土力學(xué)教案課件.ppt

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1、第三章土的應(yīng)力計(jì)算主要內(nèi)容：一、自重應(yīng)力的計(jì)算二、地基附加應(yīng)力的計(jì)算第三章土的應(yīng)力計(jì)算§3-1概述一、土中應(yīng)力主要包括：自重應(yīng)力與地基附加應(yīng)力二、假定條件：假定地基土體為均勻、連續(xù)半無限的彈性體三、計(jì)算理論：彈性理論第三章土的應(yīng)力計(jì)算四、應(yīng)力符號(hào)的規(guī)定：土力學(xué)規(guī)定：（1）壓應(yīng)力為正，拉應(yīng)力為負(fù)；（2）剪應(yīng)力逆時(shí)針為正。第三章土的應(yīng)力計(jì)算§3-2土的自重應(yīng)力一、基本含義：建筑物修建之前，由土體自身有效重量而產(chǎn)生的應(yīng)力。二、計(jì)算：依據(jù)假定條件認(rèn)為土體處于側(cè)限應(yīng)力狀態(tài)。第三章土的應(yīng)力計(jì)算1、均勻土體：（1）豎向自重應(yīng)

2、力：計(jì)算：σCZ=γz單位：KN/m2或kpa分布：相同深度均勻分布，沿深度z直線分布。（2）水平向自重應(yīng)力：計(jì)算：σcx=σcy=k0γz第三章土的應(yīng)力計(jì)算第三章土的應(yīng)力計(jì)算2、成層土體：計(jì)算：σcz=∑γihi3、自重應(yīng)力計(jì)算的幾點(diǎn)提示：（1）關(guān)于計(jì)算點(diǎn)的選?。海?）關(guān)于重度的選?。海?）關(guān)于地基中存在不透水層時(shí)的計(jì)算：第三章土的應(yīng)力計(jì)算三、關(guān)于自重應(yīng)力的說明1、地下水位變化的影響：2、自重應(yīng)力對(duì)地基變形的影響：第三章土的應(yīng)力計(jì)算例3-1某建筑場地地基剖面與有關(guān)指標(biāo)如圖（教材p88圖），試計(jì)算地面下3.6m

3、、6m、9m深度處的自重應(yīng)力，并繪制分布圖。第三章土的應(yīng)力計(jì)算§3-3基底壓力與基底附加壓力一、基底壓力的含義建筑物修建后，由建筑物荷載在基礎(chǔ)底面產(chǎn)生的壓力（實(shí)為應(yīng)力）。也稱為地基與基礎(chǔ)的接觸壓力。第三章土的應(yīng)力計(jì)算第三章土的應(yīng)力計(jì)算二、基底壓力的分布分布規(guī)律主要取決于基礎(chǔ)的剛度和地基土體的性質(zhì)，工程中需簡化方可進(jìn)行計(jì)算。第三章土的應(yīng)力計(jì)算三、基底壓力的計(jì)算1、中心荷載作用：（1）矩形基礎(chǔ)：計(jì)算：p=(F+G)/A單位：KN/m2或kpa（2）條形基礎(chǔ):計(jì)算：p=(F+G)/b單位：同上第三章土的應(yīng)力計(jì)算第三章

4、土的應(yīng)力計(jì)算2、偏心荷載作用：(單向偏心）（1）矩形基礎(chǔ):由M=(F+G)e與w=bl2/6，推得：第三章土的應(yīng)力計(jì)算第三章土的應(yīng)力計(jì)算討論：①e0，基底壓力梯形分布②e=l/6：pmin=0，基底壓力三角形分布③e>l/6：pmin<0,有拉力存在，基底壓力重新分布，此時(shí)pmax=2(F+G)/3bk其中：k=l/2-e第三章土的應(yīng)力計(jì)算第三章土的應(yīng)力計(jì)算（2）條形基礎(chǔ):注：雙向偏心時(shí)基底壓力的計(jì)算，見教材p93公式（4-8a）與（4-8b）第三章土的應(yīng)力計(jì)算四、基底附加壓力1、基本含義：

5、因建筑物修建，在基礎(chǔ)底面處相對(duì)原來所受的自重應(yīng)力而增加那部分基底壓力。2、計(jì)算：p0=p-rmd3、計(jì)算意義：基底附加壓力是產(chǎn)生地基附加應(yīng)力和地基變形的根本原因。第三章土的應(yīng)力計(jì)算例3-2某柱基礎(chǔ)剖面如圖所示，試求基底壓力與基底附加壓力。第三章土的應(yīng)力計(jì)算第三章土的應(yīng)力計(jì)算例3-3教材p115習(xí)題4-9第三章土的應(yīng)力計(jì)算§3-4地基附加應(yīng)力一、基本含義指由基底附加壓力在地基中引起的應(yīng)力，或指由建筑物荷載在地基中引起的應(yīng)力增量。第三章土的應(yīng)力計(jì)算二、地基附加應(yīng)力的計(jì)算（一）豎向集中力作用：彈性力學(xué)理論解答由法國布

6、辛奈斯克于1885年提出。第三章土的應(yīng)力計(jì)算第三章土的應(yīng)力計(jì)算第三章土的應(yīng)力計(jì)算1、布辛奈斯克理論解：即在豎向集中力作用下，半無限彈性體（地基）中任意點(diǎn)M(x,y.z)處六個(gè)應(yīng)力分量和三個(gè)位移分量。其中，豎向正應(yīng)力σz是計(jì)算地基附加應(yīng)力的基礎(chǔ)。計(jì)算公式：第三章土的應(yīng)力計(jì)算2、布氏理論解的應(yīng)用：（1）等代荷載法：適用于任意分布的、形狀不規(guī)則荷載面的地基附加應(yīng)力的計(jì)算。（2）積分法：適用于各種局部荷載下形狀規(guī)則荷載面的地基附加應(yīng)力的計(jì)算。第三章土的應(yīng)力計(jì)算（二）矩形基礎(chǔ)不同分布荷載作用1、豎向均布荷載作用1）角點(diǎn)下

7、地基附加應(yīng)力：方法：以布氏解為基礎(chǔ)通過積分求解矩形基礎(chǔ)角點(diǎn)下任意深度處的地基附加應(yīng)力。計(jì)算公式：第三章土的應(yīng)力計(jì)算第三章土的應(yīng)力計(jì)算2）任意點(diǎn)下地基附加應(yīng)力：角點(diǎn)法(1)角點(diǎn)法及應(yīng)用：(四種情況)①計(jì)算點(diǎn)（o點(diǎn))在荷載面邊緣：②計(jì)算點(diǎn)（o點(diǎn))在荷載面內(nèi)：③計(jì)算點(diǎn)（o點(diǎn))在荷載面邊緣外側(cè)：④計(jì)算點(diǎn)（o點(diǎn))在荷載面角點(diǎn)外側(cè)：第三章土的應(yīng)力計(jì)算(2)角點(diǎn)法應(yīng)用原則：①以計(jì)算點(diǎn)為角點(diǎn)；②以計(jì)算點(diǎn)為角點(diǎn)所劃分新矩形面積的代數(shù)和等于原來荷載面積；③長邊恒為l，短邊恒為b。第三章土的應(yīng)力計(jì)算2、豎向三角形荷載作用(1)零荷載

8、邊角點(diǎn)下地基附加應(yīng)力：方法：以布氏解為基礎(chǔ)通過積分求解零荷載邊角點(diǎn)下任意深度處的地基附加應(yīng)力。計(jì)算公式：第三章土的應(yīng)力計(jì)算第三章土的應(yīng)力計(jì)算（2）最大荷載邊角點(diǎn)下地基附加應(yīng)力：方法：以布氏解為基礎(chǔ)通過積分求解零荷載邊角點(diǎn)下任意深度處的地基附加應(yīng)力。計(jì)算公式：第三章土的應(yīng)力計(jì)算3、豎向梯形荷載作用方法：迭加法第三章土的應(yīng)力計(jì)算例3-4如圖所示，設(shè)矩形基礎(chǔ)面積為2x6m2，基底上作用著豎直