土中的应力计算

土中的应力计算第一节概述第二节土中自重应力计算第三节基础底面的压力分布与计算第四节竖向集中力作用下的土中应力计算第五节竖向分布荷载作用下土中应力计算第一节概述研究地基土中应力的目的1.定量的预测土体变形（如地基沉降）、稳定性（如地基、边坡、洞室）等。2.选择合理的基础形式、结构形式3.确定建筑物地基勘探的深度和范围几个基本概念地基与基础自重应力与附加应力

建筑物

基础地基桩端持力层基础：建筑物的下部结构，它将整个建筑物（包括基础）的重量及荷重传递给地基。地基：建筑物修建后，使土体中一定范围内应力状态发生了变化，这部分由建筑物荷载引起土体内应力变化的土层叫地基。持力层：直接与基础接触，并承受压力的土层。

基础天然地基基础，按施工方法、砌置深度分为浅基础（H<5m）：独立基础、条形基础、联合基础、片筏基础、壳体基础等深基础（H>5m）：沉箱、沉井按砌体材料的性质分为柔性基础：基础变形与地基土变形一致，如土坝路基刚性基础：基础本身基本不变形，如砖石、混凝土半刚性基础：如钢筋混凝土地基天然地基人工地基：桩基础：端承桩、摩擦桩人工土基端承桩：将建筑物荷载通过桩传递到埋深较大，有足够支撑能力的基岩上摩擦桩：借助于桩与土间摩擦将建筑物荷重传递到桩周围土层中去，即靠桩土之间摩擦力支撑建筑物自重应力与附加应力自重应力：未修建建筑物之前，由土体重力在土中产生的应力附加应力：修建建筑物后，由建筑物荷重在土体产生的应力增量，称为附加应力附加应力是地基沉降的来源对已经固结稳定的土层，自重应力不再引起地基变形，对未固结土层或人工填土，自重应力是引起变形的原因之一。第二节土体中的自重应力1.均匀地基2.层状地基3.地下水位以下的地基自重应力是有效应力4.自重水平应力可由广义虎克定律推出第三节基础底面的压力分布与计算地基中附加应力计算的思路附加应力的来源：建筑物通过基础传入土中，因此要计算附加应力必须先计算基础底面传到地基顶面的压力（接触压力问题），这个压力对土体来说是外加荷载，据此荷载应用弹性理论来计算土体内的应力分布。基础底面传到地基顶面的压力附加应力地基对基础底面的压力接触压力问题弹性理论接触压力问题接触压力是一个复杂的问题，影响因素很多，例如基础的埋深、尺寸、形状以及土体本身的性质等等，目前尚不能精确确定其具体分布情况。如柔性基础：可以认为基底压力与上部荷载相同刚性基础：基底压力分布：马鞍形、抛物线型、钟型等

接触面处的压力分布求解困难

作用力与反作用力定律：

地基作用在基础底面上的总压力=建筑物的荷重（包括基础的重量）用一个等效力系代替复杂的基底压力材料力学杆件受压公式把基础和地基看成一体用截面法求得基础底面的应力（即土体与基础底面的相互作用力）土体中应力用弹性理论计算问题弹性理论：即假设土体为连续均匀、各向同性、半无限空间弹性体土：三相组成的分散体基底压力计算1.垂直中心荷载作用下基底压力计算2.偏心垂直荷载作用下基底压力计算基础底面附加压力附加压力（p0）：由于建筑物的修建，使基础底面处地基增加的压力修建建筑物之前，基础底面处的压力为D则基底附加压力基底附加压力是地基中附加应力的来源第四节竖向集中力作用下的土中应力计算（一）地表受垂直集中力作用下的附加应力分布(J.Boussinesq,1885)QM(x,y,z)zzRr分析：1.随深度的变化2.R=0处3.计算时，可按r/z求第五节树竖向分布延荷载作用餐下土中应宵力计算均布荷才载：矩军形面积