内蒙古科技大学：《土力学与基础工程》课程教学课件（PPT讲稿）土中应力计算

第三章土中应力计算 内蒙古科技大学 建上木工程学院

第三章土中应力计算 内蒙古科技大学 建筑与土木工程学院

概述 自重应力：地基中源于土体自身重量的应力。 基底压力：建筑物的荷载通过基础传递给地基，在 基础底面与地基之间产生的接触应力。 附加应力：建筑物的荷载在土体中产生的在原有应 力基础上的应力的增量

概述 自重应力：地基中源于土体自身重量的应力。 基底压力：建筑物的荷载通过基础传递给地基，在 基础底面与地基之间产生的接触应力。 附加应力：建筑物的荷载在土体中产生的在原有应 力基础上的应力的增量

附加应力造成了地基士的变形（处于欠固结状态的 土，自重应力也是变形产生的因素之一)，从而导致 了地基中各点的竖向和侧向位移。 本章主要讨论地基中的应力、为下一章求解竖向位 移（沉降)做准备。 土体的应力一应变关系十分复杂，常呈弹、粘、 塑性，并且呈非线性、各向异性，还受应力历史的影 响。 地基土中附加应力的正确计算和地基土体性状的正 确描述是提高沉降计算精度的两个关键问题

附加应力造成了地基土的变形（处于欠固结状态的 土，自重应力也是变形产生的因素之一） ，从而导致 了地基中各点的竖向和侧向位移。 本章主要讨论地基中的应力、为下一章求解竖向位 移（沉降）做准备。 土体的应力－应变关系十分复杂，常呈弹、粘、 塑性，并且呈非线性、各向异性，还受应力历史的影 响。 地基土中附加应力的正确计算和地基土体性状的正 确描述是提高沉降计算精度的两个关键问题

要保证建筑物的安全和正常使用必须控制其沉 降量和不均匀沉降差值（差异沉降量)不超过一定 范围，对软粘士地基上的建筑物尤为重要。沉降分 析是土力学的基本课题之一。 沉降量的大小主要取决于土体产生变形的原因 和土体本身的性状两个方面。 土体产生变形的原因主要是士体中应力状态的改 变（如地面荷载引起地基中应力场的改变，在地基 中产生附加应力)。 土体本身的性状主要指土的压缩性（或应力-应 变关系)，是指土体在附加应力作用下产生的效应

要保证建筑物的安全和正常使用必须控制其沉 降量和不均匀沉降差值（差异沉降量）不超过一定 范围，对软粘土地基上的建筑物尤为重要。沉降分 析是土力学的基本课题之一。 沉降量的大小主要取决于土体产生变形的原因 和土体本身的性状两个方面。 土体产生变形的原因主要是土体中应力状态的改 变（如地面荷载引起地基中应力场的改变，在地基 中产生附加应力）。 土体本身的性状主要指土的压缩性（或应力－应 变关系），是指土体在附加应力作用下产生的效应

第1节土的自重应力 在荷载作用之前，地基中存在初始应力场。初 始应力场常与土体自重、地基土地质历史以及地 下水位有关。在工程应用上，计算初始应力场时 常假设天然地基为水平、均质、各向同性的半无 限空间，土层界面为水平面。于是在任意竖直面 和水平面上均无剪应力存在

第1节 土的自重应力 在荷载作用之前，地基中存在初始应力场。初 始应力场常与土体自重、地基土地质历史以及地 下水位有关。在工程应用上，计算初始应力场时 常假设天然地基为水平、均质、各向同性的半无 限空间，土层界面为水平面。于是在任意竖直面 和水平面上均无剪应力存在

一、均质土的自重应力 天然地面 777 7777●777777777 图3.1均质土中的竖向自重应力

一、均质土的自重应力

地基中的初始应力，即地基中任一点的自重应力 只需用竖向应力和水平向应力表示。天然地面下任 意深度处水平面上的竖向自重应力为 Og=y Z 竖直面上的水平向自重应力为 Ocx=Ko Ocz KoYZ K为静止侧压力系数

地基中的初始应力，即地基中任一点的自重应力， 只需用竖向应力和水平向应力表示。天然地面下任 意深度z处水平面上的竖向自重应力为 cz= z 竖直面上的水平向自重应力为 cx=K0 cz = K0  z K0 为静止侧压力系数

二、成层土的自重应力 土中竖向和侧向的自重应力一般均指有效自重应 力，计算时，对地下水位以下土层必须以有效重度 y·代替天然重度。为简便起见，常把竖向有效自 重应力oz简称为自重应力，并以符号σ表示。 成层地基中第层土底面的自重应力的计算公式 为

二、成层土的自重应力 土中竖向和侧向的自重应力一般均指有效自重应 力，计算时，对地下水位以下土层必须以有效重度  ' 代替天然重度。为简便起见，常把竖向有效自 重应力cz简称为自重应力，并以符号c表示。 成层地基中第n层土底面的自重应力的计算公式 为

例题3.1 地下水位变化对自重应力的影响 细 Y=19kN/m 38kP: 原地下水位 砂 =19.4kN/m 6.5白 变动后 地下水位 %-7.4k/m 09 0 212 96.6kPa ←—16.6kPa70 图3.3地下水位下降对士中自重应力的影响 图3.2土的自重应力计算及其分布图 0-2线为原来自重应力的分布： 0-1'-2为地下水位变动后自重应力的分布

例题3.1 地下水位变化对自重应力的影响

第2节基底压力 建筑物荷载通过基础传递给地基，在基础底面 与地基之间必然产生接触应力。基底压力分布与 基础的大小和刚度、作用于基础上荷载的大小和 分布、地基土的力学性质以及基础的埋深等因素 有关

第2节 基底压力 建筑物荷载通过基础传递给地基，在基础底面 与地基之间必然产生接触应力。基底压力分布与 基础的大小和刚度、作用于基础上荷载的大小和 分布、地基土的力学性质以及基础的埋深等因素 有关