土体的应力与变形课件.pptxVIP

土体应力计算

概述应力计算的目的：变形、稳定地基与基础的区别持力层与下卧层土体应力的分类起因：自重应力、附加应力应力传递方式：有效应力和孔隙应力

概述有效应力：由土骨架传递或承担的应力孔隙应力：由土中孔隙水承担的应力静孔隙应力与超孔隙应力自重应力：由土体自身重量所产生的应力附加应力：由外荷载引起的土中应力

地基中的自重应力土体的自重应力可由该点单位面积上土柱的有效重量计算

地基中自重应力计算注意事项根据液性指数IL判断水下粘性土是否受到水的浮力作用：IL≤0，不受浮力作用地下水位以下的不透水层中不存在水的浮力，该层面及层面以下的自重应力按上覆土层的水土总重计算地下水位以下的透水层和不透水层接触面处，应分别计算出该层面在2种土层中的自重应力：透水层底部按受浮力作用计算，不透水层顶部按上覆土层的水土总重计算

地基中的自重应力水平向自重应力：K0——静止侧压力系数，它是在无侧向变形条件下有效小主应力与有效大主应力之比。其值由试验确定，与土层应力历史及土的类型有关。

地基中的自重应力

自重作用下土的变形问题天然土层一般不引起建筑物基础的沉降近期沉积或堆积的土层应考虑自重作用下土的变形问题地下水位下降会引起自重应力的变化（增大），从而影响土的变形（地表下沉）地下水位上升使原地下水位和变动后地下水位之间的那部分土的压缩性增大而产生附加沉降量

基底压力与基底附加应力基底压力：上部结构荷载和基础自重通过基础传递，在基础底面处施加于地基上的单位面积压力。基底反力：反向施加于基础底面上的压力基底附加应力：基底压力扣除因基础埋深所开挖土的自重应力之后在基底处施加于地基上的单位面积压力。（基底净压力）

一、柔性基础与刚性基础柔性基础：绝对柔性，没有任何刚度。实际工程中，对于柔性较大（刚性较小）能适应地基变形的基础。土坝、油罐刚性基础：刚度为无穷大。建筑物的墩式基础、箱型基础，水利水电工程中的水闸基础、混凝土坝等。弹性基础：基础刚度介于柔性基础和刚性基础之间。

柔性基础基础底面压力的分布和大小完全与其上部的荷载分布与大小相同。

刚性基础刚性基础下面的基底压力分布随上部荷载的大小、基础的埋深和土的性质而异。

二、刚性基础下基底压力分布中心荷载下的基底压力偏心荷载下的基底压力倾斜偏心荷载下的基底压力基底附加应力—基底净压力

中心荷载下的基底压力对于荷载沿长度方向均布的条形基础，应视为平面问题，沿长度方向截取一单位长度，计算平均基底压力。

偏心荷载下的基底压力

偏心荷载下的基底压力

偏心荷载下的基底压力荷载沿长度方向均布条形基础避免出现Pmin小于0的情况

偏心荷载下的基底压力双向偏心荷载作用的矩形基底的基础按材料力学双向偏心受压公式

倾斜偏心荷载作用下的基底压力将倾斜偏心荷载的合力分解成竖向分量和水平分量。竖向分量引起的基底压力按竖直偏心荷载的计算公式计算水平分量引起的基底压力按下式计算矩形基础:条形基础:

基底附加应力——基底净压力基底净压力的概念基底净压力的计算

3.4地基中的附加应力计算

概述附加应力：由外荷（静的或动的）引起的土中应力。只讨论静荷载引起的地基附加应力动载由土动力学研究

基本假定地基土是各向同性、均质、线性变形体地基土在深度和水平方向都是无限的地表临空地基：均质各向同性线性变形半空间体应用弹性力学关于弹性半空间的理论解答

问题类型空间问题矩形基础、圆形基础平面问题条形基础

一、附加应力的基本解答

竖向集中力作用下地基附加应力弹性力学解答Boussinesq解

竖向集中力作用下地基附加应力

竖向集中力作用下地基附加应力竖向集中力作用竖向附加应力系数

竖向集中力作用下地基附加应力在竖向集中力作用下，地基附加应力越深越小，越远越小，Z=0为奇异点，无法计算附加应力K值可直接查表

等代荷载法－基本解答的初步应用由于集中力作用下地基中的附加应力σz是荷载的一次函数，因此当若干竖向集中力Fi作用于地表时，应用叠加原理，地基中z深度任一点M的附加应力σz应为各集中力单独作用时在该点所引起的附加应力总和。

等代荷载法－基本解答的初步应用将基底面基底净压力的分布划分为若干小块面积并将其上的分布荷载合成为小的集中力，即可应用等代荷载法进行计算。这种方法适用于基底面不规则的情况，每块面积划分得越小，计算精度就越高。

二、空间问题条件下地基附加应力

竖直均布压力作用举行基底角点下的附加应力根据等代荷载法原理，将基底面积划分成无穷多块，每块面积趋向于无穷小，将σz用积分表示

竖直均布压力作用举行基底角点下的附加应力将代入并沿整个基底面积积分，即可得到竖直均布压力作用矩形基底角点O下z深度处所引起的附加应力

竖直均