第2章土體應(yīng)力計(jì)算講解學(xué)習(xí)

第2章土體應(yīng)力計(jì)算第一節(jié)概述土中應(yīng)力包括自重應(yīng)力和附加應(yīng)力，計(jì)算方法主要采用彈性理論公式第二節(jié)地基中的自重應(yīng)力1.均勻土體時(shí)：2.成層土體時(shí)：3.土層中有地下水時(shí)：一般認(rèn)為，若水下的粘性土液性指數(shù),則土處于流動(dòng)狀態(tài)，土顆粒之間存在著大量自由水，此時(shí)可以認(rèn)為土體受到水的浮力作用；若，則土處于固體狀態(tài)，土中自由水受到土顆粒間結(jié)合水膜的阻礙不能傳遞靜水壓力，故認(rèn)為土體不受水的浮力作用；若，土處于塑性狀態(tài)時(shí)，土顆粒是否受到水的浮力就較難肯定。4.水平向自重應(yīng)力計(jì)算：確定土體初始應(yīng)力狀態(tài)土體在自重作用下，在漫長(zhǎng)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。自重應(yīng)力：由于土體本身自重引起的應(yīng)力一、均勻土體的豎向自重應(yīng)力

土體中任意深度處的豎向自重應(yīng)力等于單位面積上土柱的有效重量天然地面11zzσcz

σcz=

z

二、成層土的自重應(yīng)力計(jì)算說(shuō)明：1.地下水位以上砂土層采用天然容重，地下水位以下砂土層采用浮容重。2.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

四、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

57.0kPa80.1kPa103.1kPa150.1kPa194.1kPa1.柔性基礎(chǔ)的底面壓力分布與作用的荷載分布形狀相同；剛性基礎(chǔ)的底面壓力分布形狀同荷載大小有關(guān)，還與基礎(chǔ)埋深及土的性質(zhì)有關(guān)。2.基底壓力的簡(jiǎn)化計(jì)算法1）中心荷載時(shí)：2）偏心荷載時(shí)：3.基底附加應(yīng)力---基底凈壓力：PPd實(shí)際情況基底附加壓力在數(shù)值上等于基底壓力扣除基底標(biāo)高處原有土體的自重應(yīng)力附加應(yīng)力：新增外加荷載在地基土體中引起的應(yīng)力不同地基中應(yīng)力分布各有其特點(diǎn)平面問(wèn)題空間問(wèn)題x,z的函數(shù)x,y,z的函數(shù)第四節(jié)地基中的附加應(yīng)力計(jì)算一、附加應(yīng)力基本解答豎向集中力：雖然在實(shí)踐中是沒(méi)有集中力的，但它在土的應(yīng)力計(jì)算中是一個(gè)基本公式，應(yīng)用集中力的解答，通過(guò)疊加原理或積分的方法可以得到各種分布荷載作用時(shí)的土中應(yīng)力計(jì)算公式。1885年法國(guó)學(xué)者布西奈斯克解

M(x,y,z)FoyxzxyzrRM(x,y,0)q

附加應(yīng)力系數(shù)

1.空間問(wèn)題:若作用的荷載是分布在有限面積范圍內(nèi),土中應(yīng)力與計(jì)算點(diǎn)的空間坐標(biāo)有關(guān),這類解均屬于空間問(wèn)題.1）豎直均布荷載作用矩形基底角點(diǎn)下的附加應(yīng)力2）矩形面積基底受三角形分布荷載時(shí)角點(diǎn)下的附加應(yīng)力。3）矩形面積基底受水平荷載作用角點(diǎn)下的豎向附加應(yīng)力4）圓形面積均布荷載作用中心點(diǎn)的附加應(yīng)力豎直均布?jí)毫匦位捉屈c(diǎn)下的附加應(yīng)力系數(shù)M查表2-2矩形面積豎直均布荷載作用下的附加應(yīng)力計(jì)算角點(diǎn)法計(jì)算地基附加應(yīng)力zMoIVIIIIIIoIIIIIIIV計(jì)算點(diǎn)在基底內(nèi)p角點(diǎn)法計(jì)算地基附加應(yīng)力計(jì)算點(diǎn)在基底邊緣點(diǎn)IIIoo計(jì)算點(diǎn)在基底邊緣外IIIIoIVoII角點(diǎn)法計(jì)算地基附加應(yīng)力計(jì)算點(diǎn)在基底角點(diǎn)外IooIIIIIIV例題2-2M矩形面積豎直三角分布荷載角點(diǎn)下的附加應(yīng)力系數(shù)矩形面積基底受三角形分布荷載時(shí)角點(diǎn)下的附加應(yīng)力查表2-3原點(diǎn)取在荷載為零的角點(diǎn)上1122矩形面積基底受水平荷載作用角點(diǎn)下的豎向附加應(yīng)力水平荷載作用時(shí)地基豎向附加應(yīng)力系數(shù)，查表2-42.平面問(wèn)題:若在半無(wú)限彈性體表面作用無(wú)限長(zhǎng)條形的分布荷載,荷載在寬度的方向分布是任意的,但在長(zhǎng)度方向的分布規(guī)律則是相同的,在計(jì)算土中任一點(diǎn)的應(yīng)力時(shí),只與該點(diǎn)的平面坐標(biāo)有關(guān),而與荷載長(zhǎng)度方向Y軸無(wú)關(guān),這種情況屬于平面應(yīng)變問(wèn)題.1）豎直線荷載作用時(shí)地基附加應(yīng)力。2）條形基底均布荷載作用下地基附加應(yīng)力。3）三角形分布條形荷載的土中應(yīng)力計(jì)算?；A(chǔ)底面長(zhǎng)寬比l/b→∞條形基礎(chǔ)基礎(chǔ)底面長(zhǎng)寬比l/b≥10理想情況實(shí)際情況線積分M符拉蒙解答pnxzMxzb均布荷載情況ptxzMxzb三角形荷載情況Ksx

,Ktz為條形基底豎向附加應(yīng)力系數(shù),均為m,n的函數(shù)，其中m=x/b，n=z/b，可查表2-6、2-7得到見(jiàn)例題2-3注意原點(diǎn)位置

第5節(jié)土壩（堤）自重應(yīng)力和壩基附加應(yīng)力自重應(yīng)力：壩身任意點(diǎn)自重應(yīng)力均等于單位面積上該計(jì)算點(diǎn)以上土柱的有效重度與土柱高度的乘積。附加應(yīng)力：土壩屬柔性