【正文】 土的自重應(yīng)力 基底壓力 地基附加應(yīng)力 有效應(yīng)力原理 一、土中應(yīng)力分類： 按起因分自重應(yīng)力與附加應(yīng)力 ? 自重應(yīng)力 —— 由 土 體本身重量產(chǎn)生的應(yīng)力 稱為自重應(yīng)力。 ? 附加壓力 —— 土體 在外荷載 作用產(chǎn)生，在土體中產(chǎn)生的應(yīng)力增量。（包括建筑物荷載、車輛荷載、水流的滲透力、地震荷載等）。 它是引起土體變形或地基變形的主要原因 。 ?自重應(yīng)力兩種情況 （ 1）在自重作用下已經(jīng)完成壓縮固結(jié)，自重應(yīng)力不再引起土體或地基的變形； （ 2）土體在自重作用下尚未完成固結(jié)，它將引起土體或地基的變形。 ? 土中某點總應(yīng)力 =土中某點的自重應(yīng)力 +附加應(yīng)力 167。 概 述 一、按應(yīng)力傳遞方式分 有效應(yīng)力 與 孔隙應(yīng)力 ? 有效應(yīng)力 —— 土粒所傳遞的粒間應(yīng)力。 ? 孔隙應(yīng)力 —— 土中水和氣體所傳遞的應(yīng)力。水傳遞的應(yīng)力稱為孔隙水壓力；氣體傳遞的應(yīng)力稱為孔隙氣壓力； 在飽和土中有孔隙氣壓力嗎？ 二、土的特性及應(yīng)力計算方法 連續(xù)介質(zhì)假設(shè) —— 土是三相體，而不是連續(xù)介質(zhì)，研究沉 降和承載力時認(rèn)為土體是連續(xù)的； 線彈性體假設(shè) —— 土為非均質(zhì)性和非理想彈性體的影響。 在實際工程中，外部荷載引起土中的應(yīng) 力水平較低，應(yīng)力與應(yīng)變關(guān)系接近線性 關(guān)系，因而可采用彈性理論公式。 均質(zhì)、等向假設(shè) —— 土體為各向異性，但當(dāng)土層性質(zhì)變化 不大時可看為均質(zhì)、等向體。 167。 土的自重應(yīng)力 土中應(yīng)力 自重應(yīng)力 (geostatic stress) 附加應(yīng)力 (additional stress) 土體受自身重力作用而存在的應(yīng)力 土體受外荷載以及地下水滲流、地震等作用而附加產(chǎn)生的應(yīng)力增量 假定地基土是各向同性的、均質(zhì)的線性變形體，而且在深度和水平方向上都是無限延伸的，即把地基看成是均質(zhì)的線性變形半空間（ half space），這樣就可以直接采用彈性力學(xué)中關(guān)于彈性半空間的理論解答。 計算方法 應(yīng)力符號約定 正應(yīng)力：壓為正，拉為負(fù) 剪應(yīng)力：逆時針為正，順時針為負(fù) 應(yīng)力沿坐標(biāo)軸的方向與其作用面外法線沿坐標(biāo)軸的方向一致時為正，否則為負(fù) 應(yīng)用彈性力學(xué)理論時 應(yīng)用摩爾圓時 167。 概 述 土中應(yīng)力 0cx cy Kz? ? ???0?????? zxyzxy天然地面 z 1 線 cz?— 天然地面任意深度 z處水平面上的豎直自重應(yīng)力。 cycx ?? 、— 天然地面任意深度 z處豎直面上的水平自重應(yīng)力。 K0 — 土的側(cè)壓力系數(shù)或靜止土壓力系數(shù)。由實測或經(jīng)驗公式確定。 如： zxyzxy ??? 、— 天然地面任意深度 z處土單元體的剪應(yīng)應(yīng)力。 00 1 s in1KK? ??? ? ?? ，cz?z zcz ?? ?cz z???cz?A A ?cz??由土柱的重量 W=豎向應(yīng)力合力 0?? 0??AzA cz?? ?167。 土中自重應(yīng)力 167。 均質(zhì)土中自重應(yīng)力 注： （ 1）計算點在地下水位以下，由于水對土體有浮力作用，則水下部分自重應(yīng)力計算用 有效重度（浮容重） 計算； s a t w? ? ?? ??浮 重 度 （ 有 效 重 度 ）:? ? 土 的 有 效 重 度:sat? 土 的 飽 和 重 度:w? 水 的 重 度（ 2）當(dāng)位于地下水位以下的土為堅硬不透水層，在堅硬不透水層土中只含有 結(jié)合水，計算不透水層頂面及以下的自重應(yīng)力時按上覆土層的水重總量計算。即 采用 飽和容重計算 。 167。 土中自重應(yīng)力 167。 均質(zhì)土中自重應(yīng)力 地下水位面 不透水層面 h1 h2 h3 h4 1?2?33,???44,???11h?2211 hh ???332211 hhh ??????1 1 2 2 3 34 4 3 4()wh h hh h h? ? ??? ????? ? ?3wh?34()w hh? ?cz?cz?z ???niii h1cz ??167。 成層土中自重應(yīng)力 167。 土中自重應(yīng)力 不透水層頂面及層面以下按上覆水土總重計算 地下水下降，有效自重應(yīng)力增大 Z σcz h rwh 原地下水位 變動后地下水位 167。 地下水位升降時的土中自重應(yīng)力 h 原地下水位 變動后地下水位 rwh 地下水上升，有效自重應(yīng)力減小 討論題： 地下水對地基的影響，利用及防治 167。 土中自重應(yīng)力 [例題 3— 1] 某建筑場地的地質(zhì)柱狀圖和土的有關(guān)指標(biāo)列于例圖 21中。試計算地面下深度為 、 5m和 9m處的自重應(yīng)力，并繪出分布圖。 [解 ] 本例天然地面下第一層粉土厚 6m，其中地下水位以上和以下的厚度分別為 m和 ，第二層為粉質(zhì)粘土層。依次計算 、 、 5m、 6m、 9m各深度處的土中豎向自重應(yīng)力，計算過程及自重應(yīng)力分布圖一并列于例圖 3— 5中。 圖 31 柔性基礎(chǔ) （一）柔性基礎(chǔ) 柔性基礎(chǔ)的抗彎剛度很小，可以隨地基的變形而任意彎曲 （ a)荷載均布時，基底壓力分布與荷載 形式一致。 （ b)沉降中央大，邊緣小。要使沉降均勻， 基底應(yīng)力 p(x,y)=常數(shù) (a) (b) ?基底壓力 —— 作用于基礎(chǔ)底面?zhèn)髦恋鼗膯挝幻娣e壓力，又稱接觸壓力。 ?影響基底壓力的分布和大小的因素 —— ???????基礎(chǔ)的埋深地基土性質(zhì)荷載（大小、分布）基礎(chǔ)（剛度）建筑物荷重 ? 基礎(chǔ) ? 地基 ?在地基與基礎(chǔ)的 接觸面上產(chǎn)生的壓力 （地基作用于基礎(chǔ)底面的反力） 167。 基底壓力 167。 基底壓力的分布規(guī)律 剛性基礎(chǔ) 剛性基礎(chǔ)的抗彎剛度很大，受荷后原來是平面的基底沉降后仍然保持平面?；讐毫Ψ植夹问接幸韵氯N （二）剛性基礎(chǔ) 167。 基底壓力 167。 基底壓力的分布規(guī)律 圓形剛性基礎(chǔ)模型底面反力分布圖 (a)在砂土上（無超載） （ b)在砂土上（有超載） （ c）在硬黏土上（無超載） （ d）在硬黏土上（有超載） 167。 基底壓力 167。 基底壓力的分布規(guī)律 拋物線形 馬鞍形 布森涅斯克解 假定：地基是半無限彈性體，基礎(chǔ)底面沒有摩擦力。 2)/2(112)(BxBQxp???x P(x) B x = 0 x = B/2 BQxp??2)(??)(xp計算值 實測值 應(yīng)力重分布 （ 1）條形基礎(chǔ)的接觸壓應(yīng)力 （ 2）長方形基礎(chǔ)的接觸壓應(yīng)力 222 )/2(1)/2(114),(LyBxBLQyxp????L y x Q （ 3）圓形基礎(chǔ)的接觸壓應(yīng)力 22 )/(112)( RrRQrp???B 簡化計算 p Q 計算值 實測值 簡化計算 基底壓力按直線分布簡化計算 167。 基底壓力 167。 基底壓力的分布規(guī)律 1. 中心荷載下的基底壓力 F G d A=b l p 室內(nèi)地坪 室內(nèi)地坪 室外地坪 F G d p 內(nèi)墻或內(nèi)柱基礎(chǔ) 外墻或外柱基礎(chǔ) AGFp ??F— 上部結(jié)構(gòu)作用在