土力学与地基基础第三章土自重应力计算
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根据标准贯入试验锤击数测定各类砂的地基承载力(公斤/平方厘米),一般为:①当击数大于30时,密实的砾砂、粗砂、中砂(孔隙比均小于)为4公斤/平方厘米;②当击数小于或等于30而大于15时,中密的砾砂、粗砂、中砂(孔隙比均大于而小于)为3公斤/平方厘米,细砂、粉砂(孔隙比均大于而小于)为—2公斤/平方厘米;③当击数小于或等于15而大于或等于10时,稍密的砾砂、粗砂、中砂(孔隙比均大于而小于)为2,细砂、粉砂(孔隙比均大于而小于)为1—。
对于老和一般粘性土的容许承载力,当锤击数分别为3、5、7、9、11、13、15、17、19、21、23时,则其相应的容许承载力分别为、、、、、、、、、、公斤/平方厘米。
第三章地基应力计算第一节概述建(构)筑物的建造使地基土中原有的应力状态发生了变化,如同其它材料一样,地基土受力后也要产生应力和变形。
在地基土层上建造建(构)筑物,基础将建(构)筑物的荷载传递给地基,使地基中原有的应力状态发生变化,从而引起地基变形,其垂向变形即为沉降。
如果地基应力变化引起的变形量在建(构)筑物容许范围以内,则不致对建(构)筑物的使用和安全造成危害;但是,当外荷载在地基土中引起过大的应力时,过大的地基变形会使建(构)筑物产生过量的沉降,影响建(构)筑物的正常使用,甚至可以使土体发生整体破坏而失去稳定。
因此,研究地基土中应力的分布规律是研究地基和土工建(构)筑物变形和稳定问题的理论依据,它是地基基础设计中的一个十分重要的问题。
地基中的应力按其产生的原因不同,可分为自重应力和附加应力。
二者合起来构成土体中的总应力。
由土的自重在地基内所产生的应力称为自重应力;由建筑物的荷载或其它外荷载(如车辆、堆放在地面的材料重量等)在地基内所产生的应力称为附加应力。
因地震而引起的惯性力也属于外荷载的范围。
对于形成年代比较久远的土,在自重应力的长期作用下,其变形已经稳定,因此,除了新填土外,一般来说,土的自重不再会引起地基土的变形。
土力学王丽琴西安理工大学土建学院岩土工程研究所第三章土中应力第一节概述第二节土体的自重应力计算第三节有效应力原理第四节基底压力的计算第五节地基中的附加应力计算卓越班作业:P 124,1~4,6,7;水工班作业:P 67-68,1,2,4,5本课程中所有计算均可取g=10m/s 2土中应力第三章强度问题变形问题地基中的应力状态应力应变关系土力学中应力符号的规定应力状态自重应力附加应力基底压力计算有效应力原理建筑物修建以后,建筑物重量等外荷载在地基中引起的应力。
所谓的“附加”是指在原来自重应力基础上增加的应力。
建筑物修建以前,地基中由土体本身的有效重量所产生的应力。
本章问题:如何计算地基中的应力?第三章土中应力第一节概述第二节土体的自重应力计算第三节有效应力原理第四节基底压力的计算第五节地基中的附加应力计算一、土力学中应力符号的规定xσzσxzτz xτxσzσxzτz xτ材料力学+-+-土力学正应力剪应力拉为正压为负顺时针为正逆时针为负压为正拉为负逆时针为正顺时针为负③均匀、各向同性体(土层性质变化不大时)②线弹性体(应力较小时)①连续介质(宏观平均)ν、E 与(x, y, z)无关与方向无关碎散体非线性弹塑性成层土各向异性Δσεe p e e线弹性体加载卸载二、土的应力-应变关系的假定理论方法——弹性力学解→求解“弹性”土体中的应力——解析方法→优点:简单,易于绘成图表等三、地基中常见的应力状态yzxo1.空间应力状态——三维问题x e y e xy γyz γγxzγγyxγe ij e =x σy σxy τyz ττxzττyxτσij σ=xσy σxyτyzτz xτzσ王丽琴主讲2. 轴对称三维问题▪应变条件▪应力条件▪独立变量:x y z;e =e e x y z;σ=σσxy yz zx ,,0τττ=xy z x y z,;,σ=σσe =e e x e y e xy γyzγγxz γzy γyx γz e ij e =x σy σxy τyzττxzτzy τyx τzσij σ=000000000y xy yz zx ,,0γγγ=000xσy σxyτyzτz xτzσyσxσzσ一般三维应力状态:三轴应力状态:123σ≥σ≥σ123σ≥σ=σ忽略中主应力的影响理论研究和工程实践中广泛应用zxo3. 平面应变条件——二维问题xσy σxyττz xτzσxσzσxzτz xτ;0y =e 0;0zx yz yx ≠γ=γ=γ●沿长度方向有足够长度,L/B≥10;●垂直于y 轴切出的任意断面的几何形状均相同,其地基内的应力状态也相同;●平面应变条件下,土体在x,z 平面内可以变形,但在y 方向没有变形。