3.4 地基中附加应力的有关问题
3.4.1 地基中附加应力的分布规律
研究表明，地基中附加应力的分布有如下规律：
（1）σz不仅发生在荷载面积之下的地基土中，而且分布在荷载面积之外的范围相当大的地基土中。
（2）在荷载面积之下的垂线上任意点，其σz值随深度越向下越小。
（3）在基础底面下任意水平面上，以基底中轴线处的σz为最大，距离中轴线越远则越小。
如图3.24所示等值线表示了基底型式对附加应力的影响，在其他条件相同的情况下，方形荷载所引起的σz的影响深度比条形荷载小 ［图3.24（a）、（b）］，在同一深度下，条形荷载下的附加应力强度大于方形荷载面。
图3.24 地基中附加应力等值线
（a）等σz线（条形荷载）；（b）等σz线（方形荷载）；（c）等σx线（条形荷载）；（d）等τxz线（条形荷载）
由图3.24（c）、（d）表明，条形荷载下水平附加应力σx的影响范围较浅，所以基础下地基土的侧向变形主要发生于浅层；剪应力τxz的最大值出现于条形基础的两个端点，所以位于基础边缘下的土容易发生剪切破坏。
3.4.2 非均质或各向异性地基中的附加应力
前述地基中附加应力计算都是按弹性理论把地基视为均质、各向同性的线弹体，实际工程中地基条件明显复杂于计算假定，如地基中模量随深度增大、地基有明显的薄交互层构造、成层地基等，所以按均质各向同性弹性体计算出的附加应力与地基中的实际附加应力将有一定差别。
根据一些简单问题的解答可以总结出地基的非均质和各向异性对地基竖向应力σz的分布影响主要有两种情况：①应力集中；②应力扩散。
1.变形模量随深度增大的非均质地基
土的变形模量E0随地基深度而增大的现象在砂土地基中最为明显，在这种情况下，相对于均质地基，土中荷载中轴线附近的附加应力σz将增大，中轴线以外应力差逐渐减小，至某一距离后，应力又将小于均匀半无限体时的应力，这种现象称为应力集中现象，即沿荷载中心线下的附加应力将出现应力集中，如图3.25（a）所示。
图3.25 非均质和各向异性地基对附加应力影响
（a）非均质地基中的应力集中；（b）各向异性地基中的应力扩散
2.有薄交互层的各向异性地基
当天然沉积的土形成水平薄交互层时，水平向变形模量E0h通常大于竖向变形模量E0v，在这种情况下，相对于各向同性地基，沿荷载中心线下的附加应力将出现应力扩散现象，如图3.25（b）所示。
3.成层地基
成层地基也属于非均质地基，以双层地基为例。
当地基上层为可压缩土层，下层为不可压缩土层时，相对于均质土层，荷载作用下上层土中将出现应力集中现象。应力集中程度主要与荷载宽度b与压缩层厚度H有关，随着H/b增大，应力集中现象减弱。
当地基的上层土为坚硬土层，下层为软弱土层时，相对于均质地基，荷载作用下将出现硬层下面、荷载中轴线附近附加应力减小的应力扩散现象。应力扩散的结果使应力分布比较均匀，从而使地基沉降也趋于均匀。
另外，如果地基中下卧岩层，则根据岩层所位于的不同深度，地基中附加应力分布也会有所不同。一般岩层埋藏深度H（距基底）与基底宽度b的比值H/b越小，应力集中的程度越高。