工程地質(zhì)基礎(chǔ)知識課件

第四章

地基中的應(yīng)力4.1土的自重應(yīng)力4.2基底壓力4.3基底附加應(yīng)力第四章地基中的應(yīng)力4.1土的自重應(yīng)力

研究地基的應(yīng)力和變形，必須從土的應(yīng)力與應(yīng)變的基本關(guān)系出發(fā)來研究。當(dāng)應(yīng)力很小時，土的應(yīng)力～應(yīng)變關(guān)系曲線就不是一根直線，亦即土的變形具有明顯的非線性特征。研究地基的應(yīng)力和變形，必須從土的應(yīng)力與應(yīng)變的基本關(guān)系出土中應(yīng)力1、土的自重應(yīng)力：由土體本身自重引起的應(yīng)力。2、地基附加應(yīng)力是指建筑物荷重在土體中引起的附加于原有應(yīng)力之上的應(yīng)力。3、基本假設(shè)：土體為連續(xù)均勻各向同性直線變形體。4、應(yīng)力計算依據(jù)：以彈性理論為基礎(chǔ)的應(yīng)力分析方法。土中應(yīng)力1、土的自重應(yīng)力：由土體本身自重引起的應(yīng)力。

第一節(jié)土中自重應(yīng)力

一、基本公式

在計算土中自重應(yīng)力時，假設(shè)天然地面是一個無限大的水平面。因而在任意豎直面和水平面上均無剪應(yīng)力存在?？扇∽饔糜谠撍矫嫔先我粏挝幻娣e的土柱體自重計算，即：地基中除有作用于水平面上的豎向自重應(yīng)力外，在豎直面上還作用有水平向的側(cè)向自重應(yīng)力。由于沿任一水平面上均勻地?zé)o限分布，所以地基土在自重作用下只能產(chǎn)生豎向變形，而不能有側(cè)向變形和剪切形。

第一節(jié)土中自重應(yīng)力一、基本公式

注意：只有通過土粒接觸點傳遞的粒間應(yīng)力，才能使土粒彼此擠緊，從而引起土體的變形，而且粒間應(yīng)力又是影響土體強度的—個重要因素，所以粒間應(yīng)力又稱為有效應(yīng)力。因此，土中自重應(yīng)力可定義為土自身有效重力在土體中引起的應(yīng)力。土中豎向和側(cè)向的自重應(yīng)力一般均指有效自重應(yīng)力。

注意：只有通過土粒接觸點傳遞的粒間應(yīng)力，才能使土粒彼此自重應(yīng)力的分布自重應(yīng)力的分布工程地質(zhì)基礎(chǔ)知識課件

二、成層土自重應(yīng)力的計算公式：

地下水位以下取浮重度自然界中的天然土層，一般形成至今已有很長的地質(zhì)年代，它在自重作用下的變形早巳穩(wěn)定。但對于近期沉積或堆積的土層，應(yīng)考慮它在自應(yīng)力作用下的變形。此外，地下水位的升降會引起土中自重應(yīng)力的變化二、成層土自重應(yīng)力的計算公式：地下水位以下取浮重工程地質(zhì)基礎(chǔ)知識課件第二節(jié)基底壓力

基底壓力：建筑物荷載通過基礎(chǔ)傳遞給地基的壓力。在基礎(chǔ)底面與地基之間便產(chǎn)生了接觸應(yīng)力。它既是基礎(chǔ)作用于地基的基底壓力，同時又是地基反用于基礎(chǔ)的基底反力。

基底壓力分布影響因素：與基礎(chǔ)的大小和剛度、作用于基礎(chǔ)上荷載的大小和分布、地基土的力學(xué)性質(zhì)以及基礎(chǔ)的埋深等許多因素有關(guān)。對于具有一定剛度以及尺寸較小的柱下單獨基礎(chǔ)和墻下條形基礎(chǔ)等，其基底壓力可近似地按直線分布的圖形計算，即按下述材料力學(xué)公式進行簡化計算。

第二節(jié)基底壓力基底壓力：建筑物荷載通過基礎(chǔ)傳遞給地基的

一、基底壓力的簡化計算(一)中心荷載下的基底壓力中心荷載下的基礎(chǔ)，其所受荷載的合力通過基底形心。基底壓力假定為均勻分布，此時基底平均壓力設(shè)計值按下式計算：一、基底壓力的簡化計算工程地質(zhì)基礎(chǔ)知識課件

(二)偏心荷載下的基底壓力1、計算公式：對于單向偏心荷載下的矩形基礎(chǔ)，設(shè)計時通?；组L邊方向取與偏心方向一致，此時兩短邊邊緣最大壓力設(shè)計值與最小壓力設(shè)計值按材料力學(xué)短柱偏心受壓公式計算：=(二)偏心荷載下的基底壓力=工程地質(zhì)基礎(chǔ)知識課件二、基底附加壓力建筑物建造前，土中早巳存在著自重應(yīng)力。如果基礎(chǔ)砌置在天然地面上，那末全部基底壓力就是新增加于地基表面的基底附加壓力。一般天然土層在自重作用下的變形早巳結(jié)束，因此只有基底附加壓力才能引起地基的附加應(yīng)力和變形。

二、基底附加壓力實際上，一般淺基礎(chǔ)總是埋置在天然地面下一定深度處，該處原有的自重應(yīng)力由于開挖基坑而卸除。因此，由建筑物建造后的基底壓力中扣除基底標(biāo)高處原有的土中自重應(yīng)力后，才是基底平面處新增加于地基的基底附加壓力，基底平均附加壓力值按下式計算工程地質(zhì)基礎(chǔ)知識課件

有了基底附加壓力，即可把它作為作用在彈性半空間表面上的局部荷載，由此根據(jù)彈性力學(xué)求算地基中的附加應(yīng)力。有了基底附加壓力，即可把它作為作用在彈性半空間第三節(jié)地基附加應(yīng)力

地基附加應(yīng)力是指建筑物荷重在土體中引起的附加于原有應(yīng)力之上的應(yīng)力。其計算方法一般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，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。第三節(jié)地基附加應(yīng)力地基附加應(yīng)力是一、豎向集中力下的地基附加應(yīng)力

（－）布辛奈斯克解

一、豎向集中力下的地基附加應(yīng)力（－）布辛奈斯克解集中荷載下低級附加應(yīng)力:

α-集中力作用下得地基豎向附加應(yīng)力系數(shù),簡稱集中應(yīng)力系數(shù),按r/z值由表4-2查用。若干個豎向集中力作用在地基表面上，按疊加原理則地面下深度處某點的附加應(yīng)力應(yīng)為各集中力單獨作用時在點所引起的附加應(yīng)力之和集中荷載下低級附加應(yīng)力:α-集中力作用下得地基二、矩形面積受豎向均布荷載作用的應(yīng)力二、矩形面積受豎向均布荷載作用的應(yīng)力矩形均布荷載作用下任意點下的應(yīng)力角點法:

通過任意點作平行于矩形荷載的各條直線，構(gòu)成不同尺寸的若干塊矩形荷載,該點的位置必構(gòu)成各矩形面積的公共角點，計算公共角點在各矩形荷載作用下任意深度處的應(yīng)力,然后疊加起來。矩形均布荷載作用下任意點下的應(yīng)力角點法:工程地質(zhì)基礎(chǔ)知識課件第四章

地基中的應(yīng)力4.1土的自重應(yīng)力4.2基底壓力4.3基底附加應(yīng)力第四章地基中的應(yīng)力4.1土的自重應(yīng)力

研究地基的應(yīng)力和變形，必須從土的應(yīng)力與應(yīng)變的基本關(guān)系出發(fā)來研究。當(dāng)應(yīng)力很小時，土的應(yīng)力～應(yīng)變關(guān)系曲線就不是一根直線，亦即土的變形具有明顯的非線性特征。研究地基的應(yīng)力和變形，必須從土的應(yīng)力與應(yīng)變的基本關(guān)系出土中應(yīng)力1、土的自重應(yīng)力：由土體本身自重引起的應(yīng)力。2、地基附加應(yīng)力是指建筑物荷重在土體中引起的附加于原有應(yīng)力之上的應(yīng)力。3、基本假設(shè)：土體為連續(xù)均勻各向同性直線變形體。4、應(yīng)力計算依據(jù)：以彈性理論為基礎(chǔ)的應(yīng)力分析方法。土中應(yīng)力1、土的自重應(yīng)力：由土體本身自重引起的應(yīng)力。

第一節(jié)土中自重應(yīng)力

一、基本公式

在計算土中自重應(yīng)力時，假設(shè)天然地面是一個無限大的水平面。因而在任意豎直面和水平面上均無剪應(yīng)力存在?？扇∽饔糜谠撍矫嫔先我粏挝幻娣e的土柱體自重計算，即：地基中除有作用于水平面上的豎向自重應(yīng)力外，在豎直面上還作用有水平向的側(cè)向自重應(yīng)力。由于沿任一水平面上均勻地?zé)o限分布，所以地基土在自重作用下只能產(chǎn)生豎向變形，而不能有側(cè)向變形和剪切形。

第一節(jié)土中自重應(yīng)力一、基本公式

注意：只有通過土粒接觸點傳遞的粒間應(yīng)力，才能使土粒彼此擠緊，從而引起土體的變形，而且粒間應(yīng)力又是影響土體強度的—個重要因素，所以粒間應(yīng)力又稱為有效應(yīng)力。因此，土中自重應(yīng)力可定義為土自身有效重力在土體中引起的應(yīng)力。土中豎向和側(cè)向的自重應(yīng)力一般均指有效自重應(yīng)力。

注意：只有通過土粒接觸點傳遞的粒間應(yīng)力，才能使土粒彼此自重應(yīng)力的分布自重應(yīng)力的分布工程地質(zhì)基礎(chǔ)知識課件

二、成層土自重應(yīng)力的計算公式：

地下水位以下取浮重度自然界中的天然土層，一般形成至今已有很長的地質(zhì)年代，它在自重作用下的變形早巳穩(wěn)定。但對于近期沉積或堆積的土層，應(yīng)考慮它在自應(yīng)力作用下的變形。此外，地下水位的升降會引起土中自重應(yīng)力的變化二、成層土自重應(yīng)力的計算公式：地下水位以下取浮重工程地質(zhì)基礎(chǔ)知識課件第二節(jié)基底壓力

基底壓力：建筑物荷載通過基礎(chǔ)傳遞給地基的壓力。在基礎(chǔ)底面與地基之間便產(chǎn)生了接觸應(yīng)力。它既是基礎(chǔ)作用于地基的基底壓力，同時又是地基反用于基礎(chǔ)的基底反力。

基底壓力分布影響因素：與基礎(chǔ)的大小和剛度、作用于基礎(chǔ)上荷載的大小和分布、地基土的力學(xué)性質(zhì)以及基礎(chǔ)的埋深等許多因素有關(guān)。對于具有一定剛度以及尺寸較小的柱下單獨基礎(chǔ)和墻下條形基礎(chǔ)等，其基底壓力可近似地按直線分布的圖形計算，即按下述材料力學(xué)公式進行簡化計算。

第二節(jié)基底壓力基底壓力：建筑物荷載通過基礎(chǔ)傳遞給地基的

一、基底壓力的簡化計算(一)中心荷載下的基底壓力中心荷載下的基礎(chǔ)，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(shè)計值按下式計算：一、基底壓力的簡化計算工程地質(zhì)基礎(chǔ)知識課件

(二)偏心荷載下的基底壓力1、計算公式：對于單向偏心荷載下的矩形基礎(chǔ)，設(shè)計時通?；组L邊方向取與偏心方向一致，此時兩短邊邊緣最大壓力設(shè)計值與最小壓力設(shè)計值按材料力學(xué)短柱偏心受壓公式計算：=(二)偏心荷載下的基底壓力=工程地質(zhì)基礎(chǔ)知識課件二、基底附加壓力建筑物建造前，土中早巳存在著自重應(yīng)力。如果基礎(chǔ)砌置在天然地面上，那末全部基底壓力就是新增加于地基表面的基底附加壓力。一般天然土層在自重作用下的變形早巳結(jié)束，因此只有基底附加壓力才能引起地基的附加應(yīng)力和變形。

二、基底附加壓力實際上，一般淺基礎(chǔ)總是埋置在天然地面下一定深度處，該處原有的自重應(yīng)力由于開挖基坑而卸除。因此，由建筑物建造后的基底壓力中扣除基底標(biāo)高處原有的土中自重應(yīng)力后，才是基底平面處新增加于地基的基底附加壓力，基底平均附加壓力值按下式計算工程地質(zhì)基礎(chǔ)知識課件

有了基底附加壓力，即可把它作為作用在彈性半空間表面上的局部荷載，由此根據(jù)彈性力學(xué)求算地基中的附加應(yīng)力。有了基底附加壓力，即可把它作為作用在彈性半空間第三節(jié)地基附加應(yīng)力

地基附加應(yīng)力是指建筑物荷重在土體中引起的附加于原有應(yīng)力之上的應(yīng)力。其計算方法一般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，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。第三節(jié)地基附加應(yīng)力地基附加應(yīng)力是一、豎向集中力下的地基附加應(yīng)力

（－）布辛奈斯克解

一、豎向集中力下的地基附加應(yīng)力（－）布辛奈斯克解集中荷載下低級附加應(yīng)力:

α-集中力作用下得地基豎向附加應(yīng)力系數(shù),簡稱集中應(yīng)力系數(shù),按r/z值由表4-2查用。若干個豎向集中力作用在地基表面上，按疊加原理則地面下深度處某點的附加