土中應(yīng)力的計(jì)算

第4章土中應(yīng)力4.1概述1.應(yīng)力的產(chǎn)生：

土體受到力的作用，以內(nèi)力的形式作出響應(yīng)，即產(chǎn)生內(nèi)力，內(nèi)力的集度稱為應(yīng)力。2.應(yīng)力的分類：（1）應(yīng)力按起因可分為：自重應(yīng)力和附加應(yīng)力

土中某點(diǎn)的總應(yīng)力=自重應(yīng)力+附加應(yīng)力（2）應(yīng)力按分擔(dān)作用可分為：有效應(yīng)力和孔隙應(yīng)力（孔隙壓力）

土中某點(diǎn)的總應(yīng)力=有效應(yīng)力+孔隙應(yīng)力4.1概述均質(zhì)土中的自重應(yīng)力

應(yīng)力沿深度線性分布,單位為kPa4.2土中自重應(yīng)力cx=cy=K0cz

xy=yz=zx＝０K0

:土的側(cè)壓力系數(shù)或靜止土壓力系數(shù)。均質(zhì)土中的側(cè)向自重應(yīng)力4.2土中自重應(yīng)力

(1)地基中任意豎直面和水平面上均無(wú)剪應(yīng)力存在。

(2)為了簡(jiǎn)便起見，把常用的豎向自重應(yīng)力cz簡(jiǎn)稱為自重應(yīng)力，并改用符號(hào)c表示。

(3)計(jì)算點(diǎn)在地下水位以下時(shí)，采用浮重度代替天然重度。4.2土中自重應(yīng)力計(jì)算自重應(yīng)力應(yīng)注意的問(wèn)題：成層土中的自重應(yīng)力4.2土中自重應(yīng)力計(jì)算時(shí)注意地下水位的影響:(1)在地下水位以下，如埋藏有不透水層,由于不透水層中不存在水的浮力，所以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(2)地下水位位于同一土層中時(shí)，地下水位面應(yīng)作為分層的界面。成層土中的自重應(yīng)力4.2土中自重應(yīng)力（1）地下水上升時(shí)，自重應(yīng)力減小；（2）地下水下降時(shí)，自重應(yīng)力增大。地下水位升降對(duì)自重應(yīng)力的影響4.2土中自重應(yīng)力試計(jì)算地面下3.6米、6.0米、9.0米處的豎向自重應(yīng)力大??？例題3.6米處6.0米處9.0米處什么是基底壓力？4.3基底壓力一對(duì)作用力與反作用力，可通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試與理論計(jì)算確定基底壓力與基底反力4.3基底壓力

當(dāng)荷載較小時(shí)，基底壓力分布形狀如圖a，接近于彈性理論解；荷載增大后，基底壓力呈馬鞍形(圖b)；荷載再增大時(shí)，邊緣塑性破壞區(qū)逐漸擴(kuò)大，所增加的荷載必須靠基底中部力的增大來(lái)平衡，基底壓力圖形可變?yōu)閽佄锞€型(圖d)以至倒鐘形分布(圖c)?；讐毫Φ姆植?.3基底壓力基底壓力的簡(jiǎn)化計(jì)算4.3基底壓力一、中心荷載下的基底壓力P(kPa)

F—作用任基礎(chǔ)上的豎向力設(shè)計(jì)值(kN)；G—基礎(chǔ)自重設(shè)計(jì)值及其上回填土總重(kN)；G=GAd,其中G為基礎(chǔ)及回填土之平均重度，一般取20kN/m3。d—基礎(chǔ)埋深(m)；必須從設(shè)計(jì)地面或室內(nèi)外平均設(shè)計(jì)地面算起。4.3基底壓力的簡(jiǎn)化計(jì)算

單向偏心荷載下，設(shè)計(jì)時(shí)通常取基底長(zhǎng)邊方向與偏心方向一致，此時(shí)兩短邊邊緣最大壓力設(shè)計(jì)值pmax與最小壓力設(shè)計(jì)值pmin

按材料力學(xué)短柱偏心受壓公式計(jì)算單向偏心荷載下的基底壓力4.3基底壓力W＝bl2/6M=(F+G)e單向心荷載下的基底壓力4.3基底壓力單向偏心荷載下的基底壓力討論4.3基底壓力雙向心荷載下的基底壓力4.3基底壓力基底附加壓力P0例題課堂練習(xí)合力F+G偏心距e:比較e與L/6的大小?1、豎向集中力作用時(shí)地基附加應(yīng)力2、均布矩形荷載作用時(shí)地基附加應(yīng)力3、三角形分布的矩形荷載作用時(shí)地基附加應(yīng)力4、均布圓形荷載作用時(shí)地基附加應(yīng)力5、條形荷載作用時(shí)地基附加應(yīng)力主要內(nèi)容：4.3地基附加應(yīng)力

豎向集中力P(KN)作用在無(wú)限半空間表面，任意點(diǎn)M(x、y、z)處的六個(gè)應(yīng)力分量和三個(gè)位移分量的解析解——布辛奈斯克解。豎向集中力作用時(shí)的地基附加應(yīng)力4.3地基附加應(yīng)力4.3地基附加應(yīng)力三個(gè)正應(yīng)力：4.3地基附加應(yīng)力布辛奈斯克解答：剪應(yīng)力和位移：4.3地基附加應(yīng)力布辛奈斯克解答：4.3地基附加應(yīng)力集中力作用時(shí)豎向附加應(yīng)力：4.3地基附加應(yīng)力集中力作用時(shí)豎向附加應(yīng)力分布特征4.3地基附加應(yīng)力集中力作用時(shí)豎向附加應(yīng)力分布規(guī)律4.3地基附加應(yīng)力不規(guī)則局部面荷載作用時(shí)的地基附加應(yīng)力1、矩形角點(diǎn)下任意深度處附加應(yīng)力的計(jì)算4.3地基附加應(yīng)力均布矩形荷載下地基附加應(yīng)力αc為均布矩形荷載角點(diǎn)下的豎向附加應(yīng)力系數(shù)，簡(jiǎn)稱角點(diǎn)應(yīng)力系數(shù)，可查得。注意，b恒為短邊，l恒為長(zhǎng)邊。1、矩形角點(diǎn)下任意深度處附加應(yīng)力的計(jì)算4.3地基附加應(yīng)力2、地基中任意點(diǎn)豎向附加應(yīng)力計(jì)算——角點(diǎn)法4.3地基附加應(yīng)力例題例題例題例題討論：相鄰基礎(chǔ)的相互影響

中間基礎(chǔ)地基附加應(yīng)力是否受相鄰基礎(chǔ)的影響?如何計(jì)算增加的附加應(yīng)力?例題討論：相鄰基礎(chǔ)的相互影響例題例題4.3地基附加應(yīng)力三角形分布的矩形荷載下附加應(yīng)力4.3地基附加應(yīng)力三角形分布的矩形荷載下附加應(yīng)力同理：4.3地基附加應(yīng)力均布的圓形荷載時(shí)地基附加應(yīng)力線荷載作用下的地基附加應(yīng)力4.3地基附加應(yīng)力均布的豎向條形荷載的地基附加應(yīng)力4.3地基附加應(yīng)力均布的豎向條形荷載的地基附加應(yīng)力4.3地基附加應(yīng)力查P113表4-11三角形分布的豎向條形荷載時(shí)地基附加應(yīng)力4.3地基附加應(yīng)力不同荷載形式下附加應(yīng)力公式小結(jié)4.3地基附加應(yīng)力1、土中應(yīng)力的分類；2、自重應(yīng)力的計(jì)算及地下水影響；3、基底壓力的計(jì)算及公式選擇；4、基底附加壓力的計(jì)算及注意事項(xiàng)；5、均布矩形荷載