土中的应力计算.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,土中的应力计算,第一节 概述,第二节 土中自重应力计算,第三节 基础底面的压力分布与计算,第四节 竖向集中力作用下的土中应力计算,第五节 竖向分布荷载作用下土中应力计算,第一节 概述,研究地基土中应力的目的,1.定量的预测土体变形（如地基沉降）、稳定性（如地基、边坡、洞室）等。,2.选择合理的基础形式、结构形式,3.确定建筑物地基勘探的深度和范围,几个基本概念,地基与基础,自重应力与附加应力,建 筑 物,基 础,地基,桩端持力层,基础：建筑物的下部结构，它将整个建筑物（包括基础）的重量及荷重传递给地基。,地基建筑物修建后，使土体中一定范围内应力状态发生了变化，这部分由建筑物荷载引起土体内应力变化的土层叫地基。,持力层,：,直接与基础接触,，,并承受压力的土层。,基 础,天然地基基础，按施工方法、砌置深度分为,浅基础（H5m）：沉箱、沉井,按砌体材料的性质分为,柔性基础：基础变形与地基土变形一致，如土坝路基,刚性基础：基础本身基本不变形，如砖石、混凝土,半刚性基础：如钢筋混凝土,地 基,天然地基,人工地基：桩基础：端承桩、摩擦桩,人工土基,端承桩：将建筑物荷载通过桩传递到埋深较大，有足够支撑能力的基岩上,摩擦桩：借助于桩与土间摩擦将建筑物荷重传递到桩周围土层中去，即靠桩土之间摩擦力支撑建筑物,自重应力与附加应力,自重应力：未修建建筑物之前，由土体重力在土中产生的应力,附加应力：修建建筑物后，由建筑物荷重在土体产生的应力增量，称为附加应力,附加应力是地基沉降的来源,对已经固结稳定的土层，自重应力不再引起地基变形，对未固结土层或人工填土，自重应力是引起变形的原因之一。,第二节 土体中的自重应力,1.均匀地基,2.层状地基,3.地下水位以下的地基,自重应力是有效应力,4.自重水平应力,可由广义虎克定律推出,第三节 基础底面的压力分布与计算,地基中附加应力计算的思路,附加应力的来源：建筑物通过基础传入土中，因此要计算附加应力必须先计算基础底面传到地基顶面的压力（接触压力问题），这个压力对土体来说是外加荷载，据此荷载应用弹性理论来计算土体内的应力分布。,基础底面传到地基顶面的压力,附加应力,地基对基础底面的压力,接触压力问题,弹 性 理 论,接触压力问题,接触压力是一个复杂的问题，影响因素很多，,例如基础的埋深、尺寸、形状以及土体本身的性质等等,，目前尚不能精确确定其具体分布情况。,如柔性基础：可以认为基底压力与上部荷载相同,刚性基础：基底压力分布：马鞍形、抛物线型、钟型等,接触面处的压力分布求解困难作用力与反作用力定律：地基作用在基础底面上的总压力=建筑物的荷重（包括基础的重量）,用一个等效力系代替复杂的基底压力,材料力学杆件受压公式,把基础和地基看成一体,用截面法求得基础底面的应力,（即土体与基础底面的相互作用力）,土体中应力用弹性理论计算问题,弹性理论：即假设土体为连续均匀、各向同性、半无限空间弹性体,土：三相组成的分散体,基底压力计算,1.垂直中心荷载作用下基底压力计算,2.,偏心垂直荷载作用下基底压力计算,基础底面附加压力,附加压力（p,0,）：由于建筑物的修建，使基础底面处地基增加的压力,修建建筑物之前，基础底面处的压力为,D,则基底附加压力,基底附加压力是地基中附加应力的来源,第四节 竖向集中力作用下的土中应力计算,（一）地表受垂直集中力作用下的附加应力分布(J.Boussinesq,1885),Q,M(x,y,z),z,z,R,r,分析：,1.随深度的变化,2.R=0处,3.计算时，可按r/z求,第五节 竖向分布荷载作用下土中应力计算,均布荷载：矩形面积、圆形面积,三角形荷载：矩形面积,条形面积均布荷载,条形面积三角形荷载,角点法,依据：弹性力学理论,举例,M,M,M,角点法,