建筑工程施工地基基礎(chǔ)之地應(yīng)力介紹

第四章地基中的應(yīng)力福建工程學(xué)院土木工程系2012年2月1本章提要1土的自重應(yīng)力2基底壓力3地基附加應(yīng)力4第四章地基中的應(yīng)力2第四章地基中的應(yīng)力本章提要3第四章地基中的應(yīng)力本章提要結(jié)構(gòu)荷載地基基礎(chǔ)產(chǎn)生變形、沉降等原有應(yīng)力狀態(tài)發(fā)生變化土體中應(yīng)力狀態(tài)發(fā)生變化引起地基土的變形，導(dǎo)致建筑物的沉降，傾斜或水平位移。當(dāng)應(yīng)力超過地基土的強度時，地基就會因喪失穩(wěn)定性而破壞，造成建筑物倒塌。嚴(yán)重4第四章地基惰中的牽應(yīng)力本嘩章劇提尸要地李基姻中景的鼓應(yīng)握力杯按夏產(chǎn)音生朋的櫻原蒸因胳不悟同足可心分鳴為室兩紛種:2本、錄附紐奉加火應(yīng)點力博：土騙體溫在親外牙荷述載（滲包傳括第建桶筑挽物匙荷在載擊、熟交焰通流荷思載跨）優(yōu)地互下絹水鉆滲宏流疑、借地瘦震素等鴨作樂用米下在地關(guān)基內(nèi)架附加躬產(chǎn)生餃的應(yīng)變力增穿量。1、廣自重炎應(yīng)力性：由文土恩體為自盟身笨有瘡效王自姐重驢在村地鄉(xiāng)豐基關(guān)內(nèi)針?biāo)籍a(chǎn)茫生永的盛應(yīng)噴力額。2容、氣附工加和應(yīng)史力豆：土筍體拌在衣外莊荷民載（包言括建水筑物加荷載密、交逃通荷之載）遠(yuǎn)地下粉水滲叉流、壞地震他等作租用下在熟地訓(xùn)基帥內(nèi)私附桃加餃產(chǎn)削生億的短應(yīng)稍力氏增瀉量驗。1、寧自重弓應(yīng)力易：由土掛體自簡身有屑效自衛(wèi)重在羨地基駐內(nèi)所厭產(chǎn)生荒的應(yīng)揉力。5第四章地基尺中的懇應(yīng)力本幫章艙提介要自重朽應(yīng)力齡、附加靠應(yīng)力丘：二撐者產(chǎn)生儲原因不同釋，所圖以計算細(xì)方法不同照，分絨布職規(guī)叔律虛及閘對菠工擋程思的濱影姐響也不跨同。土體在自重作用下，在漫長的地質(zhì)歷史時期，已經(jīng)壓縮穩(wěn)定，因此，土的自重應(yīng)力不再引起土的變形。但對于新沉積土層或近期人工填土應(yīng)考慮自重應(yīng)力引起的變形。附加應(yīng)力是地基中新增加的應(yīng)力，它是引起土體變形或地基變形的主要原因。6789101推1121舅3第四章地孤基輔中衡的節(jié)應(yīng)煉力本章炕提要研究濃土體限或地戰(zhàn)基的林應(yīng)力嘩和變勝形，愚必須輪從土辛的應(yīng)峰力與箱應(yīng)變背的基穴本關(guān)坑系出執(zhí)發(fā)。土侄是炮由蜻三圣相果組腫成槍的般非建連披續(xù)伍介層質(zhì)診，嬸天灘然必地盆基掉往溉往古是捷由倒成汁層詞土扛所茂組航成榴的魂非惑均謊質(zhì)席或市各繪向趴異杜性雹體慕，魚土圍的貌應(yīng)多力豎應(yīng)挖變廉關(guān)想系凝具恐有非曠線災(zāi)性、非彈崖性的特障征。為尿簡晶化迷計掉算做，誼把罷地糾基止土飛視衣為均糾勻良的、各向革同性憤的半贊無限種空間連彈性松體，應(yīng)聲用彈友性地力儲學(xué)公徹式滴來負(fù)求志解敏土釘中棗應(yīng)父力橋。研究銅方法組：14第四章地基建中的頭應(yīng)力§4-片1自重耐應(yīng)力天然地面11zzσcz

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z

一役、均非質(zhì)姻土銳中有的覺自組重攏應(yīng)獲力假設(shè)淡地基導(dǎo)為均迷質(zhì)連溪續(xù)的混半無策限空估間體勉，土職體在爸自重箭應(yīng)力沙作用茅下只候產(chǎn)生除豎向莫變形殺，而植無側(cè)饅向位誘移和賴剪切乞變形崖。沿蓋水哪平鋪面徹均攤勻遣分材布港與久Z訴成姨正伏比隨琴深為度寇成戴線學(xué)性廣增韻加地綿下祥水弦位觸以敵下垂采言用臉浮萌重忠度1長5第四章地望基勇中殼的岡應(yīng)忙力§4鍋-昂1自炕重別應(yīng)績力靜止午側(cè)壓慘力系錯數(shù)水冷平輸向熟自投重緣瑞應(yīng)拉力可實秒驗測濁得也墾可采愧用經(jīng)疼驗值16第四章地敵基扒中第的屠應(yīng)套力§4擺-沒1自碼重攔應(yīng)讀力二、成層溪土中妨的自全重應(yīng)士力說明鼻：1賓.逃如性地梅下猴水旁位咸位休于姻同舌一撤土睛層錯中危，旋地獨下削水挪位宴也染應(yīng)尿作搭為滔分士層些的說界涂面毫。地腳下宵水鼠位首以宜上犯土寧層梯采訴用瞞天腿然老重洗度滑，挎地閣下示水天位騾以夾下撒土阿層陽采座用襲浮械重禿度蛙。2宵.非查均高質(zhì)善成竭層企土緣瑞中皇自解重昏應(yīng)載力伴沿進(jìn)深譯度慣呈道折譽線匆分墾布康。天然地面h1h2h33

2

1

水位面1h11h1+2h21h1+2h2+酷3h312317天然剛地面h1h2h33、肯戰(zhàn)321水位面1h11h1+2h21h1+2h2+擦核3h3h44、日421341h1+

2h2+3h3

+4h4上：下：1h1+

2h2+3h3

+4h4+

w（h3+h4）在地懷下水嫌位以胳下如棟埋藏瞧有不截透水稠層（公例如沉完整初的巖賭層或辟堅硬嬌粘土惜層等她），燈由于渴不透丟水層礦中不舊存在蠟水的晶浮力鳥，所矩以不貢透水土層頂傳面及丸層面究以下紫的自別重應(yīng)攏力應(yīng)存按上送覆土套層的不水土螺總重鼠計算染。不透槳水層1逢8【粉例2】一地張基由本多層斜土組盞成，良地質(zhì)參剖面裂如下彩圖所葉示，禁試計險算并類繪制哈自重鋒應(yīng)力σcz沿深懸度的鮮分布兆圖【例1】見凍教也材19三、地下逮水位欣升降稀對土績中自罰重應(yīng)柜力的別影響地下水援位陵下島降，自重躬應(yīng)力漸增加：栽例仁如濫大咱量憶長雄期知抽紗取犧地燭下譜水粥，痛導(dǎo)施致殊地屆下鏈水剃位張長吩期衫大帶幅摘度勁下年降成，花自仆重澤應(yīng)采力鎮(zhèn)增四加耀，蔬從找而脂會云引聲起脊地衫面秀大狗面交積即沉鉗降煎。地下水位忽上升，自重尾應(yīng)力之減少：如多在大少壩蓄巧水或洞工業(yè)拘廢水億大量鞋滲入違地下妹的地仗區(qū)，水水位屈上升勸會引泛起地凈基承腐載力真減小困、濕壤陷性洞土的堡塌陷蟲現(xiàn)象沉等。第四章地德基挺中假的倆應(yīng)根力§4丘-據(jù)1自留重懶應(yīng)哨力2簡0第四章地基先中的萍應(yīng)力§4-驕2基底遠(yuǎn)壓力結(jié)構(gòu)拆荷載地經(jīng)基基寸礎(chǔ)基礎(chǔ)音底面頸與地腔基產(chǎn)閃生接萍觸應(yīng)亮力既是坊基礎(chǔ)耕作用謀于地解基表宴面的黑基底袋壓力箱，又叮是地拳基反輛作用陶于基脹礎(chǔ)底烤面的京基底步反力籍?；偷琢阂哿Χ鹊膹V大父小熔和瓜分純布丹狀陷況獸，艦對肯地姻基揮內(nèi)咐部尊的液附別加漫應(yīng)梢力憶有陷著薪直斬接陽的爺影雅響奔?；啄蠅毫嘏c荷捐載的霧大小集和分虹布、遙基礎(chǔ)火的剛枯度、到基礎(chǔ)遲的埋剝置深軟度以涉及地瓦基土諒的性戰(zhàn)質(zhì)等博多種浮因素群有關(guān)奴。F2膀1第四章地基肯中的攀應(yīng)力§4-竄2基總底毫壓腳力基底鞭壓力新一般巨呈非根線性賽分布拳。柱浪下簡單歲獨溫基罩礎(chǔ)鍛、斜墻泉下練條會形缸基柏礎(chǔ)產(chǎn)等棍剛畢性怎基精礎(chǔ)攻，拖基曉底開壓穩(wěn)力謎呈鎖馬進(jìn)鞍腐形蔥分獨布種。根據(jù)佛彈性巷理論壓中圣氧維南江原理竹，在眠基礎(chǔ)劑底面鋒下一賀定深滔度所勇引起栽的地中基附采加應(yīng)坊力與先基底林荷載尋分布吵形態(tài)背無關(guān)軍，只鉗與其跟合力舉的大揚小與對作用逝點位糟置有約關(guān)。在駐工勸程隸實戴用寶中費，寧對刪于貫具煩有謀一擊定觀剛鵝度瓣以輪及獲尺躺寸錢較羞小艷的訊柱障下宴單沈獨率基弱礎(chǔ)踏、武墻姐下尖條洗形源基庭礎(chǔ)茄等膏擴珍展呀基春礎(chǔ)歲，寬其喂基瀉底唉壓規(guī)力籍當(dāng)溉作壩近澤似體直殺線耳分瓶布將，尊按拌材舌料婚力梯學(xué)通公路式吃進(jìn)蝴行千簡勝化志計血算推。22第四章地犬基梳中沫的諷應(yīng)擔(dān)力§4喚-脹2基宅底墨壓乒力一、基逗底疑壓嘗力饅的芒簡截化毛計允算1、君中心補荷載制作用員下的組基底餓壓力若荒是騾條貧形辯基妙礎(chǔ)窮，F(xiàn),G取壟單姥位屬長非度燃基鄰底亞面碼積漠計篇算制（介長殘度伏方遲向閉取男1鴉m嫂長?。〨=GAd取皂室篇內(nèi)蹄外壓平扭均逃埋撤深存計勺算G一般柿取2聰0k攪N糖/顛m奸3塞，地下守水位謀以下而取1黨0kN費/m抵3。G虧-噴基京礎(chǔ)內(nèi)自翼重帳及具其繡上穗回然填靜土匪重秧力鬧的酒總遇和23第四章地寸基軟中屯的嘗應(yīng)坡力§4脆-幫2基底閉壓力一、基底且壓力纖的簡老化計書算2、掘偏心玩荷載志作用拒下的萍基底島壓力F+G

eelbpmaxpmin作用矮于基提礎(chǔ)底瞇面形飄心上渣的力割矩M=(F+亮G)?e基置礎(chǔ)舅底政面共的銅抵促抗困矩；矩形沿截面W=b劑l2/嚷6★傭偏射心米方潤向啊長愛度綿為l2囑4第四章地基折中的載應(yīng)力§4-皺2基昂底聰壓興力一、基虧底捉壓川力仇的姜簡蹈化盛計千算2、拾偏心抹荷載逮作用嫌下的豆基底瞧壓力當(dāng)e<l/嘴6時，pma哭x，pm桿i軟n>0，基旦底蛛壓孔力泡呈非梯裙形桿分雅布當(dāng)e=l/袋6時，pma旁x>責(zé)0，pmi磚n=悠0，基底垮壓力苦呈三拔角形篇分布當(dāng)e>l/循6時，pma頃x>0，pmi霸n<闖0，基底悔出現(xiàn)文拉應(yīng)銅力，足基底神壓力婦重分賊布pmaxpmine<l/6pmaxpmin=0e=l/6e>l/6pmaxpmin<0pmaxpmin=0基底壓力重分布2幸5偏滔心描荷唱載沿作哈用衫在斬基輩底子壓放力是分殖布徹圖落形乎的藏形架心翼上基底江壓力觸重分雨布第四章地杯基列中蛾的姿應(yīng)衛(wèi)力§4斑-漢2基大底妻壓索力一、基底謊壓力截的簡萍化計冤算2以、勺偏稿心統(tǒng)荷閘載段作佳用孫下盈的正基道底壟壓籠力26第四章地基紫中的典應(yīng)力§4-軍2基凝底騎壓約力二、基源底獄附探加半壓賞力基汗底需附緒加旨壓鍵力店：作秧用水于致地析基鏈表流面防，報由紹于蛇建隙造叨建遙筑吳物狂而新券增罩加的額壓首力必稱嗽為扶基博底透附刻加仗壓關(guān)力槐，短即抬導(dǎo)候致第地晝基爛中有產(chǎn)眨生殲附減加每應(yīng)恰力跟的各那霧部鈔分爬基裹底反壓換力。FFd實際情況基底驚附加壯壓力猜在數(shù)截值上晶等于芽基底泥壓力寧扣除忍基底早標(biāo)高摘處原貞有土丙體的窮自重匯應(yīng)力27dpp00g-=基姜底思壓睬力謀呈雄梯青形父分良布詢時憶，民基友底耽附世加娘壓痰力繳：基底擠附加臉壓力自重心應(yīng)力第四章地雙基盟中鵝的峽應(yīng)謊力§4溪-狗2基化底麗壓救力二、基框底購附協(xié)加壤壓旱力基底學(xué)標(biāo)高趣以上天然土油層的后加旁權(quán)逢平牲均愉重仰度28一附、豎萬向室集積中介荷那載介作迷用組下周的莊地刺基附斤加告應(yīng)覆力18報85嫌年法婆國學(xué)蘭者布娘辛涅閃斯克伶解M(x,y,z)PoyxzxyzrRM(x,y,萬0淚)q附忙加剖應(yīng)容力鄉(xiāng)豐系慶數(shù)第四章地基鬼中的酬應(yīng)力§4-獵3附師加現(xiàn)應(yīng)鈴力29集幅中寸力哪作煎用娛下附薯加性應(yīng)衡力火分奮布侵規(guī)悠律距離組地面同越深清，附桃加應(yīng)青力的易分布席范圍沫越廣在騎集諒中瞧力熊作聲用炎線阿上即的交附誦加辟應(yīng)晌力榴最泄大輔，靠向魯兩昂側(cè)安逐炸漸鳴減孤小同一編豎向柄線上枕的附豆加應(yīng)魄力隨氧深度外而變致化在鞋集動中憶力權(quán)作省用墓線船上罷，須當(dāng)z＝0時突，σz→∞降，隨著臣深度陸增加盯，σz逐乎漸湯減調(diào)小豎向蜂集中注力作涼用引斧起的愁附加谷應(yīng)力插向深應(yīng)部向濤四周編無限優(yōu)傳播株，在鋒傳播胳過程匪中，符應(yīng)力材強度你不斷錦降低一喜、豎烏向紗集字中國荷斥載狐作扶用卷下秧的擴地起基附加沒應(yīng)力第四章地恐基偽中窩的密應(yīng)當(dāng)力§4-悟3附艦加殿應(yīng)提力3孕0一魄、豎向憶集中阿荷載愉作用您下的窄地基附脈加苦應(yīng)蜓力第四章地基賄中的麥應(yīng)力§4-棋3附如加辣應(yīng)駐力疊社加瘋原轟理由需幾鼠個亡外滾力兔共型同鏈作憂用傅時但所色引蔽起濕的晌某跳一灘參美數(shù)州（蚊內(nèi)軋力不、畫應(yīng)膏力扛或掩位正移滿）桿，閉等標(biāo)于鋒每痰個少外艷力灣單炊獨陣作奮用億時渠所缸引杜起炮的朽該比參鋸數(shù)尾值珍的代數(shù)車和。PazPbab兩怖個鑼集熊中坊力樂作欄用狠下σz的倆疊襲加3佳1二、矩墻形昂荷和載彎作幫用僵時詠的地旺基附加孝應(yīng)力第四章地屯基絹中括的矮應(yīng)悶力§4-釣3附事加千應(yīng)擴力d棕p布辛按涅斯卻克解積分矩注形猴基低礎(chǔ)斗角削點哀下嘗的狀豎森向禁附理加禾應(yīng)島力扛系姥數(shù)矩喪形扶均占布案荷羅載32角點瞧法計仰算地田基附醋加應(yīng)截力zMoIVIIIIIIoIIII擔(dān)I臂II蒼Vp算慈點冠在知基唐底洽內(nèi)懂部二、矩形體荷載澇作用剖時的地基附加弊應(yīng)力第四章地維基摧中方的芬應(yīng)送力§4-排3附加咱應(yīng)力3孟3IIIooIIIIoIVoII計算摧點在求基底歌邊緣計算樣點在瓜基底揪邊緣嬸外二、矩形繩荷載狗作用毀時的地斜基附加猾應(yīng)力第四章地基肚中的璃應(yīng)力§4-語3附臉加艘應(yīng)河力34計算卷點在允基底山角點運外IooIIIIIIV二、矩形船荷載能作用犬時的地作基附嗎加轟應(yīng)核力第四章地基選中的絡(luò)應(yīng)力§4琴-胸3附加討應(yīng)力3皺5二、矩漲形墾荷轉(zhuǎn)載叨作沸用規(guī)時您的地基附悄加悲應(yīng)者力第四章地基業(yè)中的學(xué)應(yīng)力§4曠-鴨3附幼加候應(yīng)鳳力【遭例員3密】勇見浮教尖材顛4盾-垮336三、條音形漁荷叼載道作提用框時讀的地省基附奧加籃應(yīng)癢力第四章地凍基啟中臥的族應(yīng)騎力§4帥-似3附甜加決應(yīng)災(zāi)力基礎(chǔ)底面長寬比l/b→∞條擴形挖基成礎(chǔ)基礎(chǔ)底面長寬比l/b≥10理想食情況實擱際他情取況pxzMxzb/2b/2條形科均布殃荷載程情況Ksz為條形基底豎向附加應(yīng)力系數(shù),為m,n的函數(shù)，其中m=x/b，n=z/b，可查表得到。37均布緩條形桃荷載劉作用搶下附加浸應(yīng)力頑分布帽規(guī)律（機1啦）聾在死荷割載捏分升布撤范喂圍法內(nèi)汁之芳下顯任微意蹤蝶點脖沿野垂廊線恐的辣附驕加品應(yīng)魄力簡值棍，雖隨深度稅愈向虎下愈帖小。（2闖）基憐礎(chǔ)底城面下鋪任意悠深度射的水磁平慌面上材的頁附辱加領(lǐng)應(yīng)腳力匠值嚼，肌在致基閘底中心戚點下思的軸態(tài)線處妹最大，隨詢著距離約中軸哭線愈堵遠(yuǎn)而耽愈小。（3遲）地搭基附先加應(yīng)軋力具脅有擴款散他性。附敢加應(yīng)纖力不忽僅發(fā)灘生在竿荷載走面積間之下雹，而描且分布饅在荷塘載面舅積以浩外相塊當(dāng)大梯的范妹圍之架下。三、條禿形秩荷縱載旗作掠用凳時巷的地基附廁加蠻應(yīng)伐力第四章地基冷中的饑應(yīng)力§4-痰3附加梳應(yīng)力38第四章地灑基遇中宋的傾應(yīng)詢力§4扯-績3附加查應(yīng)力四、非均熟質(zhì)和戒各向棗異性唱地基沾中的悟附加旅應(yīng)力實際納地基輝并非寬均質(zhì)貧、各瞇向同揭性。鼠有的痛是由它不同壓席縮性偽土層組吊成專的少成蔑層漁地飯基漆，桐有闊的腥是協(xié)同攏一爹土斜層期的變形午模量算隨深組度增富加而橋增大等藝等染。筐由泊于竭地袋基估的效非愧均偏質(zhì)方性鴉和芳各賭向迅異叛性敢，解就舍會蓋造浮成泳豎謊向頭附撕加顯應(yīng)想力來產(chǎn)鐵生應(yīng)伙力野集肝中或應(yīng)力趕擴散的鴿現(xiàn)遲象頃。3投9第四章地基騎中的激應(yīng)力§4-步3附加改應(yīng)力1姻、爽天沾然蜻形尊成聽的荷雙峰層哀地賴基匠：有兩碌種可艙能的外情況糠：一種化是巖層嚼上覆任蓋著攏較薄紛的可園壓縮命土層永，荷載俘作用誤下將發(fā)生鋸應(yīng)力夢集中現(xiàn)象口；另一心種則央是上層京堅硬命、下吧層軟掩弱的雙塔層地丘基，廊將發(fā)生吊應(yīng)力依擴散現(xiàn)象具。四、非均言質(zhì)和版各向渴異性臘地基洲中的陸附加攏應(yīng)力4慘02目、討在雁地紫基醋中窯，澡土事的變形督模量謠常隨叼地基陷深度拖的增通大而羨增大，這攝種現(xiàn)摸象在球砂土水中尤估為顯郵著。缸通過道試驗咸和理概論證域?qū)?，孫與均輛質(zhì)地忽基相投比較戒，沿傭荷載野中心吉線，附加下應(yīng)力絮將發(fā)柏生應(yīng)題力集清中現(xiàn)異象該。3、繭天然蜂沉積菌形成喉的水麗平薄朝交互豎層地頃基，水笑平泡向醉變較形膊模驚量大于豎洲向拼變園形案模晨量時運，妖附牙加刻應(yīng)賞力榜發(fā)粉生應(yīng)力鑒擴散現(xiàn)敗象艙；困水刻平輪變離形借模散量小脫于豎桿向塘變氣形激模社量詠，姻附天加春應(yīng)溜力員發(fā)蛙生應(yīng)力瘋集中現(xiàn)象張。四、非溉均好質(zhì)冷和舍各酷向神異慕性項地癥基諷中呀的畫附倦加臘應(yīng)損力第四章地基叮中的柿應(yīng)力§4-朱3附汗加漆應(yīng)崗力41第四章地甜基緒中撐的沈應(yīng)輛力§4-暮3附加肢應(yīng)力【例疲4】某條秤形基扮礎(chǔ)，尖如紅下亦圖儉所溫示般。誰基叮礎(chǔ)載上鍋作魄用偏逐心荷載F=40餡0k忌N/m，M=2社0鞭k父N初?具m，試們求陶基恭礎(chǔ)綱中倦點細(xì)下2琴m的殃附用加軟應(yīng)婆力。2mFM0

＝18.5kN/m30.1m1.5m42第四章地基督中的泳應(yīng)力§4贈-習(xí)3附加轉(zhuǎn)應(yīng)力分析注步驟I豎：1.跡基底撕壓力優(yōu)計算F=400kN/m0

＝18.5kN/m3M=20kN?m0.1m2m1.5m基礎(chǔ)諷及上爆覆土屑重G=GAd荷載昌偏心覽距e=M/(F+