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地基与基础地基土中的应力计算课件《地基与基础中地基土的应力计算》课件主要围绕地基承载力分析、地基土中的应力分布及计算方法展开。其主要内容概括如下:
1.地基的概念与分类:首先介绍了什么是地基,以及不同类型地基的特点和适用范围。
2.地基土性质对地基应力的影响:详细讨论了地基土的物理力学性质(如压缩性、透水性等)如何影响地基中应力分布规律案例分析注意事项,并介绍了一些常用的地基土分类方法。
3.地基应力计算的基本原理和方法:包括但不限于采用弹性理论进行分析,以及在特定条件下简化处理的方法。重点讲解了使用基础底面压力、附加应力系数法、分层总和法等具体技术手段来进行地基土中应力的精确或近似计算。
4.应力分布规律及其影响因素:通过图表形式展示了不同荷载类型(如均布荷载、集中荷载等)下,地基中应力随深度变化的一般规律,并分析了地下水位变化等因素对地基应力的影响。
5.实例应用与案例研究:结合实际工程案例,解释如何根据计算结果选择合适的地基处理措施或基础形式,确保建筑物的安全性和稳定性。
本课件旨在帮助学生和专业人员更好地理解地基土中应力分布的复杂性及其影响因素,并掌握常用的压力分布计算方法。通过学习这些内容,可以为进行更加科学合理的地基设计提供理论支持和技术指导。
一、竖向集中力作用下地基附加应力计算布辛奈斯克用弹性理论解答
建筑荷载主要以竖向荷载为主,故只考虑竖向应力。
集中荷载产生的竖向附加应力存在着如下规律:1.在集中力P的作用线上,沿P作用线上的分布随深度增加而递减。2.在r>0的竖直线上,从零逐渐增大,至一定深度后又随着z的增加而逐渐变小。3.在z为常数的水平面上,随着深度z的增加,集中力作用线上的减小,但随r的增加而逐渐减小。若在空间将的点连成曲面,就可以得到的等值线,其空间曲面的性状如同泡状,所以也称为应力泡。
土中应力的概念:即集中力P在地基中引起的附加应力,在地基中向下、向四周无限扩散,并在扩散的过程中应力逐渐降低。
由两个集中力共同作用时,地基附加压力扩散产生叠加现象,如下图。
两个集中力作用下σz的叠加
由此可见,相邻荷载距离过近相互之间压力扩散叠加使附加压力增加并重新分布,从而引起相邻建筑产生附加沉降。
对于矩形基础,基底压力可视为矩形荷载面。在矩形面积(l×b)上作用均布荷载p,计算矩形面积中心点下任意深度z处M点的竖向附加应力σz值,可从下式解得:
二、竖向矩形均布荷载下地基附加力
1、矩形均布荷载角点下土中附加应力
(1)M点在矩形荷载面以内(2)M点在矩形荷载面边缘(3)M点在矩形荷载面以外(4)M点在矩形荷载面角点外侧
注:M点为地基中任意一点在基底平面上的投影点。
角点法具体做法:通过M点做一些相应的辅助线,使M点成为几个小矩形的公共角点,M点以下任意深度z处的附加应力,就等于这几块小矩形荷载在该深度处所引起的应力之和。
将矩形荷载面分成四块,使中心点O成为四块小矩形荷载面的公共角点。然后先求出其中一块矩形荷载,在基础中心点下任意深度处的附加应力,再乘以四倍。其表达式为:
2、矩形均布荷载中心点下土中附加应力
3、竖向条形均布荷载作用下土中附加应力计算
条形分布荷载下土中应力状计算属于平面应力问题快速化改建工程承台分部工程专项施工方案,对路堤、堤坝以及长宽比l/b≥10的条形基础均可视作平面应力问题进行处理。均布条形荷载作用下:
(1)地基附加应力的扩散分布性;(2)在离基底不同深度处各个水平面上,以基底中心点下轴线处最大,随着距离中轴线愈远愈小;(3)在荷载分布范围内之下沿垂线方向的任意点,随深度愈向下附加应力愈小。
均布条形荷载下地基中附加应力的分布规律:
过F点做矩形FGAJ、FJDH、FKCH和FGBK。设矩形FGAJ和FJDH的角点应力系数为acⅠ;矩形FGBK和FKCH的角点应力系数为KcⅡ
故G点下的竖向附加应力为:
农田土地整理综合项目施工组织设计过G点做矩形GADH和GBCH。分别求出它们的角点应力系数为acⅠacⅡ
故G点下的竖向附加应力为:
将计算结果绘成图;将点O和点F下不同深度的σz求出并绘制成图,可以形象的表现出附加应力的分布规律。