《土力学与地基基础》第4章 地基应力计算
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第四章地基土中的应力计算★概述★土中自重应力计算★基底压力的分布与计算★地基附加应力及有效应力原理第一节概述地基应力计算的目的:1. 计算土体变形,比如建筑物地基的沉降;2. 土体承载力与稳定性分析。
一、地基土中应力分类1.按引起的原因分为自重应力和附加应力自重应力——由土体自身重量所产生的应力。
附加应力——由外荷(静的或动的)引起的土中应力增量。
一、地基土中应力分类2.按作用原理或应力传递方式分为有效应力和孔隙应(压)力有效应力——土粒所传递的粒间应力,它是控制土的体积(或变形)和强度两者变化的土中应力。
孔隙应(压)力——由土孔隙中的水和气体所传递的应力。
二、基本假设视地基土体为连续体半无限的线弹性体均质各向同性体按《弹性力学》的方法进行计算。
三、土中一点的应力状态土中一点的应力状态:---土中一点在各个方向上应力的数值。
三、土中一点的应力状态土力学中,法向应力以压应力为正,拉应力为负。
剪应力的正负号规定是:当剪应力作用面上的法向应力方向与坐标轴的正方向一致,则剪应力的方向与坐标轴正方向一致时为正,反之为负。
第二节自重应力的计算一、均质土体1.竖向自重应力2.水平向自重应力K 0-土的静止侧压力系数z FFz cz γγσ=•=二、成层土体地基为不同土层且无地下水ii h γσ∑=三、有地下水时的自重应力地下水位以下的砂土、粉土以及粘性土液性指数大于等于1时均取浮重度;粘性土液性指数小于等于0时取天然重度,在0~1之间时依最不利原则取其天然或浮重度。
例题4-1、4-2、4-3例题4-3两者相比较可以看出,当地下水位下降时,会引起有效自重应力的增加。
地下水位的升降,使地基土中自重应力也相应发生变化。
当地下水位长期下降时,地基中有效应力增加,从而引起地面大面积沉降;当地下水位长期上升时,会引起地基承载力减少、湿陷性土的塌陷等现象。
第三节基底压力和基底附加压力计算地基---建筑物影响范围内的有限土层。
《土力学与地基基础》课程题库(第4章)一、名词解释自重应力、附加应力、基底压力、基底附加压力二、单项选择题1、下列()是由建筑荷载产生的,并能引起土体产生新的变形和导致土体破坏。
A.自重应力 B.附加应力 C.总应力 D.中性压力2、在均质土中,土的竖向自重应力沿深度的分布规律是()。
A.均匀的 B.曲线的 C.折线的 D.直线的3、在成层土中,土的竖向自重应力沿深度的分布规律是()。
A.均匀的 B.曲线的 C.折线的 D.直线的4、在计算土的自重应力时,若计算点在地下水位以上,应采用土的()进行计算。
A.天然重度 B.饱和重度 C.有效重度 D.干重度5、在计算土的自重应力时,若计算点在地下水位以下,应采用土的()进行计算。
A.天然重度 B.饱和重度 C.有效重度 D.干重度6、当地下水位下降时,土中的自重应力()。
A.将增大 B.将减小C.不变 D.无法判断其变化情况7、关于集中荷载作用下地基附加应力的分布特征,在集中力作用线上会随着深度的增加而出现()的现象。
A.地基附加应力增大 B.地基附加应力减小C.地基附加应力不变 D.无法判断地基附加应力的变化情况8、竖向集中力作用引起的地基附加应力向深部、向四周无限传播。
在传播过程中,地基附加应力()。
A.将增大 B.将减小C.不变 D.无法判断其变化情况9、当有外荷载作用在饱和土体上时,由土颗粒承担的应力称为()。
A.总应力B.有效应力C.孔隙应力D.中性应力三、填空题1、地水位以上,计算竖向自重应力用重度;地下水位以下,计算竖向自重应力用重度。
2、在均质土中,土的竖向自重应力沿深度分布。
在成层土中,土的竖向自重应力沿深度分布。
3、当地下水位下降时,土中的自重应力将。
4、当有外荷载作用在饱和土体上时,由土颗粒承担的应力称为。
5、饱和土的有效应力=-6、自重应力自起算,随深度越大时越。
附加应力自起算,随深度越大时越。
四、判断题1、自重应力是由建筑荷载产生的,并能引起土体产生新的变形和导致土体破坏。
地基中的应力计算地基是地下工程中最基本的构造部分,承受着上部结构的重量和荷载,承担着巨大的压力作用。
在地基设计中,应力计算是非常重要的一部分,它能够提供地基承载力和安全性的评估。
本文将介绍地基中应力计算的方法和计算公式。
首先,需要了解地基中的应力是如何形成的。
地基承受的主要应力有自重应力、活载荷载应力和附加应力。
自重应力是由于地基材料本身的重量所引起的应力,可以通过材料的密度和重力加速度计算得到。
活载荷载应力是由上部结构的荷载所引起的应力,可以根据上部结构的设计荷载计算得到。
附加应力是由于地基中存在的其他因素所引起的应力,比如建筑物的自身形变引起的应力。
接下来,我们介绍如何计算地基中的应力。
地基中的应力计算可以根据不同的地基类型和荷载情况采用不同的方法。
下面以均质土壤的地基为例,介绍几种常用的应力计算方法。
1.利用铁索计算应力:铁索是一种常用的应力计算工具,可以通过测量铁索的伸长量来计算地基中的应力。
首先,在地基中铺设一根长度合适的铁索,然后测量并记录铁索的伸长量。
根据该伸长量和铁索的初始长度,可以通过应力-应变关系计算得到地基中的应力。
2.利用试孔计算应力:试孔是另一种用于计算地基中应力的方法。
首先,在地基中进行试孔,并记录试孔的深度和直径。
然后,根据试孔的直径和土壤的剪切强度,可以计算得到地基中的应力分布情况。
3.利用数值模拟计算应力:数值模拟是一种常用的计算地基应力的方法,它可以通过建立地基的有限元模型来模拟地基的应力分布情况。
首先,需要根据地基的实际情况建立有限元模型,然后通过数值计算方法求解得到地基中的应力。
综上所述,地基中的应力计算是地基设计的重要环节,可以通过铁索、试孔和数值模拟等多种方法进行计算。
在进行应力计算时,需要考虑地基的类型、荷载情况和材料特性等因素,确保计算结果的准确性和可靠性。
地基中的应力计算对于确保地基的稳定性和安全性具有重要意义,是地基设计中不可或缺的一环。
Q2第4章土中应力(答案在最底端)一简答题1.何谓土中应力?它有哪些分类和用途?1.【答】土体在自重、建筑物荷载及其它因素的作用下均可产生土中应力。
一般来说土中应力是指自重应力和附加应力。
土中应力按其起因可分为自重应力和附加应力两种。
自重应力是指土体在自身重力作用下产生的尚未完成的压缩变形,因而仍将产生土体或地基的变形。
附加应力它是地基产生变形的的主要原因,也是导致地基土的强度破坏和失稳的重要原因。
土中应力安土骨架和土中孔隙的分担作用可分为有效应力和孔隙应力两种。
土中有效应力是指土粒所传递的粒间应力。
它是控制土的体积(变形)和强度两者变化的土中应力。
土中孔隙应力是指土中水和土中气所传递的应力。
2.怎样简化土中应力计算模型?在工程中应注意哪些问题?3.地下水位的升降对土中自重应力有何影响?在工程实践中,有哪些问题应充分考虑其影响?4.基底压力分布的影响因素有哪些?简化直线分布的假设条件是什么?5.如何计算基底压力和基底附加压力?两者概念有何不同?6.土中附加应力的产生原因有哪些?在工程实用中应如何考虑?7.在工程中,如何考虑土中应力分布规律?7.【答】由于附加应力扩散分布,他不仅发生在荷载面积之下,而且分布在荷载面积相当大的范围之下。
所以工程中:1、考虑相邻建筑物时,新老建筑物要保持一定的净距,其具体值依原有基础荷载和地基土质而定,一般不宜小于该相邻基础底面高差的1-2倍;2、同样道理,当建筑物的基础临近边坡即坡肩时,会使土坡的下滑力增加,要考虑和分析边坡的稳定性。
要求基础离开边坡有一个最小的控制距离a.3、应力和应变时联系在一起的,附加应力大,地基变形也大;反之,地基变形就小,甚至可以忽略不计。
因此我们在计算地基最终沉降量时,“沉降计算深度”用应力比法确定。
二填空题1.土中应力按成因可分为和。
2.土中应力按土骨架和土中孔隙的分担作用可分为和。
3.地下水位下降则原水位出处的有效自重应力。
4.计算土的自重应力应从算起。
地基中的应力计算在工程建设中,地基承受着来自上部结构以及地面荷载的作用力。
为了确保地基的安全性和稳定性,需要进行应力计算。
地基应力计算的目的是确定地基的承载能力,以评估地基是否能够承受作用力并保持稳定。
下面将详细介绍地基应力计算的方法和步骤。
地基应力计算主要包括两个方面:地基的竖向应力计算和地基的水平应力计算。
1.地基的竖向应力计算:地基的竖向应力计算是为了确定地基的承载能力以及应力的分布情况。
主要有以下几个步骤:步骤一:确定地基的几何形状和土壤参数。
首先,需要确定地基的几何形状,包括地基的宽度、长度和深度。
然后,需要了解土壤的参数,如土壤的重度、黏聚力和内摩擦角等。
这些参数可以通过现场勘察和实验室试验获得。
步骤二:计算作用在地基上的荷载。
根据上部结构的类型和载荷特征,可以计算出作用在地基上的荷载。
常见的荷载包括自重荷载、活荷载和雪荷载等。
步骤三:确定地基的保证率。
地基的保证率是指地基的实际承载能力与设计承载能力之间的比值。
根据实际情况和风险要求,通常选择一个合适的保证率。
步骤四:计算地基的承载能力。
地基的承载能力可以通过不同的方法计算,常用的有下述几种方法:-Ф理论方法:以单轴压缩试验得到的土壤参数进行计算,同时考虑土体参数的变异性。
-岩土工程经验公式:利用大量实测资料得到具有统计学意义的经验公式进行计算。
-土壤参数反分析方法:根据实测的地基沉降数据,通过逆分析得到地基的承载能力。
步骤五:确定地基的应力分布。
通过计算得到地基的承载能力后,可以根据地基的几何形状和土壤参数,计算得到不同深度处的地基应力分布。
2.地基的水平应力计算:地基的水平应力计算是为了确定地基的稳定性。
主要有以下几个步骤:步骤一:确定地基的几何形状和土壤参数。
同样,需要确定地基的几何形状和土壤的参数。
步骤二:确定侧推力。
侧推力是指地基在侧向承受的荷载,通常由侧向土压力和水平荷载等形成。
步骤三:计算地基的稳定性。
通过考虑地基的几何形状、土壤的参数和侧推力等因素,可以计算地基的稳定性。
地基应力计算范文地基是土木工程中承载建筑物和其他结构的基础,因此地基的稳定性和承载能力对工程的安全和可靠性具有重要影响。
地基应力是指土体中由于外力作用而引起的应力状态,它是地基承载能力和变形性质的基础。
本文将对地基应力的计算方法进行详细介绍。
地基应力是由地面载荷和土体自重共同作用引起的。
在地基应力的计算中,需要考虑到土体的本重、活动土压力以及黏聚力和内摩擦角等参数。
首先,地基应力的计算需要确定土体的本重。
土体的本重是指单位体积土体所具有的重量。
根据土体的类型和密度,可以通过测定土样的重量和体积来计算土体的本重。
常见的土体类型包括砂土、粘土、黏土等,它们的本重可以通过实验测定获得。
其次,对于受到地面载荷影响的地基应力计算,需要根据地面载荷的情况进行不同的计算方法。
例如,对于集中载荷作用在地表上的情况,可以利用点载荷的公式来计算地基应力。
对于均布载荷作用在地表上的情况,可以利用均布载荷的公式来计算地基应力。
对于倾斜载荷作用在地表上的情况,需要将载荷分解为水平和垂直两个方向的分力进行计算。
另外,黏聚力和内摩擦角是影响地基应力计算的重要参数。
黏聚力是土体粒子之间的吸附力,它是导致土体固结和粘聚的主要因素。
内摩擦角是土体颗粒之间发生剪切运动时所能够抵抗剪切力的能力。
黏聚力和内摩擦角的值可以通过室内试验或现场取样后进行实验室测试得到。
最后,根据地基应力的计算结果,可以评估地基的承载能力和变形性质。
地基的承载能力是指地基在承受来自建筑物或其他结构的载荷时所能够安全承受的最大荷载。
地基的变形性质是指地基在承受荷载时所发生的变形情况,包括沉降、收缩、膨胀等。
综上所述,地基应力的计算是土力学中的一项重要内容,它对于工程的设计和施工具有重要意义。
通过合理和准确地计算地基应力,可以确保工程的稳定性和安全性,从而为工程的顺利进行提供科学依据。
因此,在土木工程实践中,地基应力的计算是一项必不可少的工作。