2013土力学-冯老师-第四章-地基应力计算课件

2013土力学-冯老师-第四章-地基应力计算课件目录地基应力计算概述地基自重应力计算附加应力计算地基应力分布规律地基应力计算中的问题与对策01地基应力计算概述地基应力计算是指根据土的力学性质和基础结构形式，通过一定的计算方法，求出作用于基础底面的压力或反力的过程。地基应力计算的主要目的是为了确保建筑物或构筑物的安全稳定，防止地基变形、沉降或滑移等现象的发生，同时为设计、施工和监测提供依据。定义与目的目的定义基于力学原理和数学公式，通过已知的土的物理性质和参数，直接求解出基础底面的压力或反力。解析法利用计算机技术，通过数值模拟软件对土体和基础的相互作用进行模拟和分析，得出基础底面的压力或反力。数值法根据工程实践经验和相关规范，结合地质勘查报告和基础结构设计，估算基础底面的压力或反力。经验法计算方法分类计算步骤与流程选择计算方法根据实际情况选择合适的计算方法，如解析法、数值法或经验法。收集资料收集相关资料，包括地质勘查报告、基础结构设计图纸、土的物理性质和参数等。确定计算目的和要求明确计算的目标和限制条件，如建筑物类型、地质条件、施工条件等。进行计算按照所选方法进行计算，得出基础底面的压力或反力。结果分析和评价对计算结果进行分析和评价，判断其是否满足工程要求和安全稳定性要求，并作出相应的调整和优化。02地基自重应力计算地基自重应力是由于土体自重产生的应力，与土的重度、土层厚度以及土的重力加速度等因素有关。土体自重作用均布压力作用应力分布规律假设地基土层为均质、各向同性的弹性半空间体，自重应力以均布压力的形式作用于土体。地基自重应力沿深度呈线性分布，在水平方向上则均匀分布。030201计算原理自重应力计算公式：σz=γz*k*h参数确定：根据地质勘察资料和试验数据确定土的重度γz、土的侧压力系数k以及土层厚度h。计算公式与参数以某高层建筑基础为例，根据地质勘察资料和设计要求，采用上述公式计算地基自重应力分布。计算实例根据计算结果，分析地基自重应力在不同深度和水平方向的分布规律，为高层建筑基础设计提供依据。结果分析计算实例与结果分析03附加应力计算

计算原理弹性力学原理附加应力计算基于弹性力学原理，考虑土体的弹塑性性质，利用弹性理论公式进行计算。有效应力原理有效应力原理是计算附加应力的基础，它指出土体的自重应力和超静孔隙水压力共同作用于土体，产生附加应力。分层总和法分层总和法是一种常用的附加应力计算方法，将地基分层，在每层界面上应用弹性力学公式计算附加应力，然后求和得到总附加应力。基底压力基底压力是由于建筑物荷载传递到下层土体产生的应力，其大小与建筑物荷载和基底面积有关。自重应力自重应力是由于土体自重产生的应力，其大小与土体的容重和土层深度有关。超静孔隙水压力超静孔隙水压力是由于土体中孔隙水压力的变化产生的附加应力，其大小与土体的含水率和渗透性有关。竖向附加应力计算侧向基底压力侧向基底压力是由于建筑物侧向荷载传递到下层土体产生的应力，其大小与建筑物侧向荷载和基底面积有关。剪切力剪切力是由于土体剪切作用产生的附加应力，其大小与土体的抗剪强度和剪切力的大小有关。水平向自重应力水平向自重应力是由于土体水平方向自重产生的应力，其大小与土体的容重和土层深度有关。水平附加应力计算04地基应力分布规律03应力分布不均匀由于土体各处土质、密度和含水率不同，应力分布在不同位置存在差异。01水平应力大于垂直应力在水平方向上，由于土体的侧压力，水平应力通常大于垂直应力。02离地表越深，应力值越大随着深度的增加，土体受到的压力增大，应力值也随之增大。应力分布特点土的压缩性、内摩擦角、粘聚力等性质对地基应力分布有显著影响。地基土的性质建筑物或其他设施的重量、地面活荷载等，会改变地基应力分布。上部结构的荷载地基的约束条件、埋深、地形地貌等也会影响应力分布。地基的边界条件应力分布影响因素根据地基应力分布规律，评估地基的承载能力，确保建筑安全。地基承载力分析了解应力分布规律有助于预测地基可能发生的变形和沉降。地基变形预测根据实际需求和地质条件，合理设计地基结构，降低成本并提高安全性。优化地基设计应力分布规律的应用05地基应力计算中的问题与对策在进行地基应力计算时，输入的原始数据可能存在误差，如土层厚度、土的性质参数等。输入数据误差为了简化计算过程，地基应力计算中可能会对实际情况进行一些简化，如将连续介质简化为离散的土体单元，这可能导致误差的产生。计算模型简化地基应力计算中的边界条件和初始条件的设定也可能影响计算结果的准确性。边界条件和初始条件计算误差分析对比分析将计算结果与实测数据进行对比，分析误差来源，对计算模型和参数进行修正。敏感性分析分析不同参数对计算结果的影响程度，找出关键参数并进行优化。反演分析通过反演分析，对计算模型进行优化，提高计算结果的准确性。计算结果评价与优化地基变形控制在满足承载力的同时，还应控制地基的变形量，防止因不均匀沉降导致的建