第二篇 土力学-3.pptVIP

土中应力计算 1、均质土的自重应力 2 、成层土的自重应力 例题3.1 试计算如图所示土层的自重应力及作用在基岩顶面的土自重应力和静止压力之和，并绘制自重应力分布图。 例题3.1 均布条状荷载 地基附加应力总结 (3)土的变形模量随深度增大的地基 —应力集中现象 (4)各向异性地基 —应力扩散现象 —应力集中现象 相同的量筒甲、乙，底部放 置相同的砂土。 甲 ：砂土上放置钢球； 乙：加入与钢球同重量的水 结果： 甲：砂土被压缩； 乙 ：砂土没有被压缩 为什么？ 有效应力原理 饱和土体承受的总压力σ等于有效应力σ′ 与孔隙水压力u之和 荷载应力（附加应力） 七. 影响土中应力分布的因素 (1)上层软弱，下层坚硬的成层地基 非均匀性—成层地基 中轴线附近σz比均质时明显增大的现象 —应力集中； 应力集中程度与土层刚度和厚度有关； 随H/B增大，应力集中现象逐渐减弱。 (2)上层坚硬，下层软弱的成层地基 中轴线附近σz比均质时明显减小的现象 —应力扩散； 应力扩散程度，与土层刚度和厚度有关； 随H/B的增大，应力扩散现象更显著。 随f增加而更加显著 H 均匀 成层 E1 E2E1 H 均匀 成层 E1 E2E1 §3.3 地基附加应力 §3 土中应力计算 §3.3 地基附加应力 §3 土中应力计算 竖直 集中力 矩形面积竖直均布荷载 矩形面积竖直三角形荷载 矩形内积分 §3.3 地基附加应力 §3 土中应力计算 §3.4有效应力原理 §3 土中应力计算 甲 乙 钢球 h 土中的两种应力试验 试验结果分析 甲：钢球重量由砂土骨架承担，造成砂土沉降 乙：同样的水重量，由土中的水承担，而不是由土骨架承 担，造成砂土没有沉降； 甲：土骨架受到的应力，叫有效应力，σ′。 σ′特点：使土层发生压缩变形， 使土的强度发生变化。 乙：土中的水受到的应力，叫孔隙水压力。 u 特点：不能使土层发生压缩变形。 问题思考：有效应力σ′与孔隙水压力u之间存在什么关系？ 引出概念 §3.4有效应力原理 §3 土中应力计算 试验反思： 虽然甲、乙的钢球和水重量相同，即σ一样，但 甲：σ′ =σ，u=0； 乙：σ′ = 0， u=σ； §3.4有效应力原理 §3 土中应力计算 第三章 §3 土中应力计算 §3.1 土的自重应力 §3.3 地基附加应力 §3.2 基底压力 y z x ∞ ∞ ∞ ∞ ∞ o 土力学中应力符号的规定 §3 土中应力计算 = 地基：半无限空间 土力学中应力符号的规定 §3 土中应力计算 应力分析 材料力学 + - + - 土力学 正应力 剪应力 拉为正 压为负 顺时针为正 逆时针为负 压为正 拉为负 逆时针为正 顺时针为负 水平地基?半无限空间体； 半无限弹性地基内的自重应力只与Z有关； 土质点或土单元不可能有侧向位移?侧限应变条件； 任何竖直面都是对称面 应变条件 A B §3 土中应力计算 y z x o §3.1 土的自重应力 定义：在修建建筑物以前，地基中由土 体本身的有效重量而产生的应力。 应变条件 应力条件 独立变量 §3 土中应力计算 §3.1土的自重应力 = = 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 K0：侧压力系数 土在自重作用下处于侧限应力状态——一维问题 天然地面 §3 土中应力计算 §3.1土的自重应力 z ?cz 1 ?z §3 土中应力计算 §3.1土的自重应力 ……… h1 h2 hn ?1 h1 ?1 h1+ ?2h2+…+ ?n hn ?1 h1+ ?2 h2 ?1 ?2 ?n ………… 成层地基 1.计算公式 均质地基 竖直向： 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？ 水平向： 竖直向： 水平向： 容重：地下水位以上用天然容重γ 地下水位以下用浮容重γ′ §3 土中应力计算 §3.1土的自重应力 2. 分布规律 自重应力分布线的斜率是容重； 自重应力在等容重地基中随深度呈直线分布； 自重应力在成层地基中呈折线分布； 在土层分界面处和地下水位处发生转折。 均质地基 成层地基 §3 土中应力计算 §3.1土的自重应力 2m 2.5m 4.5m 细 砂 粘 土 基 岩 地下水位 2m 2.5m 4.5m 细 砂 粘 土 基 岩 地下水位 §3 土中应力计算 §3.1 土的自重应力 §3.3 地基附加应力 §3.2 基底压力 §3.2 基底压力计算 基底压力：基础底面传