第二章土体应力计算;2-1概述;土中的应力按土体中土骨架和土中孔隙(水、气)的应力承担作用原理或应力传递方式可分为有效应力和孔隙应(压)力。;孔隙水应力还可分为分为静孔隙水应力和超静孔隙水应力。;土体的应力按引起的原因分为自重应力和附加应力。;正应力;2-2地基中的自重应力;;;;K0——静止侧压力系数,它是土体在无侧向变形条件下侧
向(水平向)有效应力与竖向有效应力之比。;2-2地基中的自重应力;;2-3基底压力与基底附加应力;基础条件;柔性基础:基底压力与其上的荷载大小及分布相同。;刚性基础:刚度较大,基底压力分布随上部荷载的大小、基础的埋深及土的性质而异。;1.矩形基础;;(二)偏心荷载下的基底压力;1.单向偏心荷载下矩形基础的基底压力;当e=L/6时,基底压力为三角形分布;;(二)偏心荷载下的基底压力;2.双向偏心荷载下矩形基础的基底压力;3.偏心荷载下条形基础的基底压力;(三)倾斜偏心荷载下的基底压力;;2-4地基中的附加应力计算;;(一)竖向集中力作用下地基附加应力——半无限空间体弹性力学基本解;(一)竖向集中力作用下地基附加应力——半无限空间体弹性力学基本解;;;(一)等代荷载法——基本解答的初步应用;(一)竖直均布荷载作用下矩形基底角点下的附加应力;(一)竖直均布荷载作用下矩形基底角点下的附加应力;;;【例题2-2】如图所示,矩形基底长为4m、宽为2m,基础埋深为0.5m,基础两侧土的重度为18kN/m3,由上部中心荷载和基础自重计算的基底均布压力为140kPa。试求基础中心O点下及A点下、H点下z=1m深度处的竖向附加应力。
【解】
(1)先求基底净压力(基底附加应力)pn,由已知条件
pn=p-γod=140-18×0.5=131kPa;(2)求O点下1m深处地基附加应力σzo。
l/b=2/1=2z/b=1/1=1
查表2-2得Ks=0.1999,所以
σzo=4Kspn=4×0.1999×131=104.75(kPa);(3)求A点下1m深处竖向附加应力σzA。
l/b=2/2=1z/b=1/2=0.5
查表2-1应用线性插值方法可得Ks=0.2315σzA=2Kspn=2×0.2315×131=60.65(kPa);(4)求H点下1m深度处竖向应力σzH。
对于HGbQ,HSaG两块面积,长度l宽度b均相同,由例图l/b=2.5/2=1.25z/b=1/2=0.5
查表2-2,利用双向线性插值得Ks=0.2350;(二)矩形面积基底受三角形荷载时角点下的附加应力;(二)矩形面积基底受三角形荷载时角点下的附加应力;;(三)矩形面积基底受水平荷载时角点下的附加应力;(四)圆形面积均布荷载作用中心点的附加应力;线荷载:作用于半无限空间表面宽度趋近于零沿无限长直线
均布的荷载。;;(二)条形基底均布荷载作用下地基附加应力;注意:(1)原点在尖点
(2)X轴正向与荷载增大方向一致;注意:(1)原点在荷载起点
(2)X轴正向与荷载方向一致;基底作用有倾斜偏心荷载时;【例题2-3】如图所示的挡土墙,基础底面宽度为6m,埋置于地面下1.5m处。每米墙自重及其上部其他竖向荷载Fv=2400kN/m,作用位置离墙基础前缘A点3.2m;因土压力等作用墙背受到水平力Fh=400kN/m,其作用点距离基底面2.4m。设地基土重度为19kN/m3,若不计墙后填土附加应力的影响,试求因Fv,Fh作用基础中心点及前缘A点下深度z=7.2m处M点,N点的附加应力。;【解】(1)求作用于基底面上的力及偏心距。
设合力作用点离基底前缘A点的水平距离为x,利用合力矩定理,即
Fv·x=Fv×3.2-Fh×2.4
则x=2.8(m)
于是合力偏心距e=b/2-2.8=0.2(m);合力作用点位于基底面中点的左侧0.2m。
(2)求基底压力。这属于平面问题应用式(2-13),得竖向基底压力;(3)求基底净压力(基底附加应力)。
pn=pmin-γod=320-19×1.5=291.5kPa
pt=pmax-pmin=480-320=160kPa
(4)计算各种压力形式pn,pt,ph引起的地基M点和N点的附加应力。;2-5土坝(堤)自重应力和坝基附加应力;奥斯特伯格公式:;;EndofChapter2
结束