建筑地基基础习题.ppt

例：如图所示，荷载面积2m1m，p=100kPa，求A，E，O ，F，G各点下z=1m深度处的附加应力。 （1）A点下的应力 A点是矩形ABCD的角点，由表3-2 查得KcA=0.1999，故A点下的竖向 附加应力为： （2）E点下的应力 E点将矩形荷载面积分为两个相等小矩形EADI和EBCI。任 一小矩形m=1,n=1,由表2-2查得KcE=0.1752，故E点下的 竖向附加应力为： 【解】 （3）O点下的应力 O点将矩形荷载面积分为四个相等小矩形。任一小矩形 m=1/0.5=2,n=1/0.5=2,由表2-2查得KcO=0.0.1202，故O点下的 竖向附加应力为： （4）F点下的应力 过F点做矩形FGAJ、FJDH、FKCH和FGBK。设矩形FGAJ和FJDH的 角点应力系数为Kc；矩形FGBK和FKCH的角点应力系数为Kc 故G点下的竖向附加应力为： （5）G 点下的应力 过G点做矩形GADH和GBCH。分别求出它们的角点应力系数为 Kc Kc 故G点下的竖向附加应力为： 【例题】某一块试样在天然状态下的体积为 60cm3，称得其质量为108g，将其烘干后称得 质量为96.43g，根据试验得到的土粒比重ds 为2.7，试求试样的湿密度、干密度、含水 率、孔隙比、孔隙率和饱和度。 【解】（1）已知V=60cm3，m=108g，则： =mv=10860g/cm3=1.8g/cm3 （2）已知ms=96.43g，则 mw=m-ms=108-96.43=11.57g 于是= mw / ms11.5796.43=12% d=ms/V=96.43/60=1.6g/cm3 （3）已知ds=2.7，则 Vs= ms /s=96.43 2.7=35.7cm3 Vv=V-Vs=60-35.7=24.3cm3 于是 e= Vv / Vs= 24.335.7=0.68 （4） n= Vv / V=24.3/60=40.5 （5）根据w的定义 Vw = mw /w=11.57 /1=11.57cm3 于是 Sr= Vw / Vv=11.57 /24.3=48 【例】某土样，重量为1.87N，体积为100cm3， 烘干后，烘干土质量为1.67N。已知土粒的相 对密度ds为2.66，试求： 、 、e、sr、d 和 【解】 【例题】有一矩形基础放置在均质粘土层上 ，如图412（a）所示。基础长度L=10m，宽 度B=5m，埋置深度D=1.5m，其上作用着中心 荷载P=10000kN。地基土的天然湿重度为 20kN/m3，饱和重度为21kN/m3,土的压缩曲线 如图（b）所示。地下水位距基底2.5m，试求 基础中心点的沉降量。 【解】（1）中心荷载下基底压力为: 基底附加应力为: p0=p-d=200-20 1.5170kPa （2）因为是均质土，且地下水位在基底以下 2.5m处，取分层厚度Hi=2.5m。 p=P/(LB)=10000/(105)200kPa （3）求各分层面的自重应力（注意：从地面算 起）并绘分布曲线. cz0=d=201.5=30kPa cz1=cz0 +H1=30+202.5=80kPa cz2= cz1 +H2=80+(21-9.8)2.5=108kPa cz3=cz2 +H3=108+(21-9.8)2.5=136kPa cz4=cz3 +H4=136+(21-9.8)2.5=164kPa cz5=cz4 +H5=164+(21-9.8)2.5=192kPa （4）求各分层面的竖向附加应力并绘分布 曲线。计算结果如下表所示。 （5）确定压缩层厚度。从计算结果可知，在 第4点处有z4/ cz40.195f，说明该单元体早已破坏。 （2）利用极限平衡条件来判别 设达到极限平衡条件所需要的小主应力 值为3f，此时把实际存在的大主应力1 = 480kPa及强度指标c，代入公式得 33f，所以该单元土体早已破坏。 也可计算达到极限平衡条件时所需要得大 主应力值为1f，此时把实际存在的大主应 力3 =480kPa及强度指标c，代入公式得 : 11f，所以该单元土体早已破坏。 例题：试设计一浆砌块石挡土墙。墙高5米 ，墙背竖直光滑，墙后填土水平，土的物 理力学指标=18kN/m3,=18，c=0。基 底摩擦系数=0.6，地基承载力特征值 f=200kN/m3。 解：（1)挡土墙断面尺寸的选择 顶宽采用 ： 底宽采用 ： 土压力作用点距离墙趾 ： （2）土压力 ： （3)挡土墙自重和重心 将挡土墙的截面分成一个三角形和一个矩 形，其重量分别为： 重心距离墙趾的距离为： （4)倾覆稳定性验算 （5)滑移稳定性验算 （6)地基承载力验算 作用在基础底面的总竖向力 合力作用点离墙趾的距离 偏心距 （7）墙身强度验算 采用MU20毛石、混合砂浆强度等级M2.5， 砌体抗压强度设计值fc=470kN/m2。验算挡土 墙半高处截面的抗压强度。 该截面的土压力 作用点距该截面的距离 截面以上挡土墙自重 截面上的总竖向力 G3和G4作用点距O1点的距离 其作用点距O1点的距离 偏心距 截面上的竖向应力： 满足要求。 例题10-1： 墙下条形基础在地基荷载效应标准 值组合时，作用在基础顶面上的轴向力 Fk=280kN/m,基础埋d=1.5m,室内外高差 0.6m，为黏土（b=0.3,d=1.6)，其重 度kN/m3,地基承载力特征值 fak=150kPa求该条形基础宽度。 【解】（1）求修正后的地基承载力特征值 假定基础宽度b0.5m，故进行性地基 承载力深度修正。 （2）求基础宽度 因为室内外高差0.6m，故基础自重计算高度 基础宽度： 取b=2m，由于与假定相符，最后取b=2m d fa 【例10-2】有一轴心受压基础，上部结构传来轴 向力FK=850kN,地质条件如图所示，试根据图示地 质资料，验算软弱下卧层承载力是否满足要求。 【解】（1）计算下卧层修正后的地基承载力特征值 已知按持力层承载力求得基础尺寸l=3m,b=2m,基础埋深d=1.5m， 下卧层埋深应为d+z=5m。 下卧层埋深范围内土的加权平均重度为： 经深度修正下卧层承载力设计值为 （4）计算基底平均压力和土的自重压力 （3）确定地基压力扩角 按持力层与下卧层压缩模量之比： (2) 下卧层顶面处的自重应力 查表7.5， （5）计算下卧层顶面处的附加压力pz 满足要求。 （6）验算下卧层承载力 pz 例题10-4 某柱下矩形单独基础。已知按荷载效应标 准组合传至基础顶面的内力值 Fk=920kN,Vk=15KN,MK=235KN.m；地基为粉质粘 土，其重度为=18.5KN/m3,地基承载力特征 值fak=180kPa(b=0.3,d=1.6)基础埋深 d=1.2m，试确定基础底面尺寸。 【解】（1）求修正后的地基承载力特征值 假定基础宽度b3m, 则 （2）初步按轴心受压