工程地質(zhì)與土力學(xué)主講人：熊熙5-土中應(yīng)力與地基變形計(jì)算任務(wù)基底壓力

比薩斜塔建造于1173年8月，是意大利比薩城大教堂的獨(dú)立式鐘樓。比薩斜塔高55米，總重約14453噸，傾斜角度3.99度，偏離地基外沿2.5米，頂層突出4.5米。

比薩斜塔傾斜的原因主要是建造時(shí)忽略了建筑物傳遞給基礎(chǔ)的力過大，而地基土承載力不足以支撐上部建筑物的重量。基底壓力

中國也有五大斜塔，分別是：綏中斜塔、虎丘斜塔、松江斜塔、崇左斜塔、當(dāng)陽斜塔，這五大斜塔傾斜的原因各異，但是這給我們新的警示，提醒我們要時(shí)刻注意建筑物的穩(wěn)定性、安全性。我們在建造房屋時(shí)，要確保地基足夠堅(jiān)實(shí)，能夠承擔(dān)建筑物傳遞來的基底壓力。基底壓力基底壓力：基礎(chǔ)底面?zhèn)鬟f給地基表面的壓力，也稱基底接觸壓力。上部結(jié)構(gòu)的自重及各種荷載都是通過基礎(chǔ)傳到地基中的。上部結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)地基建筑物設(shè)計(jì)基底壓力概念基底壓力基礎(chǔ)條件剛度形狀大小埋深大小方向分布土類密度土層結(jié)構(gòu)等荷載條件地基條件基底壓力影響因素抗彎剛度EI=∞→M≠0；反證法:假設(shè)基底壓力與荷載分布相同，則地基變形與柔性基礎(chǔ)情況必然一致；分布:中間小,兩端無窮大。彈性地基，絕對剛性基礎(chǔ)基礎(chǔ)抗彎剛度EI=0→M=0；基礎(chǔ)變形能完全適應(yīng)地基表面的變形;基礎(chǔ)上下壓力分布必須完全相同，若不同將會產(chǎn)生彎矩。條形基礎(chǔ)，豎直均布荷載彈性地基，完全柔性基礎(chǔ)基底壓力分布彈塑性地基，有限剛度基礎(chǔ)—

荷載較小—

荷載較大砂性土地基粘性土地基—

接近彈性解—

馬鞍型—

拋物線型—

倒鐘型基底壓力分布1）中心荷載作用下的基底壓力基底壓力簡化計(jì)算方法式中

p——基底平均壓力（kpa）；

F——上部結(jié)構(gòu)傳至基礎(chǔ)頂面的豎向力設(shè)計(jì)值（kN）；

G——基礎(chǔ)及埋深范圍內(nèi)回填土總重（kN）；

A——基礎(chǔ)底面積（m2），對于矩形基礎(chǔ)，A=bl；

b、l——分別為矩形基礎(chǔ)的寬度和長度。

對于條形基礎(chǔ)，基礎(chǔ)長度大于寬度的10倍，通常沿基礎(chǔ)長度方向取1延米來計(jì)算，則有：式中

F——上部結(jié)構(gòu)傳至基礎(chǔ)頂面的每延米豎向力設(shè)計(jì)值（kN/m）；

b——條形基礎(chǔ)的寬度（m）；

G=γGAd

γG——基礎(chǔ)及其上回填土的平均重度（kN/m3），可近似取20kN/m3，在地下

水位以下，應(yīng)該扣除地下水的浮力作用，取；

γ'G=10kN/m3；

d——基礎(chǔ)埋置深度，一般從設(shè)計(jì)地面或室內(nèi)外平均設(shè)計(jì)地面算起（m）基底壓力簡化計(jì)算方法（1）單向偏心荷載偏心荷載作用下的基底壓力代入上式得：調(diào)整后的基底邊緣的最大壓力為：偏心荷載的偏心矩1）當(dāng)e＜l/6時(shí)，pmin＞0，基底壓力分布呈梯形。2）當(dāng)e=l/6時(shí)，pmin=0，基底壓力分布呈三角形。3）當(dāng)e＞l/6時(shí)，距偏心荷載較遠(yuǎn)的基底邊緣反力為負(fù)值，即pmin＜0。偏心荷載的偏心矩高聳結(jié)構(gòu)物下可能的基底壓力壓力調(diào)整基底壓力與總荷載相等

e＜B/6：梯形

e=B/6：三角形

e＞B/6：出現(xiàn)拉應(yīng)力區(qū)土不能承受拉力矩形基底邊緣四個角點(diǎn)處的壓力計(jì)算式為：雙向偏心荷載式中

Mx、My——作用在矩形基礎(chǔ)地面處繞x軸和y軸的力矩（kN·m）；

Wx、Wy——矩形基礎(chǔ)底面處繞x軸和y軸的彎矩抵抗距（m3），

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