第2章
土中应力计算
自重应力:由土体重力引起的应力附加应力:由于建筑物荷载在土中引起的应力要求:正确理解自重应力、附加应力、基底压力、基底附加压力的概念及影响因素。掌握各种应力的计算公式、计算方法及分布规律。
第一节
土中应力状态
法向应力以压应力为正,拉应力为负;剪应力以逆时针方向为正,顺时针方向为负。σx、σy、σz,τ
xy
τ
yx
、τ
yz
τ
zy
、τ
zx
τ
xz
,
第二节土中的自重应力
由土体重力引起的应力称为自重应力。一般是自土体形成之日起就产生于土中。一、均质地基土的自重应力土体在自身重力作用下任一竖直切面均是对称面,切面上都不存在切应力。因此只有竖向自重应力σcz,其值等于单位面积上土柱体的重力W。深度z处土的自重应力为:WZFczZFF式中γ为土的重度,kNm3;F为土柱体的截面积m2。σcz的分布随深度z线性增加,呈三角形分布。二、成层地基土的自重应力地基土通常为成层土。当地基为成层土体时,设各土层的厚度为hi,重度为γi,则在深度z处土的自重应力计算公式
cz1h12h23h3ihi
地下水位以上的土层取天然重度γ,地下水位以下的土层取有效重度γγγsatγwγw10kNm3三、土层中有不透水层时的自重应力在地下水位以下,如果埋藏有不透水层(坚硬的粘土、基岩),该层面处的自重应力应按上覆土层的水土总重计算。hh
cz
i
i
w
w
四、水平向自重应力式中K0为侧压力系数,也称静止土压力系数
f例题21某土层及其物理性质指标如图所示,地下水位在地表下10m,计算土中自重应力并绘出分布
a点:czh0b点:cz1h11861186kpac点:cz1h12h2186188101274kpad点:cz1h12h23h3274184103526kpa
例题22某地基土层的地质剖面如图所示,计算各土层的自重应力并绘出czh0分布50m处:48m处:cz1h118236kpa
0186kpa274kpa
526kpaz
cz
36kpa
45m顶:cz1h12h2915kpa615kpa36185103615kpa45m不透水层面:
cz1h12h2whw
1295kpa
615103915kpa
z
43m处:cz1h12h2whw3h39151921295kpa
【课堂讨论】土的性质对自重应力有何影响地下水位的升降是否会引起土中自重应力的变化?如何影响?作业1、2
f第二节r