第2章土体中的应力计算讲解.pptVIP

毛细饱和区 (1)静水条件 §2.4 有效应力原理 §2 土体中的应力计算 1.自重应力情况 二. 饱和土中孔隙水压力和有效应力的计算 毛细饱和区 总应力 孔隙水压力 有效应力 ＝ － + - H Δh 砂层，承压水 粘土层 γsat H Δh 砂层，排水 γsat (2) 稳定渗流条件 §2.4 有效应力原理 §2 土体中的应力计算 1.自重应力情况 二. 饱和土中孔隙水压力和有效应力的计算 向上渗流 向下渗流 土水整体分析 A 向上渗流: 向下渗流: §2.4 有效应力原理 §2 土体中的应力计算 1.自重应力情况 二. 饱和土中孔隙水压力和有效应力的计算 H Δh 砂层，承压水 粘土层 γsat 渗流压密 渗透压力: 思考题：水位骤降后，原水位到现水位之间的饱和土层用什么容重？ 取土骨架为隔离体 A 向上渗流: 向下渗流: §2.4 有效应力原理 §2 土体中的应力计算 1.自重应力情况 二. 饱和土中孔隙水压力和有效应力的计算 H Δh 砂层，承压水 粘土层 γsat 自重应力: 渗透力: 渗透力产生的应力: 渗透力产生有效应力 2. 附加应力情况 几种简单的情形： §2.4 有效应力原理 §2 土体中的应力计算 二. 饱和土中孔隙水压力和有效应力的计算 外荷载 附加应力σz 土骨架：有效应力 (2) 轴对称三维应力状态 (1) 侧限应力状态 孔隙水：孔隙水压力 超静孔隙水压力 (1) 侧限应力状态及一维渗流固结 2.附加应力作用情况 实践背景：大面积均布荷载 p §2.4 有效应力原理 §2 土体中的应力计算 二. 饱和土中孔隙水压力和有效应力的计算 不透水岩层 饱和压缩层 σz=p p 侧限应力状态 (1) 侧限应力状态及一维渗流固结 2.附加应力作用情况 物理模型： 钢筒——侧限条件 弹簧——土骨架 水体——孔隙水 带孔活塞——排水顶面 活塞小孔——渗透性大小 初始状态 边界条件 渗透固结过程 §2.4 有效应力原理 §2 土体中的应力计算 二. 饱和土中孔隙水压力和有效应力的计算 p 一般方程 p (1) 侧限应力状态及一维渗流固结 2.附加应力作用情况 §2.4 有效应力原理 §2 土体中的应力计算 二. 饱和土中孔隙水压力和有效应力的计算 p p p 附加应力:σz=p 超静孔压: u = σz=p 有效应力:σ’z=0 渗透固结过程 附加应力:σz=p 超静孔压: u p 有效应力:σ’z0 附加应力:σz=p 超静孔压: u =0 有效应力:σ’z=p 孔压系数： 不排水条件下?相当于t=0时刻: §2.4 有效应力原理 §2 土体中的应力计算 2.附加应力作用情况 二. 饱和土中孔隙水压力和有效应力的计算 (1) 侧限应力状态及一维渗流固结 渗透固结过程 u,σ’随时间在变化 产生超静孔隙水压力 2.附加应力作用情况 §2.4 有效应力原理 §2 土体中的应力计算 二. 饱和土中孔隙水压力和有效应力的计算 （2）轴对称三维应力状态 试样 压力室 压力水 排水管 阀门 轴向加压杆 有机玻璃罩 橡皮膜 透水石 顶帽 不固结不排水试验 从某一初始状态，阀门关闭，连接孔压传感器，施加围压Δ??不固结，量测超静孔隙水压力 ΔuB 施加Δ?1 -Δ??时，阀门关闭，可连接孔压传感器，量测剪切过程中产生的超静孔隙水压力 ΔuA 2.附加应力作用情况 §2.4 有效应力原理 §2 土体中的应力计算 二. 饱和土中孔隙水压力和有效应力的计算 轴对称三维应力状态 = + 等向压缩应力状态 偏差应力状态 封闭土样 (2) 等向压缩应力状态 孔隙流体产生了超静孔隙水压力ΔuB 土骨架的有效附加应力 孔隙流体的体积变化 孔隙流体的体积压缩系数为Cf ，单位孔隙压力作用引起的体应变 土骨架的体积变化 设土骨架的体积压缩系数为Cs 体积V 土骨架的体变等于孔隙流体的体变ΔV1=ΔV2 2.附加应力作用情况 §2.4 有效应力原理 §2 土体中的应力计算 二. 饱和土中孔隙水压力和有效应力的计算 孔压系数B 线弹性体 饱和土： 干 土： 非饱和土： B是一个反映土饱和程度的指标 §2.4 有效应力原理 §2 土体中的应力计算 孔隙流体的体积压缩系数为Cf ，单位孔隙压力作用引起的体应变 设土骨架的体积压缩系数为Cs 2.附加应力作用情况 二. 饱和土中孔隙水压力和有效应力的计算 孔压系数B (2) 等向压缩应力状态 孔隙流体产生了超静孔隙水压力ΔuA 有效附加应力 孔隙流体的体积变化 土骨架的体积变化 土骨架的体变等于孔隙流体的体变ΔV1=ΔV2 孔压系数A §2.4 有效应力原理 §2 土体中的应力计算