工程地质与地基基础 03土中应力和沉降VIP免费

1/32第三章地基应力和沉降§3.1土中自重应力§3.2基底压力§3.3地基附加应力§3.4土的压缩性§3.5地基最终沉降量主要内容主要内容2/32§3.1土中自重应力自重应力：由于土体本身自重引起的应力确定土体初始应力状态土体在自重作用下，在漫长的地质历史时期，已经压缩稳定，因此，土的自重应力不再引起土的变形。但对于新沉积土层或近期人工充填土应考虑自重应力引起的变形。3/32一、竖向自重应力天然地面czcxcy11zzczzczσcz=z土体中任意深度处的竖向自重应力等于单位面积上土柱的有效重量4/32二、成层土的自重应力计算iniinnczhhhh12211说明：1.非均质土中自重应力沿深度呈折线分布2.地下水位以下透水土层采用浮重度3.地下水位以下有不透水层时，在不透水面上应加上水的重力4.地下水位升降变化，会引起地面下沉或土质软化天然地面h1h2h3321水位面1h11h1+2h21h1+2h2+3h35/32三、例题分析【例】一地基由多层土组成，地质剖面如下图所示，试计算并绘制自重应力σcz沿深度的分布图解：57.0kPa80.1kPa103.1kPa150.1kPa194.1kPa6/32基底压力：建筑物上部结构荷载和基础自重通过基础传递给地基，作用于基础底面传至地基的单位面积压力F§3.2基底压力7/32影响基底压力的因素:基础的形状、大小、刚度，埋置深度，基础上作用荷载的性质（中心、偏心、倾斜等）及大小、地基土性质8/32一、中心荷载作用下的基底压力AGFp若是条形基础，F,G取单位长度基底面积计算G=GAd取室内外平均埋深计算3/20mkNG9/32二、偏心荷载作用下的基底压力F+GeelbpmaxpminWMAGFppminmax作用于基础底面形心上的力矩M=(F+G)∙e基础底面的抵抗矩；矩形截面W=bl2/6leblGFpp61minmax10/32leblGFpp61minmax讨论：当e0，基底压力呈梯形分布当e=l/6时，pmax>0，pmin=0，基底压力呈三角形分布当e>l/6时，pmax>0，pmin<0，基底出现拉应力，基底压力重分布pmaxpminel/6pmaxpmin<0pmaxpmin=0基底压力重分布11/32基底压力重分布belpGF2321max偏心荷载作用在基底压力分布图形的形心上belGFp232max12/32基底附加压力：作用于地基表面，由于建造建筑物而新增加的压力称为基底附加压力，即导致地基中产生附加应力的那部分基底压力三、基底附加压力FFd实际情况基底附加压力在数值上等于基底压力扣除基底标高处原有土体的自重应力13/32dpp00基底压力呈梯形分布时，基底附加压力dpppp0minmaxmin0max0基底附加压力自重应力14/32附加应力：新增外加荷载在地基土体中引起的应力计算基本假定：地基土是连续、均匀、各向同性的半无限完全弹性体不同地基中应力分布各有其特点平面问题空间问题x,z的函数x,y,z的函数§3.3地基附加应力15/32一、竖向集中荷载作用下的地基附加应力1885年法国学者布辛涅斯克解M(x,y,z)PoyxzxyzrRM(x,y,0)3253cos2323RPRPzz2zPKz附加应力系数16/32附加应力分布规律距离地面越深，附加应力的分布范围越广在集中力作用线上的附加应力最大，向两侧逐渐减小同一竖向线上的附加应力随深度而变化在集中力作用线上，当z＝0时，σz→∞，随着深度增加，σz逐渐减小竖向集中力作用引起的附加应力向深部向四周无限传播，在传播过程中，应力强度不断降低（应力扩散）17/32附加应力分布规律18/32叠加原理由几个外力共同作用时所引起的某一参数（内力、应力或位移），等于每个外力单独作用时所引起的该参数值的代数和PazPbab两个集中力作用下σz的叠加19/32二、矩形基础地基中的附加应力计算pKcz),(nmfKcblm/bzn/dp布辛涅斯克解积分矩形基础角点下的竖向附加应力系数b为基础短边20/32角点法计算地基附加应力ⅠpKKKKcccczⅣⅢⅡⅠzMoIVIIIIIIoIIIIIIIVp21/32角点法计算地基附加应力ⅡpKKcczⅡⅠIIIooIIIIoIVopKKKKcccczⅣⅢⅡⅠII计算点在基底边缘计算点在基底边缘外22/32角点法计算地基附加应力Ⅲ计算点在基底角点外IooIIIIIIV...