《土力學與地基基礎》在線作業(yè)輔導與知識點解析（二）作為《土力學與地基基礎》課程學習的重要環(huán)節(jié)，在線作業(yè)不僅是對理論知識掌握程度的檢驗，更是深化理解、提升應用能力的有效途徑。本次針對“在線作業(yè)2”的解析，將圍繞土中應力計算、地基變形（沉降）計算等核心內容展開，旨在幫助同學們梳理知識脈絡，明晰解題思路，夯實專業(yè)基礎。一、土中應力計算：地基分析的基石土中應力計算是土力學的基本內容之一，它為后續(xù)地基承載力、地基沉降以及擋土墻土壓力等問題的分析提供了必要的應力狀態(tài)依據。準確理解和計算土中應力，是進行地基基礎設計的前提。（一）自重應力：土本身帶來的“靜荷載”自重應力是指由土體本身自重所引起的應力。其計算看似簡單，實則需要注意以下幾點：1.分層土的自重應力：天然地基往往由不同性質的土層組成，計算自重應力時需分層進行，各層土的重度（天然重度、飽和重度或浮重度，視地下水位情況而定）是關鍵參數。地下水位以下的土層，通常應采用浮重度（有效重度）進行計算，因為水的浮力會減輕土顆粒間的有效應力。2.自重應力沿深度的分布：在均質土中，自重應力隨深度呈線性增加。當土層性質發(fā)生變化（如重度改變、遇到地下水位），應力分布曲線的斜率也會相應改變。繪制自重應力分布圖，有助于直觀理解應力的傳遞與疊加。（二）附加應力：建筑物荷載的“傳遞者”附加應力是指由建筑物荷載在地基土中產生的應力增量。它是導致地基變形和破壞的主要原因，其計算相對復雜，需重點掌握：1.豎向集中力作用下的附加應力：布辛奈斯克解是其理論基礎。需理解應力泡的概念，即附加應力隨深度增加而減小，且在水平方向上呈鐘形分布。2.矩形面積均布荷載作用下的附加應力：這是工程中最常見的情況之一。角點法是計算此類問題的有效工具，其核心思想是利用應力疊加原理，將復雜荷載面積分解為若干個角點下的應力計算區(qū)域。掌握角點法的應用條件和計算步驟至關重要，包括如何確定影響深度、如何選取合適的應力系數表。3.線荷載、條形荷載等其他荷載形式：了解其應力分布的基本特征和簡化計算方法，有助于應對不同的工程實際問題。（三）有效應力原理：連接應力與變形的橋梁太沙基有效應力原理是土力學中的核心理論之一，其意義深遠：1.有效應力的概念：土中總應力由有效應力和孔隙水壓力共同承擔。有效應力是真正作用于土顆粒骨架上的應力，它直接控制著土的變形和強度特性。2.孔隙水壓力的影響：孔隙水壓力（包括靜水壓力和超靜水壓力）本身不能使土顆粒產生相對位移。超靜水壓力的消散過程，即土的固結過程，直接關系到地基的沉降速率。3.原理的工程應用：有效應力原理是理解地基固結沉降、土的抗剪強度變化以及滲透破壞等現象的理論基石。在地基處理、基坑工程等領域有著廣泛的應用。二、地基沉降計算：預估地基變形的“度量衡”地基沉降是指地基在建筑物荷載作用下，土層被壓縮而產生的豎直方向的位移。過大的沉降或不均勻沉降會影響建筑物的正常使用甚至安全，因此準確計算地基沉降是地基基礎設計的重要內容。（一）地基沉降的基本概念與組成地基沉降通常包括瞬時沉降、固結沉降和次固結沉降三部分。在大多數工程中，固結沉降是主要組成部分，尤其是對于飽和粘性土地基。1.瞬時沉降：加荷后立即發(fā)生的沉降，主要與土的剪切變形有關，對于飽和粘性土，由于孔隙水來不及排出，瞬時沉降可近似認為是彈性沉降。2.固結沉降：在荷載作用下，土中孔隙水逐漸排出，孔隙體積減小而引起的沉降。這一過程持續(xù)時間較長，是粘性土地基沉降的主要部分。3.次固結沉降：在孔隙水壓力基本消散后，由于土顆粒骨架的蠕變特性，土體會繼續(xù)產生緩慢的沉降。對于有機質土或高塑性粘土，次固結沉降可能占較大比例。（二）分層總和法計算地基最終沉降量分層總和法是目前工程中應用最為廣泛的沉降計算方法之一。其基本思路是將地基土層劃分為若干薄層，分別計算各薄層的壓縮量，然后求和得到總的沉降量。1.基本假定：通常假定地基土在側限條件下發(fā)生壓縮（即只產生豎向變形，無側向膨脹），并采用基礎底面中心點下的附加應力分布進行計算。2.計算步驟：*劃分計算土層：將基底以下至壓縮層下限（附加應力與自重應力之比達到某一限值，如0.1或0.2）的土層劃分為若干分層。*計算各分層的自重應力和附加應力：自重應力取各分層中點處的值，附加應力同樣取各分層中點處的值。*確定各分層土的壓縮指標：根據室內壓縮試驗得到的e-p曲線或e-logp曲線，確定各分層土在自重應力至自重應力與附加應力之和段的壓縮模量Es或壓縮系數a。*計算各分層的壓縮量：利用側限壓縮公式計算每一分層的壓縮量。*總和各分層壓縮量：得到地基最終沉降量。3.注意事項：分層厚度的選取、壓縮層深度的確定以及壓縮指標的合理選用，都會對計算結果產生影響，需要結合工程經驗和規(guī)范要求進行。（三）規(guī)范法沉降計算簡介為了彌補分層總和法在某些方面的不足（如未考慮地基的側向變形影響等），現行《建筑地基基礎設計規(guī)范》（GB____）推薦采用基于分層總和法的修正公式，即規(guī)范法。規(guī)范法引入了沉降計算經驗系數ψs，該系數是根據大量工程實測沉降資料與理論計算值對比分析得到的，用于修正理論計算結果與實際沉降之間的差異，使計算結果更接近實際。三、總結與學習建議本次在線作業(yè)2所涉及的土中應力計算和地基沉降計算，是土力學與地基基礎課程的重點和難點。學習時，應注重理解基本概念（如有效應力、孔隙水壓力、固結等），掌握基本原理和計算方法，并能結合工程實例進行分析。*勤做練習：通過典型例題和習題的練習，加深對公式應用和計算步驟的理解。*重視圖表應用：學會查用各種應力系數表、壓縮系數表等，這是快速準確解題的基礎。*聯(lián)系工程實際：思考所學知識在工程實踐中的應用，如不同地質條件