掌握土的压缩性与压缩性指标确定方法;
◆掌握地基最终沉降量计算方法;
◆熟悉不同应力历史条件的沉降计算方法;
掌握太沙基一维固结理论;
应力
◆掌握土中自重应力计算;
◆掌握基底压力和基底附加压力分布与计算;
掌握圆形面积均布荷载、矩形面积均布荷载、矩形面积三角形分布
荷载以及条形荷载等条件下的土中竖向附加应力计算方法;
了解地基中其他应力分量的计算公式。
3.1土的变形特性
如果在地基上修建建筑物,地基土内各点不仅要承受土体本身的自重
应力,而且要承担由建筑物通过基础传递给地基的荷载产生的附加应力作
用,这都将导致地基土体的变形。
土体变形可分为:体积变形和形状变形。
本章只讨论由正应力引起的体积变形,即由于外荷载导致地基内正应
力增加,使得土体体积缩小。
在附加应力作用下,地基土将产生体积缩小,从而引起建筑物基础的
竖直方向的位移(或下沉)称为沉降。
为什么研究沉降?
基础的沉降量或者各部位的沉降差过大,将影响上部建筑物的正
常使用,甚至会危及建筑物的安全。
地基土层发生变形的主要因素
内因:土具有压缩性外因:主要是建筑物荷载的作用
固相矿物本身压缩建筑物荷载作用,这是普遍存在的因素
土中液相水的压缩地下水位大幅度下降
土中孔隙的压缩施工影响,基槽持力层土的结构扰动
在外力作用下,土颗粒重振动影响,产生震沉
新排列,土体体积缩小的现象
称为压缩。通常,均认为土体温度变化影响,如冬季冰冻,春季融化
压缩完全是由于土中孔隙体积
减小的结果。浸水下沉,如黄土湿陷,填土下沉
程称为土的固结。
即在自重应力或附加应力作用下,地基土要产生附加变形,包括体积
变形和形状变形。对于土来说,体积变形通常表现为体积缩小。我们把这
种在外力作用下土体积缩小的特性称为土的压缩性。
土的压缩性主要有两个特点:
☆土的压缩性主要是由于孔隙体积减少而引起的;
在建筑物荷载作用下,地基土主要由于压缩而引起的竖直方向的位
移称为沉降。研究建筑物沉降包含两方面的内容:
☆绝对沉降量的大小,亦即最终沉降;
二、土的应力应变关系
应力~应变关系的假定
真实土的应力~应变关系是非常复杂的,目前常把土当成线弹性体,
即假定其应力与应变呈线性关系,服从广义虎克定律,从而可直接应用弹
性理论得出应力的解析解。
1.关于连续介质问题
弹性理论要求:受力体是连续介质。而土是由三相物质组成的碎散颗
粒集合体,不是连续介质。
2.关于线弹性体问题
理想弹性体的应力与应变成正比直线关系,且应力卸除后变形可以完
全恢复。土体则是弹塑性物质,它的应力应变关系是呈非线性的和弹塑性
的,且应力卸除后,应变也不能完全恢复。
3.关于均质、等向问题
理想弹性体应是均质的各向同性体。而天然地基往往是由成层土组成,
为非均质各向异性体。
土中应力计算的目的及方法
土中应力增量将引起土的变形,从而使建筑物发生下沉、倾斜及水
平位移等;
土中应力过大时,也会导致土的强度破坏,甚至使土体发生滑动而
失稳。
1土中一点应力状态分析
•应力状态——一点所有截面应力矢量的集合。
通过平面应力问题分析,一点的应力状态可由sx,sy,txy或最大、最