土的自重應(yīng)力

1、土的自重應(yīng)力在一般情況下，天然地基往往由成層土所組成，設(shè)各土層的厚度為巾，重度為兀，則深度Z處 土的自重應(yīng)力可通過對各層土自重應(yīng)力求和得到，即：/I% = M +叢+小+rA = Z叢式中/為自天然地面至深度z處土的層數(shù)；h,為第i層土的片度(m)；齊為第i層土的天然重度，對地下水位以下的土層取有效重度Y' (kN/m3) o因?yàn)橥潦艿剿母×τ绊?，其自重?yīng)力相應(yīng)減少的緣故。但在地下水位以下，若埋藏有不透水層(例如巖層或只含結(jié)合水的堅(jiān)碩粘土層)，由于不透水層 中不存在水的浮力，故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。這樣，緊靠上覆 層與不透水層界面上下的自重應(yīng)力有突變，使

2、層面處具有兩個(gè)自重應(yīng)力值?！纠}1試訃算圖1所示土層的自重應(yīng)力及作用在基巖頂面的土自重應(yīng)力和靜水壓力之和， 并繪制自重應(yīng)力分布圖?！窘狻繄D1 土的自重應(yīng)力計(jì)算及其分布圖b = 19x2.0 = 3SkPa=38 + (19.4 -10)x2.5 = 61.5/b心=61.5 + (17.4-10)x4.5 = 96.6kPa= 10x(2.5 + 4.5) = 10 kPa作用在基巖頂面處土的自重應(yīng)力，靜水壓力70kPa,總應(yīng)力為+70二。尚需注意：(1)自重應(yīng)力是指土顆粒之間接觸點(diǎn)傳遞的粒間應(yīng)力，故乂稱為有效自重應(yīng)力；(2) 一般土層形成地質(zhì)年代較長，在自重作用下變形早已穩(wěn)定，故自重應(yīng)力不再

3、引起建筑物基礎(chǔ)沉降, 但對于近期沉積或堆積的土層以及地下水位升降等惜況，尚應(yīng)考慮自重應(yīng)力作用下的變形，這是因 為地下水位的變動，引起土的重度改變的結(jié)果。如圖2所示。在深基坑開挖中，需大量抽取地下水, 以致地下水位大幅度下降，引起土的重度改變，因/>/,故自重應(yīng)力增加，從而造成地表大面積 下沉的嚴(yán)重后果。圖2地下水位升降對土中自重應(yīng)力的影響0-1-2線為原來自重應(yīng)力的分布0-r -2,線為地下水位變動后自重應(yīng)力的分布【例題2】某建筑場地的土層分布均勻，第一層雜填土，厚度1.5m, r = 7kN/m5；第二層粉 土，厚度4m, y = 9kN/m3,心=2.73, w = 31%，地下水位

4、在地面下2m深；第三層淤泥質(zhì)粘土, 厚度 8m, / = S.2kN/m / = 2.74 , w = 41% ;第四層粘土，厚度 3m, y = 9.5kN/m= 2.72 ,vv = 22%, vvp=24%, m7=45%；第五層土粉質(zhì)粘土未鉆穿，試計(jì)算土中的自重應(yīng)力?！窘狻?1)計(jì)算地下水位以下各土層的浮重度笫二層土:d、d + w)久_273x(l + 031)xl _0閔 p1.9/ 0 *72 1丫；=兒.=xlO = 9.2kN/in , ysal = 192kN/nt + e1 + 0.88第三層土： e =+ 吹 _ J%x (1 + 0.41) x 1 _ = 2p1.8

5、2X = -yM. =-xl0 = 8.2kN/m , y創(chuàng)=1 E2kN/nf+e1 + 1.12w w2? 9 4-第四層土： It= =二亠 =一0.095<0, 土層處于堅(jiān)硬狀態(tài)，為不透水層。 wL 一 wp 45 一 24(2)計(jì)算各截面處的自重應(yīng)力第二層土頂面：er.) =17x1.5 = 25.5/地下水位線處：比2 =25.5 + 19x0.5 = 35kPa第三層土頂面：b心=35 + (19.2 -10) x3.5 = 67.2“"第三層土底面：a* = 67.2 + (18.2-10)x8 = 132.8/第四層土頂面：b心好么第五層土頂面：b<：6 = 247.8 + 19.5x3 = 306.3"“土自重應(yīng)力分布圖2。圖2 土的自重應(yīng)力分布圖【注】在計(jì)算土的自重應(yīng)力時(shí)，一般均指的是其有效自重應(yīng)力，即對水位線以下的土取浮重度。 地下水位以下，若埋藏有不透水層（例如巖層或只含結(jié)合水的堅(jiān)硬粘土層）