建筑物地基中的应力计算图文丰富

地基中的应力计算

第三章§3.1概述§3.2自重应力§3.3基底的接触压力§3.4各种荷载作用下地基内的附加应力§3.5饱和土的有效应力原理§3.1概述地基的强度问题地基的变形问题地基中的应力状态应力应变关系应力状态及应力应变关系自重应力附加应力基底压力计算有效应力原理建筑物修建以后，建筑物重量等外荷载在地基中引起的应力，所谓的“附加”是指在原来自重应力基础上增加的压力。建筑物修建以前，地基中由土体本身的有效重量所产生的应力。(一)地基的受力状态(本章要解决的问题)yzx∞∞∞∞∞o(1)土力学中应力符号的规定

(二)应力状态及应力应变关系=地基：半无限空间基本概念土力学中符号的规定材料力学+-+-土力学正应力剪应力拉为正压为负顺时针为正逆时针为负压为正拉为负逆时针为正顺时针为负材料力学与土力学的正负号规定正好相反！(三)地基中常见的应力状态yzxo(1)一般应力状态——三维问题==(2)轴对称三维问题应变条件应力条件独立变量：==000000000000yzxo(3)平面应变条件——二维问题垂直于y轴切出的任意断面的几何形状均相同，其地基内的应力状态也相同；沿长度方向有足够长度，L/B≧10；平面应变条件下，土体在x,z平面内可以变形，但在y方向没有变形。(3愿)平面折应变哀条件编——授二维侨问题应变雄条件应力个条件独立猛变量==000000000(4熔)侧限惠应力奔状态——剑一独维问招题水平玩地基半无秧限空结间体；半无夜限弹打性地礼基内偷的自恶重应她力只值与Z有关必；土质怖点或窜土单触元不衡可能南有侧炊向位把移侧限予应变鸡条件跑；任何蹲竖直侄面都向是对饺称面应变输条件AByzxo应变石条件应力乒条件独立肉变量(4易)侧限讯应力碗状态坝——裙一耳维问抄题==00000000000000K0：侧辛压力惭系数§3茫.1概述§3炊.2自重他应力§3骂.4各种织荷载食作用解下地蒸基内雪的附加毯应力§3醒.3基底缝的接卸触压录力§3暴.5饱和伴土的有效祖应力匹原理第三献章娇地基伙中的尘应力茎计算§3寨.2自重蔽应力(一)基本算概念假定字：水平纺地基半无认限空瓦间体半无疾限弹剖性体

有侧攻限应位变条央件一维菊问题定义浓：地基就中由界土体欧本身钟的有效散重量而产偿生的撤应力惜。目的陆：确定抄土体摄的初去始应鞋力状测态计算捏：地下豪水位封以上叨用天穷然容党重，涉地下耻水位酬以下廊用浮数容重成层码地基（二亭）水平且地基膨中的绩自重扫应力1.计算奇公式均质粘地基竖直抵向：思考绑题：水位涝骤降凉后，圣原水吨位到炮现水涉位之令间的饱风和土良层用炒什么硬容重妙？水平助向：竖直男向：水平肾向：容重凉：地下仪水位突以上跳用天够然容享重γ地下陪水位奶以下伍用浮张容重γ’γ2γ3γ1(四)分布糟规律自重榨应力缸分布荒线的苍斜率忘是容丙重；自重幻玉应力睛在等胀容重断地基叔中随梢深度幸呈直推线分顾布；自重胸应力狗在成易层地宽基中稻呈折姑线分备布；在土嫩层分廊界面新处和孟地下肿水位夜处发术生转浊折。均质吓地基成层扑地基(三）雹地包下水记位对自重药应力笔的影乱响§3境.1概述§3片.2自重川应力§3帅.4各种汽荷载蹲作用奶下地乓基内豆的附加逼应力§3棵.3基底寸的接举触压兽力§3滤.5饱和卡土的有效裳应力壮原理第三舞章谋地基五中的淋应力视计算§3拨.3基底骂的接签触压鸦力基底厕压力：基础澡底面仍传递初给地星基表钥面的补压力挑，也竭称基底袋接触灿压力。基底没压力附加庄应力地基排沉降追变形基底体反力基础释结构亿的外蚁荷载上部妹结构靠的自阀重及买各种好荷载跪都是江通过尖基础晓传到铲地基锹中的池。影响仓因素计算捏方法分布闲规律上部铲结构基础地基建筑廊物设始计暂不任考虑陶上部卫结构蚀的影垦响，电使问鹅题得听以简践化；用荷衬载代冒替上点部结座构。(一)影响乘因素基底岁压力基础鼻条件刚度形状大小埋深大小方向分布土类密度土层储结构旁等荷载碎条件地基云条件抗弯确刚度EI=∞疤→M≠0；反证启法:假设韵基底掀压力葵与荷辆载分遗布相克同，峡则地饥基变观形与挨柔性数基础讯情况疗必然母一致妥；分布:中间旧小,两端传无穷镰大。(二)基底抓压力旨分布弹性慌地基运，绝兵对刚扣性基怀础基础方抗弯仪刚度EI=0侄→M=就0；基础扑变形澡能完叹全适际应地已基表杜面的支变形;基础润上下鱼压力舟分布巡寿必须年完全请相同浇，若雅不同哑将会淡产生摩弯矩紧。条形告基础载，竖盖直均拨布荷普载弹性装地基助，完灿全柔叛性基酿础弹塑以性地出基，崖有限冲刚度画基础(二)基底舍压力局分布—荷载扒较小—荷载揉较大砂性证土地缩慧基粘性它土地针基—接近纵弹性鸣解—马鞍海型—抛物谱线型—倒钟携型(三)接触停压力专的弹长性力郊学解1、岭接触俩压力朝的弹稳性力伤学解布辛悔奈斯柱克假行定地袜基是狡半无地限弹柔性体荣，基菌础底疑面没净有摩千擦力券，刚糊性基雁础的宽接触窃压力p按下阁式计址算〕。（1）条便形基糕础的固接触北压力（2）长步方形施基础翼的接谋触压次力（3）圆惧形基冬础的甘接触罚压力(a申)半无坑限弹箭性地环基的窃接触膛压力办分布(b川)端部燃屈服恶时的扩接触洗压力昌分布(a修)砂土嫂地基(b里)粘土史地基刚性盏基础脱的接猪触压早力分徐布砂土宗地基旅与粘老土地脊基的雕接触洲压力岗分布刮规律根据犯圣维挣南原虎理，扮基底秀压力察的具讯体分嚼布形村式对现地基俗应力待计算纯的影士响仅欣局限包于一败定深吐度范壳围；茫超出秃此范鸭围以饿后，阿地基抬中附淋加应研力的怎分布典将与细基底顿压力透的分震布关筹系不锣大，他而只滤取决年于荷想载的白大小狭、方爆向和还合力萝的位鸭置。(四)实用简化遗计算基底滨压力锻的分慰布形蹈式十个分复滤杂简化稿计算购方法旬：假定基底恭压力打按直线愉分布域的材趴料力鼠学方巨法基础介尺寸急较小荷载倍不是摇很大BLPBP’BP’BLPBP’荷载旋条件竖直刻中心竖直戴偏心倾斜能偏心基础午形状矩形条形P’旗—单位他长度上其的荷甩载BLPoxy基础煌形状衡与荷僵载条定件的葵组合(四)实用简化浙计算exeyBLxyxyBLPP矩形爬面积药中心收荷载矩形某面积践偏心真荷载e<滑B/富6:梯形e=谅B/翻6:三角江形e>概B/纲6:出现驱拉应从力区xyBLeexyBLexyBLK3KPPP高耸右结构欢物下拴可能笛的的亮基底剂压力基底蒙压力驴合力也与总傲荷载惹相等土不继能承疫受拉暴力压力坏调整K=瞧B/泽2-沉e矩形脾面积旧单向然偏心贞荷载BePPPvPh倾斜垦偏心瓜荷载分解盒为竖径直向问和水虑平向纤荷载意，水否平荷牧载引爸起的舱基底卧水平沟应力父视为丙均匀猛分布摧。条形泡基础会竖直皆偏心跌荷载§3播.1概述§3构.2自重来应力§3播.4各种挂荷载坏作用赞下地员基内获的附加超应力§3辰.3基底斯的接彩触压闯力§3饲.5饱和调土的有效棕应力弓原理第三裕章灾地基耳中的鲁应力菠计算§3雪.3附加袖应力竖直集中援力矩形免面积戴竖直任均布沙荷载矩形浆面积威竖直乱三角粱形荷植载水平集中属力矩形趋面积放水平庙均布烦荷载竖直渡线布喘荷载条形桂面积俭竖直俱均布贺荷载圆形楚面积廊竖直酿均布污荷载特殊抱面积纯、特亭殊荷善载地基赢中附爸加应维力计摄算竖直集中叉力矩形饱内积冰分矩形见面积搏竖直卵均布逗荷载矩形迁面积雁竖直禁三角班形荷沸载水平龙集中院力矩形巴内积屑分矩形组面积欲水平臣均布斤荷载线积漠分竖直誓线布滔荷载宽度固积分条形攻面积候竖直吩均布筛荷载圆内碗积分圆形匆面积切竖直贝均布驻荷载L/员B≥隐10其他卷：表3－6特殊权荷载姨：将躁荷载乡丰和面寻积进辞行分粉解，极利用富已知虚解和殿叠加挤原理踏求解一.竖直英集中谋力作歉用下徐的附程加应碑力计藏算－耍布辛肤内斯持克课广题yzxoPMxyzrRβM’（P；x,赵y,素z；R,α,β)α一.竖直鄙集中闷力作碎用下矛的附来加应由力计耽算－锈布辛秩内斯冈克课己题查表3－1集中蜻力作光用下徐的应力扎分布扯系数0.捉5队1禁.0妥1.括5否2婚.0歉2.赖5弟3宫.0r/示z0.优50.孟40.齐30.庙20.滴10K竖直临集中凝力作筹用下盛的附辫加应恨力计巧算－布威辛内箭斯克泄课题yzxoPMxyzrRβM’α特点1.σz与α无关补，应垮力呈之轴对哀称分拣布2.σz:τzy:τzx=z:虎y:拥x,合力巡寿过原英点，为与R同向特点3.P作用屡线上粉，r=局0,铸K少=3纷/(某2π）,z隐=0或,σz→∞，z→爸∞，σz=04.在某冻一水俗平面砍上z=野co洞ns买t，r=睛0,差K最大慢，r↑，K减小泛，σz减小5.在某领一圆痕柱面享上r=链co擦ns限t，z=谈0,σz=0，z↑，σz先增群加后尊减小6.σz等值矩线－炸应力次泡一.竖直址集中勇力作惑用下烧的附阵加应良力计搁算－叠布辛剑内斯签克课踏题应力球根球根PP0.纷1P0.厚05案P0.胜02平P0.碎01歌P二.水平臭集中钻力作霜用下扩的附梳加应悦力计循算－家西罗欧提课鼓题PhyzxoMxyzrRβM’α三.矩形寸面积桑竖直费均布黄荷载迹作用治下的句附加雅应力环计算1.角点弦下的催垂直敏附加呀应力投—把—B氏解系的应嘱用矩形宣竖直嗽向均抓布荷盏载角车点下副的应窝力分开布系备数Ks查表勾3-键2p（3－11）74页Mm=舱L/桑B,祸n闪=z就/B2.任意暂点的才垂直距附加河应力灾—角驾点法a.矩形芝面积忌内b.矩形震面积俩外两种赛情况伙：荷载难与应拴力间满足案线性江关系叠加断原理角点书下垂暂直附捏加应力样的计苍算公抱式地基留中任斥意点勾的附丛加应邀力角点罚法三.矩形井面积检竖直来均布助荷载驰作用违下的的附加抱应力肆计算四.矩形啄面积轮三角特形分重布荷淡载作丽用下完的附亩加应轧力计诸算矩形桐面积富竖直井三角搜分布缸荷载索角点主下的灵应力瓶分布星系数查表土3-3ptM五.矩形工面积爸水平狐均布晃荷载岭作用咬下的泽附加锐应力守计算角点层下的狭垂直占附加劣应力炕—抢—C氏解饿的应狡用矩形迟面积召作用颂水平帽均布异荷载遍时角皱点下故的应蚀力分陵布系愚数ph查表波3-4六.竖直伴线布练荷载卸作用耕下的柴附加耻应力罗计算混－弗崭拉曼枪解--悠B氏解傲的应口用M七.条形镰面积洽竖直缩慧均布孤荷载拒作用电下的暮附加跟应力常计算任意冠点下艳的附途加应息力—F氏解积的应产用条形白面积友竖直纷均布侄荷载责作用帅时的休应力资分布妖系数pM查表怒3-5八.圆形者面积典均布宰荷载怀作用默时圆决心下筛的附岔加应江力计庸算R-磁-圆形肤面积蜜的半鱼径从公胃式可干以看奇出，胖垂直便附加常应力σz的值痒，只赵是由辛分布逆荷载盈的大糕小p、圆衰形荷拳载的少半径R与地因基的渔深度纳比R/氧z决定铺，与桨地基复的特滩性（E,胁ν）无唐关。九.影响映土中呆应力蹲分布鼓的因扁素(1奇)上层荒软弱级，下绘层坚洁硬的篇成层北地基2.非均功匀性—成层筋地基中轴唯线附衔近σz比均坐质时龄明显圆增大宿的现驾象—应力踏集中拐；应力潮集中违程度蕉与土拥层刚宗度和笨厚度叨有关认；随H/纲B增大岂，应扬力集反中现丧象逐止渐减碎弱。(2唤)上层谷坚硬复，下纸层软胡弱的辜成层洪地基中轴带线附牺近σz比均暗质时场明显现减小软的现穴象—应帖力扩思散；应力炎扩散鉴程度夫，与低土层达刚度位和厚做度有衡关；随H/B的增揭大，我应力碧扩散泳现象绵逐渐盈减弱钟。1.非线箱性和碗弹塑量性应力晨水平滨较高祖时影葬响较沸大(3证)土的梳变形弹模量嫩随深缴度增未大的夜地基—应钟力集棕中现泪象H均匀成层E1E2>E1H均匀成层E1E2<E13.各向宿异性夕地基当Ex/Ez<1时，植应力汪集中岸——Ex相对歉较小叶，不帖利于黎应力嫩扩散当Ex/Ez>1时，绘应力乌扩散澡——Ex相对撒较大盒，有阳利于且应力共扩散九.影响貌土中裤应力济分布稼的因技素§3萝.5有效怨应力甩原理土＝孔隙某水固体仍颗粒泽骨架+三相盯体系对所嗓受总傲应力昼，骨象架和台孔隙摸流体匙如何裙分担陵？孔隙耍气体+总应羞力总应芒力由头土骨须架和步孔隙搞流体态共同鼠承受它们匙如何画传递斧和相粒互转因化？它们方对土答的变虾形和邪强度捏有何唱影响规？受外塑荷载慌作用Te芹rz羽ag智hi（19遗23）有效扇应力埋原理固结杠理论土力氏学成铲为独姿立的菜学科孔隙费流体1.饱和样土中孙的应厕力形纷态PSPSVaa一.有效岸应力长原理静的基格本概者念PSA：Aw：As：土单贪元的稻断面嘉积颗粒效接触小点的田面积孔隙志水的永断面响积a-皆a断面刷通过志土颗诵粒的淹接触般点有效算应力σ’a-伶a断面戏竖向托力平扔衡：u：孔源隙水铲压力一.有效秩应力淋原理贼的基暑本概货念2.饱和馅土的迹有效档应力共原理（1）饱苍和土勉体内莫任一特平面销上受军到的拐总应未力可塘分为者两部乎分σ’和u，并哗且（2）土场的变俗形与记强度神都只坊取决街于有司效应冲力一般霞地，有效伍应力总应注力已盖知或挨易知孔隙蒸水压偏测定挺或算介定通常,③孔隙络水压冻力的饲作用对土办颗粒笑间摩帐擦、朱土粒芒的破犬碎没忽有贡惩献，举并且凑水不卸能承蜂受剪自应力球，因郊而孔惊隙水钳压力鸦对土灿的强吨度没誉有直泳接的添影响缴；它在邻各个赤方向秃相等继，只寨能使屋土颗阅粒本弟身受扛到等龙向压仅力，架由于顺颗粒锋本身干压缩警模量迹很大轧，故草土粒盈本身晌压缩依变形阅极小企。因理而孔园隙水厉压力甚对变晕形也妇没有伞直接紧的影星响，尤土体陪不会备因为均受到丘水压杆力的塞作用运而变勤得密矩实。①变形互的原旱因颗粒终间克自服摩景擦相孙对滑瘦移、凭滚动君—与σ’有关自；接触秆点处翁应力筝过大呈而破收碎—习与σ’有关依。试想授：海底发与土否粒间赴的接哪触压索力哪苍一种谷情况央下大效？1mσz=u=韵0.园01云MP袍a104mσz=u=叙10酱0M鸣Pa②强度乖的成馒因凝聚不力和惊摩擦剂—与σ’有关一.有效束应力击原理洲的基孤本概包念（2）（1）土的虚变形胸与强半度都区只取算决于犬有效轨应力自重奴应力歪情况（侧窃限应钢变条捆件）二.饱和捕土中燥孔隙蚕水压逮力和近有效才应力共的计眠算(1辨)静水愿条件地下货水位海洋蒜土毛细喂饱和受区(2狮)稳定堂渗流德条件2.附加铃应力府情况(1溉)单向恐压缩施应力扰状态(2巩)等向业压缩砖应力贩状态(3值)偏差健应力芳状态1.自重加应力岸情况二.饱和积土中说孔隙把水压轨力和坚有效拥应力幼的计牧算(1慕)静水烫条件地下亮水位地下放水位携下降而引起σ’增大匠的部积分H1H2σ’=σ-uu=γwH2u=γwH2σ’=σ-u=γH1+γsa趴tH2-γwH2=γH1+(γsa估t-γw)H2=γH1+γ’H2地下脂水位多下降件会引宜起σ’增大健，土穗会产不生压免缩，称这是雅城市怕抽水姓引起秘地面东沉降苹的一站个主跌要原象因。1.自重柴应力件情况海洋殖土(1拔)静水呜条件二.饱和坏土中坑孔隙转水压奶力和蛮有效怕应力绿的计忘算γwH1γwH1σ’=σ-u=γwH1+γsa篇tH2-γwH=γsa论tH2-γw(H酿-H1)=(γsa眉t-γw)H2=γ’H2毛细宅饱和枣区(1忘)静水别条件1.自重窗应力赵情况二.饱和瓣土中坊孔隙双水压蹦力和先有效床应力惊的计径算毛细惯饱和幼区总应忧力孔隙天水压轿力有效陶应力＝－+-HΔh砂层干，承压酒水粘土腊层γsa烦tHΔh砂层纯，排水γsa歪t(2帝)稳定罩渗流爱条件1.自重肺应力猾情况二.饱和逐土中煮孔隙皂水压妨力和察有效来应力处的计相算向上故渗流向下潮渗流土水幕整体形分析A向上警渗流:向下悉渗流:1.自重努应力停情况二.饱和逝土中竭孔隙蹲水压拣力和卫有效号应力匙的计行算HΔh砂层，承压水粘土层γsat渗流拦压密渗透膨压力:思考扫题：水位菌骤降僵后，蝴原水婚位到筹现水微位之鼠间的草饱和什土层泛用什蛇么容壶重？取土集骨架之为隔香离体A向上屿渗流:向下湿渗流:1.自重允应力渠情况二.饱和耕土中冬孔隙肺水压舍力和屿有效握应力露的计赌算HΔh砂层，承压水粘土层γsat自重牺应力:渗透每力:渗透滚力产叮生的恒应力:渗透料力产帆生有江效应月力?2.附加絮应力字情况几种竭简单贪