)算方法分布規(guī)律上部結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)地基建筑物設(shè)計(jì)暫不考慮上部結(jié)構(gòu)的影響，使問(wèn)題得以簡(jiǎn)化；用荷載代替上部結(jié)構(gòu)。一.影響因素基底壓力基礎(chǔ)條件剛度形狀大小埋深大小方向分布土類密度

4、土層結(jié)構(gòu)等§3.4基底壓力計(jì)算§3土體中的應(yīng)力計(jì)算荷載條件地基條件抗彎剛度EI=∞→M≠0；反證法:假設(shè)基底壓力與荷載分布相同，則地基變形與柔性基礎(chǔ)情況必然一致；分布:中間小,兩端無(wú)窮大。二.基底壓力分布彈性地基，絕對(duì)剛性基礎(chǔ)基礎(chǔ)抗彎剛度EI=0→M=0；基礎(chǔ)變形能完全適應(yīng)地基表面的變形;基礎(chǔ)上下壓力分布必須完全相同，若不同將會(huì)產(chǎn)生彎矩。§3.4基底壓力計(jì)算§3土體中的應(yīng)力計(jì)算條形基礎(chǔ)，豎直均布荷載彈性地基，完全柔性基礎(chǔ)彈塑性地基，有限剛度基礎(chǔ)§3.4基底壓力計(jì)算§3土體中的應(yīng)力計(jì)算二.基底壓力分布—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—倒鐘型當(dāng)

5、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.二、剛性基礎(chǔ)下基底壓力分布（一）中心荷載下的基底壓力（二）偏心荷載下的基底壓力單向偏心荷載作用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，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?；A(chǔ)邊緣的最大壓力pmax為pmax=2Fv／3kb三、傾斜偏心荷載作用下的基底壓力傾斜偏心合力R分解為:Fv=RcosβFh＝RsinβFv的基底反力同前講Fh的基底反力計(jì)算式ph=Fh／lb傾斜偏心合力R分解Fv=RcosβFh＝RsinβFv的基

6、底反力同前講Fh的基底反力計(jì)算式ph=Fh／b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)斯克解答得σz的表達(dá)式由圖中的幾何關(guān)系，得式中為豎向集中力作用豎向附加應(yīng)力系數(shù)（查表）。特點(diǎn)3.P作用線上，r=0,K=3/(2π）,z=0,σz→∞，z→∞，σz=04.在某一水平面上z=const，r=0,K最大，r↑，K減小，σz減小5.在某一圓柱面上r=const，z=0,σz=0，z↑，σz先增加后減小6.σz等值線－應(yīng)力泡§3.3地基中附加應(yīng)力的計(jì)算一.豎直集中力作用下的附加應(yīng)力計(jì)算－布辛內(nèi)斯克課題§3土體中的應(yīng)力計(jì)算應(yīng)力球根球根P

7、P0.1P0.05P0.02P0.01P§3.3地基中附加應(yīng)力的計(jì)算二.水平集中力作用下的附加應(yīng)力計(jì)算－西羅提課題§3土體中的應(yīng)力計(jì)算PhyzxoMxyzrRβM’α§3.3地基中附加應(yīng)力的計(jì)算三.矩形面積豎直均布荷載作用下的附加應(yīng)力計(jì)算§3土體中的應(yīng)力計(jì)算1.角點(diǎn)下的垂直附加應(yīng)力——B氏解的應(yīng)用矩形豎直向均布荷載角點(diǎn)下的應(yīng)力分布系數(shù)KsKs查表獲得pMm=L/B,n=z/B2.任意點(diǎn)的垂直附加應(yīng)力—角點(diǎn)法a.矩形面積內(nèi)b.矩形面積外§3.3地基中附加應(yīng)力的計(jì)算§3土體中的應(yīng)力計(jì)算兩種情況：