第3章 土中应力计算幻灯片.pptVIP

土粒 有效应力 饱和土中的孔隙水压力 孔隙水压力：饱和土体中由孔隙水来承担或传递的应力定义为孔隙水压力，常用u表示。 饱和土中的有效应力 有效应力：通过粒间接触面传递的应力称为有效应力，只有有效应力才能使得土体产生压缩（或固结）和强度。 把研究平面内所有粒间接触面上接触力的法向分力之和除以所研究平面的总面积所得的平均应力来定义有效应力 由渗流或荷载引起的超过静水位的孔隙水压力称为超静孔隙水压力 对于稳定渗流，由于水头是常数，因而超孔隙水压力将不随时间变化 对于荷载引起的超孔隙水压力，将随时间而变化，其变化规律仍然服从有效应力原理。 § 3.3 地基附加应力 §3.3.5 非均质和各向异性地基中的附加应力 同种土，变形模量可能随深度增大而增大，属非均质地基 O K 费洛列希，（1926） 非均质或各向异性地基与均质各向同性地基相比较，竖向应力将有两种情况：对于双层地基的应力分布问题。有两种情况：（1）坚硬土层上覆盖着不厚的可压缩土层即薄压缩层情况；即E1＜E2时，则土中附加应力分布将发生应力集中的现象。（2）软弱土层上有一层压缩性较低的土层即硬壳层情况，即E1＞E2，则土中附加应力将发生扩散现象。 § 3.3 地基附加应力 §3.3.5 非均质和各向异性地基中的附加应力 双层地基 1、岩层上覆盖不厚的可压缩土层：发生应力集中现象。 2、上层坚硬、下层软弱的双层地基：发生应力扩散现象。 双层地基础应力分布比较 2— 应力集中（E1＜E2） 3—应力扩散（ E1＞E2） 1— E1=E2 想一想？ 1、相同的荷载有两个宽度不同的基础，其基底总压力相同， 问在同一深度处，哪一个基础下产生的附加应力大，为什么？ 2、若基础底面的压力不变，增加基础埋置深度后土中附加应 力有何变化？ 1、有效应力原理 § 3.4 有效应力原理 土中的孔隙水压和有效应力 ? 或 孔隙 孔隙压力 水 静水压力和超孔隙水压力 气体 气压力 总应力为土有效应力和孔隙压力之和 在饱和土中，当总应力为附加应力时，则总应力为有效应力和超孔隙水压力之和。 土中某单位面积（包括土颗粒与孔隙）上的平均压应力。 通过土颗粒传递的粒间应力。 通过孔隙中的水、气传递的压应力。 孔隙压力 总应力 有效应力 孔 隙 压 力 孔隙气压力（饱和土不存在） 孔隙水压力 u 静水压力 （静止孔隙水压力） 超静水压力 （超静孔隙水压力） 孔隙水压力的特性与通常的静水压力一样，方向始终垂直于作用面，任一点的孔隙水压力在各个方向是相等的。 在竖向集中力作用下，地基附加应力越深越小，越远越小，z=0为奇异点，无法计算附加应力 § 3.3 地基附加应力 §3.3.1 竖向集中力作用时的地基附加应力 1. 布辛奈斯克解 § 3.3 地基附加应力 §3.3.1 竖向集中力作用时的地基附加应力 2. 等代荷载法 § 3.3 地基附加应力 §3.3.2 矩形荷载和圆形荷载作用时的地基附加应力 1、均布的矩形荷载 角点下垂直附加应力 1、均布的矩形荷载 § 3.3 地基附加应力 §3.3.2 矩形荷载和圆形荷载作用时的地基附加应力 令 l为长边 b为短边 角点应力系数 角点下垂直附加应力 令 ú ú ? ù ê ê ? é + + + + + + + + + = ) 1 )( ( arcsin 1 ) 1 )( ( ) 1 2 ( 2 1 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 n n m m n m n n m n m mn c p a 1、均布的矩形荷载 § 3.3 地基附加应力 §3.3.2 矩形荷载和圆形荷载作用时的地基附加应力 角点下垂直附加应力 任意点下垂直附加应力 （1）计算点在荷载面内 （2）计算点在荷载面外 A B D C F E I H G A B C D E F G H J 1、均布的矩形荷载 § 4.4 地基附加应力 §4.4.2 矩形荷载和圆形荷载作用时的地基附加应力 （3）计算点荷载面边缘 A B C D I E （4）计算点在荷载面边缘外 A B C D E F G H J 任意点下垂直附加应力 1、均布的矩形荷载 § 3.3 地基附加应力 §3.3.2 矩形荷载和圆形荷载作用时的地基附加应力 4m 5m F=1940kN P0=100kPa d=1.5m 1m 1m 1m 1m 1m 1m 1m 1m 1m 以角点法计算图中矩形基础中心点下不同深度处的附加应力 解 (1)计算基底附加应力p0 基础及其上回填土的总重 基底压力平均设计值 基底平均附加应力设计值 100kPa 95 75 54 39 28 21 17 13 9 1m