上海交大土力学PPT学习教案.pptx

上海交大土力学
土中应力分布？
土中的应力按引起的原因可分为:
(1)由土本身有效自重在地基内部引起的自重应力;
(2)由外荷(静荷载或动荷载)在地基内部引起的附加应力。
概 述
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土体中应力状态发生变化
引起地基土的变形，导致建筑物的沉降，倾斜或水平位移。
当应力超过地基土的强度时，地基就会因丧失稳定性而破坏，造成建筑物倒塌。
应力计算方法：
，均匀，各向同性，半无限的线弹性体;
。
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土中自重应力
研究目的：确定土体的初始应力状态。
研究方法：土体简化为连续体，应用连续体力学(例如弹性力学)方法来研究土中应力的分布。
假设天然土体是一个半无限体，地面以下土质均匀，天然重度为 (kN/m3)，则在天然地面下任意深度z(m)处的竖向自重应力 (kPa)可取作用于该深度水平面上任一单位面积上土柱的重量 计算
即：
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天然地面
1
1
z
z
σcz
σcz=  z
沿水平面均匀分布，且与z成正比，即随深度按直线规律分布。
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由于地基中的自重应力状态属于侧限应力状态,故 ，且 ，根据广义虎克定理，侧向自重应力 和 应与 成正比，而剪应力均为零，即：
式中:K0―比例系数，称为土的侧压力系数或静止土压力系数。
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(1)土中任意截面都包括有骨架和孔隙的面积，所以在地基应力计算时考虑的是土中单位面积上的平均应力。
(3)土中竖向和侧向的自重应力一般均指有效自重应力。为了简便起见，把常用的竖向有效自重应力 ，简称为自重应力，并改用符号 表示。
(2)假设天然土体是一个半无限体，地基中的自重应力状态属于侧限应力状态，地基土在自重作用下只能产生竖向变形，而不能有侧向变形和剪切变形。地基中任意竖直面和水平面上均无剪应力存在。
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天然地面
h1
h2
h3
3
2
1
水位面
1 h1
1 h1 +  2h2
1 h1 +  2h2 + 3h3
地下水位位于同一土层中，计算自重应力时，地下水位面应作为分层的界面
注意：在地下水位一下，如埋藏有不透水层，由于不透水层中存在水的浮力，所以层面及层面以下的自重应力应按上腹土层的水土总重计算
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基底压力
（一）中心荷载下的基底压力
中心荷载下的基础，其所受荷裁的合力通过基底形心。基底压力假定为均匀分布，此时基底平均压力设计值P(kPa)按下式计算：
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式中：F—作用任基础上的竖向力设计值(kN)；
G—基础自重设计值及其上回填土重标准值的总重(kN)；
式中： —基础及回填土之平均重度，一般取20kN/m3，地下水位以下部分
应扣去浮力，即取10kN/m3；
d —基础埋深，必须从设计地面或室内外平均设计地面算起(m);
A —基底面积(m2)，
对矩形基础A=lb，l和b分别为矩形基底的长度和宽度(m)。
对于荷载沿长度方向均匀分布的条形基础，则沿长度方向截取一单位长度的截条进行基底平均压力设计值p(kPa)的计算，此时上式中A改为b(m)，而F及G则为基础截面内的相应值(kN/m)。
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