土體中的應(yīng)力計(jì)算課件.ppt

《土體中的應(yīng)力計(jì)算課件.ppt》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。

1、第二章地基中的應(yīng)力計(jì)算教學(xué)課件總述建筑物地基的土體承受著建筑物傳來的荷載，土體在荷載作用下產(chǎn)生變形，使建筑物發(fā)生沉降、傾斜或水平位移，變形過大就會(huì)影響建筑物的安全和正常使用；同時(shí)，在某一特定條件下的地基也只能承受一個(gè)相應(yīng)的最大荷載，如果超過該值地基就會(huì)失穩(wěn)。為了使設(shè)計(jì)的建筑物既安全可靠又經(jīng)濟(jì)合理，就必須研究土體的變形、強(qiáng)度及穩(wěn)定性問題，而不論是研究變形問題還是強(qiáng)度問題，都需了解土中應(yīng)力的分布情況，只有掌握了土中應(yīng)力的計(jì)算方法和土中應(yīng)力的分布規(guī)律，才能運(yùn)用土力學(xué)基本原理解決地基變形問題及地基承載力問題。土中應(yīng)力分布是土力學(xué)最基本的課題之一。第二章地基中

2、的應(yīng)力計(jì)算§2.1地基中自重應(yīng)力§2.2基底壓力§2.3地基中的附加應(yīng)力主要內(nèi)容土中應(yīng)力產(chǎn)生及計(jì)算的基本假定土中應(yīng)力產(chǎn)生原因：自重建筑物荷載溫度土中水滲流地震等。土中應(yīng)力可分為：自重應(yīng)力附加應(yīng)力本章只討論：土的自重和靜外荷在土中產(chǎn)生的應(yīng)力基本假定：(1)地基為半無限彈性體(2)土體中豎直面和水平面均無剪應(yīng)力(3)彈性理論假定假定地基土為均勻的、各向同性的彈性體應(yīng)力符號(hào)以壓為正；一般不考慮拉應(yīng)力的影響；有現(xiàn)成的簡單的解析解。(布辛涅斯克)上述假定是本章的基礎(chǔ)2.1土體中自重應(yīng)力自重應(yīng)力：由于土體本身自重引起的應(yīng)力研究自重應(yīng)力的目的是確定土體初始應(yīng)力狀態(tài)

3、(超固結(jié)次正)土體在自重作用下，在漫長的地質(zhì)歷史時(shí)期，已經(jīng)壓縮穩(wěn)定，因此，土的自重應(yīng)力不再引起土的變形。但對(duì)于新沉積土層或近期人工充填土應(yīng)考慮自重應(yīng)力引起的變形。2.1.1豎向自重應(yīng)力豎直向自重應(yīng)力計(jì)算假定土體具有水平面上半無限彈性體。土體中所有豎直面和水平面上均無剪應(yīng)力存在。土體中豎向自重應(yīng)力基本計(jì)算公式推導(dǎo)假定土體為均質(zhì)的半無限彈性體取高度z，截面積A=1的土柱由平衡條件得?CzA=FW=?zA于是?Cz=?z土體中自重應(yīng)力可見，自重應(yīng)力隨深度呈線性增加。天然地面11zzσczσcz=?z土體中任意深度Z處的豎向自重應(yīng)力等于單位面積上土柱的有

4、效重量1、對(duì)于天然重度為r的均質(zhì)土的豎向自重應(yīng)力2成層土的豎向自重應(yīng)力計(jì)算說明：1.地下水位以上土層采用天然重度，地下水位以下:1)首先確定是否考慮浮力;2)考慮浮力影響時(shí)，用浮重度代替重度。土層浮重度??=?sat-?w2.非均質(zhì)土中自重應(yīng)力沿深度呈折線分布天然地面h1h2h3??3?2?1水位面?1h1?1h1+?2h2?1h1+?2h2+??3h3地下水位升降對(duì)豎向自重應(yīng)力的影響地面沉陷地面融起豎向自重應(yīng)力分布曲線的變化規(guī)律：1.土的豎向自重應(yīng)力分布曲線是一條折線，拐點(diǎn)在土層交界處和地下水位處。2.同一層土的豎向自重應(yīng)力按直線變化。3.豎向自重

5、應(yīng)力隨深度的增加而增大。4.不透水層頂面,土的豎向自重應(yīng)力為上層土的豎向有效應(yīng)力和水位下的水的應(yīng)力之和。2.1.2水平向自重應(yīng)力的計(jì)算K0——靜止側(cè)壓力系數(shù)，它是土體在無側(cè)向變形條件下有效小主應(yīng)力σ’3（水平應(yīng)力）與有效大主應(yīng)力σ’1（豎向應(yīng)力）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－sinQ，，對(duì)一般地基K0＝0.5左右無側(cè)向變形條件下，水平向自重應(yīng)力：水平向自重應(yīng)力天然地面z靜止側(cè)壓力系數(shù)例題分析【例】一地基由多層土組成，地質(zhì)剖面如下圖所示，試計(jì)算并繪制自重應(yīng)力σcz沿深度的分布圖教材例２－１57.0kPa80.1kPa10

6、3.1kPa150.1kPa194.1kPa不透水層的層面及層面以下的自重應(yīng)力應(yīng)按上覆土層的水土總重計(jì)算[思考題]按給出的資料，計(jì)算并繪制地基中的自重應(yīng)力沿深度的分布曲線。（假定，地下水位位于標(biāo)高為141.0處。）[思考題答案]按給出的資料，計(jì)算并繪制地基中的自重應(yīng)力沿深度的分布曲線。（假定，地下水位位于標(biāo)高為141.0處。）2.2基底壓力基底壓力：上部結(jié)構(gòu)荷載和基礎(chǔ)自重通過基礎(chǔ)傳遞，在基礎(chǔ)底面處施加于地基上的單位面積壓力?；追戳Γ悍聪蚴┘佑诨A(chǔ)底面上的壓力基底壓力、反力基底壓力：建筑物上部結(jié)構(gòu)荷載和基礎(chǔ)自重通過基礎(chǔ)傳遞給地基，作用于基礎(chǔ)底面?zhèn)髦恋?/p>

7、基的單位面積壓力（反作用力稱為基底反力）F+G影響基底壓力的因素:基礎(chǔ)的形狀、大小、剛度，埋置深度，基礎(chǔ)上作用荷載的性質(zhì)（中心、偏心、傾斜等）及大小、地基土性質(zhì)2.2.1基底壓力的分布規(guī)律(a)理想柔性基礎(chǔ)(b)堤壩下基底壓力圖2-1柔性基礎(chǔ)（1）情況1EI=0基礎(chǔ)抗彎剛度EI=0，相當(dāng)于絕對(duì)柔性基礎(chǔ)基底壓力分布與作用荷載分布相同。（2）情況2EI=?剛度很大(即EI=?),可視為剛性基礎(chǔ)(大塊混凝土實(shí)體結(jié)構(gòu))。(a)馬鞍形分布(b)拋物線分布(c)鐘形分布圖2-2剛性基礎(chǔ)荷載小，呈中央小而邊緣大的情形。隨作用荷載增大，呈拋物線分布。作用荷載繼續(xù)增大

8、，發(fā)展為鐘形分布。上述演化只是一典型的情形，實(shí)際情況十分復(fù)雜大多數(shù)情況處于上述兩種極端情況之間。2.2.2基