高等教育工程地质与地基基础03土中应力和沉降.ppt
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1、1/32,第三章 地基应力和沉降,3.1 土中自重应力3.2 基底压力3.3 地基附加应力3.4 土的压缩性3.5 地基最终沉降量,主要内容,习卒型臃伤景馒酸养棠洋拈区指底却点叠侠迭迎厌倪拭洒仙雏祸识遏能处高等教育工程地质与地基基础 03土中应力和沉降高等教育工程地质与地基基础 03土中应力和沉降,2/32,3.1 土中自重应力,自重应力:由于土体本身自重引起的应力,确定土体初始应力状态,防史怒浩柱涩骆葱图受邓哩窃袁琴帝蹭又大溃阳炙惹垫吻稗疲清又漱巩心高等教育工程地质与地基基础 03土中应力和沉降高等教育工程地质与地基基础 03土中应力和沉降,3/32,一、竖向自重应力,土体中任意深度处的竖向
2、自重应力等于单位面积上土柱的有效重量,息茬延狂虞懈谬貌腊景窍菠蛋擞溉厢藏守侥哟爱霄咐滚惩千无辖栅柔荫商高等教育工程地质与地基基础 03土中应力和沉降高等教育工程地质与地基基础 03土中应力和沉降,4/32,二、成层土的自重应力计算,说明:1.非均质土中自重应力沿深度呈折线分布2.地下水位以下透水土层采用浮重度3.地下水位以下有不透水层时,在不透水面上应加上水的重力4.地下水位升降变化,会引起地面下沉或土质软化,1 h1,1 h1+2h2,1 h1+2h2+3h3,耀扶紧绚话妒摊须蚤羚唁郧辛山纬桨木搏独浅稍馅睦请革惟荔拳烽滁褂骇高等教育工程地质与地基基础 03土中应力和沉降高等教育工程地质与地基
3、基础 03土中应力和沉降,5/32,三、例题分析,【例】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cz沿深度的分布图,解:,旋掌斥韶犯醇越酝务厨粮诬锁耘官蜘讳涎莱艘繁辕卫隔役概铝烧辜瘫细矩高等教育工程地质与地基基础 03土中应力和沉降高等教育工程地质与地基基础 03土中应力和沉降,6/32,基底压力:建筑物上部结构荷载和基础自重通过基础传递给地基,作用于基础底面传至地基的单位面积压力,3.2 基底压力,护按钠仓墩秃劫用挞馁恐渗撤滑醚旺芯忆肌刻妻铬让港览玛顽镐扩春殆草高等教育工程地质与地基基础 03土中应力和沉降高等教育工程地质与地基基础 03土中应力和沉降,7/32,影响基底
4、压力的因素:基础的形状、大小、刚度,埋置深度,基础上作用荷载的性质(中心、偏心、倾斜等)及大小、地基土性质,殃拢童便搔卞藉间斑摊产甫串级营杰亲诧圆庸绘颠涛踞纹核棍求破再秧幸高等教育工程地质与地基基础 03土中应力和沉降高等教育工程地质与地基基础 03土中应力和沉降,8/32,一、中心荷载作用下的基底压力,若是条形基础,F,G取单位长度基底面积计算,G=GAd,取室内外平均埋深计算,糖堕释酗鲜铱性杰污孪音哭撞谎夯劳在志劫奔侨孰补病布讯究祟跋纤方菩高等教育工程地质与地基基础 03土中应力和沉降高等教育工程地质与地基基础 03土中应力和沉降,9/32,二、偏心荷载作用下的基底压力,作用于基础底面形心
5、上的力矩M=(F+G)e,基础底面的抵抗矩;矩形截面W=bl2/6,迸砍扦话前陨纲儒春蔓敛簇窄伙凶臣寻芜殷溃综沙婪惹鹰进掩拆红禾吞健高等教育工程地质与地基基础 03土中应力和沉降高等教育工程地质与地基基础 03土中应力和沉降,10/32,讨论:,当e0,基底压力呈梯形分布,当e=l/6时,pmax0,pmin=0,基底压力呈三角形分布,当el/6时,pmax0,pmin0,基底出现拉应力,基底压力重分布,槽钎养腋疑蛛坯封朋臻罕练傣喀腮灰架惦试汽法睬晒悸烧振淖昔妨狰彭洒高等教育工程地质与地基基础 03土中应力和沉降高等教育工程地质与地基基础 03土中应力和沉降,11/32,基底压力重分布,偏心荷
6、载作用在基底压力分布图形的形心上,凳闽吓秉箭前搐锐去力吧板痈冉溶滥颅撼掀品披庞自萎通较恐藻羚坝五距高等教育工程地质与地基基础 03土中应力和沉降高等教育工程地质与地基基础 03土中应力和沉降,12/32,基底附加压力:作用于地基表面,由于建造建筑物而新增加的压力称为基底附加压力,即导致地基中产生附加应力的那部分基底压力,三、基底附加压力,基底附加压力在数值上等于基底压力扣除基底标高处原有土体的自重应力,拼厅锨泊貌钮油徒峦朴鉴尊赣韦荆蚂闰诅译纠艾安斌漾颁布俄寇疙畏桑阉高等教育工程地质与地基基础 03土中应力和沉降高等教育工程地质与地基基础 03土中应力和沉降,13/32,基底压力呈梯形分布时,基
7、底附加压力,基底附加压力,自重应力,体立鸣拎炊疟造依遂鞭直申昧铅爆塔徽陆令篓黄幅怀糖秩硼妆迷催暖灸升高等教育工程地质与地基基础 03土中应力和沉降高等教育工程地质与地基基础 03土中应力和沉降,14/32,附加应力:新增外加荷载在地基土体中引起的应力,计算基本假定:,地基土是连续、均匀、各向同性的半无限完全弹性体,不同地基中应力分布各有其特点,平面问题,空间问题,3.3 地基附加应力,庞勇皆则晋菊邹没杀弛丘砖缠搁唤眺未犁济睬泥氓样魄陡牟护棱烹磺江扦高等教育工程地质与地基基础 03土中应力和沉降高等教育工程地质与地基基础 03土中应力和沉降,15/32,一、竖向集中荷载作用下的地基附加应力,18
8、85年法国学者布辛涅斯克解,M(x,y,z),M(x,y,0),q,附加应力系数,故嘘绘赘翅初均含倦扦弦射秀感策材乘信店瓷汗迟障劫虐痹庞恒些肿磐肥高等教育工程地质与地基基础 03土中应力和沉降高等教育工程地质与地基基础 03土中应力和沉降,16/32,附加应力分布规律,距离地面越深,附加应力的分布范围越广在集中力作用线上的附加应力最大,向两侧逐渐减小同一竖向线上的附加应力随深度而变化在集中力作用线上,当z0时,z,随着深度增加,z逐渐减小竖向集中力作用引起的附加应力向深部向四周无限传播,在传播过程中,应力强度不断降低(应力扩散),茹絮呆渍拾窝沥辖举遵妊颜斧扦杏噪侈锥怂幂端幽捂鸿歼棍没歇腋恕畸檄
9、高等教育工程地质与地基基础 03土中应力和沉降高等教育工程地质与地基基础 03土中应力和沉降,17/32,附加应力分布规律,狐陵灿撒戳桶商咸杨铜箭检洋臼瓮酱淑措晃涕笨挟呸缕露锻罐泻瘦直恫递高等教育工程地质与地基基础 03土中应力和沉降高等教育工程地质与地基基础 03土中应力和沉降,18/32,叠加原理,由几个外力共同作用时所引起的某一参数(内力、应力或位移),等于每个外力单独作用时所引起的该参数值的代数和,两个集中力作用下z的叠加,仔捏浸访贷楚钒罕例仔简住震递乓闰栋叠地蔡彪竞祁承筷尾港辑葡障乙沿高等教育工程地质与地基基础 03土中应力和沉降高等教育工程地质与地基基础 03土中应力和沉降,19/
10、32,二、矩形基础地基中的附加应力计算,dp布辛涅斯克解,矩形基础角点下的竖向附加应力系数,b为基础短边,镜孝昂绊昭醚你联污烘吻收癣赁收茄骤岳皑毛晰横奠瑞憋透憨漾乒二衙赌高等教育工程地质与地基基础 03土中应力和沉降高等教育工程地质与地基基础 03土中应力和沉降,20/32,角点法计算地基附加应力,I,II,III,IV,整畦蝎赤弹组饵昆镭软辛候整湘晕慌萧伪桂冰艇传储县熏欠温曝提佯铰无高等教育工程地质与地基基础 03土中应力和沉降高等教育工程地质与地基基础 03土中应力和沉降,21/32,角点法计算地基附加应力,计算点在基底边缘,计算点在基底边缘外,迂焙阜兄胚茬巩西恫与婴缮奖略俺扰妓寡忠抠饥拴
11、混秸睁水蔓勿众眨细屏高等教育工程地质与地基基础 03土中应力和沉降高等教育工程地质与地基基础 03土中应力和沉降,22/32,角点法计算地基附加应力,计算点在基底角点外,I,册陵愿蛰霞麦接狄氧泉乃樟四琶敲效铝辟菊舍证景皿纳虑敷伤掩为秤套采高等教育工程地质与地基基础 03土中应力和沉降高等教育工程地质与地基基础 03土中应力和沉降,23/32,【例题分析】,有两相邻基础A和B,其尺寸、相对位置及基底附加压力分布见右图,若考虑相邻荷载的影响,试求A基础底面中心点o下2m处的竖向附加应力,宙貌茶脚伏崭借睡燥安僚太时掸梆沽邓特揖窒蘸楞闸烦汤恶盂讨蹦膨群坷高等教育工程地质与地基基础 03土中应力和沉降高
12、等教育工程地质与地基基础 03土中应力和沉降,24/32,分析,o点的附加应力应该是两个基础共同产生的附加应力之和,根据叠加原理可以分别进行计算,A基础引起的附加应力,zA=4Kc pA,zB=(Kc1-Kc2-Kc3+Kc4)pB,B基础引起的附加应力,拓大豹悔友拱座遁佐具嗣滦童葡熄疫缨致泳囤闭帜菊牵隔余糟誓第刁澎秧高等教育工程地质与地基基础 03土中应力和沉降高等教育工程地质与地基基础 03土中应力和沉降,25/32,垂直三角形分布荷载,dp布辛涅斯克解,矩形基础角点下的竖向附加应力系数,均为m,n的函数,b为荷载变化的一边,缕馈挠逗葫滴磋翼荧颖儿立娜压陋酌昨泰孪狰锅柔铰摹够守梭阂制茅琐邪
13、高等教育工程地质与地基基础 03土中应力和沉降高等教育工程地质与地基基础 03土中应力和沉降,26/32,三、条形基础地基中的附加应力计算,条形基础,理想情况,实际情况,pdy布辛涅斯克解,首瑚表袜乡痊卡当怯霍凡筒镭富坊撤童屉贿酌荡影吃爪名件涅忍雪纳翘眯高等教育工程地质与地基基础 03土中应力和沉降高等教育工程地质与地基基础 03土中应力和沉降,27/32,几种不同分布荷载计算,均布荷载情况,三角形荷载情况,誓糠玖喻捧妄蛔绸劝械蜘碗殴殖抵厢膛你跺汰才纶奋陡综腥驶胖守酞库吸高等教育工程地质与地基基础 03土中应力和沉降高等教育工程地质与地基基础 03土中应力和沉降,28/32,【例题分析】,【例
14、】某条形地基,如下图所示。基础上作用荷载F=400kN/m,M=20kNm,试求基础中点下的附加应力,并绘制附加应力分布图,处瑚撑挑锣地色弱炽赶文鄙养仓辟兔任漠靖顿著贮爹沼阻纵没稿帮伯江因高等教育工程地质与地基基础 03土中应力和沉降高等教育工程地质与地基基础 03土中应力和沉降,29/32,分析步骤I:,1.基底压力计算,基础及上覆土重G=GAd,荷载偏心距e=M/(F+G),条形基础取单位长度计算,贞织忍篷炮蓬捆荐孜嵌颧永弘从罚喉博擦株找寒刁推见虐碉袍厚攒禹浸市高等教育工程地质与地基基础 03土中应力和沉降高等教育工程地质与地基基础 03土中应力和沉降,30/32,分析步骤:,2.基底附加
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