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《土中自重應(yīng)力附加應(yīng)力計(jì)算及應(yīng)用.ppt》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在PPT專區(qū)-天天文庫(kù)。
1、學(xué)習(xí)情境一土的物理和力學(xué)性能指標(biāo)的測(cè)定——土中自重應(yīng)力、附加應(yīng)力計(jì)算及應(yīng)用概述地基：支承建筑物荷載的土層。持力層：直接與建筑物基礎(chǔ)接觸的土層下臥層：持力層下側(cè)的土層土體中的應(yīng)力，就其產(chǎn)生的原因主要有兩種：自重應(yīng)力和附加應(yīng)力。自重應(yīng)力：由土體自身的有效重力產(chǎn)生的應(yīng)力。目的：確定土體的初始應(yīng)力狀態(tài)附加應(yīng)力：除自重之外的外加荷載所引起的應(yīng)力。了解土中應(yīng)力的大小和分布，是研究地基變形和穩(wěn)定問(wèn)題的前提。附加應(yīng)力是引起地基變形和破壞的主要原因。土體中應(yīng)力狀態(tài)發(fā)生變化引起地基土的變形，導(dǎo)致建筑物的沉降，傾斜或水平
2、位移。當(dāng)應(yīng)力超過(guò)地基土的強(qiáng)度時(shí)，地基就會(huì)因喪失穩(wěn)定性而破壞，造成建筑物倒塌。應(yīng)力計(jì)算方法：1.假設(shè)地基土為連續(xù)，均勻，各向同性，半無(wú)限的線彈性體;2.彈性理論。天然地面11zzσczσcz=?z沿水平面均勻分布，且與z成正比，即隨深度按直線規(guī)律分布。故地基中Z深度處的豎直向自重應(yīng)力等于單位面積上的土柱重量。h1地面h2當(dāng)?shù)鼗怯蓭讉€(gè)不同容重的土層組成時(shí)，則任意深度z處的自重應(yīng)力為當(dāng)土層中存在地下水時(shí)，地下水位線以上的土層一般取天然重度，地下水位以下的土層取有效重度，對(duì)毛細(xì)飽和帶的土層取飽和重度。h3
3、h1地面h2在地下水位以下如埋藏有不透水層（如連續(xù)分布的堅(jiān)硬粘性土層）由于不透水層中不存在水的浮力，所以層面及層面以下的自重應(yīng)力應(yīng)按上覆土層的水土總重計(jì)算。h3h1地面h2若地下水位線驟然發(fā)生變化時(shí)，如驟然下降，對(duì)于無(wú)粘性土，由于其滲透性較大，水較容易排除出去，故計(jì)算時(shí)土層的重度選為其實(shí)測(cè)重度；對(duì)于粘性土，由于其滲透性較小，在短時(shí)間內(nèi)，孔隙水來(lái)不及排除出去，故此時(shí)視為土體處于飽和狀態(tài)，計(jì)算時(shí)土層的重度選為其飽和重度。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
4、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。水平向自重應(yīng)力地基中除了存在作用于水平面上的豎向自重應(yīng)力外，還存在作用于豎直面上的水平向自重應(yīng)力根據(jù)彈性力學(xué)和土體的側(cè)限條件，可推導(dǎo)得K0—土的側(cè)壓力系數(shù)，可通過(guò)試驗(yàn)求得，無(wú)試驗(yàn)資料時(shí)可按經(jīng)驗(yàn)公式推算2.2基底壓力概述基底壓力是計(jì)算地基中附加應(yīng)力的外荷載，也是計(jì)算基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)內(nèi)力的外荷載，因此，在計(jì)算地基附加應(yīng)力和基礎(chǔ)內(nèi)力時(shí)，都必須首先研究基底壓力的分布規(guī)律和計(jì)算方法。基底壓力：指上部結(jié)構(gòu)荷載和基礎(chǔ)自重通過(guò)基礎(chǔ)傳遞，在基礎(chǔ)底面處施加于地基上的單位面積壓
5、力?；追戳Γ旱鼗聪蚴┘佑诨A(chǔ)底面上的壓力。基底附加壓力：基底壓力扣除因基礎(chǔ)埋深所開(kāi)挖的自重應(yīng)力之后在基底處施加于地基上的單位面積壓力?；A(chǔ)壓力分布與多種因素有關(guān)，如基礎(chǔ)的形狀、平面尺寸、剛度、埋深、基礎(chǔ)上作用荷載的大小及性質(zhì)、地基土的性質(zhì)等。以剛度較大的條形基礎(chǔ)為例，基底壓力分布如下砂性土地基粘性土地基小荷載小荷載較大荷載較大荷載中心荷載作用下的基底壓力當(dāng)基礎(chǔ)受豎向中心荷載作用時(shí)，假定基底壓力呈均勻分布，按材料力學(xué)公式，可得F—上部結(jié)構(gòu)傳至基礎(chǔ)頂面的豎向力設(shè)計(jì)值，kN；G—基礎(chǔ)自重設(shè)計(jì)值及其上回
6、填土重標(biāo)準(zhǔn)值，kN；b1對(duì)于荷載沿長(zhǎng)度方向均勻分布的條形荷載條形基礎(chǔ)單向偏心荷載作用下的 基底壓力P＋GxxyybLepminpmaxpminpmax基礎(chǔ)受單向偏心荷載作用時(shí)，為了抵抗荷載的偏心作用，設(shè)計(jì)時(shí)通常把基礎(chǔ)底面的長(zhǎng)邊放在偏心方向，此時(shí)，基底壓力按材料力學(xué)短柱的偏心受壓公式計(jì)算，即pminpmaxpminpmaxP＋GxxyybLe當(dāng)e＜L/6時(shí)，基底壓力成梯形分布；pmaxPmin=0pmaxPmin=0P＋GxxyybLe當(dāng)e=L/6時(shí)，基底壓力為三角形分布；P＋GxxyybLepmax
7、Pmin<0pmaxPmin<0xxyyP＋G當(dāng)e＞L/6時(shí)，基底壓力pmin＜0基底附加壓力基底附加壓力是指導(dǎo)致地基中產(chǎn)生附加應(yīng)力的那部分基底壓力。由建筑物荷載和基礎(chǔ)及其回填土自重在基底產(chǎn)生的壓力并不是全部傳給地基，其中一部分要補(bǔ)償由基坑開(kāi)挖所卸除的土體的自重應(yīng)力?；赘郊訅毫η蟮煤?，可將其視為作用在地基表面的荷載，然后進(jìn)行地基中的附加應(yīng)力計(jì)算。--基底標(biāo)高以上各天然土層的加權(quán)平均重度地基中的附加應(yīng)力地基附加應(yīng)力是指由新增外加荷載在地基中產(chǎn)生的應(yīng)力，它是引起地基變形與破壞的主要因素。計(jì)算假定：①基
8、礎(chǔ)剛度為零，即基底作用的是柔性荷載；②地基是連續(xù)、均勻且各向同性的線性變形無(wú)限體。應(yīng)力在計(jì)算中可分為空間問(wèn)題和平面問(wèn)題兩類。豎向集中荷載下地基中附加應(yīng)力的分布規(guī)律：(1)地基附加應(yīng)力的擴(kuò)散分布性；(2)在離基底不同深度處各個(gè)水平面上，以基底中心點(diǎn)下軸線處最大，隨著距離中軸線愈遠(yuǎn)愈?。?3)在荷載分布范圍內(nèi)之下沿垂線方向的任意點(diǎn)，隨深度愈向下附加應(yīng)力愈小。zorP地面r=0z2z3z1zP集中荷載產(chǎn)生的豎向附加應(yīng)力在地基中的分布規(guī)律rPmz⑴在集中力P作用線上，r=0,
