土质土力学04土中应力计算VIP免费

建筑物在地面以下并将上部荷载传递至地基的构件或结构，就是建筑物的基础。基础底面至地面的竖向距离，称为基础的埋置深度。建筑物的全部荷载，都由基础下面的地层承担。受到基础荷载影响的那部分地层，称为地基。对于平面尺寸不大的基础，受到影响的地层深度，大约相当于几倍基础底面的宽度。上部结构的自重及各种荷载都是通过基础传到地基中的。上部结构基础地基建筑物设计4土中应力计算4土中应力计算地基土在建筑物荷载作用发生变性和破坏，都是由于地基中应力的结果。因此，在分析地基的变形和稳定性时，必须了解土中应力分布特征。根据应力成因，地基中的应力分为：自重应力附加应力地基应力计算时的基本假设：③均匀一致各向同性体（土层性质变化不大时）②线弹性体（应力较小时）①连续介质（宏观平均）E、与(x,y,z)无关；与方向无关碎散体非线性弹塑性成层土各向异性4土中应力计算4.1土中自重应力计算4.2基础底面的压力分布与计算4.3竖向集中力作用下土中应力计算4.4竖向分布荷载作用下土中应力计算4.5应力计算的其他一些问题4.6有效应力原理1、自重应力的概念及计算公式在修建建筑物以前，地基中由土体本身有效重量引起的应力称为土的自重应力。反映了地基土的初始应力状态。假定地面水平，土为半无限弹性体，土在自重作用下不发生侧向变形，土体处于压密阶段。1）均匀土体均匀土体的垂向自重应力为：水平方向自重应力为:其中，——计算点以上土的重度；z——计算点至地面的垂直距离；K0——侧压力系数，K0=/(1-)。czcycxK0zczZ2）成层土体如果计算点深度范围内由n层土层构成，则该点处的自重应力为：其中，i——第i层土的重度；Hi——第i层土层的厚度。Z1H2H3H231ii0cz0cycxHKKiiczH2、考虑地下水位时的自重应力计算土中存在地下水时，地下水位面以上按天然重度计算，地下水位面以下按有效重度计算，地下水位应作为土层分界面。在地下水位以下，如埋藏有不透水层(如岩层或只含结合水的坚硬粘土层)，由于不透水层中不存在水的浮力，所以层面及层面以下的自重营应力应按上覆土层的水土总重计算。此时，层面处的自重应力将出现突变，层面处自重应力有两个值。通常土的自重应力不会引起地基变形，因为正常固结的土在自重作用下已经固结稳定，只有新近形成的欠固结土或人工填土，在自重作用下尚未固结，这种土要考虑自重引起的地基变形。3、自重应力分布规律自重应力分布线的斜率是重度；自重应力在等重度地基中随深度呈直线分布；自重应力在成层地基中呈折线分布；在土层分界面处和地下水位处发生转折。均质地基122)(21成层地基4、自重应力计算举例例1．某土层及其物理性质指标如下图所示，试计算土中的自重应力。地下水位面解：第一层土为细砂，地下水位面以下的细砂要受到水的浮力作用，其浮重度’为：第二层粘土层的液性指数故认为粘土层受到水的浮力作用，其浮重度’为：地面处：z=0，cz=z=0；地下水位面处：z=2m，cz=192=38kPa；第二层土的顶面处：z=5m，cz==192+103=68kPa；第二层土的底面处：z=9m，cz==192+103+7.14=96.4kPa。土层中的自重应力cz分布图见上图。10)18.01(9.2519)81.99.25()1()('wsws1.7)50.01(8.268.16)81.98.26()1()('wsws109.125482550PLPLwwwwIiihiih例2．计算下图所示水下地基土中的自重应力分布。解：水下粗砂受到浮力的作用，其浮重度’为：’=sat-w=19.5-9.81=9.69kN/m3粘土层因为w