土體壓縮與沉降-土體應(yīng)力計(jì)算（基礎(chǔ)工程施工）

土體壓縮與沉降4.不透水層自重應(yīng)力的計(jì)算天然地面地下水位面不透水層面土體的應(yīng)力計(jì)算自重應(yīng)力分布線的斜率是容重；自重應(yīng)力在等容重地基中隨深度呈直線分布；自重應(yīng)力在成層地基中呈折線分布；在土層分界面處和地下水位處發(fā)生轉(zhuǎn)折。成層地基小結(jié)：自重應(yīng)力的分布規(guī)律土體的應(yīng)力計(jì)算土體壓縮與沉降成狀土豎直向：水平向：γ2γ3γ12.層狀土的自重應(yīng)力土體的應(yīng)力計(jì)算土體壓縮與沉降3.地下水對(duì)自重應(yīng)力的影響均質(zhì)地基土體的應(yīng)力計(jì)算容重：地下水位以上用天然容重γ地下水位以下用浮容重γ'土體壓縮與沉降矩形基礎(chǔ)條形基礎(chǔ)豎直中心荷載豎直偏心荷載2.基底附加壓力計(jì)算基底附加壓力：基底壓力扣除因基礎(chǔ)埋深所開挖土的自重應(yīng)力之后在基底處施加于地基上的單位面積壓力。（基底凈壓力）當(dāng)基地壓力為均布時(shí)，其基地附加壓力為：當(dāng)基地壓力為梯形分布時(shí)，其基地附加壓力為：式中基底附加壓力，kPa；

基底壓力，kPa；

基礎(chǔ)底面處的自重應(yīng)力，從天然地面算起，對(duì)于新填土地區(qū)則從老地面算起。

2.基底附加壓力計(jì)算

2.4m2.0m129kPa

2.4m2.0m80.5kPa257.8kPa土體壓縮與沉降二、基底壓力計(jì)算土體的應(yīng)力計(jì)算基底壓力：上部結(jié)構(gòu)荷載和基礎(chǔ)自重通過基礎(chǔ)傳遞，在基礎(chǔ)底面處施加于地基上的單位面積壓力?；讐毫Ω郊討?yīng)力基底反力基礎(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。反向施加于基礎(chǔ)底面上的壓力上部結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)地基建筑物設(shè)計(jì)暫不考慮上部結(jié)構(gòu)的影響，使問題得以簡(jiǎn)化；用荷載代替上部結(jié)構(gòu)。基底附加應(yīng)力：基底壓力扣除因基礎(chǔ)埋深所開挖土的自重應(yīng)力之后在基底處施加于地基上的單位面積壓力。（基底凈壓力）一.影響因素基底壓力基礎(chǔ)條件剛度形狀大小埋深大小方向分布土類密度土層結(jié)構(gòu)等二、基底壓力計(jì)算土體的應(yīng)力計(jì)算荷載條件地基條件抗彎剛度EI=∞→M≠0；反證法:假設(shè)基底壓力與荷載分布相同，則地基變形與柔性基礎(chǔ)情況必然一致；分布:中間小,兩端無窮大。二.基底壓力分布彈性地基，絕對(duì)剛性基礎(chǔ)基礎(chǔ)抗彎剛度EI=0→M=0；基礎(chǔ)變形能完全適應(yīng)地基表面的變形;基礎(chǔ)上下壓力分布必須完全相同，若不同將會(huì)產(chǎn)生彎矩。二、基底壓力計(jì)算土體的應(yīng)力計(jì)算條形基礎(chǔ)，豎直均布荷載彈性地基，完全柔性基礎(chǔ)彈塑性地基，有限剛度基礎(chǔ)二、基底壓力計(jì)算土體的應(yīng)力計(jì)算二.基底壓力分布—荷載較小—

荷載較大砂性土地基粘性土地基—接近彈性解—馬鞍型—拋物線型—倒鐘型根據(jù)圣維南原理，基底壓力的具體分布形式對(duì)地基應(yīng)力計(jì)算的影響僅局限于一定深度范圍；超出此范圍以后，地基中附加應(yīng)力的分布將與基底壓力的分布關(guān)系不大，而只取決于荷載合力的大小、方向和位置。二、基底壓力計(jì)算土體的應(yīng)力計(jì)算三.實(shí)用簡(jiǎn)化計(jì)算基底壓力的分布形式十分復(fù)雜簡(jiǎn)化計(jì)算方法：假定基底壓力按直線分布的材料力學(xué)方法基礎(chǔ)尺寸較小荷載不是很大BLPBP’BP’BLPBP’荷載條件豎直中心豎直偏心傾斜偏心基礎(chǔ)形狀矩形條形P’—單位長(zhǎng)度上的荷載二、基底壓力計(jì)算土體的應(yīng)力計(jì)算三.實(shí)用簡(jiǎn)化計(jì)算BLPoxy基礎(chǔ)形狀與荷載條件的組合土體的應(yīng)力計(jì)算二、基底壓力計(jì)算三.實(shí)用簡(jiǎn)化計(jì)算exeyxylbP矩形面積中心荷載矩形面積偏心荷載BLxyP土體的應(yīng)力計(jì)算二、基底壓力計(jì)算三.實(shí)用簡(jiǎn)化計(jì)算e<l/6:梯形e=l/6:三角形xylbePexylbP土不能承受拉應(yīng)力基底壓力合力與總荷載相等壓力調(diào)整exylbK3KPK=l/2-e矩形面積單向偏心荷載土體的應(yīng)力計(jì)算二、基底壓力計(jì)算三.實(shí)用簡(jiǎn)化計(jì)算PPvPh傾斜偏心荷載分解為豎直向和水平向荷載，水平荷載引起的基底水平應(yīng)力視為均勻分布。BeP條形基礎(chǔ)豎直偏心荷載土體壓縮與沉降三、地基中附加應(yīng)力的計(jì)算土中的應(yīng)力計(jì)算豎直集中力矩形面積豎直均布荷載矩形面積豎直三角形荷載水平集中力矩形面積水平均布荷載豎直線分布荷載條形面積豎直均布荷載圓形面積豎直均布荷載特殊面積、特殊荷載主要討論豎直向荷載圓形面積水平均布荷載條形面積豎直三角形荷載土中的應(yīng)力計(jì)算豎直集中力矩形內(nèi)積分矩形面積豎直均布荷載矩形面積豎直三角形荷載水平集中力矩形內(nèi)積分矩形面積水平均布荷載線積分豎直線布荷載寬度積分條形面積豎直均布荷載圓內(nèi)積分圓形面積豎直均布荷載其他特殊荷載：將荷載和面積進(jìn)行分解，利用已知解和疊加原理求解地基中附加應(yīng)力的計(jì)算圓內(nèi)積分圓形面積水平均布荷載1.集中力作用下土中的附加應(yīng)力2.矩形基礎(chǔ)地基土中的附加應(yīng)力3.條形基礎(chǔ)地基土中的附加應(yīng)力1.集中力作用下土中的附加應(yīng)力地基中附加應(yīng)力的計(jì)算土中的應(yīng)力計(jì)算（一）豎直集中力作用下的附加應(yīng)力計(jì)算－布辛內(nèi)斯克課題（P；x,y,z；R,α,β）yzxoPMxyzrRβM’α地基中附加應(yīng)力的計(jì)算（一）豎直集中力作用下的附加應(yīng)力計(jì)算－布辛內(nèi)斯克課題土中的應(yīng)力計(jì)算查表集中力作用下的應(yīng)力分布系數(shù)35特點(diǎn)1.P作用線上，r=0,K=3/(2π）,z=0,σz→∞，z→∞，σz=02.在某一水平面上z=const，r=0,K最大，r↑，K減小，σz減小3.在某一圓柱面上r=const，z=0,σz=0，z↑，σz先增加后減小地基中附加應(yīng)力的計(jì)算（一）豎直集中力作用下的附加應(yīng)力計(jì)算－布辛內(nèi)斯克課題土中的應(yīng)力計(jì)算P應(yīng)力球根球根0.1P0.05P0.02P0.01P特點(diǎn)4.σz

等值線－應(yīng)力泡地基中附加應(yīng)力的計(jì)算（一）豎直集中力作用下的附加應(yīng)力計(jì)算－布辛內(nèi)斯克課題土中的應(yīng)力計(jì)算地基中附加應(yīng)力的計(jì)算（二）水平集中力作用下的附加應(yīng)力計(jì)算－西羅提課題土中的應(yīng)力計(jì)算PhyzxoMxyzrRβM’α土體壓縮與沉降地基中附加應(yīng)力的計(jì)算（四）矩形面積三角形分布荷載作用下的附加應(yīng)力計(jì)算土中的應(yīng)力計(jì)算矩形面積豎直三角分布荷載角點(diǎn)下的應(yīng)力分布系數(shù)查表9-5ptM土體壓縮與沉降地基中附加應(yīng)力的計(jì)算（三）矩形面積豎直均布荷載作用下的附加應(yīng)力計(jì)算土中的應(yīng)力計(jì)算1.角點(diǎn)下的垂直附加應(yīng)力矩形豎直向均布荷載角點(diǎn)下的應(yīng)力分布系數(shù)Kc

查表9-3p（3－11）74頁Mm=L/B,n=z/B2.任意點(diǎn)的垂直附加應(yīng)力—角點(diǎn)法a.矩形面積內(nèi)b.矩形面積外地基中附加應(yīng)力的計(jì)算土中的應(yīng)力計(jì)算兩種情況：荷載與應(yīng)力間滿足線性關(guān)系疊加原理角點(diǎn)下垂直附加應(yīng)力的計(jì)算公式地基中任意點(diǎn)的附加應(yīng)力角點(diǎn)法（三）矩形面積豎直均布荷載作用下的附加應(yīng)力計(jì)算afghdi土體壓縮與沉降地基中附加應(yīng)力的計(jì)算（六）矩形面積水平均布荷載作用下的附加應(yīng)力計(jì)算土中的應(yīng)力計(jì)算角點(diǎn)下的垂直附加應(yīng)力矩形面積作用水平均布荷載時(shí)角點(diǎn)下的應(yīng)力分布系數(shù)查表9-6ph土體壓縮與沉降地基中附加應(yīng)力的計(jì)算（五）矩形基礎(chǔ)梯形分布荷載附加應(yīng)力計(jì)算土中的應(yīng)力計(jì)算土體壓縮與沉降一、土體自重應(yīng)力計(jì)算二、基底壓力與附加壓力計(jì)算三、地基中附加應(yīng)力的計(jì)算有效應(yīng)力：由土骨架傳遞或承擔(dān)的應(yīng)力孔隙應(yīng)力：由土中孔隙水承擔(dān)的應(yīng)力靜孔隙應(yīng)力與超孔隙應(yīng)力

應(yīng)力概述及分類土體的應(yīng)力計(jì)算土體應(yīng)力是指土體在自身重量、建筑物荷載以及其他因素作用下，土中所產(chǎn)生應(yīng)力。按其傳遞方式不同可以分為：

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：由外荷載引起的土中應(yīng)力應(yīng)力概述及分類土體的應(yīng)力計(jì)算

按其產(chǎn)生原因不同可以分為：1.土體自重應(yīng)力計(jì)算—均質(zhì)土自重應(yīng)力一、土體自重應(yīng)力計(jì)算定義：在修建建筑物以前，地基中由土體本身的有效重量而產(chǎn)生的應(yīng)力。土體的自重應(yīng)力可由該點(diǎn)單位面積上土柱的有效重量計(jì)算。1.均質(zhì)土的自重應(yīng)力均質(zhì)土豎直向：地基中自重應(yīng)力的計(jì)算土體的應(yīng)力計(jì)算1.均質(zhì)土的自重應(yīng)力均質(zhì)土地基中自重應(yīng)力的計(jì)算水平向：土體的應(yīng)力計(jì)算2.土體自重應(yīng)力計(jì)算—層狀土自重應(yīng)力成狀土豎直向：水平向：γ2γ3γ12.層狀土的自重應(yīng)力土體的應(yīng)力計(jì)算例題如圖所示，多種土層地基，各土層的厚度及重度示于圖中，試求各土層交界面上的自重應(yīng)力并繪出自重應(yīng)力沿深度的分布圖。例題附圖成層土的自重應(yīng)力計(jì)算2m2m2m2.5m

例題附圖

02341z36kPa113kPa74kPa162.5kPa解：根據(jù)圖中所給資料，各土層交界面上的自重應(yīng)力分別計(jì)算如下：由于自重應(yīng)力計(jì)算公式中每一項(xiàng)都是深度的一次函數(shù)，所以各土層交界面之間的自重應(yīng)力分布可用直線連接，該地基自重應(yīng)力分布圖如上圖所示?！?.1土體的應(yīng)力計(jì)算2m2m2m2.5m

本次課結(jié)束！謝謝！土體壓縮與沉降有效應(yīng)力：由土骨架傳遞或承擔(dān)的應(yīng)力孔隙應(yīng)力：由土中孔隙水承擔(dān)的應(yīng)力靜孔隙應(yīng)力與超孔隙應(yīng)力

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：由外荷載引起的土中應(yīng)力應(yīng)力概述土體的應(yīng)力計(jì)算本項(xiàng)目主要學(xué)習(xí)以下內(nèi)容：自重應(yīng)力計(jì)算、基底壓力和基底附加應(yīng)力計(jì)算、

地基附加應(yīng)力計(jì)算土體的應(yīng)力計(jì)算一、自重應(yīng)力土體的自重應(yīng)力可由該點(diǎn)單位面積上土柱的有效重量計(jì)算土體的應(yīng)力計(jì)算1.均質(zhì)土的自重應(yīng)力均質(zhì)土豎直向：地基中自重應(yīng)力的計(jì)算水平向：土體的應(yīng)力計(jì)算土體壓縮與沉降地基中附加應(yīng)力的計(jì)算（九）條形面積三角分布荷載作用下的附加應(yīng)力計(jì)算土中的應(yīng)力計(jì)算表9－8土體壓縮與沉降地基中附加應(yīng)力的計(jì)算（七）豎直線布荷載作用下的附加應(yīng)力計(jì)算－弗拉曼解土中的應(yīng)力計(jì)算M地基中附加應(yīng)力的計(jì)算（八）條形面積豎直均布荷載作用下的附加應(yīng)力計(jì)算土中的應(yīng)力計(jì)算任意點(diǎn)下的附加應(yīng)力條形面積豎直均布荷載作用時(shí)的應(yīng)力分布系數(shù)pM查表9-7土體壓縮與沉降（十一）條形面積水平均布荷載作用下的附加應(yīng)力計(jì)算小結(jié)K——豎直集中荷載作用下

(表9-1)Kc

——矩形面積豎直均布荷載作用角點(diǎn)下

(表9-3)Kt1

——矩形面積三角形分布荷載作用角點(diǎn)下

(表9-5)Kh

——矩形面積水平均布荷載作用角點(diǎn)下