重慶科創(chuàng)學(xué)院《土層自重應(yīng)力的計算》

1、2.1 土層自重應(yīng)力的計算概述 地基在地基在自身重力自身重力和和外荷載外荷載作用下，均可產(chǎn)生應(yīng)力。作用下，均可產(chǎn)生應(yīng)力。地基中應(yīng)力狀態(tài)的變化將引起地基的變形，使基礎(chǔ)產(chǎn)地基中應(yīng)力狀態(tài)的變化將引起地基的變形，使基礎(chǔ)產(chǎn)生沉降或傾斜。當(dāng)建筑物作用的荷載過大時，則會導(dǎo)生沉降或傾斜。當(dāng)建筑物作用的荷載過大時，則會導(dǎo)致建筑物產(chǎn)生過大的不能容許的沉降，甚至可以使地致建筑物產(chǎn)生過大的不能容許的沉降，甚至可以使地基失去穩(wěn)定而發(fā)生整體破壞，從而影響建筑物的正?；シ€(wěn)定而發(fā)生整體破壞，從而影響建筑物的正常使用。所以研究對工程具有實際意義的地基變形與穩(wěn)使用。所以研究對工程具有實際意義的地基變形與穩(wěn)定問題之前，先研究地

2、基中的定問題之前，先研究地基中的應(yīng)力計算與分布規(guī)律應(yīng)力計算與分布規(guī)律是是十分必要的。十分必要的。概述 地基中的應(yīng)力按其產(chǎn)生地基中的應(yīng)力按其產(chǎn)生原因原因的不同，可以分為的不同，可以分為自重應(yīng)力自重應(yīng)力和和附加應(yīng)力附加應(yīng)力。由土體。由土體自身重力自身重力在地基中所在地基中所產(chǎn)生的應(yīng)力稱為自重應(yīng)力。由于自重應(yīng)力產(chǎn)生的年產(chǎn)生的應(yīng)力稱為自重應(yīng)力。由于自重應(yīng)力產(chǎn)生的年代較為久遠(yuǎn)，土在自重作用下產(chǎn)生的壓縮變形早已代較為久遠(yuǎn)，土在自重作用下產(chǎn)生的壓縮變形早已結(jié)束，所以建造建筑物后地基不會因自重應(yīng)力而產(chǎn)結(jié)束，所以建造建筑物后地基不會因自重應(yīng)力而產(chǎn)生變形。生變形。一一土層自重應(yīng)力計算土層自重應(yīng)力計算二二基底壓力的

3、計算基底壓力的計算三三地基中附加應(yīng)力計算地基中附加應(yīng)力計算回顧與思考地基有足夠的強(qiáng)度；地基有足夠的強(qiáng)度；地基不發(fā)生過大變形；地基不發(fā)生過大變形；基礎(chǔ)有足夠的強(qiáng)度與剛度?；A(chǔ)有足夠的強(qiáng)度與剛度。由基礎(chǔ)的形式、尺寸、材料調(diào)節(jié)由基礎(chǔ)的形式、尺寸、材料調(diào)節(jié)設(shè)計前提：設(shè)計前提：地基基礎(chǔ)地基基礎(chǔ) 設(shè)計要求：設(shè)計要求：物理性質(zhì)指標(biāo)（前述）物理性質(zhì)指標(biāo)（前述）基礎(chǔ)沉降、尺寸計算基礎(chǔ)沉降、尺寸計算：建筑荷載在地基中產(chǎn)生應(yīng)力，：建筑荷載在地基中產(chǎn)生應(yīng)力， 應(yīng)力產(chǎn)生應(yīng)變，研究應(yīng)力計算和分布規(guī)律應(yīng)力產(chǎn)生應(yīng)變，研究應(yīng)力計算和分布規(guī)律 ， 作為地基變形與強(qiáng)度計算依據(jù)。作為地基變形與強(qiáng)度計算依據(jù)。掌握地基中掌握地基中自重應(yīng)

4、力自重應(yīng)力計算與計算與附附 加應(yīng)力加應(yīng)力計算方法，清楚計算方法，清楚計算假定計算假定，需要運(yùn)，需要運(yùn) 用用材料力學(xué)材料力學(xué)基本知識?；局R。地基為連續(xù)（均質(zhì)）各向同性，地基為連續(xù)（均質(zhì)）各向同性， 半無限彈性體，表面水平。半無限彈性體，表面水平。x z xz zx x z xz zx 摩爾圓應(yīng)力分析摩爾圓應(yīng)力分析材料力學(xué)材料力學(xué)+-+-土力學(xué)土力學(xué)正應(yīng)力正應(yīng)力剪應(yīng)力剪應(yīng)力拉為正拉為正壓為負(fù)壓為負(fù)順時針為正順時針為正逆時針為負(fù)逆時針為負(fù)壓為正壓為正拉為負(fù)拉為負(fù)逆時針為正逆時針為正順時針為負(fù)順時針為負(fù)概述：概述：自重應(yīng)力指土自身有效重量產(chǎn)生的應(yīng)力，它使土密實并具有一定強(qiáng)度與剛度。地基設(shè)計計算前應(yīng)

5、知其原始的應(yīng)力狀態(tài)。2.1 土層自重應(yīng)力的計算zczcycxzczzcz=zcz=zcz天然地面天然地面A單層均質(zhì)土層：地基中任意深度地基中任意深度Z處的豎向自重應(yīng)力等于單位面處的豎向自重應(yīng)力等于單位面積上的土柱自重。積上的土柱自重。土中自重應(yīng)力沿水平面均勻分布，與深度土中自重應(yīng)力沿水平面均勻分布，與深度Z成成正比例，隨深度按直線分布。正比例，隨深度按直線分布。2.1 土層自重應(yīng)力的計算czcycxK0K0靜止土壓力系數(shù)， 用于擋土墻土壓力計算。M(x,y,z)yxzrczcxcy地面地面02.1 土層自重應(yīng)力的計算ninncizizzz12211.天然地基往往由若干層土組成，地基中任意深天然

6、地基往往由若干層土組成，地基中任意深度度Z處的豎向自重應(yīng)力等于處的豎向自重應(yīng)力等于各層土豎向自重應(yīng)力各層土豎向自重應(yīng)力之和之和。2.1 土層自重應(yīng)力的計算zcz=hcz天然地面天然地面A1h12h23h34h4cz=h1h11h1+2h21h1+2z2 + 3h31h1+2h2 + 3h3 + 4h42.1 土層自重應(yīng)力的計算v地下水位以下土計算時用有效重度；v不透水層面及以下無浮力作用情況下應(yīng)考慮 靜水壓力作用；v地下水位下降時有效重度增加，會造成 地面下降；v地下水位上升時有效重度減小，影響土性， 承載力降低。2.1 土層自重應(yīng)力的計算2.1 土層自重應(yīng)力的計算czZ原地下水位原地下水位下降后地下水位下降后地下水位地下水位下降，地基中有效自重應(yīng)力增加。地下水位下降，地基中有效自重應(yīng)力增加。引起地面大面積沉降。引起地面大面積沉降。2.1 土層自重應(yīng)力的計算czZ原地下水位原地下水位上升后地下水位上升后地下水位地下水位上升，地基中有效自重應(yīng)力降低。地下水位上升，地基中有效自重應(yīng)力降低。引起地基承載力減少引起地基承載力減少2.1 土層自重應(yīng)力的計算【例2-1】如圖，成層土地基，地面以下有地下水及不透水層。地下水位以下用有效重度計算；地下水位以下用有效重度計算；不透水層面以上考慮浮力，不透水層面以上考慮浮力，過不透水層面后則考