第3章 土的力学性质

土力学与地基基础,冯领香,2015.02,第3章土的力学性质,第一节概述研究应力的意义研究应力的方法概念自重应力由土体自身重量所产生的应力附加应力由外荷载（动、静）引起的土中应力称为附加应力有效应力由土骨架传递的应力孔隙应力由孔隙中的水和气体传递的应力,第二节土的自重应力,弹性理论1半无限空间2.均匀连续各向同性3自重分布面积无限结论：地基中任一竖直面均是对称面不存在剪应力和横向变形只产生竖向变形,一、地基中竖向自重应力,一、均质土二、层状土,注意：地下水的影响1地下水位下降有效应力增加，地表下沉2.地下水位上升对基础形成浮力使地基的抗剪强度降低湿陷性黄土,二、地基中水平向自重应力,例题：三层土地基如图所示，各土层的厚度及重度示于图中，试求各土层交界面处的自重应力，并绘出自重应力沿深度的分布图,总结：自重应力分布曲线的变化规律,（1）土的自重应力分布曲线是一条折线，拐点在土层交界面处和地下水位处。（2）同一层土的自重应力按直线变化。（3）自重应力随深度的增加而增大。,第三节基底压力与基底附加压力,一、基底压力分布,柔性基础刚性基础,二、基底压力简化计算,1中心荷载作用下的基底压力,2偏心荷载作用下的基底压力,三、基底附加压力,基地附加压力：建筑物产生的荷载在地基中增加的压力基础的补偿性设计：采用埋置的箱形基础或地下室1增加埋深，减小基地附加压力2除去土重，较小基底压力,例题：已知：某基础底面尺寸为2m*1.6m，埋深为1.3m，其上作用荷载M=82kNm,P=350kN,Q=60kN,偏心荷载Q偏心距离为0.4m。试求：基底压力，并绘出基底压力分布图。基底附加压力,第四节地基附加应力,概念有效应力由土骨架传递的应力孔隙应力由孔隙中的水和气体传递的应力自重应力由土体自身重量所产生的应力附加应力由外荷载（动、静）引起的土中应力称为附加应力本章：建筑物荷载在土体中引起的附加于原有应力之上的应力。是由于修建建筑物以后在地基内新增加的应力。它是使地基发生变形，引起建筑物沉降的主要原因。,基本假定,弹性理论1半无限空间弹性体2.均匀连续3各向同性,内容,不同地基中应力分布各有其特点,平面问题（线性荷载和条形荷载解答）,空间问题（集中力、矩形和圆形荷载面积）,地基附加应力计算,1.竖向集中力作用下的2.矩形面积上各种分布荷载作用下的竖向均布荷载竖向三角形荷载3.圆形面积作用下的竖向均布荷载时中心点下的4.条形均布竖向荷载竖向均布荷载竖向三角形荷载5.复杂形状荷载,应力扩散现象,附加应力的扩散规律：,1.在集中荷载作用线上（r=0），2.在r0的竖直线上，3.在同一水平面上（z=常数），,1竖向集中力作用下的地基附加应力计算,法：布辛奈斯克,竖向集中力作用下的地基附加应力计算例题：地表作用一集中力P=100kN，（1）求z=2m的水平面上，r=0，1，2，3，4m处各点的附加应力值。并绘制应力曲线（2）求r=0的竖直线上，距地表z=0，1，2，3，4m处各点的附加应力值。并绘制应力曲线（3）绘制=10，5，2，1kPa的等值线图。,2矩形面积竖向均布荷载作用下的地基附加应力,（1）矩形角点下的应力,（2）任意点下的应力角点法面内点：边上点：面外点1：面外点2：,辅助线绘制规则：划分的每一个矩形,都有一个角点M所划分的各矩形面积的总和等于原有受荷矩形面积.所划分的每个矩形中,l为长边,b为短边.,例题：某矩形基础，长为4m，