土中應(yīng)力與地基變形計(jì)算-土中的應(yīng)力計(jì)算（基礎(chǔ)工程）

1.基底壓力的概念2.基底壓力的形式3.基底壓力的簡化計(jì)算

4.附加應(yīng)力計(jì)算

1.基底壓力的概念基底壓力：是基礎(chǔ)底面與地基接觸面積上的壓應(yīng)力。上部結(jié)構(gòu)荷載及自重是通過基礎(chǔ)傳到地基，基底壓力是計(jì)算地基中附加應(yīng)力的依據(jù)，也是基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的依據(jù)。上部結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)地基

建筑物設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上的結(jié)構(gòu)荷載基底反力基底壓力附加應(yīng)力地基沉降變形◆建筑物荷重

基礎(chǔ)

地基

在地基與基礎(chǔ)的接觸面上產(chǎn)生的壓應(yīng)力（地基作用于基礎(chǔ)底面的反力）地基土性質(zhì)

基底壓力影響因素地基和基礎(chǔ)的剛度荷載大小及性質(zhì)基礎(chǔ)埋深基底壓力的影響因素2.基底壓力分布形式3.基底壓力的簡化計(jì)算方法3.基底壓力的簡化計(jì)算方法式中Fk—作用任基礎(chǔ)上的豎向力設(shè)計(jì)值(kN)；

Gk—基礎(chǔ)自重設(shè)計(jì)值及其上回填土重標(biāo)準(zhǔn)值的總重(kN)；

Gk=

GAd,

G為基礎(chǔ)及回填土之平均重度，一般取20kN/m3，但在地下水位以下部分應(yīng)扣去浮力，即取10kN/m3；

d—基礎(chǔ)埋深，必須從設(shè)計(jì)地面或室內(nèi)外平均設(shè)計(jì)地面算起(m)；

A—基底面積(m2)，對矩形基礎(chǔ)A＝lb，l和b分別為其的長和寬。對于條形基礎(chǔ)，則沿基礎(chǔ)長邊方向取單位長度（1m)計(jì)算基底平均壓力，上部結(jié)構(gòu)傳至基礎(chǔ)頂面處的相應(yīng)荷載單位為kN/m。具有一定深度的軸心荷載作用基礎(chǔ)3.基底壓力的簡化計(jì)算方法e>L/6,應(yīng)力重新分布e＝L/6,應(yīng)力重新分布：基底壓力三角形分布e＜L/6,應(yīng)力重新分布:基底壓力呈梯形分布4.基底附加應(yīng)力※一般情況下，建筑物建造前天然土層在自重作用下的變形早已結(jié)束。因此，只有在建筑荷載作用下產(chǎn)生的附加壓力、才能引起地基的附加應(yīng)力和變形。軸心荷載時(shí)：偏心荷載時(shí)：=-※基底附加壓力是考慮基礎(chǔ)有一定埋置深度，對天然地基而言開挖基槽相當(dāng)于卸去一部分自重應(yīng)力，即：

σcz=γ×d總結(jié)基底壓力的概念、影響因素、分布形式、基底壓力的簡化計(jì)算方法及基底附加應(yīng)力的計(jì)算方法。例1:某基礎(chǔ)底面尺寸l=3m，b=2m，基礎(chǔ)頂面作用軸心力Fk=450kN，彎矩M=150kN.m,基礎(chǔ)埋深d=1.2m，試計(jì)算基底壓力并繪出分布圖。例2：某軸心受壓基礎(chǔ)底面尺寸l=b=2m，基礎(chǔ)頂面作用Fk=450kN，基礎(chǔ)埋深d=1.5m，已知地質(zhì)剖面第一層為雜填土，厚0.5m,γ1=16.8kN/m3；以下為黏土，γ2=18.5kN/m3，試計(jì)算基底壓力和基底附加壓力?；A(chǔ)自重及基礎(chǔ)上回填土重【解】

例2：某軸心受壓基礎(chǔ)底面尺寸l=b=2m，基礎(chǔ)頂面作用Fk=450kN，基礎(chǔ)埋深d=1.5m，已知地質(zhì)剖面第一層為雜填土，厚0.5m,γ1=16.8kN/m3；以下為黏土，γ2=18.5kN/m3，試計(jì)算基底壓力和基底附加壓力。【解】

總結(jié)基底壓力計(jì)算例題。1.土中應(yīng)力2.土中應(yīng)力分類彈性理論方法：即假定地基土是連續(xù)的、均勻的、各向同性的半無限彈性體土中應(yīng)力主要包括：1.由土體自重引起的自重應(yīng)力2.由建筑物荷載在地基土體中引起的附加應(yīng)力3.水在空隙中流動產(chǎn)生的滲透應(yīng)力4.由于地震作用在土中引起的地震應(yīng)力或其他振動荷載作用在土體中引起的振動應(yīng)力等。1.均質(zhì)土自重應(yīng)力2.成層土自重應(yīng)力3.地下水及不透水層的影響1.均質(zhì)土自重應(yīng)力

假設(shè)地表面是無限延伸的水平面，在深度z水平面上各點(diǎn)的自重應(yīng)力相等且均勻地?zé)o限分布，任何豎直面和水平面上均無剪力存在，故地基中任意深度z處的豎向自重應(yīng)力就等于單位面積上的土柱重量。土體中任意深度處的豎向自重應(yīng)力等于單位面積上土柱的有效重量1.均質(zhì)土自重應(yīng)力天然地面11zzσcz

σcz=

z

豎向自重應(yīng)力：

cz=

z

自重應(yīng)力數(shù)值大小與土層厚度成正比2.成層土自重應(yīng)力當(dāng)深度z范圍內(nèi)有多層土?xí)r,深度z處的自重應(yīng)力為各土層自重應(yīng)力之和：3.地下水及不透水層的影響說明：1）地下水位以上土層采用天然重度，地下水位以下土層考慮浮力作用采用浮重度，γ′=γsat-γw；2）非均質(zhì)土中自重應(yīng)力沿深度呈折線分布；3）基巖或只含強(qiáng)結(jié)合水的堅(jiān)硬黏土層可視為不透水層。不透水層中不存在浮力,在該層面及以下的自重應(yīng)力等于上覆土和水的總重。

土自重應(yīng)力計(jì)算例題例：某地基土層剖面如圖所示，試計(jì)算各土層自重應(yīng)力分布圖。分析：土層自上而下分為：填土層、粉質(zhì)黏土層、淤泥土層和不透水層，其中地下水位線位于粉質(zhì)黏土層內(nèi)，填土層底0.5米處，所以粉質(zhì)黏土層要分兩層算。要算到不透水層力4米處，所以需算鉆孔底部自重應(yīng)力。不透水層中不存在浮力,在該層面及以下的自重應(yīng)力等于上覆土和水的總重?！窘狻?/p>

淤泥層底

【解】

kN/m2

7.85