注册结构工程师辅导：自重应力

|0·2010-08-02 10:54:24浏览收藏

　　第二节土中应力

　　土中应力按引起的原因来分,可分成由土本身自重引起的自重应力和由建筑物荷载或工程活动引起的称为附加应力。因为土体是由固体颗粒构成的骨架及由水和气充满的孔隙所组成。所以土中应力又可分成由骨架所承受的有效应力和由孔隙中的气或水承受的孔隙应力。

　　一、自重应力

　　建筑物建造之前,土中的应力是由土体本身自重引起的。假定天然地面是一个无限大的水平面,因而任意竖直面和水平面上均无剪应力存在。如果地面下土质均匀,天然重度为γ,则地面下任意深度z处α-α水平面上的竖向自重应力σcz等于该水平面以上土柱的重量,即

　　σcz = γz (12-2-1)

　　σcz沿水平面均匀分布,且与z成正比,即随深度按直线规律分布。见图12-2-1所示。同理,在与水平面垂直的竖向平面上作用有水平向侧向应力σcx和σcy'根据弹性理论,则

　　(12–2–1)

　　式中 ——土的静止侧压力系数，可通过试验测定。

　　天然地层往往由不同土层所组成，因而在深度z处的自重应力应改写为：

　　(12–2-2)

　　式中 ——第i层土的容重，kN/m3;

　　——第i层土的厚度，m。

　　当有地下水存在时，地下水位以下的土受到水的浮力作用，用浮容重计算的自重应力实际上标志着作用在土骨架上的应力，该自重应力成为有效自重应力;用饱和容重计算的自重应力称为总自重应力。总自重应力与有效自重应力之差即为土中孔隙里的水承担的压力称为孔隙水压力。工程上最关心的是土中的有效自重应力，所以一般把有效自重应力简称为自重应力，所以今后在谈到自重应力时，大家一定要清楚指的是有效自重应力。