土力學地基與基礎課程講義土中應力講義

土中應力計算

第二

章強度問題變形問題地基中的應力狀態(tài)土力學中應力符號的規(guī)定1、應力狀態(tài)及應力應變關系2、自重應力3、附加應力4、基底壓力計算本章重點建筑物修建以前，地基中由土體本身的有效重量所產生的應力。應力應變關系建筑物修建以后，建筑物重量等外荷載在地基中引起的應力，所謂的“附加”是指在原來自重應力基礎上增加的壓力?！?.1概述§2.2自重應力§2.3基底壓力§2.4附加應力第二章土體中應力計算

∞yzx∞∞∞∞o一、土力學中應力符號的規(guī)定§2.1

概述--應力狀態(tài)及應力應變關系地基：半無限空間二、地基中常見的應力狀態(tài)

1.一般應力狀態(tài)——三維問題2.軸對稱三維問題應變條件應力條件獨立變量：3.平面應變條件——二維問題▽垂直于y軸切出的任意斷面的幾何形狀均相同，其地基內的應力狀態(tài)也相同；▽沿長度方向有足夠長度，L/B≧10；▽平面應變條件下，土體在x,z平面內可以變形，但在y方向沒有變形。應變條件應力條件獨立變量4.側限填應力雖狀態(tài)——景一維貼問題水平晉地基半無攻限空參間體；半無服限彈籌性地刺基內蹲的自慈重應闖力只葡與Z有關評；土質率點或隊土單坊元不潔可能竄有側局向位尼移側限才應變雞條件哨；任何夫豎直慮面都優(yōu)是對忌稱面應變遞條件AByzxo應力豎條件獨立爛變量K0：側廚壓力小系數(shù)三、爭土的猶應力蕩-應饑變關捏系的拆假定1、室內卷測定忙方法帖及一靈般規(guī)趙律2、應牛力計盤算時押的基闖本假穩(wěn)定特殊叢應力卻狀態(tài)一維圣問題側限足壓縮訪試驗軸對常稱問捕題常規(guī)擁三軸梯試驗1）疤連續(xù)和性假畏定2）珠均質搬、各驚向同敵性假遠定3）士線性如變形刮體假哨定4）鑄半無活限體貢假定Δσεεpεe線彈性體加載卸載③均勻我一致曉各向憤同性仆體（土層海性質效變化濱不大襲時）②哀線彈濕性體君（應東力較統(tǒng)小時彩）①就連續(xù)箱介質貍（宏妻觀平虧均）與(x,旁y作,順z)無關與方合向無烤關碎散底體非線毒性彈塑爆性成層逝土各向初異性§2擇.2土體丘自重健應力鴉的計飽算一、水平屢地基垮中的陶自重緞應力假定聽：水平藝地基半無姥限空甲間體半無餅限彈夢性體（同蛙一深愧度應幻玉力滲狀態(tài)撫相同貢，水崗平垂軌直主雞應力提面）有側我限應紐奉變條貴件一維同問題定義脹：在修減建建禽筑物騰以前綠，地?；屑堄赏脸w本尺身的有效敏重量而產掀生的班應力窄。目的溜：確定厲土體浙的初翅始應線力狀痕態(tài)計算派：地下盟水位蒸以上挪用天公然容跪重，角地下患水位斤以下重用浮丸容重1.計算貞公式豎直老向：水平譜向：均質約地基成層餓地基豎直認向：水平倉向：容重所：地下歸水位壤以上膛用天投然容蟻重γ地下憲水位蓬以下戲用浮造容重γ’γ2γ3γ12.分布物規(guī)律自重劍應力攏分布青線的碗斜率戲是重使度；自重逢應力職在等棋重度魔地基副中隨涼深度芝呈直購線分阿布；自重水應力蔬在成堂層地榴基中耀呈折刃線分改布；在土岡層分團界面素處和琴地下丈水位鞠處發(fā)僵生轉意折。有不州透水費層時稠頂面獸下為徐上覆鈴水土瞧總重均質挽地基成層儲地基例題縫分析【例為】一地榨基由槳多層刻土組狠成，受地質界剖面胡如下校圖所響示，岡試計爛算并閑繪制加自重焦應力σcz沿深招度的屯分布緣瑞圖57.0kPa80.1kPa103.1kPa150.1kPa194.1kPa§2筋.3基底肚壓力糠計算基底醬壓力：基礎柿底面魂傳遞餡給地楚基表伐面的聲壓力戴，也朋稱基底鑄接觸交壓力。基底繪壓力附加繞應力地基勉沉降旗變形基底富反力基礎弄結構握的外凳荷載上部粱結構槍的自士重及匯各種鹿荷載幕都是雞通過殘基礎仁傳到印地基先中的危。上部泥結構基礎地基一、篩概念二、五影響基底僻壓力因素基礎竿條件剛度形狀大小埋深大小方向分布土類密度土層猜結構兼等荷載架條件地基鐵條件抗彎渾剛度EI=∞煮→M≠0；反證祝法:假設魚基底磚壓力牌與荷帶載分衫布相合同，乒則地所基變遭形與賽柔性越基礎幟情況標必然創(chuàng)一致渠；分布:中間斥小,兩端避無窮聯(lián)大（埋理論寬上）考。三、匙基底拆壓力室分布基礎構抗彎坦剛度EI=0亂→M=拴0；基礎亂變形演能完直全適異應地慢基表餡面的壘變形;基礎鳴上下納壓力汗分布拆必須詠完全出相同巡壽，若康不同劍將會腎產生曲彎矩嶄。1）條形錄基礎最，豎鴨直均毫布荷著載2）麥彈性貢地基度，完送全柔駝性基錫礎3）委彈性蠅地基儉，絕囑對剛壘性基哪礎—荷載到較小—荷載收較大砂性掙土地姑基粘性兩土地舌基—接近仿彈性棗解—馬鞍窗型—拋物鞭線型—倒鐘殖型4）終彈塑咐性地喝基，潑有限誦剛度朗基礎根據擔圣維耍南原畫理，聯(lián)基底溉壓力雙的具曠體分雨布形鍵式對第地基青應力莫計算匪的影控響僅艇局限并于一貪定深場度范冠圍；桃超出敘此范漿圍以渡后，銅地基貴中附渠加應馬力的逝分布擴將與刑基底繩壓力增的分醋布關程系不孕大，痰而只厚取決戀于荷患載的恩大小繭、方貞向和帝合力鈔的位綿置。四、刻基底射壓力步實用簡化載計算簡化介計算刺方法尖：假定基底欲壓力頃按直線快分布嘩的材況料力霧學方濾法荷載條件豎直中心豎直偏心傾斜偏心矩形基礎條形基礎P’糞—單位桶長度上聰?shù)暮蔁熭d基礎澆形狀切與荷裂載條指件的鄙組合1）愛矩形厭面積脈中心界荷載BLxyP四、知基底帥壓力區(qū)實用簡化續(xù)計算e<芹B/閘6:梯形e=與B/暴6:三角晨形xyBLePexyBLPe>短B/逃6:出現(xiàn)恥拉應腸力區(qū)exyBLK3KPK=B/2-e2）矩跪形面產積單掃向偏毯心荷形載exeyxyBLP3）矩朵形面戀積雙南向偏賄心荷郵載BeP4）褲條形足基礎少豎直抗偏心壓荷載令L=鴉1，即喇可由居矩形晉基礎梯豎直腳偏心軌荷載學公式抱得出延相應泉條形院基礎單公式氧：五、伶基底陽附加寨壓力p0計算1、制基底蔽附加拍壓力p0的概愚念2、計算禿公式?。簆0=p-

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m-劑--釣-基底裁以上蒜土層崖的加賀權平賄均重啄度P0：用來絡計算左地基吧附加屬應力2.矩形刑面積套豎直碎均布散荷載3.矩形勸面積煙豎直灘三角浙形荷哭載5.豎直伏線布線荷載6.條形谷面積葬豎直撞均布川荷載4.圓形罷面積強豎直室均布未荷載特殊凳荷載蔽：將志荷載非和面次積進取行分仰解，利用兆已知跳解和信疊加避原理污求解§2菜.4地基泥中附挽加應公力的抽計算1.豎直拘集中深力一、豎直困集中垂力作敬用下坡的附深加應各力計爐算－布撿辛內遠斯克棉解（P；x,y,z；R,α,β)yzxoPMxyzrRβM’αK為集雷中力己作用唯下的舞應力浩分布量系數(shù)特點雞及分內布規(guī)乓律：1.σz與α無關裕，應規(guī)力呈棵軸對章稱分乓布2.σz:τzy:τzx=z:泉y:屠x,合力醋過原景點，窩與R同向yzxoPMxyzrRβM’α3.P作用趴線上柄，r=攤0,誤K刮=3次/(曉2π）,z變=0堡,σz→∞，z→登∞，σz=04.在某羨一水決平面黎上z=除co米ns噸t，r=反0,睡K最大韻，r↑，K減小串，σz減小5.在某即一圓冤柱面縫上r=膨co桃ns詠t，z=湯0,σz=螞0，z↑，σz先增客加后夫減小6.σz等值察線－膝應力垮泡P應力等值克線P0.忍1P0.遍05蘿P0.貓02誼P0.閣01惰P二、矩形吃面積摸豎直按均布把荷載預作用旱下的晨附加徑應力跟計算1.角點尾下的伙垂直頃附加膏應力——B氏解材的應竿用pMm=萍L/季B,陜n臺=z垮/BKs為矩濕形豎印直向爐均布苦荷載概角點矛下的釀附加捏應力求系數(shù)2.任意楊點的陵垂直層附加犬應力—角戶點法a.矩形溪面積棋內b.矩形時面積姓外兩種怪情況丈：荷載絡與應用力間滿足度線性充關系疊加俯原理角點及下垂外直附擺加應力本的計吃算公容式地基毀中任傍意點皮的附兼加應益力角點胞法三、矩形邁面積案三角閑形分宣布荷俊載作我用下諸的附垂加應燈力計洋算ptMKt矩形耳面積角豎直山三角袋分布鹽荷載零值洪角點大下的附最加應唱力分助布系開數(shù)四、圓形赤面積貧均布碎荷載目作用蘆時圓麻心下暗的附席加應筒力計延算R-悶-圓形丟面積筋的半泳徑五、豎直獲線布靠荷載巧作用娃下的食附加濫應力都計算－弗虹拉曼益解--攏B氏解盾的應賭用M六、條形膨面積剝豎直梯均布侵荷載添作用口下的訂附加澇應力陵計算任意異點下盟的附緊加應賊力—F氏解愧的應傾用pMKz薦s為條堂形面席積豎滾直均創(chuàng)布荷冊載作很用時