地基的應力與沉降ppt課件(已修改)
2025-05-19 12:49 本頁面
【正文】 概 述 土中自重應力 基底壓力 地基附加應力 地基沉降的彈性力學公式 土的壓縮性 地基的最終沉降量 應力歷史對地基沉降的影響 地基最終沉降計算問題綜述 飽和土的有效應力和滲透固結 地基沉降發(fā)展三分量 第二章 地基的應力和沉降 土中應力分布？ 土中的應力按引起的原因可分為 : (1)由土本身有效自重在地基內部引起的 自重應力 。 (2)由外荷 (靜荷載或動荷載 )在地基內部引起的 附加應力 。 概 述 土體中應力狀態(tài)發(fā)生 變化 引起地基土的變形，導致建筑物的沉降，傾斜或水平位移。 當應力超過地基土的強度時，地基就會因喪失穩(wěn)定性而破壞，造成建筑物倒塌。 應力計算方法： ，均勻，各向同性，半無限的線彈性體 。 。 土中自重應力 研究目的 ：確定土體的初始應力狀態(tài)。 研究方法 ：土體簡化為連續(xù)體，應用連續(xù)體力學 (例如彈性力學 )方法來研究土中應力的分布。 假設 天然土體是一個半無限體，地面以下土質均勻，天然重度為 (kN/m3)，則在天然地面下任意深度 z(m)處的豎向自重應力 (kPa)可取作用于該深度水平面上任一單位面積上土柱的重量 計算 即： ?cz?zl? ?cz z???天然地面 1 1 z zcz ?? ?z σcz σcz= ? z cz?cy?cx?沿水平面均勻分布，且與 z成正比，即隨深度按直線規(guī)律分布。 由于地基中的自重應力狀態(tài)屬于側限應力狀態(tài) ,故 ，且 ，根據(jù)廣義虎克定理，側向自重應力 和 應與 成正比，而剪應力均為零，即： 式中 :K0― 比例系數(shù)，稱為土的側壓力系數(shù)或靜止土壓力系數(shù)。 0c x c y c zK? ? ???0x y y z zx???? ? ?0xy???? cx cy???cx? cy? cz?(1)土中任意截面都包括有骨架和孔隙的面積，所以在地基應力計算時考慮的是土中單位面積上的平均應力 。 (3)土中豎向和側向的自重應力一般均指 有效自重應力 。為了簡便起見，把常用的豎向有效自重應力 ，簡稱為自重應力，并改用符號 表示。 (2)假設天然土體是一個半無限體，地基中的自重應力狀態(tài)屬于 側限應力狀態(tài) ，地基土在自重作用下只能產生 豎向變形 ，而不能有 側向變形和剪切變形 。地基中任意豎直面和水平面上均 無剪應力存在 。 cz? cz?天然地面 h1 h2 h3 ??3 ?2 ?1 水位面 ?1 h1 ?1 h1 + ? 2h2 ?1 h1 + ? 2h2 + ??3h3 1nc z i iih???? ?地下水位位于同一土層中，計算自重應力時，地下水位面應作為分層的界面 注意： 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存在水的浮力，所以層面及層面以下的自重應力應按上覆土層的水土總重計算 地下水位變化對自重應力的影響 ? 由于土的自重應力取決于土的有效重量，有效重量在地下水位以上用天然重度，在地下水位以下用浮重度，因此地下水位的升降變化會引起自重應力的變化。 ? 地下水位大幅度下降，使地基中原水位以下土體的有效自重應力增加，會造成地表下沉的嚴重后果 ? 地下水位上升，如果該地區(qū)土層具有遇水后土的性質發(fā)生變化（如濕陷性或膨脹性等）的特性，則地下水位的上升會導致一些工程問題。 基底壓力 （一）中心荷載下的基底壓力 中心荷載下的基礎，其所受荷載的合力通過基底形心?；讐毫俣榫鶆蚍植?，此時基底平均壓力設計值 P(kPa)按下式計算： 式中： F— 上部結構傳至基礎頂面的豎向力設計值 (kN)； G— 基礎自重設計值及其上回填土重標準值的總重 (kN)； 式中： — 基礎及回填土之平均重度，一般取 20kN/m3，地下水位以下部分 應扣去浮力，即取 10kN/m3； d — 基礎埋深，必須從設計地面或室內外平均設計地面算起 (m)。 A — 基底面積 (m2)， 對 矩形基礎 A=lb， l和 b分別為矩形基底的長度和寬度 (m)。 對于荷載沿長度方向均勻分布的 條形基礎 ，則沿長度方向截取一單位長度的截條進行基底平均壓力設計值 p(kPa)的計算，此時上式中 A改為 b(m)，而 F及 G則為基礎截面內的相應值 (kN/m)。 FGPA??GG A d??G?
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