• 地基中除存在作用于水平面上的竖向自重应力外,还存在作用于竖直 面上的水平向自重应力σcx 和σcy ,根据弹性力学和土体的侧限条件,可 得
• σcx ＝σcy ＝K０σcz
(２-３)
• 式中 K０———土的侧压力系数,可通过试验求得,无试验资料时可按
经验公式推算.
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第三节 基底压力的计算
第二章 地基应力计算
• 第一节 概述 • 第二节 自重应力的计算 • 第三节 基底压力的计算 • 第四节 地基附加应力的计算
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第一节 概 述
• 地基土中应力是指土体在自身重力、建筑物和构筑物荷载,以及其他 因素作用下,土中产生的应力.土中应力过大,会使土体因强度不够而发 生破坏,甚至使土体发生滑动而失去稳定.土中应力的增加还能引起土 体变形,使建筑物发生沉降、倾斜以及水平位移.
• 从自重应力分布曲线的变化规律可知: • (１)自重应力随深度的增加而增加. • (２)土的自重应力分布曲线是一条折线,拐点在 • 土层交界处和地下水水位处. • (３)同一层土的自重应力按直线变化. • 通常情况下,土的自重应力不会引起地基的变形,因为自然界中的天然
土层一般形成年代久远,早已稳定.但对于近期沉积或堆积的土层,在自 重应力作用下会产生地基变形.另外,地下水水位的升降会引起土中自 重应力的变化(图２-３).
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第二节 自重应力的计算
• 式中 σcz ———天然地面以下z 深度处的自重应力(kPa); • G———单位土柱的重力(kN); • A———土柱的底面面积(m２); • γ———土的天然重度(kN/m３). • 天然地基土一般是由若干不同土质的成层土组成的.其原因是土在形
成过程中,沉积条件以及地理环境的改变而导致地基土的性质不同.例 如,地基由n 层土组成,则天然地面以下任意深度处的竖向自重应力为
• 一、基底压应力的分布 • 建筑物荷载是通过基础传递给地基的,基础压应力就是基础底面与地
基接触面积上的压应力,简称基底压力.基底压力又称为接触压力,它是 建筑物的荷载通过基础传递给地基的压力,也是地基作用于基础底面 的反力. • 由试验及弹性理论可知,基底压应力的分布与基础刚度及基底平面形 状、作用在基础上的荷载大小及分布、地基土的性质及基础埋深等因 素有关.若基础刚度很小,可视为柔性基础.在竖向荷载作用下没有抵抗 弯曲变形的能力,基础将随着地基一起变形,所以当基础中心受压时,基 底压力呈均匀分布(图２-５).
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第三节 基底压力的计算
• 刚性基础本身刚度远大于土的刚度,地基与基础的变形协调一致,因此, 中心受压刚性基础置于硬黏性土层上时,由于硬黏性土不容易发生土 颗粒侧向挤出,基底压力为马鞍形分布[图２-６(a)].如将刚性基础置于 砂土表面上,由于基础边缘的砂粒容易朝侧向挤出,基底压力呈抛物线 分布[图２-６(b)].如果将作用于刚性基础上的荷载加大,当地基接近破 坏荷载时,应力图形又变为钟形[图２-６(c)].
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第二节 自重应力的计算
• 式中 σcz ———天然地面以下z 深度处的自重应力(kPa); • n———深度z 范围内的土层总数; • hi———第i层土的厚度(m); • γi———第i层土的天然重度,地下水水位以下的土层取浮重γi(kN/m3). • 自重应力的分布规律:在均质地基中,竖向自重应力沿地基深度呈线性
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第一节 概 述
• 土的压缩性将在第三章详细阐述.对土中附加应力进行简化分析时,可 将荷载看作作用在半无限体的表面,并假定地基土是均匀的、各向同 性的弹性体,并采用弹性力学的有关理论进行计算.这虽然与地基土实 际性质不完全一致,但工程上认为其误差可以接受.
• 土一般不能承受拉力,在土中出现拉力的情况很少.规定法向应力以压 应力为正,以拉应力为负,与一般固体力学中符号的规定相反.剪应力的 正负号规定是:当剪应力作用面上的法向应力方向与坐标轴的正方向 一致时,则剪应力的方向与坐标轴正方向一致时为正,反之为负;若剪应 力作用面上的法向应力方向与坐标轴正方向相反时,则剪应力的方向 与坐标轴正方向相反时为正,反之为负.
上一页Leabharlann 返回第二节 自重应力的计算
• 一、竖向自重应力的计算 • 计算土中自重应力时,一般假定天然地面为一无限大的水平面,将土体
在任意深度处水平面上各点的自重应力视为均匀相对且无限分布;任 何竖直面均视为对称面,根据剪应力互等定理,对称面上均质土体中的 剪应力均等于０,则作用在地基任意深度处的自重应力就等于单位面 积上土柱的重力(图２-１).若假设地面下z 深度内均质土的重度为γ,则 单位面积上土的竖向自重应力为
• 地基土中应力按其产生的原因可分为自重应力和附加应力.由于土受 到自重作用而在地基内产生的应力叫作自重应力.由于受到建筑物荷 载、基坑开挖、人工降水等外部作用,在地基土内产生的应力叫作附 加应力.在附加应力作用下,地基土将产生压缩变形,引起基础沉降,由于 建筑物荷载差异和地基土的不均匀沉降等,基础各部分的沉降往往是 不均匀的,当不均匀沉降超过一定限度时,建筑物将开裂、倾斜或者破 坏.
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第二节 自重应力的计算
• 例如,在软土地区,常因大量抽取地下水,使地下水水位大幅度下降,导致 地基中原地下水水位以下的有效应力增加,而造成地表大面积下沉,其 上的建筑物会产生附加沉降.地下水水位上升,将会导致地基土的湿陷、 膨胀和地基承载力的降低等问题出现,必须重视起来.
• 二、水平向自重应力
三角形分布,如图２-１所示,即土中自重应力的数值大小是与土层厚度 z 成正比的,而地基任意深度同一水平面上的自重应力呈均匀分布.当 地基由成层土组成时,土的竖向自重应力随深度的增加而增大,其应力 分布图形呈折线型(图２-２),地下水水位以下的自重应力应减去土层 所受到的浮力.
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第二节 自重应力的计算
• 一般建筑物基础的刚度介于柔性和刚性之间,基底压力的分布仍是不 均匀的.由于目前没有精确简便的计算方法,一般采用简化计算方法.