土體應(yīng)力計算

第三章土體應(yīng)力計算底板外墻內(nèi)墻現(xiàn)場灌注護坡樁造價低土體的應(yīng)力按引起的原因分為自重應(yīng)力和附加應(yīng)力；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)FG主要受力層

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（靜的或動的）引起的土中應(yīng)力?；讐毫Ω郊討?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)FG主要受力層土力學(xué)中應(yīng)力符號規(guī)定法向應(yīng)力：壓為正，拉為負(fù)，剪應(yīng)力：XZY剪應(yīng)力作用面上的法向應(yīng)力方向與坐標(biāo)軸一致剪應(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)力作用面上的法向應(yīng)力方向與坐標(biāo)軸相反剪應(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3.2地基中的自重應(yīng)力假定：地基：半無限空間體，線性均勻各向同性的彈性材料（有側(cè)限應(yīng)變條件）1.均質(zhì)地基豎直向：水平向：土單元無側(cè)向位移屬于有側(cè)限應(yīng)變條件：根據(jù)彈性力學(xué)中廣義虎克定律：szsysx地下水位以下用浮容重γ’2.計算點在地下水位以下地面H1H2szsy地下水位sx3.成層土中自重應(yīng)力γ2γ3γ1均質(zhì)地基成層地基自重應(yīng)力分布曲線例：某地基土由四層土組成厚度與容重如圖，試計算每土層接觸面處的豎向自重應(yīng)力并畫出應(yīng)力曲線。1-1面2-2面3-3面4-4面3.3基礎(chǔ)底面壓力

在基礎(chǔ)底面與地基之間的接觸應(yīng)力，既是基礎(chǔ)作用于地基的基底壓力，又是地基反作用于基礎(chǔ)上的基底反力。

基底壓力：基礎(chǔ)底面?zhèn)鬟f給地基表面的壓力，也稱基底接觸壓力?；讐毫Ω郊討?yīng)力地基沉降變形基底反力基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的外荷載上部結(jié)構(gòu)的自重及各種荷載都是通過基礎(chǔ)傳到地基中的。上部結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)地基建筑物設(shè)計基底壓力的分布和大小與荷載的性質(zhì)（中心或偏心、傾斜等）大小等有關(guān)，也與基礎(chǔ)的剛度有關(guān)。柔性基礎(chǔ)：剛度較小，基底壓力與其上的荷載大小及分布相同；剛性基礎(chǔ)：剛度較大基底壓力分布隨上部荷載的大小、基礎(chǔ)的埋深及土的性質(zhì)而異。當(dāng)基礎(chǔ)尺寸不太大，荷載也較小時，可假定基底壓力為直線分布。3.3述.1中辰心荷載芳下的基謹(jǐn)?shù)讐毫LP矩形基礎(chǔ)掌:BLxyPF為上部趴結(jié)構(gòu)傳至誼基礎(chǔ)頂面織的垂直荷婚載，KNG為基礎(chǔ)鋼自重和基參礎(chǔ)臺階上他的土重集中力條形基礎(chǔ)飯:線荷載分布荷弦載3.3.致2偏心荷美載下的基霸底壓力對于單湯向偏心勾荷載作盛用下的之矩形面觸積基底xyLBeP矩形基戰(zhàn)底面的抗彎截率面系數(shù)e<L/航6:梯形xyLBePe=L/艇6e=L腐/6:三角形exyLBPe>B負(fù)/6:出現(xiàn)拉耍應(yīng)力區(qū)exyLBK3KP高聳結(jié)構(gòu)撞物下可能盒的基底壓陳力基底壓燦力合力刷與總荷暴載相等土不能謹(jǐn)承受拉悼力壓力調(diào)咳整K=L爪/2-襯ee=L/雪6PK2KRPH分解為乎豎直向闊和水平誓向荷載異，水平曬荷載引尚起的基底水平丑應(yīng)力視為抄均勻分布幻玉。3.3乏.3傾將斜偏心麻荷載下肉的基底頌壓力基底處的貝地基由于筆建筑物建編造后而增槍加的應(yīng)力應(yīng)。只有基尺底附加威應(yīng)力才岡能引起敞地基的番附加應(yīng)楚力和變佩形?；赘角討?yīng)力喜(p0)廈門九州驚花園深基樂礎(chǔ)施工con膜tac案tp慘res栽sur酬e基底壓力基底附懼加應(yīng)力地基中騎附加應(yīng)虜力的分蠟布規(guī)律2.在同著一垂直線硬上的應(yīng)力結(jié)隨深度變駱化，越深粱應(yīng)力越小點。1.在注地面下嘩某一深關(guān)度的水款平面上集中枝力作業(yè)槽線上附袍加應(yīng)力惑最大，向辛兩側(cè)逐雞漸減小依。r3.4滋地基次中的附光加應(yīng)力棄計算一.豎沒直集中力寄作用下的追附加應(yīng)力勻計算－布辛奈蝴斯克解答假定：頸地基：博半無限弓空間體芳，線性善均勻各小向同性的彈性材沖料yzxoPMxyzrRβM’α2.矩自形基底卡受豎直鎖均布荷與載作用毀時角點棉下豎向魯附加應(yīng)弄力將微小面惹積上的均告布力的合泉力看成是集中力矛然后用蹲布辛內(nèi)哥斯克解銷答pM查表3-再4矩形豎直川向均布荷們載角點下耀的應(yīng)力分邀布系數(shù)LBZ矩形的稻長邊矩形的子短邊深度對于均布散矩形荷載柴附加應(yīng)力線計算點不殖位于角點渴下的情況候：角點法(1)o點在荷狡載面邊譜緣(2)誤o點在荷醋載面內(nèi)ⅠⅡOOⅠⅡⅢⅣ(4)榴o點在荷胃載面角點羞外側(cè)(3)側(cè)o點在荷賠載面邊緣跡外側(cè)OⅡⅣOⅤ例題3網(wǎng)－2:棗如圖所岸示，設(shè)布矩形基斯礎(chǔ)面積濾為2x巖6m，基底上作暮用著豎直悔均布荷載始為300元kPa，霧試求基底乞上A、E、全C、D、校O等各點浸以下深度矛2m處的竿豎向附加奧應(yīng)力。A：查表3－惜3得αc=0.示193，E：查表3慰－4得矛αc=0.鞋137，C：查表3眉－4得處αc=0.2遍03，D：O：查表3誰－4得置αc=0.1長31，Ⅰ面：Ⅱ面：Ⅲ面：Ⅳ面：αc=0.混06αc=0.1稀38αc=0.華177αc=0.0慚763.矩謠形面積懲基底受遞三角形厘分布荷革載時角神點下的林附加應(yīng)攝力將微小撈面積上房誠的均布脈力的合距力看成世是集中力然顛后用布辛槍內(nèi)斯克解喪答ptM查表3撓-5根據(jù)疊跡加原理蛾，易于度推得角拉點2下給的附加掉應(yīng)力附加應(yīng)常力系數(shù)掀Kt1，Kt2均是m=展l/b，防n=z/狂b的函數(shù)妥，σz2=（αc+αtc）ptσz2=（αc－αtc）pt2圓形面積汁均布荷載菌作用時圓獵心下的附蹄加應(yīng)力計啊算a--鵝圓形面吹積的半江徑0lzm3.4.識2、平面挺問題條件鳥下的地基牲附加應(yīng)力挪（l/B嘴>=10芹）2.條寒形基底逐均布荷和載作用惜下地基紀(jì)附加應(yīng)劇力查表3-荷7pM3.條辟形基底遭三角形估分布荷塑載作用且下地基報附加應(yīng)開力查表4.條形辱基底水平頭荷載荷載扯作用下地味基附加應(yīng)問力查表注意：（1您）原點游在荷載衰起點（2）X軸正向挑與荷載方鋪向一致【例題桂3-4柔】如圖殺所示的椒擋土墻抖，基礎(chǔ)仇底面寬擴度為6姨m，埋臉置于地旅面下1也.5m胃處。每味米墻豎隊向荷載作用位萬置離墻孕基礎(chǔ)前顫緣A點飼3.2貪m；因籠土壓力華等作用勒墻背受興到水平購力，其作用慌點距離含基底面國2.4辱m。設(shè)夏地基土布重度為臟19k課N/m3，若不計諷墻后填土隱附加應(yīng)力興的影響，寬試求因P盞，H作用明基礎(chǔ)中心聰點下深度振z=7.非2m處M冊點的附加烈應(yīng)力。3.2m2.4mxz6mM7.2m1.5mA解:（1贈）求作用銹于基底面效上的力及罪偏心距。督將咽移至基萄底面，根莖據(jù)靜力等謹(jǐn)效，需袖加力矩因。設(shè)合街力作用藝點離基走底前緣長A點的捕水平距吊離為x，利用挽合力矩定撤理，即3.2普m2.4口mxz6mM7.2羨m1.5濕mAx合力偏心礦距e=b梳/2－2敞.8＝0鑄.2（m漆）；合力作用兩點位于基禾底面中點夏的左側(cè)0責(zé).2m。（2）求?；讐毫ζ臁＿@屬于誘平面問題xz6mM7.2m1.5mAxe（3）求蛾基底凈壓環(huán)力（基底紹附加應(yīng)力還）均布力三角形分者布力（3）吉水平均暖布力xz6mM7.2m1.5mAxe均布力三角形分歇布力x(m)z(m)B(m)x/Bz/B系數(shù)荷載大小kPa豎直均布力07.2601.20.478291.5豎直三角形分布力37.260.51.20.239160水平均布力37.260.51.2066.7影響土哈中應(yīng)力巡壽分布的期因素(1)上層軟尼弱，下第層堅硬信的成層蠢地基2.倡非均勻詠性—成櫻層地基中軸線瞇附近σz比均質(zhì)批時明顯旋增大的誘現(xiàn)象—應(yīng)力集中亭；應(yīng)力集中殿程度與土候?qū)觿偠群吞酆穸扔嘘P(guān)遮；隨H/B增大，澡應(yīng)力集刊中現(xiàn)象確逐漸減掀弱。(2)上層堅阿硬，下嶼層軟弱被的成層耀地基中軸線附升近σz比均質(zhì)時隱明顯減小離的現(xiàn)象—應(yīng)力擴散酷；應(yīng)力擴紐奉散程度郊，與土稠層剛度施和厚度療有關(guān)；隨H/B的增大歡，應(yīng)力內(nèi)擴散現(xiàn)巴象逐漸撇減弱。1.非樂線性和彈俱塑性應(yīng)力水平嶄較高時影羞響較大(3)土的變道形模量我隨深度凱增大的同地基—應(yīng)力集搖中現(xiàn)象H均勻成層E1E2>E1H均勻成層E1E2<E1總結(jié)1、地基朵中的自重牌應(yīng)力2、基拖礎(chǔ)底面晝壓力中心荷載箭下的基底題壓力偏心荷蠅載下的肉基底壓彎力3、基渡底附加奔應(yīng)力(涼p0)地基中附值加應(yīng)力的浪分布規(guī)律2.在同溝一垂直線施上的應(yīng)力久隨深度變偉化，越深狀應(yīng)力越小貓。1.在地貢面下某一為深度的水燒平面上集中何力作業(yè)浩線上附濁加應(yīng)力美最大，向墻兩側(cè)逐孟漸減小右。r