角点法:解析地基附加应力
角点法,是一种专门用于计算矩形面积分布荷载影响下,土中任意点的竖向应力的技巧。此技巧基于应力迭加原理,是工程领域中解析地基附加应力的常用手段。
当我们考虑一个矩形面积上均布垂直荷载的情况,通过角点法,我们可以求得地基的附加应力。随着分块小矩形边长的变化,我们可以得到七种不同情形下垂直条形均布荷载下的地基附加应力分布。当基底荷载呈现为三角形分布时,通过现有的表格我们只能查得零角点处的附加应力。对于荷载大值角点处的应力,我们需要将三角形荷载分解为均布荷载和倒三角形荷载的叠加来求解。
角点法的应用范围和限制特别明确。对于特定的荷载分布,如均布荷载、三角形荷载等,我们可以使用角点法轻松求得角点处的附加应力。对于非角点位置以及其他类型的荷载分布,例如梯形荷载等,角点法则无法给出解答,使得其应用变得相对局限。
值得一提的是,法国工程师J.布辛奈斯克在19世纪末运用弹性学说,推出了在弹性半无限空间表面影响一个竖向集中力时,半空间内任意点的六个应力分量和三个位移分量的解答。这一学说为角点法提供了重要的学说依据。当M点与局部荷载的距离远大于荷载截面尺寸时,我们可以使用一个集中力P代替局部荷载,并利用布辛奈斯克的公式求解。若存在多个集中荷载影响于地基上,则按照叠加原理计算地基中某点的附加应力。
对于复杂的局部荷载,如巨型荷载和圆形荷载,我们同样可以通过角点法进行附加应力的计算。根据荷载的具体分布,将其分为四种情况进行讨论:荷载面边缘、荷载面内、荷载面边缘外侧以及荷载面角点外侧。在这四种情况下,我们都可以通过查找相关表格得到计算点的附加应力。
角点法是一种基于应力迭加原理,专门用于计算矩形基础在特定荷载分布下任意点的竖向附加应力的技巧。其计算经过虽然复杂,但对于工程操作具有重要的指导意义。通过深入了解角点法的原理和限制,工程师可以更准确地预测和评估地基的应力分布,为工程设计和施工提供有力的支持。