Ch2 土体应力计算
华北水利水电学院土力学课程组
概述
? 应力计算的目的：变形、稳定
? 地基与基础的区别
? 持力层与下卧层
? 土体应力的分类
起因：自重应力、附加应力
应力传递方式：有效应力和孔隙应力
概述
? 有效应力：由土骨架传递或承担的应力
? 孔隙应力：由土中孔隙水承担的应力
静孔隙应力与超孔隙应力
? 自重应力：由土体自身重量所产生的应力
? 附加应力：由外荷载引起的土中应力
地基中的自重应力
土体的自重应力可由该点单位面积上土柱的有效重量计算
地基中的自重应力
水平向自重应力：
K0—— 静止侧压力系数，它是在无侧向变形条件下有效小主应力与有效大主应
力之比。其值由试验确定，与土层应力历史及土的类型有关。
地基中的自重应力
第 3节 基底压力与基底附加应力
? 基底压力,上部结构荷载和基础自重通过
基础传递，在基础底面处施加于地基上的
单位面积压力。
? 基底反力,反向施加于基础底面上的压力
? 基底附加应力,基底压力扣除因基础埋深
所开挖土的自重应力之后在基底处施加于
地基上的单位面积压力。（基底净压力）
一、柔性基础与刚性基础
? 柔性基础：绝对柔性，没有任何刚度。实
际工程中，对于柔性较大（刚性较小）能
适应地基变形的基础。土坝、油罐
? 刚性基础：刚度为无穷大。建筑物的墩式
基础、箱型基础，水利水电工程中的水闸
基础、混凝土坝等。
? 弹性基础：基础刚度介于柔性基础和刚性
基础之间。
柔性基础
? 基础底面压力的分布和大小完全与其上部的荷载分
布与大小相同。
刚性基础
? 刚性基础下面的基底压力分布随上部荷载的大小、
基础的埋深河土的性质而异。
二、刚性基础下基底压力分布
? 中心荷载下的基底压力
? 偏心荷载下的基底压力
? 倾斜偏心荷载下的基底压力
? 基底附加应力 — 基底净压力
中心荷载下的基底压力
对于荷载沿长度方向均布的条形基础，应视为平面问题，沿长度方向截取一单位
长度，计算平均基底压力。
偏心荷载下的基底压力
偏心荷载下的基底压力
6
le ?
6
le ?
6
le ?
kb
Fp v
3
2
m a x ?
偏心荷载下的基底压力
? 荷载沿长度方向均布条形基础
? 避免出现 Pmin小于 0的情况
偏心荷载下的基底压力
? 双向偏心荷载作用的
矩形基底的基础
? 按材料力学双向偏心
受压公式
倾斜偏心荷载作用下的基底压力
? 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,
基底附加应力 —— 基底净压力
? 基底净压力的概念
? 基底净压力的计算
华北水利水电学院土力学课程组
概述
? 应力计算的目的：变形、稳定
? 地基与基础的区别
? 持力层与下卧层
? 土体应力的分类
起因：自重应力、附加应力
应力传递方式：有效应力和孔隙应力
概述
? 有效应力：由土骨架传递或承担的应力
? 孔隙应力：由土中孔隙水承担的应力
静孔隙应力与超孔隙应力
? 自重应力：由土体自身重量所产生的应力
? 附加应力：由外荷载引起的土中应力
地基中的自重应力
土体的自重应力可由该点单位面积上土柱的有效重量计算
地基中的自重应力
水平向自重应力：
K0—— 静止侧压力系数，它是在无侧向变形条件下有效小主应力与有效大主应
力之比。其值由试验确定，与土层应力历史及土的类型有关。
地基中的自重应力
第 3节 基底压力与基底附加应力
? 基底压力,上部结构荷载和基础自重通过
基础传递，在基础底面处施加于地基上的
单位面积压力。
? 基底反力,反向施加于基础底面上的压力
? 基底附加应力,基底压力扣除因基础埋深
所开挖土的自重应力之后在基底处施加于
地基上的单位面积压力。（基底净压力）
一、柔性基础与刚性基础
? 柔性基础：绝对柔性，没有任何刚度。实
际工程中，对于柔性较大（刚性较小）能
适应地基变形的基础。土坝、油罐
? 刚性基础：刚度为无穷大。建筑物的墩式
基础、箱型基础，水利水电工程中的水闸
基础、混凝土坝等。
? 弹性基础：基础刚度介于柔性基础和刚性
基础之间。
柔性基础
? 基础底面压力的分布和大小完全与其上部的荷载分
布与大小相同。
刚性基础
? 刚性基础下面的基底压力分布随上部荷载的大小、
基础的埋深河土的性质而异。
二、刚性基础下基底压力分布
? 中心荷载下的基底压力
? 偏心荷载下的基底压力
? 倾斜偏心荷载下的基底压力
? 基底附加应力 — 基底净压力
中心荷载下的基底压力
对于荷载沿长度方向均布的条形基础，应视为平面问题，沿长度方向截取一单位
长度，计算平均基底压力。
偏心荷载下的基底压力
偏心荷载下的基底压力
6
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6
le ?
6
le ?
kb
Fp v
3
2
m a x ?
偏心荷载下的基底压力
? 荷载沿长度方向均布条形基础
? 避免出现 Pmin小于 0的情况
偏心荷载下的基底压力
? 双向偏心荷载作用的
矩形基底的基础
? 按材料力学双向偏心
受压公式
倾斜偏心荷载作用下的基底压力
? 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,
基底附加应力 —— 基底净压力
? 基底净压力的概念
? 基底净压力的计算
