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土力学与地基基础 ppt课件
来源:ob平台       发布时间:2021-12-08 11:09:11

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  土力学与地基基础 POWEPOINT 适用于商务主题及相关类别演示 学习项目1 土中应力计算 任务1.1 任务1.2 任务1.3 土中自重应力的计算 土中附加应力的计算 建筑物基础下地基应力的计算 学习项目1 土中应力计算 案例引入 南京火车站站前广场地下停车场西出口的基坑骑跨地铁1 号线盾构双线隧道,基坑底距盾构管片顶的最小距离为1.67 m, 骑跨盾构隧道段的长度约为76.5 m。在骑跨盾构隧道处,基坑 围护采用Φ1 200@1 150的挖孔咬合桩,桩长为8.2~16.0 m,坑 内盾构隧道外侧3 m处设四排Φ800钻孔抗拔桩(每排5根),以 加固盾构隧道四周的土体,防止其上浮。挖孔咬合桩外侧采用 800@500的二重管高压旋喷桩(桩长为16 m)做止水帷幕,总长 为39.5 m。坑内采用二重管旋喷满布加固,加固区(距D1轴) 长36.4 m,在盾构隧道外的加固深度为开挖面以下8.95 m, 在盾构隧道处二重管逐根缩短,其基坑开挖面以下的水泥掺量 由现场试喷确定,开挖面以上的旋喷水泥掺量减半。 学习项目1 土中应力计算 项目导读 土体在自身重力、外荷载(如建筑物荷载、车辆荷载、土 中水的渗流力和地震力等)的作用下将产生应力。土中应力按 其产生的原因和作用效果分为自重应力与附加应力。自重应力 是指土体受到自身重力作用而产生的应力,因其一般随着土的 形成而存在,所以又被称为常驻应力。附加应力是指外荷载作 用在土体上时土中产生的应力增量。由于这两种应力产生的条 件不同,因此,两者的分布规律和计算方法也不相同。 土中的应力增量会引起土的变形,从而使建筑物发生下沉、 倾斜及水平位移等,如果这种变形过大,往往会影响建筑物的 正常使用。此外,如果土中应力过大,也会导致土的强度破坏, 甚至使土体发生滑动而失去稳定。因此,在研究土体的变形、 强度及稳定性等力学问题时,必须先了解土中的应力状态。计 算土中应力分布是土力学的基本内容之一。 学习项目1 土中应力计算 案例引入 基坑支撑采用609 mm×11 mm钢支撑,间距为4 8 m,设上、 下两道钢支撑。基坑降水采用管井与轻型井点降水,且盾构隧 道两侧对称降水,地下水位降至标高3.0 m。 南京火车站站前广场地下停车场西出口的基坑支护如图 所示。 任务1.1 土中自重应力的计算 学习目标 ? 了解土中自重应力的含义。 ? 认知土中自重应力计算的基本理论。 ? 理解土中自重应力的分布规律。 ? 掌握不同地基土的自重应力的计算方法。 任务1.1 土中自重应力的计算 1. 土的分散性影响 土是由三相组成的分散体,而不是连续介质, 土中的应力是通过土颗粒间的接触来传递的。但是, 由于建筑物的基础底面尺寸远远大于土颗粒尺寸, 同时我们研究的也只是计算平面上的平均应力,而 不是土颗粒间的接触集中应力,因此,可以忽略土 分散性的影响,近似地把土体作为连续体来考虑而 应用弹性理论。 任务1.1 土中自重应力的计算 2. 土的非均质性和非理想弹性的影响 土在形成过程中因具有各种结构与构造而呈现 不均匀性。同时土也不是一种理想的弹性体,而是 一种具有弹塑性或黏滞性的介质。但是,实际工程 中的土的应力水平较低,土的应力应变关系接近于 线性关系。因此,当土层间的性质差异并不悬殊时, 采用弹性理论计算土中的应力是允许的。 任务1.1 土中自重应力的计算 3. 地基土可视为半无限体 所谓半无限体就是无限空间体的一半,也即 该物体在水平向(X轴及Y轴)的正负方向是无限延 伸的,而在竖直向(Z轴)上仅向下的正方向是无 限延伸的,向上的负方向等于零。地基土在水平方 向及深度方向相对于建筑物基础的尺寸而言,可以 认为是无限延伸的。因此,可以认为地基土符合半 无限体的假定。 任务1.1 土中自重应力的计算 在土的应力计算中有如下假定。 (1)法向应力以 压应力为正,拉 应力为负。 (2)剪应力的正负号规 定。当剪应力作用面上的 法向应力方向与坐标轴的 正方向一致,且剪应力的 方向与坐标轴的正方向一 致时为正,反之为负;若 剪应力作用面上的法向应 力方向与坐标轴的正方向 相反,则剪应力的方向与 坐标轴的正方向一致时为 负,反之为正。 任务1.1 土中自重应力的计算 土中某点的应力状态 任务1.1 土中自重应力的计算 1.1. 均质土中的自重应力计 1算 计算自重应力时,假定土体为半无限体,即土体的表面 尺寸和深度都是无限大,则在土体自重应力作用下的地基为 均质的线性变形的半无限体,即任何一个竖直平面均可视为 半无限体对称面。这样,在任意竖直平面上土的自重都不会 产生剪应力,只有正应力存在。由此可知,在均匀土体中, 土中某点的自重应力将只与该点的深度有关。 任务1.1 土中自重应力的计算 设土中M点距离地面的深度为z,土的重度为 ,求作用于M点上的 竖向自重应力 ,cz 可在过M点平面上取一截面积 A,然后以 A为 底,截取高为z的土柱,由于土体为半无限体,土柱的4个竖直面均是对 称面,而且对称面上不存在剪应力作用,因此作用在 A上的压力就是 土柱的重力G,即ΔAγz,则M点的自重应力σ cz(kPa)为 cz Az A z M点的水平方向的自重应力为 σcx=σcy=ξσcz (1-2) 任务1.1 土中自重应力的计算 某道路工程图中的路线 土中自重应力的计算 1.1. 成层地基土中的自重应力计 2算 天然地基土往往是成层的,各层天然土具有不同的重 度,所以需要分层来计算自重应力。如图1-4所示,第n 层土中任一点处的自重应力公式可以写成 n cz1h 12h 2nh n ih i i 1 式中,hi为第i层土的厚度(m);γ i为第i层土的重度 (kN/m3)。 任务1.1 土中自重应力的计算 成层地基土中的自重应力分布 任务1.1 土中自重应力的计算 1.1.3 算 有地下水土层中的自

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