最新土中应力计算课件PPT课件.ppt

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1、土中应力计算课件土中应力计算课件 3.1 土中自重应力 在计算土中自重应力时，假设天然地面是一个无限在计算土中自重应力时，假设天然地面是一个无限大的水平面，因而在任意竖直面和大的水平面，因而在任意竖直面和 水平面上均无剪水平面上均无剪应力存在。可取作用于该水平面上任一单位面积的土应力存在。可取作用于该水平面上任一单位面积的土柱体自重计算柱体自重计算( (图图22)22)，即：，即： 地基中除有作用于水平面上的竖向自重应力外，地基中除有作用于水平面上的竖向自重应力外，在竖直面上还作用有水平向的侧向自在竖直面上还作用有水平向的侧向自 重应力。由于重应力。由于沿任一水平面上均匀地无限分布，所以地基土

2、在自重沿任一水平面上均匀地无限分布，所以地基土在自重作用下只能产生竖作用下只能产生竖 向变形，而不能有侧向变形和剪向变形，而不能有侧向变形和剪切形。切形。 czz3.2 基础底面压力3.2.1 基本概念基本概念（1 1）基底接触压力的产生）基底接触压力的产生 建筑物荷重建筑物荷重 基础基础 地基地基在地基与基础的在地基与基础的接触面上产接触面上产生的压力（地基作用于基础底面的反力）生的压力（地基作用于基础底面的反力）（2 2）接触压力的大小影响因素）接触压力的大小影响因素地基土和基础的刚度地基土和基础的刚度荷载荷载基础埋深基础埋深地基土性质地基土性质 3.2.2 基底压力分布形式基底压力分布形

3、式 （1）柔性基础，基底压力大小、分布状况与上部荷）柔性基础，基底压力大小、分布状况与上部荷载的大小、分布状况相同。载的大小、分布状况相同。 (柔性基础基底压力分布) 例如：油罐 土坝荷载 反力变形地面荷载 反力变形地面(刚性基础基底压力分布)例如：箱形基础 混凝土坝（2）刚性基础则不同）刚性基础则不同 马鞍形、抛物线形、钟形马鞍形、抛物线形、钟形3.2.3 基底压力的简化计算基底压力的简化计算1. 1. 中心荷载下的基底压力中心荷载下的基底压力 AGFpblA 2 2偏心荷载下的基底压力偏心荷载下的基底压力 WMlbGFppkkkminkmaxk)61 (kkminkmaxklelbGFpp

4、62blWeGFMkkk)(三角形形心点三角形形心点三角形形心点三角形形心点bkGFp3)(2kkmaxkelk2kkkGFMe 3.2.4 基底附加压力基底附加压力 hppp0ch03.3 土中附加应力3.3.1 基本概念基本概念1 1、定义、定义 附加应力是由于外荷载作用，在地基中产生的应力增量。附加应力是由于外荷载作用，在地基中产生的应力增量。2 2、基本假定、基本假定 地基土是各向同性的、均质的线性变形体，而且在深度和水地基土是各向同性的、均质的线性变形体，而且在深度和水平方向上都是无限延伸的。平方向上都是无限延伸的。3.3.2 竖向集中力作用时的地基附加应竖向集中力作用时的地基附加应

5、力布辛奈斯克解答力布辛奈斯克解答 3253cos2323RPRzPzxyPyzxrRM ddxddyddzdtdtxydtdtxzdtdtyxdtdtzxdtdtyzdtdtzy22yxr22zrR5323RzPz22zrR22/522/5223 1)/(123)(23zPzrzrzPz2zPz3.3.3 矩形和圆形荷载下地基附加应力计矩形和圆形荷载下地基附加应力计算算积分法积分法FFzzzyxddyxpzd2/52223)()(),(231 1、均布的矩形荷载、均布的矩形荷载dxdyp0荷载微单元2/522230)()(23zyxzdxdypdz0cpz2220z2222222222(2)a

6、rctan2()()()plbzzlblzbzlbzzlbzl + b) 1(arctan1)1)() 12(21222222222nmnmnmnnmnmmnc均布矩形荷载角点下的竖向附加应力系数，简称角点均布矩形荷载角点下的竖向附加应力系数，简称角点 应力系数，可查表得到。应力系数，可查表得到。c*对于均布矩形荷载附加应力计算点不位于角点下的情况：对于均布矩形荷载附加应力计算点不位于角点下的情况： (1) (1) o o点在荷载面边缘点在荷载面边缘 (2) (2) o o点在荷载面内点在荷载面内 (3) (3) o o点在荷载面边缘外侧点在荷载面边缘外侧 (4) (4) o o点在荷载面角点

7、外侧点在荷载面角点外侧(1)(1)o o点在荷载面边缘点在荷载面边缘 z z（cccc）p p0 0(2)(2)o o点在荷载面内点在荷载面内z z( (cccccccc) )p p0 0 o o点位于荷载面中心，因点位于荷载面中心，因cc= =cc= =cc= =ccz z=4=4pp0 0(3)(3)o o点在荷载面边缘外侧点在荷载面边缘外侧z z( (cccccccc) )p p0 0(4)(4)o o点在荷载面角点外侧点在荷载面角点外侧 z z( (cccccccc) )p p0 02. 2. 三角形分布的矩形荷载三角形分布的矩形荷载tz101p22222t1212(1)1mnnmnn

8、mndxdypbx0dxdyzyxbxzpdz2/5)22230(23t2ct1z200()pp3. 3. 均布的圆形荷载均布的圆形荷载 Azzzrzpzrdrrzp2 0 r 0 2/3220302/522300)(1)(d23d02/32020)1/1(11przpr3.3.4 平面问题（线荷载和条形荷载）平面问题（线荷载和条形荷载）1 1、平面问题概念：、平面问题概念：2 2、均布线荷载作用下土中应力计算、均布线荷载作用下土中应力计算222341353)(2223zxzpRzpRdypzdzyppd3、均布条形荷载作用下土中应力计算220zsz022221 21 24 (441)arct

9、anarctan22(441)16pnnmnmpmmnmm均布条形荷载下地基中附加应力的分布规律：均布条形荷载下地基中附加应力的分布规律：(1) (1) 地基附加应力的扩散分布性；地基附加应力的扩散分布性；(2) (2) 在离基底不同深度处各个水平面上，以基底中心点下轴在离基底不同深度处各个水平面上，以基底中心点下轴 线处最大，随着距离中轴线愈远愈小；线处最大，随着距离中轴线愈远愈小；(3) (3) 在荷载分布范围内之下沿垂线方向的任意点，随深度愈在荷载分布范围内之下沿垂线方向的任意点，随深度愈 向下附加应力愈小向下附加应力愈小。4、三角形分布条形荷载022) 1() 1()1arctan(arctanpmnnmmnmnnpszbzzxdbpz02223)(2dpbdp