地基中的应力计算

1四地基中的应力计算一、填空题1.地下水位升高将引起土体中的有效自重应力_________，地下水位下降会引起土体中的有效自重应力_________。2.______应力引起土体压缩，______应力影响土体的抗剪强度。3.在计算自重应力时，地下水位以下土的重度应取_________。4.在基础宽度和附加压力都相同时，条形荷载的影响深度比矩形荷载________。5.土中竖向附加应力z的影响深度比xz的影响深度范围要_______，xz在________处最大。6.在中心荷载作用下，基底压力近似呈________分布，在单向偏心荷载作用下，当偏心距6le时，基底压力呈________分布；当6le时，基底压力呈________分布。7.甲、乙两矩形基础，甲的长、宽为22AB，乙的长、宽为AB，基底附加应力相同，埋置深度d也相同。则基底中心线下Z甲______Z乙处，zz乙甲。8.在离基础底面不同深度z处的各个水平面上，z随着与中轴线距离的增大而______。9.在荷载分布范围内之下，任意点的竖向应力z随深度的增大而_________。10.当岩层上覆盖着可压缩土层时，即双层地基上软下硬，E1＜E2，这时在荷载作用下地基将发生__________现象，岩层埋深愈浅，应力集中的影响愈_________。11.当硬土层覆盖在软弱土层上时，即双层地基上硬下软，E1＞E2，这时在荷载作用下地基将发生_________现象，上覆硬土层厚度愈______，应力扩散现象愈显著。12.均布矩形荷载角点下的附加应力系数可根据________和_______通过查表确定。13.已知某天然地基上的浅基础，基础底面尺寸为3.0m5.0m，基础埋深2.5m，上部结构传下的竖向荷载为4500kN，则基底压力为__________kPa。14.刚性基础在中心荷载作用下，基底各点的沉降是_________的，此时基底压力呈________分布。随着荷载的增大，_________处应力增大直至产生塑性变形，则引起基底压力重新分布，最终发展为__________分布。15.某均质地基，其重度为319kN/m，地下水位在地表以下3m处，则在地表下3m处土的竖向自重应力为________kPa；若地下水位以下土体达到饱和状态，其饱和重度为321kN/msat，则地表下5m处土的竖向自重应力为________kPa。1.减小，增加。2.附加，有效。3.浮重度。4.大。5.大，基础边缘。6.矩形，梯形，三角形。7.2.0。8.减小。9.减小。10.应力集中，显著。11.应力扩散，大。12./zb，/lb。13.350。14.相同，马鞍型，基础边缘，抛物线。15.57，79。二、选择题1.已知土层的静止土压力系数为0K，主动土压力系数为aK，被动土压力系数为PK，当地表面增加一无限均布荷载p时，则在z深度处的侧向应力增量为多少？（A）0Kp（B）aKp（C）PKp（C）p2.自重应力在均质土层中呈_____分布。（A）均匀（B）直线（C）折线（C）曲线23.计算自重应力时，地下水位以下的土层重度应采用哪种重度？（A）湿重度（B）饱和重度（C）有效重度（D）天然重度4.地下水位突然从基础底面处下降了5m，则土中附加应力有何变化？（A）不变（B）附加应力减少（C）附加应力增大（D）不一定5.地基中水平向附加应力x的影响范围_______。（A）较浅（B）较深（C）比z的影响范围大（D）与z的影响范围差不多6.当地下水自上往下渗流时，土层中的有效应力将如何变化？（A）不变（B）减少（C）增加（D）可能增大也可能减小7.利用角点法及角点下的附加应力系数表可求得________。（A）基础投影范围内地基中的附加应力（B）基础投影范围外地基中的附加应力（C）地基中任意点的附加应力（D）基础中心点下地基中的附加应力8.条形均布荷载中心线下，附加应力随深度减少，其衰减速度与基础宽度b有何关系？（A）与b无关（B）b越大，衰减越慢（C）b越大，衰减越快（D）无法判断9.有两个不同的方形基础，其基底平均压力相同。问在同一深度处，哪个基础在地基中产生的附加应力大？（A）宽度大的基础产生的附加应力大（B）宽度小的基础产生的附加应力大（C）两个基础产生的附加应力相等（D）无法判断10.甲乙两个矩形基础的长宽比/lb和基底附加应力均相同，但它们基础的宽度不同，bb甲乙，问基底中心线下同一深度处二者的应力关系如何？（A）zz乙甲（B）zz乙甲（C）zz乙甲（D）无法判断11.若在软弱地基上直接修建一梯形土坝，则坝基的反力分布接近何种形状？（A）矩形（B）马鞍形（C）梯形（D）三角形12.轴心荷载作用下基底平均压力的计算公式是________。（A）kkFpA（B）0kkkFGpdA（C）kkkFpGA（D）kkkFGpA13.在中心荷载作用下，绝对刚性基础的基底压力分布为________。（A）均匀分布（B）与上部荷载形状相同（C）中间大、两侧小（D）中间小、两侧大14.土的强度和变形由哪种应力所控制？（A）孔隙应力（B）有效应力（C）自重应力（D）总应力15.一矩形基础，其底面尺寸为4.0m6.0m，作用在长边方向的偏心荷载为FG1200kN。问当偏心距为多少时，基底刚好不会出现拉压力？（A）0.67m（B）1m（C）1.2m（D）1.5m16.已知一宽度为6m的条形基础，在基底平面上作用着中心荷载200kNF及力矩160kNmM，则基础底面边缘最小压应力为：（A）min0p（B）min0p（C）min0p（D）不一定317.某基础底面面积为3.0m5.0m，作用于基底中心竖向荷载4500kNF，弯距3600kNmM，合力作用点在过基底中心的短轴方向上。则基底边缘maxp为_______。（A）588kPa（B）857kPa（C）300kPa（D）1500kPa18.已知一宽为2m，长为4m和另一宽为4m，长为8m的矩形基础，若两基础的基底附加应力相等，则两基础角点下竖向附加应力之间的关系如何？（A）两基础角点下z深度处竖向应力分布相同（B）小尺寸基础角点下z深度处竖向应力与大尺寸基础角点下4z深度处应力相等（C）大尺寸基础角点下z深度处竖向应力与小尺寸基础角点下4z深度处应力相等（D）小尺寸基础角点下z深度处竖向应力与大尺寸基础角点下2z深度处应力相等19.在基底平均附加压力计算公式00ppd中，d为_______。（A）基础平均埋深（B）从天然地面算起的埋深（C）从室内地面算起的埋深（D）从设计地面算起的埋深20.某方形基础边长为2m，埋深1.5md，上部结构传给基础的竖向力800kNF。若地下水位在地表下0.5m处，则基底平均压力p为________。（A）230kPa（B）220kPa（C）215kPa（D）200kPa21.矩形均布荷载作用下，当0z时，荷载中心点下的附加应力中与角点下的附加应力角的关系是_________。（A）4中角（B）2中角（C）中角（D）0.5中角22.下列说法正确的是_______。（A）土中附加应力的计算公式为0zKp，因此在同样的地基上，基底附加应力0p相同的两个建筑物，其沉降值应相同（B）在任何情况下，土体自重应力都不会引起地基沉降（C）绝对刚性基础不能弯曲，在中心荷载作用下各点的沉降量一样，因此基础底面的实际压力分布是均匀分布的（D）当地下水位从地表处下降至基底平面处，土体中有效应力将增大1.A；2.B；3.C；4.C；5.A；6.C；7.C；8.C；9.A；10.A；11.C；12.D；13.D；14.B；15.B；16.A；17.B；18.D；19.B；20.B；21.A；22.D。三、简答及思考题1.什么是自重应力和附加应力？1.答：在外荷载作用以前，地基土体中存在着的由土体自身重力引起的初始应力称为自重应力。在外荷载作用下，地基中应力发生改变，外荷载引起土中的应力增量部分称为附加应力2.地下水位升降对土中自重应力的分布有何影响？对工程实践有何影响？2.答：地下水位变化会引起地基土体中自重应力的变化，若地下水位下降，则地基中的竖向有效自重应力增加；若水位上升，则地基中有效自重应力减少。自重应力改变将造成土体新的变形。例如由于大量抽取地下水，致使地下水位下降，使地基中原水位以下的土体中有效自重应力增加，会造成大面积地面沉降。3.计算地基附加应力时，有哪些基本假定？43.答：地基中的应力状态是非常复杂的。目前采用的地基中附加应力计算方法，是根据弹性理论推导而来的。因此，需要对地基作以下假定：（1）地基是半无限弹性体；（2）地基是均匀连续的，即变形模量和侧压力系数各处相等；（3）地基土是各向同性的，即同一点的变形模量和侧压力系数在各个方向相等。4.影响基底压力分布的因素有哪些？在什么情况下可将基底压力简化为直线分布？4.答：基底压力的分布与多种因素有关，如基础的形状、尺寸、刚度、埋深、地基土性质以及荷载大小及分布等。据弹性力学中圣维南原理，基础下与其底面距离大于基底尺寸的土中应力分布主要取决于荷载合力的大小和作用点位置，基本不受基底压力分布形式的影响，因此对于有一定刚度以及尺寸较小的柱下单独基础和墙下条形基础，其基底压力可近似按直线分布计算。5.由于开挖基坑面积很大，且开挖后又搁置较长时间才建基础，此时应如何考虑基底附加压力的影响？5.答：当基坑的平面尺寸和深度较大时，坑底回弹明显，且基坑中点的回弹大于边缘点。在沉降计算中，为了适当考虑这种坑底回弹和再压缩而增加的沉降，改取0cpp，其中c为基坑底面以上土的自重应力，p为基底平均压力，0p为基底处平均附加压力，为0~1的系数。6.双层地基对土中应力分布有何影响？6.答：双层地基有两种情况：当岩层上覆盖着可压缩土层时，即双层地基上软下硬，这时在荷载作用下地基将发生应力集中现象，岩层埋深愈浅，应力集中的影响愈显著。当硬土层覆盖在软弱土层上时，即双层地基上硬下软这时在荷载作用下地基将发生应力扩散现象，上覆硬土层厚度愈大，应力扩散现象愈显著。扩散效应还与上下土层的变形模量和泊松比有关。7.地基土的非匀质性和各向异性对土中应力分布有何影响？7.答：对于非均质地基，即天然地基土体模量随深度增大的情况，与均质地基比较，沿荷载作用线下，地基中竖向附加应力变大，或者说产生应力集中现象。对于各向异性地基，土体水平向模量Eh与竖直向模量Ev不相等，当Ev＞Eh情况，地基中竖向附加应力产生应力集中现象；对Ev＜Eh情况，地基中竖向附加应力将产生应力扩散现象。8.矩形基础的长宽比/lb，深宽比/zb对地基中附加应力z分布的影响规律如何？8.答：长宽比/lb大，z大；深宽比/zb大，z小。9.均质地基上，当基础底面压力相等、埋深相等时，基础宽度相同的条形基础和正方形基础，哪个沉降大？为什么？9.答：条形基础大。因为条形基础沿纵向是无限延伸的，因此其基础底面积大，影响范围和影响深度也大。10.基础下哪一部分土体易发生剪切破坏？为什么？10.答：基础边缘下土体易发生剪切破坏，因为xz的最大值出现于基础边缘处。11.在计算地基中自重应力和荷载作用下附加应力时，作了哪些假设？请谈谈这些假设5可能带来的影响。11.答：在计算地基中自重应力时，假设天然地基为水平均质各向同性半无限体，各土层分界面为水平面。在计算地基附加应力时，将地基视为半无限各向同性弹性体，假定地基土是各向同性的，均质的线形变形体，而且在深度和水平方向上都是无限延伸的，即把地基土看出是均质的线形变形半空间。把基底压力看成柔性荷载，不考虑基础刚度的影响。经验表明采用半无限弹性体计算地基中附加应力对大多数天然地基来说基本上可以满足工程应用要求。但对双层地基、横向各向同性、模量随深度增大等情况误差较大。由于双层地基中，当上硬下软时，荷载作用下发生应力扩散现象，上软下硬时，发生应力集中现象。对模量随深