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1、主要内容3.1 土的自重应力3.2 基底压力3.3 地基附加应力3.4 有效应力原理3 土中应力计算为了对建筑物地基基础进行沉降（变形）、承载力与 稳定性分析，必须掌握建筑前后土中应力的分布和变化 情况。由土体重力引起的应力称为自重应力。自重应力 一般是自土形成之日就在土中产生。附加应力是指由于 外荷载（建筑物荷载、土中水的渗流力等）的作用，在 土中产生的应力增量。两种应力由于产生的原因不同， 因而分布规律和计算方法也不同。n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3.1 土的自重应力土体在自重作用下，在漫长的地质历史时期，已经压 缩稳定，因此，土的自重应力不再引起土的变形。
2、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。一、 均质土的自重应力天然地面11zzcz cz= z 土体中任意深度处的竖向自重应力等于单位面积上土柱 的有效重量二、成层土的自重应力计算说明：1.地下水位以上土层 采用天然重度，地下 水位以下土层采用有 效重度2.非均质土中自重应 力沿深度呈折线分布 天然地面h1h2h33 2 1 水位面1 h1 1 h1 + 2h2 1 h1 + 2h2 + 3h3 【例题3.1】试计算如图所示土层的自重应力及作用在基岩 顶面的土的自重应力和静水压力之和,并绘制自重应力分布 图。三、水平向自重应力天然地面z无侧向变形条件下，水平向自重应力：K
3、0静止侧压力系数对一般地基K0 0.5左右3.2 基底压力 n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。Fn 影响基底压力的因素: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。n 1.柔性基础（如土坝、路基）的刚度很小，好比放在地上 的柔软薄膜，在垂直荷载作用下没有抵抗弯曲变形的能力， 基础随地基一起变形。因此柔性基础接触压力分布与其上部 荷载分布情况相同。n 2.刚性基础（如素混凝土基础）本身的刚度较大，受 荷后基础不出现挠曲变形由于地基与基础的变形必须协 调一致，因此在调整基底沉降
4、使之趋于均匀的同时，基底 压力发生了转移。一、中心荷载作用下的基底压力G= GAd基础上的竖向力设计值(kN)基础自重设计值及其上回填土重标准值总和(kN)； 基础埋深(m)中心荷载作用下的基础，上部结构荷载F与基础自重G的合力通过基底形心，基底压力为均匀分布。平均基底压力为二、偏心荷载作用下的基底压力F+G epmaxpmin对于单向偏心荷载作用下的矩形面积基底的刚性基础两端边缘最 大压力pmax与最小压力pmin可按下式计算：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 pmaxpminel/6时，pmax0，pminl/6pmaxpmi
5、n0pmax pmin=0基底压力重分布实际工程中，基础总是埋置在天然地面以下一定的深 度，势必要进行基坑开挖，该处原有自重应力因基坑开挖 而卸除。因此，在计算由建筑物造成的基底附加压力时， 应扣除基底标高处原有土的自重应力后，才是基础底面处 新增加于地基的附加压力。三、基底附加压力FFd实际情况n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3.3 地基中的附加应力n附加应力：新增外加荷载在地基土体中引起的应力计算方法：假定地基土是各向同性的、均质的、 线性变形体，而且在深度和水平方向上都是无限的。半无限空间体弹性力学
6、基本解一、竖向集中荷载作用下的地基附加应力M(x,y,z )FoyxzxyzrRM(x,y,0 )q 由布辛内斯克解答得z的表达式附加应力分布规律n在集中力作用线上的附加应力最大，向两侧逐渐减小n同一竖向线上的附加应力随深度而变化,随着深度增 加，z逐渐减小n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）二、矩形基础地基中的附加应力计算 矩形基础角点下的竖 向附加应力系数均布矩形角点下的竖向附加应力系数，简称角点应力系数，应用时可查表3.4得到。竖直均布压力作用基底角点下的附加应力计算点在荷载面内 计算点在荷载边缘计算点在荷载边缘外侧计算点在荷载
7、角点外侧n【例3.3】有一矩形底面基础b=4m，l=6m，其上作用 均布荷载p0=100kpa，用角点法计算矩形基础外k点下 深度z=6m处N点竖向应力。n【例3.4】某相邻基础如图所示，试计算甲基础中点O及 角点m下、深度z=2m处的附加应力。三角形分布荷载圆形面积上作用均布荷载三、条形基础地基中的附加应力计算p xzMxzb/2b/2均布荷载情况条形基底竖向附加应力 系数, 均为m ,n的函数 ，其中m=x/b，n=z/b， 可查表得到基础底面长宽 比l / b10利用以上各式可绘制各应力等值线图（应力的相同数值 点的连线）。a.条形荷载的影响深度比方形荷载大；b. 的影响范围较浅，所以在
8、基础下地基土的侧向变形主要发生于浅层；c. 的最大值出现于荷载面积的边缘，所以位于基础 边缘下的土容易发生剪切破坏。总结：对于条形基础地基附加应力计算同样可以采用角点法 ，利用叠加原理，进行计算，计算中应注意不同分布情况的 附加应力系数所对应的附加应力系数表格不同，查表计算时 应该注意。把饱和土体中由孔隙水来承担或传递的应力定义为孔隙水 应力，常以u表示。把通过粒间的接触面传递的应力称为有效应力。3.4 有效应力原理太沙基有效应力原理：平面总面积A粒间接触面积As孔隙水面积Aw（AAs）有效应力原理的应用总结：三种不同情况时，土中的总应力分 布是相同的，土中水的渗流不影响总应力 值。水渗流时土中产生动水力，致使土中 有效应力及孔隙水压力发生变化。土中水自上向下渗流时，动水力方向 与土的重力方向一致，于是有效应力增加 ，而孔隙水压力相应减少。土中水自下向上渗流时，动水力方向与 土的重力方向相反，于是有效应力减少， 而孔隙水压力相应增加。
