土力學(xué)課件地基中的應(yīng)力(已修改)
2025-05-31 04:57 本頁面
【正文】 第三章 地基中的應(yīng)力 本章主要內(nèi)容 概述 土的自重應(yīng)力 自重應(yīng)力系 有效應(yīng)力原理 基底接觸應(yīng)力分布及簡化計(jì)算 地基中的附加應(yīng)力 — 空間問題的解及其應(yīng)用 地基中的附加應(yīng)力 — 平面問題的解及其應(yīng)用 非均質(zhì)和各向異性地基中的附加應(yīng)力 其他條件下地基中的應(yīng)力計(jì)算 掌握： 。 ，基底壓力與基底附加壓力的概念； 、基底接觸應(yīng)力和地基附加應(yīng)力的計(jì)算。 學(xué)習(xí)要求 在地基上建造建筑物，基礎(chǔ)將上部荷載傳給地基，使地基中的應(yīng)力發(fā)生變化從而引起地基變形，使建筑物產(chǎn)生沉降和沉降差。若應(yīng)力的變化不大引起的變形是建筑物允許的，則不會(huì)產(chǎn)生危害；若外載荷在土中引起的應(yīng)力過大，可能產(chǎn)生結(jié)構(gòu)所不允許的變形或造成地基失穩(wěn)而破壞。 因此研究土體中的應(yīng)力是研究地基變形與地基失穩(wěn)的基礎(chǔ)。 建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)時(shí)，必須將強(qiáng)度、變形控制在允許的范圍內(nèi)，為此，基礎(chǔ)設(shè)計(jì)時(shí)首先要計(jì)算地基應(yīng)力。 167。 概 述 概 述 支承建筑物荷載的土層稱為 地基 與建筑物基礎(chǔ)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) F G 主要受力層 概 述 x?y?xy?yz?zx?z?土力學(xué)中應(yīng)力符號(hào)規(guī)定 法向應(yīng)力：壓為正，拉為負(fù) 剪應(yīng)力： X Z Y 剪應(yīng)力作用面上外法線 n與坐標(biāo)軸方向一致， 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 剪應(yīng)力方向與坐標(biāo)軸一致：正 剪應(yīng)力方向與坐標(biāo)軸相反：負(fù) 剪應(yīng)力作用面上外法線 n與坐標(biāo)軸方向相反， 概 述 土力學(xué)中應(yīng)力符號(hào)的規(guī)定 x?xz?zx?x?z?xz?zx?材料力學(xué) + + 土力學(xué) 正應(yīng)力 剪應(yīng)力 拉為正 壓為負(fù) 順時(shí)針為正 逆時(shí)針為負(fù) 壓為正 拉為負(fù) 逆時(shí)針為正 順時(shí)針為負(fù) z?概 述 自重應(yīng)力 —— 由土體自身重量所產(chǎn)生的應(yīng)力。 附加應(yīng)力 —— 由外荷（靜的或動(dòng)的）引起的土中應(yīng)力。 基底壓力 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) F G 主要受力層 概 述 土中的應(yīng)力分為兩種： 建筑物修建之前已經(jīng)存在，也稱為初始應(yīng)力 建筑物修建之后的在自重應(yīng)力基礎(chǔ)上增加的應(yīng)力 167。 土的自重應(yīng)力 zcz ?? ?豎向自重應(yīng)力 單位面積上土柱的重量 地面 Z cz?z?式中： 為土的天然重度， kN/m3。z為土柱的高度，即計(jì)算應(yīng)力點(diǎn)以上土層的厚度， m。 ?39。cz z???地面 z cz?39。z?土的自重應(yīng)力 式中： 為土的有效重度， kN/m3。z為土柱的高度，即計(jì)算應(yīng)力點(diǎn)以上土層的厚度， m。 39。?地下水位以下的土： 地下水位以下，用有效重度；不同土層的重量可以疊加 332211 hhhcz ???? ????土的自重應(yīng)力 h1 地面 h2 2?1?39。3?39。1 1 2 2 3h h h? ? ???11h?1 1 2 2hh???h3 分布規(guī)律 ?自重應(yīng)力在等容重地基中隨深度呈直線分布； ?自重應(yīng)力在成層地基中呈折線分布； ?在土層分界面處和地下水位處發(fā)生轉(zhuǎn)折。 ???均質(zhì)地基 1?2?2??)( 21 ???成層地基 土的自重應(yīng)力 K0—— 土的側(cè)壓力系數(shù) ，它是土體在側(cè)限條件下水平有效應(yīng)力與豎向有效應(yīng)力之比， K0與土層的應(yīng)力歷史及土的類型有關(guān)。見表 ，對(duì)一般地基 K0 ＝ 。 czcycxch K ???? 0???無側(cè)向變形（有側(cè)限）條件下： 水平自重應(yīng)力 ???? 10K土的自重應(yīng)力 0εε yx ?? yx σσ ?根據(jù)彈性力學(xué)中廣義虎克定律： ? ?? ?zyxx σσυσE1ε ????cz ?cy ?cx 土壩的自重應(yīng)力 ?對(duì)于中小型壩，可以采用簡化計(jì)算，即：忽略土體中剪應(yīng)力的作用，認(rèn)為土柱間相互獨(dú)立，也就是任一點(diǎn)的自重應(yīng)力等于其上部土柱的重量 σc = γH 。 ?對(duì)于重要的土壩要進(jìn)行有限元分析。 土的自重應(yīng)力 例： 某地基土由四層土組成厚度與容重如圖，試計(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。 土的自重應(yīng)力 4 4 3 3 2 2 1 1 Z O h 4 = h 3 = h 2 = h 1 = 339。3 / mKN??339。4 / mKN??31 / mKN??32 / mKN??k p acz ＝??? 11 hγ?439。4c z 3c z 4 hγσσ ??22c z 1c z 2 hγσσ ?? 44332211ZO39。39。r 1 =3r 1 =3r 2 =33r 1 =h 4 =h 3 =h 2 =h 1 =11面 339。3c z 2c z 3 hγσσ ??22面 33面 44面 8 2 .8 2 k p a21 8 .6 24 5 .5 8 ????9 7 .5 2 k p a1 . 59 . 88 2 .8 2 ????1 1 6 . 3 2 k p a29 . 49 7 . 5 2 ????土的自重應(yīng)力 116 .32k pa97 .5 2kpa82 .8 2kpa45 .5 8kpa44332211ZOh 4 =h 3 =h 2 =h 1 =土的自重應(yīng)力 地下水位下降，會(huì)引起原地下水位以地基土中的總應(yīng)力，自重應(yīng)力，有效應(yīng)力分別怎么變化？ 土的自重應(yīng)力 sat??12s a thh? ? ???地下水位下降引起σ ’增大的部分 h
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