2土中应力计算
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土体中的应力计算
在土体中,应力是指单位面积上的力的作用,可以分为垂直应力和水平应力。垂直应力是指垂直于土体中其中一点的力的作用,通常用σ表示,单位为N/m²或Pa;水平应力是指与土体中其中一点切向的力的作用,通常用τ表示,单位为N/m²或Pa。
在计算土体中的应力时,需要先确定作用力的大小和方向。作用力可以分为自重应力、表面荷载和边界条件所引起的应力。自重应力是由土体自身的重力引起的应力,可以通过土体的密度和重力加速度来计算;表面荷载是由于外界施加在土体上的荷载,可以通过荷载的大小和分布情况来计算;边界条件所引起的应力是由于土体边界的约束而产生的应力,可以根据边界条件的空间限制来计算。
计算垂直应力时,需要将作用力作用在单位面积上,即垂直应力等于作用力的大小除以土体的面积。例如,对于自重应力来说,垂直应力可以通过土体的密度乘以重力加速度来计算。而对于表面荷载来说,垂直应力可以通过荷载的大小和分布情况来计算。
计算水平应力时,需要考虑土体的弹性特性。根据弹性理论,水平应力的大小与垂直应力的大小和土体的弹性模量有关。弹性模量是反映土体抵抗应力的能力的指标,可以通过试验或经验公式估算得到。一般来说,弹性模量越大,土体的抵抗应力能力越强,水平应力的大小也越大。
在应力计算时,还需要考虑土体的变形特性。土体的变形可以分为弹性变形和塑性变形两种。弹性变形是指在荷载作用后,土体恢复到无荷载状态时的变形,是可逆的,可以通过应力和应变之间的线性关系进行计算。而塑性变形是指在荷载作用后,土体不完全恢复到无荷载状态时的变形,是不可逆的,需要通过试验或经验公式来确定。
总之,土体中的应力计算是根据应力平衡原理和弹性力学原理进行的,需要考虑土体的类型、作用力的大小和方向以及土体的弹性和变形特性。通过合理的应力计算,可以为土壤工程和土木工程的设计和施工提供基础数据。
学习情境二 土中应力计算8学时 能力目标 熟悉并掌握土中应力的基本形式及基本定义熟练掌握土中各种应力在不同条件下的计算方法熟知附加应力在土中的分布规律了解非均匀地基中附加应力的变化规律及修正方法。 主要内容 土中应力类型土中自重应力基底压力土中附加应力。 教学媒体 教学投影仪、电子课件、教材。 教学方法 讲授法学生交流讨论。 学生应具备知识和基本能力 掌握土中应力的基本形式及基本定义掌握土中各种应力在不同条件下的计算方法熟知附加应力在土中的分布规律了解非均匀地基中附加应力的变化规律及修正方法。 教师安排 具有丰富的职业岗位工作经验、丰富教学经验、善于运用多种教学方法和教学媒体的教师名。
地基变形计算8学时 能力目标 从实验出发分析土的压缩性并掌握土的压缩性指标的应用范围利用第二章内容计算土中应力熟练掌握地基最终变形的计算方法熟悉土的渗透性和有效应力原理及固结理论并能分析地基变形与时间的关系能计算建筑物某时刻的沉降为建筑物设计提供科学依据。 主要内容 土的压缩性地基最终变形计算土的渗透性与渗透变形饱和粘性土的单向渗透固结理论建筑物沉降观测与地基变形容许值。 教学媒体 教学投影仪、电子课件、教材。 教学方法 讲授法学生交流讨论。 学生应具备知识和基本能力 掌握土的压缩性指标的应用范围熟练掌握地基最终变形的计算方法熟悉土的渗透性和有效应力原理及固结理
第二章 土中应力分布及计算
一、思考题
1、自重应力,附加应力的大小与地基土的性质是否相关?
2、自重应力与附加应力在地基中的分布各有何特点?
3、基底压力分布的主要影响因素有哪些?
4、在基底总压力不变的前提下,增大基础埋深对土中应力分布有什么影响?
5、宽度相同的矩形和条形基础,其基底压力相同,在同一深度处,哪一个基础下产生的附加应力大?
6、地下水位升降,对土中应力分布有何影响?
7、自重应力,附加应力计算时的起算点是否相同?
二、选择题
1、有两个不同的基础,其基础总压力相同,问在同一深度处,哪一个基础产生的附加应力大? ( )
A、宽度小的基础产生的附加应力大 B、宽度小的基础产生的附加应力小
C、宽度大的基础产生的附加应力小 D、两个基础产生的附加应力相等
2、某场地自上而下的土层分布为:第一层粉土,厚3m,重度γ=18kN/m3 ;第二层粘土,厚5m,重度γ=18.4kN/m3,饱和重度γsat =19kN/m3,地下水位距地表5m,试求地表下6m处土的竖向自重应力 ( )
A、99.8kPa B、109.8kPa C、111kPa D、109.2kPa
3、成层地基土中的自重应力( )
A、均匀分布 B、直线分布 C、曲线分布 D、折线分布
4、有一基础埋置深度d=1.5m,建筑物荷载及基础和台阶土重传至基底总压力为100KN/m2,若基底以上土的重度为18 KN/m2,基底以下土的重度为17 KN/m2,地下水位在地表处,则基底竖向附加压力为多少 ( )
A、85 KN/m2 B、73 KN/m2 C、88 KN/m2
5、一矩形基础,短边b=3m,长边l=4m,在长边方向作用一偏心荷载F+G=1200KN,偏心距为多少时,基底不会出现拉应力 ( )
第2章 土中应力分布及计算
一、思考题
1、自重应力,附加应力的大小与地基土的性质是否相关?
2、自重应力与附加应力在地基中的分布各有何特点?
3、基底压力分布的主要影响因素有哪些?
4、在基底总压力不变的前提下,增大基础埋深对土中应力分布有什么影响?
5、宽度相同的矩形和条形基础,其基底压力相同,在同一深度处,哪一个基础下产生的附加应力大?
6、地下水位升降,对土中应力分布有何影响?
7、自重应力,附加应力计算时的起算点是否相同?
二、选择题
1、有两个不同的基础,其基础总压力相同,问在同一深度处,哪一个基础产生的附加应力大? ( )
A、宽度小的基础产生的附加应力大 B、宽度小的基础产生的附加应力小
C、宽度大的基础产生的附加应力小 D、两个基础产生的附加应力相等
2、某场地自上而下的土层分布为:第一层粉土,厚3m,重度γ=18kN/m3 ;第二层粘土,厚5m,重度γ=18.4kN/m3,饱和重度γsat =19kN/m3,地下水位距地表5m,试求地表下6m处土的竖向自重应力 ( )
A、99.8kPa B、109.8kPa C、111kPa D、109.2kPa
3、成层地基土中的自重应力( )
A、均匀分布 B、直线分布 C、曲线分布 D、折线分布
4、有一基础埋置深度d=1.5m,建筑物荷载及基础和台阶土重传至基底总压力为100KN/m2,若基底以上土的重度为18 KN/m2,基底以下土的重度为17 KN/m2,地下水位在地表处,则基底竖向附加压力为多少 ( )
A、85 KN/m2 B、73 KN/m2 C、88 KN/m2
5、一矩形基础,短边b=3m,长边l=4m,在长边方向作用一偏心荷载F+G=1200KN,偏心距为多少时,基底不会出现拉应力 ( )