土力学新论：双层地基变形模量与附加应力影响

1.上软下硬土层

如图3.22（a）所示的上软下硬情况（虚线表示均质地基中水平面上的附加应力分布）。此时，土层中的附加应力值比均质土时有所增大，即存在所谓应力集中现象。岩层埋藏愈浅，应力集中的影响愈显著。当可压缩土层的厚度小于或等于荷载面积宽度的一半时，荷载面积下的σz几乎不扩散，即可认为σz不随深度变化。可见，应力集中与荷载面的宽度、压缩土层厚度以及界面上的摩擦力有关。叶戈洛夫（Eropob）给出了竖向条形荷载下，上软下硬土层沿荷载面中轴线上各点的附加应力计算公式为：

式中，αD为双层土的附加应力系数。

2.上硬下软情况

当土层出现上硬下软的情况时，则往往会出现应力扩散现象，如图3.22（b）所示。在坚硬的上层与软弱下卧层中引起的应力扩散现象，随上层土厚度的增大而更加显著。它还与双层地基的变形模量E和泊松比μ有关，即随下列参数f的增加而显著：

为了计算方便，叶戈洛夫引出了不计上下界面摩擦力时竖向均布条形荷载下，界面上一点的附加应力计算公式：(www.xing528.com)

图3.22　非均质地基对附加应力的影响。（a）应力集中现象；（b）应力扩散现象

3.荷载中心竖直线情况

在荷载中心竖直线上也是如此，如图3.23所示。荷载随深度的增加迅速减小，其中曲线1表示均质地基情况；曲线2为上软下硬，σz产生应力集中情况；曲线3为上硬下软，σz产生应力扩散现象。

图3.23　双层地基竖向应力分布的比较