地基基础 第4章 ppt
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地基第4章筏形基础
hw ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ地下水位至基底的距离。
2．尽可能使荷载合力重心与筏基底面形心相重合。
当不能重合时，荷载效应准永久值组合下偏心距宜 符合下式要求
e 0.1W/A
式中W 与偏心距方向一致的基础底面抵抗矩； A 基础底面积。 如果偏心较大，为减少偏心距，可将筏板外伸
悬挑，悬跳长度不宜大于边跨柱距的1/4；对于肋 梁不外伸的悬挑筏板，挑出长度不宜大于1.5~2.0m， 如做成坡度，其边缘厚度不小于200mm. 3．如有软弱下卧层，应验算下卧层强度，验算方法 与天然地基上浅基础相同。
（2）当地下一层结构顶板作为上部结构的嵌固部位时 1）沿地下室外墙和内墙边缘的板面不应有大洞口； 2）地下一层结构顶板应采用梁板式楼盖，板厚不应小于180mm， 其混凝土强度等级不宜小于C30； 3）楼面应采用双层双向配筋，且每层每个方向的配筋率不宜小 于0.25%。
第二节 筏形基础设计步骤和构造要求
三、筏基底板配筋的确定 筏基底板的配筋应根据内力计算结果确定。
1 ． 受 力 钢 筋 最 小 直 径 不 应 小 于 10mm ， 间 距 100~200mm。分布钢筋直径不应小于8mm，间距不 应大于300mm。
2．平板式筏基柱下板带和跨中板带的底板钢筋应有 1/3贯通全跨，顶部钢筋应按实际配筋全部连通，上 下贯通钢筋的配筋率均不应小于0.15%。
3．梁板式筏基底板的配筋，顶部跨中钢筋应按实际 配筋全部连通；纵横方向底部支座钢筋尚应有1/3贯 通全跨。底板上下贯通钢筋的配筋率均不应小于 0.15%。
4．当筏板的厚度大于2000mm时，宜在板厚中间部位 设置直径不小于12mm、间距不大于300mm的双向 钢筋网。
5．对无外伸肋梁的双向 外伸板角，应配置5~7 根辐射状的附加钢筋。 附加钢筋的直径与边 跨板的主筋相同，钢 筋外端间距不大于 200mm ， 且 内 锚 长 度 (从肋梁外边缘起算)应 大于板的外伸长度。
2．尽可能使荷载合力重心与筏基底面形心相重合。
当不能重合时，荷载效应准永久值组合下偏心距宜 符合下式要求
e 0.1W/A
式中W 与偏心距方向一致的基础底面抵抗矩； A 基础底面积。 如果偏心较大，为减少偏心距，可将筏板外伸
悬挑，悬跳长度不宜大于边跨柱距的1/4；对于肋 梁不外伸的悬挑筏板，挑出长度不宜大于1.5~2.0m， 如做成坡度，其边缘厚度不小于200mm. 3．如有软弱下卧层，应验算下卧层强度，验算方法 与天然地基上浅基础相同。
（2）当地下一层结构顶板作为上部结构的嵌固部位时 1）沿地下室外墙和内墙边缘的板面不应有大洞口； 2）地下一层结构顶板应采用梁板式楼盖，板厚不应小于180mm， 其混凝土强度等级不宜小于C30； 3）楼面应采用双层双向配筋，且每层每个方向的配筋率不宜小 于0.25%。
第二节 筏形基础设计步骤和构造要求
三、筏基底板配筋的确定 筏基底板的配筋应根据内力计算结果确定。
1 ． 受 力 钢 筋 最 小 直 径 不 应 小 于 10mm ， 间 距 100~200mm。分布钢筋直径不应小于8mm，间距不 应大于300mm。
2．平板式筏基柱下板带和跨中板带的底板钢筋应有 1/3贯通全跨，顶部钢筋应按实际配筋全部连通，上 下贯通钢筋的配筋率均不应小于0.15%。
3．梁板式筏基底板的配筋，顶部跨中钢筋应按实际 配筋全部连通；纵横方向底部支座钢筋尚应有1/3贯 通全跨。底板上下贯通钢筋的配筋率均不应小于 0.15%。
4．当筏板的厚度大于2000mm时，宜在板厚中间部位 设置直径不小于12mm、间距不大于300mm的双向 钢筋网。
5．对无外伸肋梁的双向 外伸板角，应配置5~7 根辐射状的附加钢筋。 附加钢筋的直径与边 跨板的主筋相同，钢 筋外端间距不大于 200mm ， 且 内 锚 长 度 (从肋梁外边缘起算)应 大于板的外伸长度。
《地基基础》PPT课件优选全文
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地基的重要性
2、加拿大特朗斯康谷仓：
加拿大特朗斯康谷仓长59.44m，宽23.47m，高31.00m。 谷仓的基础为钢筋混凝土筏基，厚61cm，基础理深3.66m。谷 仓于1911年开始施工，1913年秋完工。谷仓自重20000t，相 当于装满谷物后满载总重量的42.5％。1913年9月起往谷仓装 谷物，仔细地装载，使谷物均匀分布。10月，当谷仓装了 31822m3谷物时，发现1小时内垂直沉降达30.5cm。结构物向 西倾斜，并在24小时内谷仓倾倒。谷仓西端下沉7.32m，东端 上抬1.52m。
分类 振冲置换法（用于处理不排水粘性土、粉 土、饱和黄土及人工填土）、振冲密实法（用于处 理砂土、人、粉土土基）。
机具设备：振冲器、起重机械、水泵及供水管道、 控制设备。
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地基局部处理及其他加固方法
地基局部处理
①松土坑：当坑的范围较小是，可将坑中松软的土挖除， 回填与天然而土压缩性相近的材料，分层夯实。
构造：厚度一般根据底面的自重应力与附加压应 力之和不大于同一标高处软弱土层的容许承载力 确定。
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材料要求：宜采用颗粒级配良好，质地坚硬的中砂、 粗砂、砾砂、碎石、石悄或基他工废料。
施工要点：先基底表面浮土、淤泥等杂物清除干净， 作好边坡处理。
底面宜铺设在同一标高上，如深度不同时，施工应 按先深后浅的程序进行。
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地基的重要性
主要原因：对谷仓地基土层事先未作勘察、试验与 研究，采用的设计荷载超过地基土的抗剪强度，导致 这一严重事故。是地基整体滑动强度破坏的典型工程 实例。
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由相邻建筑物引起的沉降破坏
《土力学与地基基础》PPT课件(341张)
在同一土层中的物质成分和颗粒大小等都相近的各 部分之间的相互关系的特征称为土的构造，土的构造最 主要特征就是成层性即层理构造。土的构造的另一特征 是土的裂隙性。
1—4 土的三相比例指标
上节介绍了土的 组成，特别是土颗粒 的粒组和矿物成分， 是从本质方面了解土 的性质的根据。但是 为了对土的基本物理 性质有所了解，还需 要对土的三相——土 粒(固相)、土中水(液 相)和土中气(气相)的 组成情况进行数量上 的研究。
为地壳的上拱和下拗，形成大 型的构造隆起和拗陷：水 平运动表现为地壳岩层的水平移动，使岩层产生各种形 态的褶皱和断裂．地壳运动的结果，形成了各种类型的 地质构造和地球表面的基本形态。 3)变质作用--在岩浆活动和地壳运动过程中，原岩 (原来生成的各种岩石)在高温、高压下及挥发性物质的 渗入下，发生成分、结构、构造变化的地质作用。 (2)外力地质作用： 由于太阳辐射能和地球重力位能所引起的地质作 用。它包括气温变化、雨雪、山洪、河流、湖泊、海洋、 冰川、风、生物等的作用。 1)风化作用--外力(包括大气、水、生物)对原岩发生机 械破碎和化学变化的作用。 2)沉积岩和土的生成--原岩风化产物（碎屑物质），在 雨雪水流、山洪急流、河流、湖浪、海浪、冰川或风等
二、本课程的特点和学习要求 1 课程的特点： （1）地基及基础课程涉及工程地质学、土 力学、结构设计和施工几个学科领域，内容广 泛、综合性强； （2）课程理论性和实践性均较强。 2学习要求： (1)学习和掌握土的应力、变形，强度和 地基计算等土力学基本原理； (2)学习和掌握浅基础和桩基础的设计方 法； (3)熟悉土的物理力学性质的原位测试技 术以及室内土工试验方法； （4）重视工程地质基本知识的学习，了解 工程地质勘察的程序和方法，注意阅读和使用 工程地质勘察资料能力的培养。
基础工程第四章地基基础设计方法和基本规定
第八页，共31页。
4.1.2 极限(jíxiàn)状态设计方法
按《工程结构可靠度设计统一标准》 GB50153-1992以及《建筑结构可靠度设 计统一标准》GB50068-2001 的规定，建 筑结构的设计应采用以分项系数表达的以 概率理论为基础(jīchǔ)的极限状态设计方法。
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偶然状况：与设计使用年限相比，持续 期很 短，如地震、爆炸、撞击等。
• 2、结构设计时，对所考虑的极限状态，应采
用相应(xiāngyīng)的结构作用效应的最不利组
合。
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三、极限状态(zhuàngtài)设计要求2
• 3、极限状态设计(shèjì)的作用组合：
• （1）承载能力极限状态的作用组合
第4章 地基基础设计(shèjì)方法和规定
4.1 地基基础设计方法(fāngfǎ)
4.2 地基基础设计的基本规定
1
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• 在进行工程结构设计时，应力求其在安全性、适用性与经济之间达 到合理的平衡，使其在规定的设计使用年限内满足下列功能要求。
• （1）正常施工和正常使用时，能承受可能出现(chūxiàn)的各种作用； • （2）在设计规定的偶然事件发生时及发生后，仍能保持必需的整体
50~100 ≤30
30~75 ≤30
烟窗 水塔
高度(m) ≤30 ≤40
≤50
≤75
≤100
高度(m) ≤15 ≤20
≤30
≤30
≤30
容积(m3)
≤50
50~10 100~20 200~30 300~50
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500~1000
4.1.2 极限(jíxiàn)状态设计方法
按《工程结构可靠度设计统一标准》 GB50153-1992以及《建筑结构可靠度设 计统一标准》GB50068-2001 的规定，建 筑结构的设计应采用以分项系数表达的以 概率理论为基础(jīchǔ)的极限状态设计方法。
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偶然状况：与设计使用年限相比，持续 期很 短，如地震、爆炸、撞击等。
• 2、结构设计时，对所考虑的极限状态，应采
用相应(xiāngyīng)的结构作用效应的最不利组
合。
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三、极限状态(zhuàngtài)设计要求2
• 3、极限状态设计(shèjì)的作用组合：
• （1）承载能力极限状态的作用组合
第4章 地基基础设计(shèjì)方法和规定
4.1 地基基础设计方法(fāngfǎ)
4.2 地基基础设计的基本规定
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• 在进行工程结构设计时，应力求其在安全性、适用性与经济之间达 到合理的平衡，使其在规定的设计使用年限内满足下列功能要求。
• （1）正常施工和正常使用时，能承受可能出现(chūxiàn)的各种作用； • （2）在设计规定的偶然事件发生时及发生后，仍能保持必需的整体
50~100 ≤30
30~75 ≤30
烟窗 水塔
高度(m) ≤30 ≤40
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≤75
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高度(m) ≤15 ≤20
≤30
≤30
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容积(m3)
≤50
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土建工程基础课件——4.4 软弱地基及特殊性土地基
（4）粉煤灰 可用于道路、堆场和小型建筑物、构筑物等的换填垫层。粉煤灰
垫层上宜覆土0.3—0.5m。作为建筑物垫层的粉煤灰应符合有关放射 性安全标准的要求。 （5）矿渣
垫层使用的矿渣是指高炉重矿渣，可分为分级矿渣、混合矿渣及 原状矿渣。矿渣垫层主要用于堆场、道路和地坪，也可用于小型建筑 物、构筑物地基。易受酸、碱影响的基础或地下管网不得采用矿渣垫 层。大量填筑矿渣时，应考虑对地下水和土壤的环境影响。
5、加筋法
加筋法的基本原理是通过在土层中埋设强度较高的土工合成材料 、拉筋、受力杆件等提高地基承载力、减小沉降、维持建(构)筑物或 土坡稳定。 1）土工合成材料 2）土层锚杆 3）土钉 4）树根桩法
6、胶结法
胶结法的基本原理是在软弱地基中部分土体内掺入水泥、水泥砂 浆以及石灰等固化物，形成加固体，与未加固部分形成复合地基．以 提高地基承载力和减小沉降。 （1）灌浆法 （2）高压喷射注浆法 （3）水泥土搅拌法
地基与基础
4.4 软弱地基 4.5 特殊土地基
1.软弱地基 淤泥及淤泥质土地基，即软土地基 冲填土地基 人工填土地基 高压缩性土地基
2.特殊土地基 湿陷性黄土地基、膨胀土地基、季节性冻土地基、岩 溶地基、松砂土地基
概述
一、地基处理的目的
1、建筑物地基面临的问题 （1）承载力及稳定性问题。当地基的抗剪强度不足以支承上部结构的自
及生物的地基处方法； （2）可根据地基处理加固区的部位分为浅层地基处理方法、深层地基处
理方法和斜面土层处理方法三大类； （3）还可视用途将地基处理方法分为临时地基处理方法和永久地基处理
方法两种。
三、地基处理的特点
（1）大部分地基处理方法的加固效果不是在施工结束后就能全部发挥； （2）每一项地基处理工程都有它的特殊性； （3）地基处理是隐蔽工程，很难直接检验其加固效果。
基础工程-第4章 桩基础-
桩顶荷载一般包括轴向力、水平力和力矩，为简化 起见，在研究桩的受力性能及计算桩的承载力时，对 竖向受力情况单独进行研究。
4.3.1 桩的荷载传递
竖向荷载施加于桩顶时，桩身的上部 首先受到压缩而发生相对于土的向下位 移，于是桩周土在桩侧界面上产生向上 的摩阻力；荷载沿桩身向下传递的过程 就是不断克服这种摩阻力并通过它向土 中扩散的过程 。 如果桩侧摩阻力不足以抵抗竖向荷载， 一部分竖向荷载将传递到桩底，桩底持 力层也将产生压缩变形，故桩底土也会 对桩端产生阻力。
4.4 单桩竖向承载力的确定
单桩的承载力： 是指单桩在竖向荷载作用下，不丧失稳定性、不产生过 大变形时的承载能力。 单桩的竖向承载力主要取决于两方面： 一是地基土对桩的支承能力； 二是桩身的材料强度。 一般情况下，桩的承载力由地基土的支承能力所控制， 材料强度往往不能充分发挥，只有对端承桩、超长桩以及 桩身质量有缺陷的桩，桩身材料强度才起控制作用。
（1）静载荷试验装置及其方法：
试验装置主要由加荷稳压、提供反力和沉降观测三部分组成。
主梁
千斤顶 百分表 次梁 锚筋 锚桩
基准柱
试验时加载方式通常 有慢速维持荷载法、快 速维持荷载法、等贯入 速率法、等时间间隔加 载法以及循环加载法。 锚桩桁架法 工程中最常用的是慢速维持荷载法，即逐级加载，每级 加载值为单桩承载力特征值的1/8-1/5，当每级荷载下桩顶 沉降量小于0.1mm/h时，则认为已趋于稳定。然后施加下 一级荷载直到试桩破坏，再分级卸载到零。
4.3 竖向荷载下单桩的工作性能
本节重点： 竖向荷载作用下单桩的工作性能。
本节难点： 单桩的破坏模式已及单桩承载力的确定。
4.3 竖向荷载下单桩的工作性能
单桩工作性能的研究是单桩承载力分析理论的基础， 通过桩土相互作用分析，了解桩土间的传力途径和单 桩承载力的构成及其发展过程，以及单桩的破坏机理 等，对正确评价单桩承载力设计值具有一定的指导意 义。
基础工程学-第4章 柱下十字交叉基础
型和弹性半空间体模型都不能很好解决箱基基底反力分布
问题。 金品质•高追求 我们让你更放心！ 18
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箱形基础
箱形内力计算方法
假设上部结构为刚性结构，仅考虑箱形基础局部弯曲作用 内力计算时，顶板按周边固定的双向连续板，受自重和板上荷载
作用；底板按周边固定的倒双向板，受基底净反力作用。 考虑箱形基础整体弯曲和局部弯曲作用
荷载修正(补充内容)
为什么进行荷载修正？ 节点荷载分配完毕后，纵、横两个方向上的梁独立进行计算。 在柱节点下的那块面积在纵、横向梁计算时都被用到，即重复利用了 节点面积。节点面积往往占交叉条形基础全部面积的2030%，重复 利用使计算结果误差较大，且偏于不安全。
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实用荷载简化分配方法 所谓简化，即不考虑弯矩的分配。弯 矩只作用于其各自方向上的梁上。
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弹性地基 梁法（文 克尔地基
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梁法） 金品质•高追求 我们让你更放心！ 5
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柱下十字交叉基础计算的关键问题： 单柱荷载如何在两个方向的梁上分配？
金品质•高追求 我们让你更放心！ 2
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柱下十字交叉基础
单柱荷载分配
荷载分配原则：基础节点上应满足力平衡和变形协调条件
荷载分配方法：
一般分配方法 实用简化分配方法
一般分配方法 根据力平衡和变形协调条件，对任一
土力学与地基基础4-1
工程实例－土坡稳定
The slide extended for about 1100 feet along the embankment. At the north end, near the inletoutlet structure visible in this photo, the scarp at the top of the slide was about 30 feet high. At the bottom of the slope the toe of the slide moved horizontally about 30 feet out into the reservoir.
施工观测及质量检验
三、沉降观测 1.观测点的布置： 沿场地对称轴线、场地中心、坡顶、坡脚和场外 10m范围 2.资料应用 ⑴推算最终变形量；⑵求任意时间固结度； ⑶控制加荷速率。 四、边桩位移观测
4.6 土的强度特性
砂性土的剪切性状
砂土的抗剪强度受密度、颗粒形状、表面粗糙度 和级配的影响。对于一般砂土来讲，影响抗剪强 度的主要因素是其初始孔隙比（或初始干密度） 初始孔隙比越小，抗剪强度越高 同一种砂土在相同的孔隙比下饱和时的内摩擦角 比干燥时小
例题2 已知某地基土的c=20kPa，Φ=20°，若地基中某 点的大主应力为300kPa，当小主应力为何值时，该土 处于极限平衡状态?并说明其剪裂的位置。 解：已知最大主应力σ1=300kPa，将有关数据代 入公式，得最小主应力的计算值：
4.3 抗剪强度试验方法
测定土抗剪强度指标的试验称为剪切试验 按照常用的试验仪器将剪切试验分为 直接剪切试验 三轴压缩试验 无侧向抗压强度试验 十字板剪切试验
工程实例－土坡稳定
基础工程第四章桩基础(1)
方法1. 静载荷试验（实图） 静载荷试验是评价单桩
承载力诸法中可靠性较高的 一种方法。
缺点： 时间长；费用高。 广东最大可加载3000t。
主梁
次梁
加压
千斤顶 沉降 观测点
试验桩
(a)
锚桩 (4根)
重物
支墩
千斤顶 加压
沉降 观测点
试验桩
(b)
图4－11 单桩静载荷试验的加荷装置
(a)锚桩横梁反力装置；(b)压重平台反力装置
甲级、丙级以外的建筑；
丙级 场地和地基条件简单、荷载分布均匀的七层及七层以的一般建筑 。
功能重要、荷载大、重心高、风载和地震作用效应大 荷载和刚场度地分、布环极境为条不件均特，殊对差异沉降适应能力差
第4章 桩基础
（三）桩基计算规定 1、应根据桩基的使用功能和受力特征分别进行桩基的
竖向承载力和水平承载力计算； 2、桩身（含桩身压曲、钢管桩局部压曲）和承台结构
二、桩基设计原则 （一）桩基的极限状态
1.承载能力极限状态 ：对应于桩基达到最大承载力导致整体 失稳或发生不适于继续承载的变形。
2.正常使用极限状态：对应于桩基达到建筑物正常使用所规定 的变形限值或达到耐久性要求的某项 限值。
第 4章 桩 基 础
（二）建筑桩基设计等级划分
设计
建筑类型
等级
甲级 乙级
承载力计算； 3、软弱下卧层验算； 4、坡地、岸边桩基整体稳定性验算；
5、抗浮、抗拔桩基的抗拔承载力（基桩和群桩）验算；
6、抗震设防区抗震承载力验算。
第4章 桩基础
（四）应计算沉降的桩基 1、设计等级为甲级的非嵌岩桩和非深厚坚硬持力层
的建筑桩基 ； 2、设计等级为乙级的体型复杂、荷载分布显著不均匀
《地基与基础 》PPT课件
二、土的组成 土是由固体颗粒、水和气体组成的三相分散体系。固体颗
粒构成土的骨架，是三相体系中的主体，水和气体填充土骨 架之间的空隙，土体三相组成中每一相的特性及三相比例关 系都对土的性质有显著影响。 (一)土的固体颗粒 1.土的粒径级配
a
上一页 下一页 返4回
第一节土的构成及其构造
为厂便于研究，将土粒按大小及性质的不同，划分成若干粒 组。土的颗粒越小，与水的相互作用就越强烈。粗颗粒和水 之间儿乎没有物理化学作用，而粒径小于0. 005 mm的钻粒和 胶粒就受水的强烈影响，遇水时出现钻性、可塑性、膨胀性 等粗颗粒所不具有的诸种特性。很显然，土中所含的各个粒 组的相对含量不同，表现出来的土的性质也就不同。
第一章土的物理性质及工程分类
第一节土的构成及其构造 第二节土的物理性质指标 第三节土的物理状态指标 第四节土的压实性与渗透性 第五节地基岩土的工程分类 第六节岩土的野外鉴别方法
a
1
第一节土的构成及其构造
一、土的成因 岩石经过风化、剥蚀、搬运、沉积等过程后，所形成的各
种疏松的沉积物，在建筑工程上都称之为“土”。这是土的 狭义概念。土的广义概念是将整体岩石也包括在内，但人们 一 般都使用土的狭义概念。 风化作用与气温变化、雨雪、山洪、风、空气、生物活动 等(也称为外力地质作用)密切相关，一般分为物理风化、化 学风化和生物风化三种。由于气温变化，岩石胀缩开裂、崩 解为碎块的属于物理风化。这种风化作用只改变颗粒的大小 与形状，不改变矿物成分，形成的土颗粒较大，称为原生矿 物。由于水溶液、大气等因素的影响，使岩石的矿物成分不 断溶解水化、氧化、碳酸盐化引起岩石破碎的属于化学风化。 这种风化作用使岩石的矿物成分发生改变，土的颗粒变得很 细，称为次生矿物。由于动、植物的生长使岩石破碎的属于 生物风化，这种风化作用具有物理风化和化学风化的双重作 用。
粒构成土的骨架，是三相体系中的主体，水和气体填充土骨 架之间的空隙，土体三相组成中每一相的特性及三相比例关 系都对土的性质有显著影响。 (一)土的固体颗粒 1.土的粒径级配
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第一节土的构成及其构造
为厂便于研究，将土粒按大小及性质的不同，划分成若干粒 组。土的颗粒越小，与水的相互作用就越强烈。粗颗粒和水 之间儿乎没有物理化学作用，而粒径小于0. 005 mm的钻粒和 胶粒就受水的强烈影响，遇水时出现钻性、可塑性、膨胀性 等粗颗粒所不具有的诸种特性。很显然，土中所含的各个粒 组的相对含量不同，表现出来的土的性质也就不同。
第一章土的物理性质及工程分类
第一节土的构成及其构造 第二节土的物理性质指标 第三节土的物理状态指标 第四节土的压实性与渗透性 第五节地基岩土的工程分类 第六节岩土的野外鉴别方法
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第一节土的构成及其构造
一、土的成因 岩石经过风化、剥蚀、搬运、沉积等过程后，所形成的各
种疏松的沉积物，在建筑工程上都称之为“土”。这是土的 狭义概念。土的广义概念是将整体岩石也包括在内，但人们 一 般都使用土的狭义概念。 风化作用与气温变化、雨雪、山洪、风、空气、生物活动 等(也称为外力地质作用)密切相关，一般分为物理风化、化 学风化和生物风化三种。由于气温变化，岩石胀缩开裂、崩 解为碎块的属于物理风化。这种风化作用只改变颗粒的大小 与形状，不改变矿物成分，形成的土颗粒较大，称为原生矿 物。由于水溶液、大气等因素的影响，使岩石的矿物成分不 断溶解水化、氧化、碳酸盐化引起岩石破碎的属于化学风化。 这种风化作用使岩石的矿物成分发生改变，土的颗粒变得很 细，称为次生矿物。由于动、植物的生长使岩石破碎的属于 生物风化，这种风化作用具有物理风化和化学风化的双重作 用。
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第四章 地基中的应力
§4-3 附加应力
四、非均质和各向异性地基中的附加应力
实际地基并非均质、各向同性。有的是由不同压缩性
土层组成的成层地基，有的是同一土层的变形模量随深度
增加而增大等等。由于地基的非均质性和各向异性，就会 造成竖向附加应力产生应力集中或应力扩散的现象。
39
第四章 地基中的应力
独基础、墙下条形基础等扩展基础，其基底压力当作近似直线分
布，按材料力学公式进行简化计算。
22
第四章 地基中的应力
一、基底压力的简化计算
§4-2基底压力
1、中心荷载作用下的基底压力
G-基础自重及 其上回填土重 力的总和
取室内外平均埋 深计算
G= GAd
若是条形基础，F,G 取单位长度基底面积 计算（长度方向取1m 长）
5
第四章 地基中的应力
自重应力、附加应力：
本章提要
二者产生原因不同，所以计算方法不同，分布规 律及对工程的影响也不同。 土体在自重作用下，在漫长的地质历史时期，已 经压缩稳定，因此，土的自重应力不再引起土的变形。 但对于新沉积土层或近期人工填土应考虑自重应力引 起的变形。
附加应力是地基中新增加的应力，它是引起土体 变形或地基变形的主要原因。
1 l F G pmax 3 e b 2 2
基底压力重分布
pmax 2F G l 3 e b 2
26
第四章 地基中的应力
二、基底附加压力
§4-2基底压力
基底附加压力：作用于地基表面，由于建造建筑物而新 增加的压力称为基底附加压力，即导致地基中产生附加 应力的那部分基底压力。
28
第四章 地基中的应力
§4-3 附加应力
一、竖向集中荷载作用下的地基附加应力
P
r R y M(x,y,z) x y M(x,y,0) z
o x
附加应力系数
z
P K 2 z
q
z
1885年法国学者布 辛涅斯克解
3Pz3 3P 3 z cos q 5 2 2R 2R
29
第四章 地基中的应力
6
7
8
9
10
11
12
13
第四章 地基中的应力
研究方法：
本章提要
研究土体或地基的应力和变形，必须从土的应力与 应变的基本关系出发。
土是由三相组成的非连续介质，天然地基往往是由
成层土所组成的非均质或各向异性体，土的应力应变关 系具有非线性、非弹性的特征。 为简化计算，把地基土视为均匀的、各向同性的半 无限空间弹性体，应用弹性力学公式来求解土中应力。
当e>l/6时，pmax>0，pmin<0，基底出现拉应力，基底压力重分布 pmin pmax e<l/6 pmin<0 pmax e>l/6
25
pmin=0 pmax
e=l/6
基底压力重分布
pmax
pmin=0
第四章 地基中的应力
一、基底压力的简化计算
§4-2基底压力
2、偏心荷载作用下的基底压力 偏心荷载作用在基底 压力分布图形的形心 上
2 、在地基中，土的变形模量常随地基深度的增大 而增大，这种现象在砂土中尤为显著。通过试验和理论 证实，与均质地基相比较，沿荷载中心线，附加应力将 发生应力集中现象。
3 、天然沉积形成的水平薄交互层地基，水平向变
形模量大于竖向变形模量时，附加应力发生应力扩散现
象；水平变形模量小于竖向变形模量，附加应力发生应 力集中现象。
F
实际情况 F
d
基底附加压力在数值上 等于基底压力扣除基底 标高处原有土体的自重 应力
27
第四章 地基中的应力
二、基底附加压力
§4-2基底压力
基底附加压力
基底标高以上天然土 层的加权平均重度
p0 p 0 d
自重应力
基底压力呈梯形分布时， 基底附加压力：
p0 max pmax 0d p0 min pmin
三、地下水位升降对土中自重应力的影响
§4-1自重应力
地下水位下降，自重应力增加：例如大量长期抽 取地下水，导致地下水位长期大幅度下降，自重应力 增加，从而会引起地面大面积沉降。 地下水位上升，自重应力减少：如在大坝蓄水或 工业废水大量渗入地下的地区，水位上升会引起地基承 载力减小、湿陷性土的塌陷现象等。
i 1
h1
1
1
说明：
1 h1
1.如地下水位位于同一土
层中，地下水位也应作为分 层的界面。地下水位以上土
h2
2
2
水位面
1 h1 +
2 h2
层采用天然重度，地下水位
以下土层采用浮重度。 2.非均质成层土中自重应
h3
3
3
1 h1 + 2h2 + 3h3
力沿深度呈折线分布。
17
h4
4、4
4
上： 1 h1 + 2h2 + 3h3 +4h4
+ w（h3+h4）
不透水层
下： 1 h1 + 2h2 + 3h3 +4h4
18
【例1】见教材 【例2】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
19
第四章 地基中的应力
LOGO
第四章 地基中的应力
福建工程学院土木工程系 2012年2月
第四章 地基中的应力
1 2 3 4
本章提要
土的自重应力 基底压力
地基附加应力
2
第四章 地基中的应力
本章提要
3
第四章 地基中的应力
基础
本章提要
原有应力状态发 生变化
结构荷载
地基
产生变形、沉 降等
严重 土体中应力状态 发生变化
引起地基土的变形，导致建筑 物的沉降，倾斜或水平位移。
34
第四章 地基中的应力
计算点在基底角点外
§4-3 附加应力
二、矩形荷载作用时的地基附加应力
I
o
o
III
z K cⅠ KcⅡ Kc Ⅲ K cⅣ p
II
35
IV
第四章 地基中的应力
§4-3 附加应力
二、矩形荷载作用时的地基附加应力
【例3】见教材4-3
36
第四章 地基中的应力
当应力超过地基土的强度时， 地基就会因丧失稳定性而破 坏，造成建筑物倒塌。
4
第四章 地基中的应力
本章提要
地基中的应力按产生的原因不同可分为两种:
1、自重应力：
由土体自身有效自重在地基内所产生的应力。
2、附加应力：
土体在外荷载（包括建筑物荷载、交通荷载）地下
水渗流、地震等作用下在地基内附加产生的应力增量。
14
第四章 地基中的应力
一、均质土中的自重应力
§4-1自重应力
假设地基为均质连续的半无限空间体，土体在自重应力作用下只产生竖向 变形，而无侧向位移和剪切变形。 天然地面
沿水平面均匀分布 与Z成正比
cz
地下水位以下采用浮重度
cz z
cz
σcz= z
z
cx
cy
1
1
z
随深度成线性增加
21
第四章 地基中的应力
基底压力一般呈非线性分布。
§4-2基底压力
柱下单独基础、墙下条形基础等刚性基础，基底压力呈马
鞍形分布。
根据弹性理论中圣维南原理，在基础底面下一定深度所引
起的地基附加应力与基底荷载分布形态无关，只与其合力的大小 与作用点位置有关。 在工程实用中，对于具有一定刚度以及尺寸较小的柱下单
天然地面 在地下水位以下
h1
1
1
如埋藏有不透水层
1 h1
（例如完整的岩层或 坚硬粘土层等），由 于不透水层中不存在
h2
2
水位面
2
1 h1 +
2 h2
水的浮力，所以不透 水层顶面及层面以下 的自重应力应按上覆 土层的水土总重计算。
h3
3、3
3
1 h1 + 2h2 + 3h3
30
第四章 地基中的应力
叠加原理
§4-3 附加应力
一、竖向集中荷载作用下的地基附加应力
由几个外力共同作用时所引起的某一参数（内力、应力或位 移），等于每个外力单独作用时所引起的该参数值的代数和。
Pa Pb
z
两个集中力 作用下σz的 叠加
a
b
31
第四章 地基中的应力
§4-3 附加应力
二、矩形荷载作用时的地基附加应力
37
第四章 地基中的应力
§4-3 附加应力
三、条形荷载作用时的地基附加应力
均布条形荷载作用下附加应力分布规律
（1）在荷载分布范围内之下任意点沿垂线的附加应力 值，随深度愈向下愈小。
（2）基础底面下任意深度的水平面上的附加应力值，
在基底中心点下的轴线处最大，随着距离中轴线愈远而愈 小。
（3）地基附加应力具有扩散性。附加应力不仅发生在 荷载面积之下，而且分布在荷载面积以外相当大的范围之 下。
§4-3 附加应力
一、竖向集中荷载作用下的地基附加应力
集中力作用下附加应力分布规律
距离地面越深，附加应力的分布范围越广 在集中力作用线上的附加应力最大，向两侧逐渐减小
同一竖向线上的附加应力随深度而变化
在集中力作用线上，当z＝0时，σz→∞，随着深度增加，
第四章 地基中的应力
§4-3 附加应力
四、非均质和各向异性地基中的附加应力
实际地基并非均质、各向同性。有的是由不同压缩性
土层组成的成层地基，有的是同一土层的变形模量随深度
增加而增大等等。由于地基的非均质性和各向异性，就会 造成竖向附加应力产生应力集中或应力扩散的现象。
39
第四章 地基中的应力
独基础、墙下条形基础等扩展基础，其基底压力当作近似直线分
布，按材料力学公式进行简化计算。
22
第四章 地基中的应力
一、基底压力的简化计算
§4-2基底压力
1、中心荷载作用下的基底压力
G-基础自重及 其上回填土重 力的总和
取室内外平均埋 深计算
G= GAd
若是条形基础，F,G 取单位长度基底面积 计算（长度方向取1m 长）
5
第四章 地基中的应力
自重应力、附加应力：
本章提要
二者产生原因不同，所以计算方法不同，分布规 律及对工程的影响也不同。 土体在自重作用下，在漫长的地质历史时期，已 经压缩稳定，因此，土的自重应力不再引起土的变形。 但对于新沉积土层或近期人工填土应考虑自重应力引 起的变形。
附加应力是地基中新增加的应力，它是引起土体 变形或地基变形的主要原因。
1 l F G pmax 3 e b 2 2
基底压力重分布
pmax 2F G l 3 e b 2
26
第四章 地基中的应力
二、基底附加压力
§4-2基底压力
基底附加压力：作用于地基表面，由于建造建筑物而新 增加的压力称为基底附加压力，即导致地基中产生附加 应力的那部分基底压力。
28
第四章 地基中的应力
§4-3 附加应力
一、竖向集中荷载作用下的地基附加应力
P
r R y M(x,y,z) x y M(x,y,0) z
o x
附加应力系数
z
P K 2 z
q
z
1885年法国学者布 辛涅斯克解
3Pz3 3P 3 z cos q 5 2 2R 2R
29
第四章 地基中的应力
6
7
8
9
10
11
12
13
第四章 地基中的应力
研究方法：
本章提要
研究土体或地基的应力和变形，必须从土的应力与 应变的基本关系出发。
土是由三相组成的非连续介质，天然地基往往是由
成层土所组成的非均质或各向异性体，土的应力应变关 系具有非线性、非弹性的特征。 为简化计算，把地基土视为均匀的、各向同性的半 无限空间弹性体，应用弹性力学公式来求解土中应力。
当e>l/6时，pmax>0，pmin<0，基底出现拉应力，基底压力重分布 pmin pmax e<l/6 pmin<0 pmax e>l/6
25
pmin=0 pmax
e=l/6
基底压力重分布
pmax
pmin=0
第四章 地基中的应力
一、基底压力的简化计算
§4-2基底压力
2、偏心荷载作用下的基底压力 偏心荷载作用在基底 压力分布图形的形心 上
2 、在地基中，土的变形模量常随地基深度的增大 而增大，这种现象在砂土中尤为显著。通过试验和理论 证实，与均质地基相比较，沿荷载中心线，附加应力将 发生应力集中现象。
3 、天然沉积形成的水平薄交互层地基，水平向变
形模量大于竖向变形模量时，附加应力发生应力扩散现
象；水平变形模量小于竖向变形模量，附加应力发生应 力集中现象。
F
实际情况 F
d
基底附加压力在数值上 等于基底压力扣除基底 标高处原有土体的自重 应力
27
第四章 地基中的应力
二、基底附加压力
§4-2基底压力
基底附加压力
基底标高以上天然土 层的加权平均重度
p0 p 0 d
自重应力
基底压力呈梯形分布时， 基底附加压力：
p0 max pmax 0d p0 min pmin
三、地下水位升降对土中自重应力的影响
§4-1自重应力
地下水位下降，自重应力增加：例如大量长期抽 取地下水，导致地下水位长期大幅度下降，自重应力 增加，从而会引起地面大面积沉降。 地下水位上升，自重应力减少：如在大坝蓄水或 工业废水大量渗入地下的地区，水位上升会引起地基承 载力减小、湿陷性土的塌陷现象等。
i 1
h1
1
1
说明：
1 h1
1.如地下水位位于同一土
层中，地下水位也应作为分 层的界面。地下水位以上土
h2
2
2
水位面
1 h1 +
2 h2
层采用天然重度，地下水位
以下土层采用浮重度。 2.非均质成层土中自重应
h3
3
3
1 h1 + 2h2 + 3h3
力沿深度呈折线分布。
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h4
4、4
4
上： 1 h1 + 2h2 + 3h3 +4h4
+ w（h3+h4）
不透水层
下： 1 h1 + 2h2 + 3h3 +4h4
18
【例1】见教材 【例2】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
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第四章 地基中的应力
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第四章 地基中的应力
福建工程学院土木工程系 2012年2月
第四章 地基中的应力
1 2 3 4
本章提要
土的自重应力 基底压力
地基附加应力
2
第四章 地基中的应力
本章提要
3
第四章 地基中的应力
基础
本章提要
原有应力状态发 生变化
结构荷载
地基
产生变形、沉 降等
严重 土体中应力状态 发生变化
引起地基土的变形，导致建筑 物的沉降，倾斜或水平位移。
34
第四章 地基中的应力
计算点在基底角点外
§4-3 附加应力
二、矩形荷载作用时的地基附加应力
I
o
o
III
z K cⅠ KcⅡ Kc Ⅲ K cⅣ p
II
35
IV
第四章 地基中的应力
§4-3 附加应力
二、矩形荷载作用时的地基附加应力
【例3】见教材4-3
36
第四章 地基中的应力
当应力超过地基土的强度时， 地基就会因丧失稳定性而破 坏，造成建筑物倒塌。
4
第四章 地基中的应力
本章提要
地基中的应力按产生的原因不同可分为两种:
1、自重应力：
由土体自身有效自重在地基内所产生的应力。
2、附加应力：
土体在外荷载（包括建筑物荷载、交通荷载）地下
水渗流、地震等作用下在地基内附加产生的应力增量。
14
第四章 地基中的应力
一、均质土中的自重应力
§4-1自重应力
假设地基为均质连续的半无限空间体，土体在自重应力作用下只产生竖向 变形，而无侧向位移和剪切变形。 天然地面
沿水平面均匀分布 与Z成正比
cz
地下水位以下采用浮重度
cz z
cz
σcz= z
z
cx
cy
1
1
z
随深度成线性增加
21
第四章 地基中的应力
基底压力一般呈非线性分布。
§4-2基底压力
柱下单独基础、墙下条形基础等刚性基础，基底压力呈马
鞍形分布。
根据弹性理论中圣维南原理，在基础底面下一定深度所引
起的地基附加应力与基底荷载分布形态无关，只与其合力的大小 与作用点位置有关。 在工程实用中，对于具有一定刚度以及尺寸较小的柱下单
天然地面 在地下水位以下
h1
1
1
如埋藏有不透水层
1 h1
（例如完整的岩层或 坚硬粘土层等），由 于不透水层中不存在
h2
2
水位面
2
1 h1 +
2 h2
水的浮力，所以不透 水层顶面及层面以下 的自重应力应按上覆 土层的水土总重计算。
h3
3、3
3
1 h1 + 2h2 + 3h3
30
第四章 地基中的应力
叠加原理
§4-3 附加应力
一、竖向集中荷载作用下的地基附加应力
由几个外力共同作用时所引起的某一参数（内力、应力或位 移），等于每个外力单独作用时所引起的该参数值的代数和。
Pa Pb
z
两个集中力 作用下σz的 叠加
a
b
31
第四章 地基中的应力
§4-3 附加应力
二、矩形荷载作用时的地基附加应力
37
第四章 地基中的应力
§4-3 附加应力
三、条形荷载作用时的地基附加应力
均布条形荷载作用下附加应力分布规律
（1）在荷载分布范围内之下任意点沿垂线的附加应力 值，随深度愈向下愈小。
（2）基础底面下任意深度的水平面上的附加应力值，
在基底中心点下的轴线处最大，随着距离中轴线愈远而愈 小。
（3）地基附加应力具有扩散性。附加应力不仅发生在 荷载面积之下，而且分布在荷载面积以外相当大的范围之 下。
§4-3 附加应力
一、竖向集中荷载作用下的地基附加应力
集中力作用下附加应力分布规律
距离地面越深，附加应力的分布范围越广 在集中力作用线上的附加应力最大，向两侧逐渐减小
同一竖向线上的附加应力随深度而变化
在集中力作用线上，当z＝0时，σz→∞，随着深度增加，