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土力學有效壓力計算公式

生活 更新时间:2024-11-26 19:53:49

建築物荷載通過基礎傳給地基,基礎底面傳給地基的單位面積上的壓力稱為基底壓力,或稱接觸壓力。 基底壓力既是計算地基中附加應力的外荷載,也是計算基礎結構内力的外荷載。因此,在計算地基中的附加應力及設計基礎結構時,都必須研究基底壓力的分布規律和計算方法。

基底壓力的分布規律

基底壓力分布涉及上部結構、基礎和地基土的共同作用,是一個十分複雜的問題,但在簡化分析中一般将其看作是彈性理論中的接觸壓力問題。 試驗和研究證明,基底壓力分布與基礎剛度、形狀、尺寸、埋置深度、土的性質及荷載大小等許多因素有關。 在理論分析中要綜合考慮所有因素非常困難。 目前在彈性理論分析中,主要研究不同剛度的基礎在彈性半空間體表面的接觸壓力分布問題。

如果基礎的抗彎剛度 EI =0,這種基礎相當于絕對柔性基礎,好像放置于地基上的柔性薄膜,能随地基發生相同的變形,則基底壓力分布與作用于基礎上的荷載分布相同,如圖(a)所示;

土力學有效壓力計算公式(每天一點土力學)1

實際工程中可以把柔性較大(剛度較小)能适應地基變形的基礎看成柔性基礎,如土壩或路堤,可近似認為其本身不傳遞剪力,自身重力引起的基底壓力分布服從溫克爾假定基底壓力與該點的地基豎向變形成正比,故其分布與荷載分布相同,如圖(b)所示。

土力學有效壓力計算公式(每天一點土力學)2

對于一些剛度很大 EI→∞,不能适應地基變形的基礎可視為剛性基礎。 剛性基礎的基底壓力分布随上部荷載的大小、基礎的埋深和土的性質而異,建築工程中的墩式基礎、箱形基礎,水利工程中的水閘基礎、混凝土壩等可看做剛性基礎,此類基礎受中心荷載作用,若建造于砂土地基上,由于砂土地基沒有黏聚力,其基底壓力是中間大而邊緣等于零,類似于抛物線分布,如圖(a)所示;

土力學有效壓力計算公式(每天一點土力學)3

若建造于黏性土地基上,由于黏性土具有黏聚力,基礎邊緣土體能承受一定的壓力,荷載較小時基底壓力分布中間小,邊緣大,呈馬鞍形分布;而當荷載逐漸增大并超過粒間的黏結強度後,基底壓力重新分布,向中間集中,當荷載達到使地基産生破壞的極限荷載時,基底壓力轉為抛物線分布,如圖 b)所示

土力學有效壓力計算公式(每天一點土力學)4

工程中許多基礎的剛度處于剛性和柔性之間,稱為彈性基礎。 對于有限剛度基礎底面的壓力分布,可根據基礎的實際剛度及土的性質,用彈性地基上梁和闆的方法或數值方法進行計算

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