第四章4-1.何谓土中应力?它有哪些分类和用途? [答]土体在自重、建筑物荷载及其它因素的作用下均可产生土中应力。一般来说土中应力是指自重应力和附加应力。土中应力按其起因可分为自重应力和附加应力两种。自重应力是指土体在自身重力作用下产生的尚未完成的压缩变形,因而仍将产生土体或地基的变形。附加应力它是地基产生变形的的主要原因,也是导致地基土的强度破坏和失稳的重要原因。 土中应力安土骨架和土中孔隙的分担作用可分为有效应力和孔隙应力两种。土中有效应力是指土粒所传递的粒间应力。它是控制土的体积(变形)和强度两者变化的土中应力。土中孔隙应力是指土中水和土中气所传递的应力。4-2.怎样简化土中应力计算模型?在工程中应注意哪些问题? [答]我们把天然土体简化为线性弹性体。即假设地基土是均匀、连续、各向同性的半无限空间弹性体而采用弹性理论来求解土中应力。 当建筑物荷载应力变化范围比较大,如高层建筑仓库等筒体建筑就不能用割线代替曲线而要考虑土体的非线性问题了。 4-3.地下水位的升降对土中自重应力有何影响?在工程实践中,有哪些问题应充分考虑其影响? [答]地下水下降,降水使地基中原水位以下的有效资中应力增加与降水前比较犹如产生了一个由于降水引起的应力增量 ,它使土体的固结沉降加大,故引起地表大面积沉降。 地下水位长期上升(如筑坝蓄水)将减少土中有效自重应力。 (1)、若地下水位上升至基础底面以上,它对基础形成浮力使地基土的承载力下降。 (2)、地下水位上升,如遇到湿陷性黄土造成不良后果(塌陷) (3)、地下水位上升,粘性土湿化抗剪强度降低。4-4.基底压力分布的影响因素有哪些?简化直线分布的假设条件是什么? [答]基底压力的大小和分布状况与荷载的大小和分布、基础的刚度、基础的埋置深度以及地基土的性质等多种因素。假设条件:刚性基础、基础具有一定的埋深,依据弹性理论中的圣维南原理。4-5.如何计算基底压力和基底附加压力?两者概念有何不同? [答]基地压力P计算:P= (中心荷载作用下),P= (偏心荷载作用下) 基地附加压力计算:Po=P-基地压力P为接触压力。这里的“接触”,是指基础底面与地基土之间的接触,这接触面上的压力称为基底压力。基底附加压力为作用在基础底面的净压力。是基底压力与基底处建造前土中自重应力之差,是引起地基附加应力和变形的主要原因。 4-6.土中附加应力的产生原因有哪些?在工程实用中应如何考虑? [答]由外荷载引起的附加压力为主要原因。需要考虑实际引起的地基变形破坏、强度破坏、稳定性破坏。4-7.在工程中,如何考虑土中应力分布规律? [答] 由于附加应力扩散分布,他不仅发生在荷载面积之下,而且分布在荷载面积相当大的范围之下。所以工程中: (1)、考虑相邻建筑物时,新老建筑物要保持一定的净距,其具体值依原有基础荷载和地基土质而定,一般不宜小于该相邻基础底面高差的1-2倍; (2)、同样道理,当建筑物的基础临近边坡即坡肩时,会使土坡的下滑力增加,要考虑和分析边坡的稳定性。要求基础离开边坡有一个最小的控制距离a. (3)、应力和应变时联系在一起的,附加应力大,地基变形也大;反之,地基变形就小,甚至可以忽略不计。因此我们在计算地基最终沉降量时,“沉降计算深度Zm”用应力比法确定。 4-8、某建筑场地的地层分布均匀,第一层杂填土厚1.5m,;第二层粉质黏土厚4m,,,,地下水位在地面下2m深处;第三层淤泥质黏土厚8m,,,;第四层粉土厚3m,,,;第五层砂岩未钻穿。试计算各层交界处的竖向自重应力,并绘出沿深度分布图。