地基中的應(yīng)力3優(yōu)選ppt資料

第3章地基(dìjī)中的應(yīng)力第一頁(yè)，共51頁(yè)。土體的應(yīng)力按引起的原因(yuányīn)分為自重應(yīng)力和附加應(yīng)力支承建筑物荷載的土層稱為(chēnɡwéi)地基與建筑物基礎(chǔ)(jīchǔ)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下臥層持力層（受力層）地基基礎(chǔ)FG主要受力層

第二頁(yè)，共51頁(yè)。自重應(yīng)力(yìnglì)——由土體自身重量所產(chǎn)生的應(yīng)力(yìnglì)附加應(yīng)力(yìnglì)——由外荷（靜的或動(dòng)的）引起的土中應(yīng)力(yìnglì)基底(jīdǐ)壓力附加應(yīng)力地基沉降變形基底反力基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的外荷載下臥層持力層地基基礎(chǔ)FG主要受力層第三頁(yè)，共51頁(yè)。5地基(dìjī)中的附加應(yīng)力第二十二頁(yè)，共51頁(yè)。【例題】如圖所示的擋土墻，基礎(chǔ)底面寬度為6m，埋置于地面下處。第二十二頁(yè)，共51頁(yè)。(1)o點(diǎn)在荷載(hèzài)面邊緣例題3－2:如圖所示，設(shè)矩形基礎(chǔ)面積為2x6m，平面問題(wèntí)條件下的地基附加應(yīng)力（l/B>=10）對(duì)于(duìyú)均布矩形荷載附加應(yīng)力計(jì)算點(diǎn)不位于角點(diǎn)下的情況：平面問題(wèntí)條件下的地基附加應(yīng)力（l/B>=10）—應(yīng)力集中現(xiàn)象剪應(yīng)力方向與坐標(biāo)軸相反：負(fù)(4)o點(diǎn)在荷載(hèzài)面角點(diǎn)外側(cè)第三十一頁(yè)，共51頁(yè)。第四十一頁(yè)，共51頁(yè)。支承建筑物荷載的土層稱為(chēnɡwéi)地基土單元無(wú)側(cè)向位移屬于有側(cè)限應(yīng)變條件：土力學(xué)中應(yīng)力(yìnglì)符號(hào)規(guī)定法向應(yīng)力(yìnglì)：壓為正，拉為負(fù)，剪應(yīng)力：XZY剪應(yīng)力作用(zuòyòng)面上的法向應(yīng)力方向與坐標(biāo)軸一致剪應(yīng)力方向(fāngxiàng)與坐標(biāo)軸一致：正剪應(yīng)力方向與坐標(biāo)軸相反：負(fù)剪應(yīng)力作用面上的法向應(yīng)力方向與坐標(biāo)軸相反剪應(yīng)力方向與坐標(biāo)軸一致：負(fù)剪應(yīng)力方向與坐標(biāo)軸相反：正第四頁(yè)，共51頁(yè)。3.2地基(dìjī)中的自重應(yīng)力假定：地基半無(wú)限空間體，線性均勻各向同性(ɡèxiànɡtónɡxìnɡ)的彈性材料（有側(cè)限應(yīng)變條件）第五頁(yè)，共51頁(yè)。1.均質(zhì)地(zhìdì)基豎直(shùzhí)向：水平(shuǐpíng)向：土單元無(wú)側(cè)向位移屬于有側(cè)限應(yīng)變條件：根據(jù)彈性力學(xué)中廣義虎克定律：szsysx第六頁(yè)，共51頁(yè)。地下水位以下(yǐxià)用浮容重γ’2.計(jì)算(jìsuàn)點(diǎn)在地下水位以下地面H1H2szsy地下水位sx第七頁(yè)，共51頁(yè)。3.成層土中自重(zìzhòng)應(yīng)力γ2γ3γ1第八頁(yè)，共51頁(yè)。1-1面2-2面3-3面4-4面例：某地基(dìjī)土由四層土組成厚度與容重如圖，計(jì)算每土層接觸面處的豎向自重應(yīng)力并畫出應(yīng)力曲線第九頁(yè)，共51頁(yè)。第十頁(yè)，共51頁(yè)?；讐毫Γ夯A(chǔ)(jīchǔ)底面?zhèn)鬟f給地基表面的壓力，也稱基底接觸壓力?；?jīdǐ)壓力附加(fùjiā)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基礎(chǔ)傳到地基中的。上部結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)地基建筑物設(shè)計(jì)3.4基底壓力計(jì)算第十一頁(yè)，共51頁(yè)。柔性基礎(chǔ)：剛度較小，基底壓力(yālì)與其上的荷載大小及分布相同；基底壓力的分布和大小與荷載的性質(zhì)（中心(zhōngxīn)或偏心、傾斜等）大小等有關(guān)，也與基礎(chǔ)的剛度有關(guān)。第十二頁(yè)，共51頁(yè)。剛性基礎(chǔ)：剛度較大基底壓力(yālì)分布隨上部荷載的大小、基礎(chǔ)的埋深及土的性質(zhì)而異。當(dāng)基礎(chǔ)尺寸不太大，荷載也較小時(shí)(xiǎoshí)，可假定基底壓力為直線分布。第十三頁(yè)，共51頁(yè)。中心(zhōngxīn)荷載下的基底壓力BLP矩形(jǔxíng)基礎(chǔ):BLxyPF為上部結(jié)構(gòu)傳至基礎(chǔ)頂面的垂直荷載，KNG為基礎(chǔ)自重(zìzhòng)和基礎(chǔ)臺(tái)階上的土重集中力第十四頁(yè)，共51頁(yè)。偏心荷載(hèzài)下的基底壓力對(duì)于(duìyú)單向偏心荷載作用下的矩形面積基底xyLBeP矩形(jǔxíng)基底面的抗彎截面系數(shù)第十五頁(yè)，共51頁(yè)。e<L/6:梯形(tīxíng)xyLBePe=L/6e=L/6:三角形exyLBP第十六頁(yè)，共51頁(yè)。e>B/6:出現(xiàn)(chūxiàn)拉應(yīng)力區(qū)exyLBK3KP高聳結(jié)構(gòu)(jiégòu)物下可能的基底壓力基底壓力合力與總荷載(hèzài)相等土不能承受拉力壓力調(diào)整K=L/2-ee=L/6PK2K第十七頁(yè)，共51頁(yè)。例：基礎(chǔ)長(zhǎng)3m，寬1m,由上部結(jié)構(gòu)傳至基礎(chǔ)底面壓力分布為三角形，最大邊緣(biānyuán)壓力為80kPa，求作用在基底的合力及力距解：1.求作用在基底(jīdǐ)的合力xyLe2m地面pB2.求作用在基礎(chǔ)(jīchǔ)中軸線上的力矩第十八頁(yè)，共51頁(yè)。例：基礎(chǔ)長(zhǎng)4m，寬2m,地面標(biāo)高作用有偏心荷載(hèzài)680kN，偏心距為1.31m,基礎(chǔ)埋深為2m,則基底最大壓力為？解：基礎(chǔ)(jīchǔ)及填土的重量基礎(chǔ)(jīchǔ)型心處的彎矩：2m偏心距e:xyLe地面FB1.31m大偏心，出現(xiàn)拉應(yīng)力區(qū)第十九頁(yè)，共51頁(yè)。條形(tiáoxínɡ)基礎(chǔ):線荷載(hèzài)分布荷載(hèzài)第二十頁(yè)，共51頁(yè)。RPH分解為豎直向和水平向荷載，水平荷載引起(yǐnqǐ)的基底水平應(yīng)力視為均勻分布。傾斜偏心荷載(hèzài)下的基底壓力第二十一頁(yè)，共51頁(yè)?；滋幍牡鼗捎诮ㄖ锝ㄔ旌蠖黾拥膽?yīng)力。只有(zhǐyǒu)基底附加應(yīng)力才能引起地基的附加應(yīng)力和變形?；?jīdǐ)附加應(yīng)力(p0)第二十二頁(yè)，共51頁(yè)。3.5地基(dìjī)中的附加應(yīng)力一.豎直集中力作用下的附加應(yīng)力計(jì)算(jìsuàn)－布辛奈斯克解答假定：地基(dìjī)：半無(wú)限空間體，線性均勻各向同性的彈性材料第二十三頁(yè)，共51頁(yè)。yzxoPMxyzrRβM’α第二十四頁(yè)，共51頁(yè)。3.5.3.矩形基底(jīdǐ)均布荷載作用時(shí)角點(diǎn)下豎向附加應(yīng)力將微小面積上的均布力的合力看成(kànchénɡ)是集中力然后用布辛內(nèi)斯克解答pM查表第二十五頁(yè)，共51頁(yè)。對(duì)于(duìyú)均布矩形荷載附加應(yīng)力計(jì)算點(diǎn)不位于角點(diǎn)下的情況：

角點(diǎn)法(1)o點(diǎn)在荷載(hèzài)面邊緣(2)o點(diǎn)在荷載(hèzài)面內(nèi)ⅠⅡOOⅠⅡⅢⅣ第二十六頁(yè)，共51頁(yè)。(4)o點(diǎn)在荷載(hèzài)面角點(diǎn)外側(cè)(3)o點(diǎn)在荷載(hèzài)面邊緣外側(cè)OⅡⅣOⅤ第二十七頁(yè)，共51頁(yè)。例題3－2:如圖所示，設(shè)矩形基礎(chǔ)面積為2x6m，基底上作用(zuòyòng)著豎直均布荷載為300kPa，試求基底上A、E、C、D、O等各點(diǎn)以下深度2m處的豎向附加應(yīng)力。第二十八頁(yè)，共51頁(yè)。A：查表3－3得αc，E：查表3－4得αc，C：查表3－4得αc，第二十九頁(yè)，共51頁(yè)。D：O：查表3－4得αc，Ⅰ面：Ⅱ面：Ⅲ面：Ⅳ面：αcαcαcαc第三十頁(yè)，共51頁(yè)。矩形基底受三角形分布荷載時(shí)角點(diǎn)下的附加(fùjiā)應(yīng)力將微小面積上的均布力的合力看成(kànchénɡ)是集中力然后用布辛內(nèi)斯克解答ptM查表第三十一頁(yè)，共51頁(yè)。根據(jù)(gēnjù)疊加原理σz2=αc×p+αtc

×pt第三十二頁(yè)，共51頁(yè)。pt如何(rúhé)計(jì)算附加應(yīng)力第三十三頁(yè)，共51頁(yè)。矩形基礎(chǔ)基底水平荷載作用(zuòyòng)下角點(diǎn)豎向附加應(yīng)力查表a、c點(diǎn)水平力起始(qǐshǐ)端應(yīng)力取負(fù)值b、d點(diǎn)水平力終止端應(yīng)力取正值第三十四頁(yè)，共51頁(yè)。圓形面積(miànjī)均布荷載作用時(shí)的附加應(yīng)力計(jì)算a--圓形面積(miànjī)的半徑0lzm查表第三十五頁(yè)，共51頁(yè)。圓形面積三角形分布荷載作用的附加應(yīng)力(yìnglì)計(jì)算a--圓形面積(miànjī)的半徑查表第三十六頁(yè)，共51頁(yè)。平面問題(wèntí)條件下的地基附加應(yīng)力（l/B>=10）利用(lìyòng)費(fèi)拉曼理論第三十七頁(yè)，共51頁(yè)。條形基底均布荷載作用(zuòyòng)下地基附加應(yīng)力查表pM第三十八頁(yè)，共51頁(yè)。條形基底三角形分布荷載作用(zuòyòng)下地基附加應(yīng)力查表ptxz第三十九頁(yè)，共51頁(yè)。條形基底(jīdǐ)水平荷載作用下地基附加應(yīng)力查表注意：（1）原點(diǎn)在荷載起點(diǎn)(qǐdiǎn)（2）X軸正向與荷載方向一致第四十頁(yè)，共51頁(yè)?！纠}】如圖所示的擋土墻，基礎(chǔ)底面寬度為6m，埋置于地面下處。每米墻豎向荷載作用位置離墻基礎(chǔ)前緣A點(diǎn)；因土壓力等作用墻背受到水平力，其作用點(diǎn)距離基底面。設(shè)地基土重度為19kN/m3，若不計(jì)墻后填土附加應(yīng)力的影響(yǐngxiǎng)，試求因P，H作用基礎(chǔ)中心點(diǎn)下深度處M點(diǎn)的附加應(yīng)力。3.2m2.4mxz6mM7.2m1.5mA第四十一頁(yè)，共51頁(yè)。解:（1）求作用于基底面上的力及偏心距。將移至基底面，根據(jù)靜力等效，需加力矩。設(shè)合力作用點(diǎn)離基底前緣A點(diǎn)的水平距離為x，利用(lìyòng)合力矩定理，即xz6mMAx合力偏心(piānxīn)距e=b/2－＝（m）；合力作用點(diǎn)位于基底面中點(diǎn)的左側(cè)。第四十二頁(yè)，共51頁(yè)。（2）求基底壓力。這屬于平面(píngmiàn)問題xz6mM7.2m1.5mAxe（3）求基底凈壓力（基底附加(fùjiā)應(yīng)力）均布力三角形分布力（3）水平(shuǐpíng)均布力第四十三頁(yè)，共51頁(yè)。xz6mM7.2m1.5mAxe均布力三角形分布力x(m)z(m)B(m)x/Bz/B系數(shù)荷載大小kPa豎直均布力07.2601.20.478291.5豎直三角形分布力07.2601.20.239160水平均布力37.260.51.2066.7第四十四頁(yè)，共51頁(yè)。影響土中應(yīng)力分布(fēnbù)的因素(1)上層軟弱，下層堅(jiān)硬(jiānyìng)的成層地基2.非均勻(jūnyún)性—成層地基

中軸線附近σz比均質(zhì)時(shí)明顯增大的現(xiàn)象

—應(yīng)力集中；應(yīng)力集中程度與土層剛度和厚度有關(guān)；隨H/B增大，應(yīng)力集中現(xiàn)象逐漸減弱。(2)上層堅(jiān)硬，下層軟弱的成層地基

中軸線附近σz比均質(zhì)時(shí)明顯減小的現(xiàn)象

—應(yīng)力擴(kuò)散；應(yīng)力擴(kuò)散程度，與土層剛度和厚度有關(guān)；隨H/B的增大，應(yīng)力擴(kuò)散現(xiàn)象逐漸減弱。1.非線性和彈塑性應(yīng)力水平較高時(shí)影響較大(3)土的變形模量隨深度增大的地基

—應(yīng)力集中現(xiàn)象H均勻成層E1E2>E1H均勻成層E1E2<E1第四十五頁(yè)，共51頁(yè)?？偨Y(jié)(zǒngjié)1、地基中的自重(zìzhòng)應(yīng)力2、基礎(chǔ)(jīchǔ)底面壓力中心荷載下的基底壓力偏心荷載下的基底壓力3、基底附加應(yīng)力(p0)第四十六頁(yè)，共51頁(yè)。地基(dìjī)中附加應(yīng)力的分布規(guī)律2.在同一垂直線上的應(yīng)力隨深度(shēndù)變化，越深應(yīng)力越小。1.在地面下某一深度的水平面上集中力作業(yè)線上附加應(yīng)力(yìnglì)最大，向兩側(cè)逐漸減小。r第四十七頁(yè)