地基变形验算 PPT
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pmax F G 6e (1 ) 187 .5kN / m 2 lb l F G 6e (1 ) 62.5kN / m 2 lb l
187.5
e F+G
pmin
1.2m
62.5
2、e=0.2m，e=l/6则
pmax pmin F G 6e (1 ) 250 kN / m 2 lb l F G 6e (1 ) 0kN / m 2 lb l
均质土中自重应力沿水平面上分布
侧向自重应力
天然地面
c z z
cx cy K0 cz
cz
Z
cx
cy
静止侧压 力系数
1.2
成层土的自重应力
天然地面
cz 1h1 2 h2 n hn i hi
i 1
n
h1
1 2 3 4
57.0kPa 80.5kPa
104kPa 150.1kPa
194.1kPa
cz 1h1 2 h2 n hn i hi
i 1
n
1.4
地下水变化对土中自重应力的影响 天然地面 天然地面
变动后 地下水位
原地下水位
变动后 地下水位
原地下水位
变前
单向偏心作用点至具有最大 压力的基底边缘的距离
【例】柱基础底面尺寸为1.2×1.0m2，作用在基础 底面的偏心荷载F + G =150kN，如下图所示。如果 偏心距分别为0.1m、0.2m、0.3m。试确定基础底面 应力数值，并绘出应力分布图。
e
F+G
1.2m
1、e=0.1m，l/6=1.2/6=0.2m，e<l/6则
项目5 地基变形验算
1
土中应力计算
工 作 任 务
1
2
确定土的压缩性
3
验算地基的变形
学习步骤
咨 询
决 策
计 划
实 施
检 查
评 价
咨询：工作任务
工作任务：压缩试验
试验目的
测定试样在侧限条件下变形和压力的关系曲线，从而 求出土的压缩性指标，判断土的压缩性和计算建筑物 地基的沉降量。
仪器设备
（1）固结容器：由环刀、护环、透水板、水槽、加压上盖组成。 （2）加压设备 （3）测微表 （4）其他：修土刀、钢丝锯、滤纸、天平、秒表等。
偏心荷载作用下的基底压力
pmax pmin
F G 6e 1 bl l
当e<l/6时，pmax，pmin>0，基底压力呈梯形分布 当e=l/6时，pmax>0，pmin=0，基底压力呈三角形分布 当e>l/6时，pmax>0，pmin<0，基底出现拉应力，基底压力重分布 pmax e<l/6 pmin
1.3
相对不透水层的影响
在地下水位以下，如埋藏有不透水层，不透水层顶面的自重应力值及层面以 下的自重应力应按上覆土层的水土总重计算，不透水底板内用饱和重度γsat， 在不透水层界面上的自重应力发生突变，具有两个自重应力值。
【例】一地基由多层土组成，地质剖面如下图所示，试计算并绘制自重 应力σcz沿深度的分布图。
变后
变后
变前
软土地区，因大量抽取地下水，地 下水位长期下降，使地基中有效自 重应力增加，引起地面大面积沉降。
水位上升会引起地基承载力的减少、 湿陷性土的塌陷现象。
2 基底压力计算
2.1 基底压力的分布规律
影响基底压力的因素:基础的形状、大小、刚度，埋置深度，基础上作用 荷载的性质（中心、偏心、倾斜等）及大小、地基土性质 基础按刚度可分为三种类型：柔性基础、刚性基础、弹性基础。
1 h 1
注：1.地下水位以上土层采 用天然重度，地下水位以下 土层采用浮重度γ′=
γsat-γw 1 h 1 + 2 h 2
2.非均质土中自重应力沿深 度呈折线分布
h2
水位面
h3 h4
1 h1 + 2h2 + 3h3 1 h1 + 2h2 + 3h3 + 4h4 1 h1 + 2h2 + 3h3 + 4h4 + w(h3+h4)
P
Pv
Ph
PH ph A PH ph B
3 基底附加压力
基底附加压力：指基底压力与基底处建造前土中自重应力之差，是引起地 基附加应力和变形的主要原因。
1 2
0
3、e=0.3m，e>l/6则
333.3
250
0.9
pmax
2( F G) 333.3kN / m2 l l 3( e)b ' b 3( e) 0.9m 2 2
3
2.4基础受斜向偏心荷载作用 将倾斜偏心荷载的合力分解 成竖向分量和水平分量。 竖向分量引起的基底压力按 竖直偏心荷载的计算公式计 算 水平分量引起的基底压力按 下式计算 矩形基础 条形基础
任务1
土中应力计算
1.1 均质土层中的自重应力
１ 土中自重应力计算
土体中任意深度处的竖向自重应力等于单位面积上土柱的有效重量。 天然地面
cz
cz
cz z
Βιβλιοθήκη Baidu1 1
σcz= z
z
cx
cy
z
竖向有效自重应力σcz简称为自重应力或自重压力
在同一水平面上， 各处自重应力相等。
地基土在自重作用 下只产生竖向变形， 而无侧向位移及剪 切变形。
pmax
pmin<0 e=l/6
pmin=0
pmax
基底压力重分布 pmax e>l/6
pmin=0
基底压力重分布
偏心荷载作用在基 底压力分布图形的 形心上
1 l F G pmax 3 e b 2 2
2( F G) 2( F G) pmax l 3kb 3( e)b 2
在硬粘土上 在硬粘土上 在砂土上 在砂土上 （无超载） （有超载） （有超载） （无超载）
2.2竖直中心荷载作用下的基底压力 取室内外平 均埋深计算
基础及回填土的平 均重度，一般 20kN/m3,水位以下 为10kN/m3
G= GAd
F G p A
若是条形基础， F,G取单位长度 基底面积计算 基底面积，对于 矩形基础A=bl
2.3单向偏心荷载作用下的基底压力 按材料力学短柱偏心受压公式：
F+G
e e b l
作用于基础底面形心上的 力矩 M=(F+G)∙e
pmax pmin
F G M A W
基础底面的抵抗 矩；矩形截面 W=bl2/6
pmax
pmin
pmax pmin
F G 6e 1 bl l
187.5
e F+G
pmin
1.2m
62.5
2、e=0.2m，e=l/6则
pmax pmin F G 6e (1 ) 250 kN / m 2 lb l F G 6e (1 ) 0kN / m 2 lb l
均质土中自重应力沿水平面上分布
侧向自重应力
天然地面
c z z
cx cy K0 cz
cz
Z
cx
cy
静止侧压 力系数
1.2
成层土的自重应力
天然地面
cz 1h1 2 h2 n hn i hi
i 1
n
h1
1 2 3 4
57.0kPa 80.5kPa
104kPa 150.1kPa
194.1kPa
cz 1h1 2 h2 n hn i hi
i 1
n
1.4
地下水变化对土中自重应力的影响 天然地面 天然地面
变动后 地下水位
原地下水位
变动后 地下水位
原地下水位
变前
单向偏心作用点至具有最大 压力的基底边缘的距离
【例】柱基础底面尺寸为1.2×1.0m2，作用在基础 底面的偏心荷载F + G =150kN，如下图所示。如果 偏心距分别为0.1m、0.2m、0.3m。试确定基础底面 应力数值，并绘出应力分布图。
e
F+G
1.2m
1、e=0.1m，l/6=1.2/6=0.2m，e<l/6则
项目5 地基变形验算
1
土中应力计算
工 作 任 务
1
2
确定土的压缩性
3
验算地基的变形
学习步骤
咨 询
决 策
计 划
实 施
检 查
评 价
咨询：工作任务
工作任务：压缩试验
试验目的
测定试样在侧限条件下变形和压力的关系曲线，从而 求出土的压缩性指标，判断土的压缩性和计算建筑物 地基的沉降量。
仪器设备
（1）固结容器：由环刀、护环、透水板、水槽、加压上盖组成。 （2）加压设备 （3）测微表 （4）其他：修土刀、钢丝锯、滤纸、天平、秒表等。
偏心荷载作用下的基底压力
pmax pmin
F G 6e 1 bl l
当e<l/6时，pmax，pmin>0，基底压力呈梯形分布 当e=l/6时，pmax>0，pmin=0，基底压力呈三角形分布 当e>l/6时，pmax>0，pmin<0，基底出现拉应力，基底压力重分布 pmax e<l/6 pmin
1.3
相对不透水层的影响
在地下水位以下，如埋藏有不透水层，不透水层顶面的自重应力值及层面以 下的自重应力应按上覆土层的水土总重计算，不透水底板内用饱和重度γsat， 在不透水层界面上的自重应力发生突变，具有两个自重应力值。
【例】一地基由多层土组成，地质剖面如下图所示，试计算并绘制自重 应力σcz沿深度的分布图。
变后
变后
变前
软土地区，因大量抽取地下水，地 下水位长期下降，使地基中有效自 重应力增加，引起地面大面积沉降。
水位上升会引起地基承载力的减少、 湿陷性土的塌陷现象。
2 基底压力计算
2.1 基底压力的分布规律
影响基底压力的因素:基础的形状、大小、刚度，埋置深度，基础上作用 荷载的性质（中心、偏心、倾斜等）及大小、地基土性质 基础按刚度可分为三种类型：柔性基础、刚性基础、弹性基础。
1 h 1
注：1.地下水位以上土层采 用天然重度，地下水位以下 土层采用浮重度γ′=
γsat-γw 1 h 1 + 2 h 2
2.非均质土中自重应力沿深 度呈折线分布
h2
水位面
h3 h4
1 h1 + 2h2 + 3h3 1 h1 + 2h2 + 3h3 + 4h4 1 h1 + 2h2 + 3h3 + 4h4 + w(h3+h4)
P
Pv
Ph
PH ph A PH ph B
3 基底附加压力
基底附加压力：指基底压力与基底处建造前土中自重应力之差，是引起地 基附加应力和变形的主要原因。
1 2
0
3、e=0.3m，e>l/6则
333.3
250
0.9
pmax
2( F G) 333.3kN / m2 l l 3( e)b ' b 3( e) 0.9m 2 2
3
2.4基础受斜向偏心荷载作用 将倾斜偏心荷载的合力分解 成竖向分量和水平分量。 竖向分量引起的基底压力按 竖直偏心荷载的计算公式计 算 水平分量引起的基底压力按 下式计算 矩形基础 条形基础
任务1
土中应力计算
1.1 均质土层中的自重应力
１ 土中自重应力计算
土体中任意深度处的竖向自重应力等于单位面积上土柱的有效重量。 天然地面
cz
cz
cz z
Βιβλιοθήκη Baidu1 1
σcz= z
z
cx
cy
z
竖向有效自重应力σcz简称为自重应力或自重压力
在同一水平面上， 各处自重应力相等。
地基土在自重作用 下只产生竖向变形， 而无侧向位移及剪 切变形。
pmax
pmin<0 e=l/6
pmin=0
pmax
基底压力重分布 pmax e>l/6
pmin=0
基底压力重分布
偏心荷载作用在基 底压力分布图形的 形心上
1 l F G pmax 3 e b 2 2
2( F G) 2( F G) pmax l 3kb 3( e)b 2
在硬粘土上 在硬粘土上 在砂土上 在砂土上 （无超载） （有超载） （有超载） （无超载）
2.2竖直中心荷载作用下的基底压力 取室内外平 均埋深计算
基础及回填土的平 均重度，一般 20kN/m3,水位以下 为10kN/m3
G= GAd
F G p A
若是条形基础， F,G取单位长度 基底面积计算 基底面积，对于 矩形基础A=bl
2.3单向偏心荷载作用下的基底压力 按材料力学短柱偏心受压公式：
F+G
e e b l
作用于基础底面形心上的 力矩 M=(F+G)∙e
pmax pmin
F G M A W
基础底面的抵抗 矩；矩形截面 W=bl2/6
pmax
pmin
pmax pmin
F G 6e 1 bl l