《土体应力计算.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《土体应力计算.ppt（22页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、土体应力计算 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望确定土体初始确定土体初始应力状态应力状态 土体在自重作用下，在漫长的地质历史时期，已经土体在自重作用下，在漫长的地质历史时期，已经压缩稳定，因此，土的自重应力压缩稳定，因此，土的自重应力不再引起土的变形。不再引起土的变形。但对于新沉积土层或近期人工充填土应考虑自重应力但对于新沉积土层或近期人工充填土应考虑自重应力引起的变形。引起的变形。自重应力自重应力：由于土体本身自重引起的应力：由于土体本身自重引起的应
2、力一、均匀土体的竖向自重应力一、均匀土体的竖向自重应力一、均匀土体的竖向自重应力一、均匀土体的竖向自重应力 土体中任意深度处的竖向自重应力等于单位面积上土柱土体中任意深度处的竖向自重应力等于单位面积上土柱土体中任意深度处的竖向自重应力等于单位面积上土柱土体中任意深度处的竖向自重应力等于单位面积上土柱的有效重量的有效重量的有效重量的有效重量天然地面天然地面11zzcz cz=z 二、成层土的自重应力计算二、成层土的自重应力计算二、成层土的自重应力计算二、成层土的自重应力计算说明：说明：1.地下水位以上砂土地下水位以上砂土层采用天然容重，地层采用天然容重，地下水位以下砂土层采下水位以下砂土层采用浮
3、容重。用浮容重。2.非均质土中自重应非均质土中自重应力沿深度呈折线分布力沿深度呈折线分布 天然地面天然地面h1h2h33 2 1 水位面水位面1 h1 1 h1+2h2 1 h1+2h2+3h3 三、水平向自重应力三、水平向自重应力三、水平向自重应力三、水平向自重应力天然地面天然地面z静止侧压静止侧压力系数力系数四、例题分析四、例题分析四、例题分析四、例题分析【例】【例】一地基由多层土组成，地质剖面如下图所示，试计算一地基由多层土组成，地质剖面如下图所示，试计算一地基由多层土组成，地质剖面如下图所示，试计算一地基由多层土组成，地质剖面如下图所示，试计算并绘制自重应力并绘制自重应力并绘制自重应力
4、并绘制自重应力cz沿深度的分布图沿深度的分布图沿深度的分布图沿深度的分布图 57.0kPa80.1kPa103.1kPa150.1kPa194.1kPa第三节第三节 基底压力与基底附加应力基底压力与基底附加应力1.柔性基础的底面压力分布与作用的荷载分布形状相同；刚性基础的底面压力分布形状同荷载大小有关，还与基础埋深及土的性质有关。2.基底压力的简化计算法 1）中心荷载时：2）偏心荷载时：3.基底附加应力-基底净压力：PPd实际情况实际情况基底附加压力在数基底附加压力在数值上等于基底压力值上等于基底压力扣除基底标高处原扣除基底标高处原有土体的自重应力有土体的自重应力附加应力附加应力附加应力附加应
5、力：新增外加荷载在地基土体中引起的应力：新增外加荷载在地基土体中引起的应力：新增外加荷载在地基土体中引起的应力：新增外加荷载在地基土体中引起的应力不同地基不同地基中应力分中应力分布各有其布各有其特点特点平面问题平面问题空间问题空间问题x x,z z的函数的函数x x,y y,z z的函数的函数第四节第四节 地基中的附加应力计算地基中的附加应力计算一、附加应力基本解答一、附加应力基本解答竖向集中力：虽然在实践中是没有集中力的，但它在土竖向集中力：虽然在实践中是没有集中力的，但它在土的应力计算中是一个基本公式，应用集中力的解答，通的应力计算中是一个基本公式，应用集中力的解答，通过叠加原理或积分的方
6、法可以得到各种分布荷载作用时过叠加原理或积分的方法可以得到各种分布荷载作用时的土中应力计算公式。的土中应力计算公式。18851885年法国学者布西奈斯克解年法国学者布西奈斯克解 M(x,y,z)FoyxzxyzrRM(x,y,0),0)q 附加应力系数附加应力系数 1.1.空间问题空间问题:若作用的荷载是分布在有限面积范围内若作用的荷载是分布在有限面积范围内,土中应土中应力与计算点的空间坐标力与计算点的空间坐标 有关有关,这类解均属于空这类解均属于空间问题间问题.1 1）竖直均布荷载作用矩形基底角点下的附加应力竖直均布荷载作用矩形基底角点下的附加应力2 2）矩形面积基底受三角形分布荷载时角点下
7、的附加应力。矩形面积基底受三角形分布荷载时角点下的附加应力。3 3）矩形面积基底受水平荷载作用角点下的竖向附加应力矩形面积基底受水平荷载作用角点下的竖向附加应力4 4）圆形面积均布荷载作用中心点的附加应力圆形面积均布荷载作用中心点的附加应力竖直均布压力矩形基底角点下的附加应力系数竖直均布压力矩形基底角点下的附加应力系数M M查表查表2-2矩形面积竖直均布荷载作用下的附加应力计算矩形面积竖直均布荷载作用下的附加应力计算角点法角点法角点法角点法计算地基附加应力计算地基附加应力计算地基附加应力计算地基附加应力zMoIVIIIIIIo oIIIIIIIV计算点在基底内计算点在基底内p角点法角点法角点法
8、角点法计算地基附加应力计算地基附加应力计算地基附加应力计算地基附加应力计算点在基底边缘点计算点在基底边缘点计算点在基底边缘点计算点在基底边缘点IIIo oo o计算点在基底边缘外计算点在基底边缘外IIIIo oIVo oII角点法角点法角点法角点法计算地基附加应力计算地基附加应力计算地基附加应力计算地基附加应力计算点在基底角点外计算点在基底角点外计算点在基底角点外计算点在基底角点外Io oo oIIIIIIV例题例题2-22-2M M矩形面积竖直三角分布荷载角点下的附加应力系数矩形面积竖直三角分布荷载角点下的附加应力系数矩形面积基底受三角形分布荷载时角点下的附加应力矩形面积基底受三角形分布荷载
9、时角点下的附加应力查表查表2-3原点取在荷载原点取在荷载为零的角点上为零的角点上1122矩形面积基底受水平荷载作用角点下的竖向附加应力矩形面积基底受水平荷载作用角点下的竖向附加应力水平荷载作用时地基竖向水平荷载作用时地基竖向附加应力系数，查表附加应力系数，查表2-42-42.平面问题:若在半无限弹性体表面作用无限长条形的分布荷载,荷载在宽度的方向分布是任意的,但在长度方向的分布规律则是相同的,在计算土中任一点的应力时在计算土中任一点的应力时,只与该点只与该点的平面坐标的平面坐标 有关有关,而与荷载长度方向而与荷载长度方向Y Y轴无关轴无关,这种这种情况属于平面应变问题情况属于平面应变问题.1）
10、竖直线荷载作用时地基附加应力。2）条形基底均布荷载作用下地基附加应力。3）三角形分布条形荷载的土中应力计算。基础底面长宽基础底面长宽比比l/b条形基础条形基础基础底面长宽基础底面长宽比比l/b10理想情况实际情况线积分线积分M M符拉蒙解答符拉蒙解答pnxzMxzb均布荷载情况均布荷载情况ptxzMxzb三角形荷载情况三角形荷载情况Ksx,Ktz为条形基底竖向为条形基底竖向附加应力系数附加应力系数,均为均为m ,n的函数，其中的函数，其中m=x/b，n=z/b，可查表可查表2-62-6、2-72-7得到得到见例题见例题2-3注意原点位置注意原点位置第第5 5节节 土坝（堤）自重应力和坝基附加应
11、力土坝（堤）自重应力和坝基附加应力自重应力：自重应力：坝身任意点自重应力均等于单位面积上该计算点以上土柱坝身任意点自重应力均等于单位面积上该计算点以上土柱的有效重度与土柱高度的乘积。的有效重度与土柱高度的乘积。附加应力：附加应力：l 土坝属柔性基础，基底压力为梯形分布。计算地基中土坝属柔性基础，基底压力为梯形分布。计算地基中任意点的附加应力，可将梯形分布压力分解成两个三任意点的附加应力，可将梯形分布压力分解成两个三角形分布压力和一个均匀分布压力，再分别计算叠加。角形分布压力和一个均匀分布压力，再分别计算叠加。l可按可按Osterberg公式计算，即公式计算，即附加应力系数附加应力系数 查图查图2-27(a)、(b)、(c)