2013土力学-冯老师-第四章-地基应力计算

土力学SoilMechanics,冯晓腊教授崔德山副教授,第四章地基应力计算,第一节概述第二节自重应力第三节地基附加应力第四节基底附加应力第五节有效应力原理第六节应力路径,目录,强度问题,变形问题,地基中的应力状态,土力学中应力符号的规定,1、应力状态及应力应变关系,2、自重应力,3、附加应力,4、基底压力计算,本章重点,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。,应力应变关系,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。,基础底面与地基之间的接触应力。,第一节概述,一、建筑物荷重基础地基土体产生应力变形沉降（垂向变形）对已有建筑物产生影响。,地基：支承建筑物荷载的土层。持力层：与建筑物基础底面直接接触的土层。下卧层：持力层下面的土层。,土中应力分类,按起因分,自重应力（自重压力）附加应力（附加压力）,按土骨架和土中孔隙的分担作用,土中应力,有效应力孔隙应力,应力计算基本假定,均质、各向同性、线性变形体,孔隙气压孔隙水压,自重应力对土体变形的影响与其沉积时间有关。附加应力是引起地基土体变形的主要原因。,Fn,理想弹性体：符合胡克定律几个基本概念无限大平面与半无限大空间平面与空间问题,理想弹性体,应变,应力,a,y,x,z,0,注意应力符号及正负与材料力学中异同点,三维应力状态（一般应力状态）,地基中的应力状态（1）,三维应力状态（三轴应力状态）,应变条件,应力条件,独立变量,二维应力状态（平面应变状态）,垂直于y轴断面的几何形状与应力状态相同沿y方向有足够长度，L/B10在x,z平面内可以变形，但在y方向没有变形,二维应力状态（平面应变状态）,应变条件,应力条件,独立变量,侧限应力状态：指侧向应变为零的一种应力状态,水平地基半无限空间体半无限弹性地基内的自重应力只与Z有关土质点或土单元不可能有侧向位移侧限应变条件任何竖直面都是对称面,应变条件,侧限应力状态：侧向应变为零的一种应力状态,应变条件,应力条件,独立变量,E、与位置和方向无关,理论：弹性力学解求解“弹性”土体中的应力方法：解析方法优点：简单，易于绘成图表等,碎散体,非线性弹塑性,成层土各向异性,应力计算时的基本假定：,连续介质（宏观平均）,线弹性体（应力较小时）,均质各向同性体（土层性质变化不大）,土力学中应力符号的规定地基中常见的应力状态应力计算时的基本假定,三维应力状态三轴应力状态平面应变状态侧限应力状态,连续弹性均质各向同性,小结,第二节自重应力,3.如果土层位于地下水位以下，则必须用有效重度代替天然重度。即：竖直向自重应力SZ=Z（kNm2）4.主要计算沉降，讨论竖直自重应力SZ。,思考题：水位骤降后，原水位到现水位之间的饱和土层用什么容重？,3.成层土的自重应力分布曲线的变化规律：分布曲线是一条折线，拐点位于土层交界处和地下水位处同一层土的自重应力按直线变化自重应力随深度的增加而增大,三土坝的自重应力1.对于中小型土坝，采用已有自重应力计算公式。2.对大型土坝，采用三维有限元法计算,例题4-1,计算并绘制出地基中的自重应力沿深度的分布曲线。,例题,分布