土中應力與地基變形計算-土中的應力計算（基礎工程）

1.基底壓力的概念2.基底壓力的形式3.基底壓力的簡化計算

4.附加應力計算

1.基底壓力的概念基底壓力：是基礎底面與地基接觸面積上的壓應力。上部結構荷載及自重是通過基礎傳到地基，基底壓力是計算地基中附加應力的依據，也是基礎設計的依據。上部結構基礎地基

建筑物設計基礎上的結構荷載基底反力基底壓力附加應力地基沉降變形◆建筑物荷重

基礎

地基

在地基與基礎的接觸面上產生的壓應力（地基作用于基礎底面的反力）地基土性質

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

Gk—基礎自重設計值及其上回填土重標準值的總重(kN)；

Gk=

GAd,

G為基礎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扣去浮力，即取10kN/m3；

d—基礎埋深，必須從設計地面或室內外平均設計地面算起(m)；

A—基底面積(m2)，對矩形基礎A＝lb，l和b分別為其的長和寬。對于條形基礎，則沿基礎長邊方向取單位長度（1m)計算基底平均壓力，上部結構傳至基礎頂面處的相應荷載單位為kN/m。具有一定深度的軸心荷載作用基礎3.基底壓力的簡化計算方法e>L/6,應力重新分布e＝L/6,應力重新分布：基底壓力三角形分布e＜L/6,應力重新分布:基底壓力呈梯形分布4.基底附加應力※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束。因此，只有在建筑荷載作用下產生的附加壓力、才能引起地基的附加應力和變形。軸心荷載時：偏心荷載時：=-※基底附加壓力是考慮基礎有一定埋置深度，對天然地基而言開挖基槽相當于卸去一部分自重應力，即：

σcz=γ×d總結基底壓力的概念、影響因素、分布形式、基底壓力的簡化計算方法及基底附加應力的計算方法。例1:某基礎底面尺寸l=3m，b=2m，基礎頂面作用軸心力Fk=450kN，彎矩M=150kN.m,基礎埋深d=1.2m，試計算基底壓力并繪出分布圖。例2：某軸心受壓基礎底面尺寸l=b=2m，基礎頂面作用Fk=450kN，基礎埋深d=1.5m，已知地質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，試計算基底壓力和基底附加壓力?；A自重及基礎上回填土重【解】

例2：某軸心受壓基礎底面尺寸l=b=2m，基礎頂面作用Fk=450kN，基礎埋深d=1.5m，已知地質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，試計算基底壓力和基底附加壓力。【解】

總結基底壓力計算例題。1.土中應力2.土中應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力主要包括：1.由土體自重引起的自重應力2.由建筑物荷載在地基土體中引起的附加應力3.水在空隙中流動產生的滲透應力4.由于地震作用在土中引起的地震應力或其他振動荷載作用在土體中引起的振動應力等。1.均質土自重應力2.成層土自重應力3.地下水及不透水層的影響1.均質土自重應力

假設地表面是無限延伸的水平面，在深度z水平面上各點的自重應力相等且均勻地無限分布，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力等于單位面積上土柱的有效重量1.均質土自重應力天然地面11zzσcz

σcz=

z

豎向自重應力：

cz=

z

自重應力數值大小與土層厚度成正比2.成層土自重應力當深度z范圍內有多層土時,深度z處的自重應力為各土層自重應力之和：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）非均質土中自重應力沿深度呈折線分布；3）基巖或只含強結合水的堅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力等于上覆土和水的總重。

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

淤泥層底

【解】

kN/m2

7.85