3.岩土动力学解析(1).pptVIP

* 岩土动力学 土体是地震动的传播介质 当地震动通过土体之后，运动的参数αmax、f、Top都将发生明显的变化 * 岩土动力学 解决途径 引入表征动力作用和岩土动力特性的相应指标，建立岩土动力学的计算方法 以模型试验为基础，为设计提供定性或定量的依据 * 岩土动力学 发展趋势 探讨动力作用下土体失稳的机理 动本构定律 粉土和砂砾土的液化 孔隙水压力的变化规律 土与上部结构的相互作用 随机波及高频波的研究应用 高应力水平复杂应力状态下的室内试验研究 现场试验、实录分析及模型试验 * 岩土动力学 研究特点 注重土的室内试验和现场试验研究 注重工程经验的研究 注重实用的计算分析方法 * 岩土动力学 参考教材 方云等：《土力学》第十章 谢鼎义：《岩土动力学》1988 张克绪等：《岩土动力学》1989 * 岩土动力学 第二章 动荷载特性 * 岩土动力学 第一节 动、静问题的区别 加荷速度 T/4几十秒 静力学问题 T/4几十秒 动力学问题 应变范围 微小应变范围（10-5) 中等应变范围（10-5~10-3) 大应变范围（10-3) 循环效应 * 岩土动力学 第二节 动荷载特性 荷载的大小、方向、作用位置随时间而变化，且荷载对作用体系的动力效应不可忽略。这样的荷载称为动荷载（dynamic load）。 动荷载的性质用振幅（amplitude vibrition）、频率（frequency）和持续作用时间（duration of vibrition）来表示。 动荷载的持续作用时间用循环作用次数N来表示。 * 岩土动力学 如果运动在相同的时间间隔内重现，就称为周期运动。 运动重现一次称为一个循环。 单位时间内所完成的循环数，称为频率 完成一个循环所需要的时间，称为周期，以T表示。 * 岩土动力学 动荷载可以分为三种类型 1、周期荷载（cyclic loading） 以同一振幅和周期往复循环作用的荷载称为周期荷载。周期荷载的最简单形式是简谐荷载（harmonic loading）。简谐荷载随时间t的变化规律可用正弦或余弦函数表示。 （2-2） 半周期内的峰值荷载P0，称为振幅。双幅值2P0指在周期T内荷载变化的最大幅度。 * 岩土动力学 简谐荷载是工程中常用的荷载 简谐荷载与地震荷载的区别 振幅几乎不变 周期不变 持续作用次数大 现场实际荷载与简谐荷载的差别 非周期性 峰值可能不同 荷载总是动静荷载的组合 * 岩土动力学 若干个振幅和周期各不相同的的简谐荷载可相互叠加，组成一般性的周期荷载。 （2-3） * 岩土动力学 2、冲击荷载 冲击荷载是一种瞬时荷载，强度大，持续时间短。 （2-4） * 岩土动力学 两个特点 只有一次脉冲作用 作用持续时间短（ms），压力升高速率大 * 岩土动力学 多脉冲瞬时动荷载 * 岩土动力学 打桩引起的地表垂直加速度轨迹 * 岩土动力学 3、不规则荷载 荷载随时间的变化没有规律可循，如地震荷载。 * 岩土动力学 地震应力的统计性质 T=0.2～1.0s 持续时间和主要作用次数与震级有关，震级越大，t和N值越大 每个脉冲的波形更接近于正弦变化的曲线 * 岩土动力学 第三节 动荷载对地基土的影响 土的类型和所处状态不同，对动荷载的反应也不相同 处于饱和状态的砂土和粉土在周期性动荷载作用下可能液化 淤泥、淤泥质土在周期性动荷载作用下，由于孔隙水压力上升，强度降低等缘故会导致沉降和滑移 * 岩土动力学 * 岩土动力学 * 岩土动力学 土在动荷载作用下的破坏过程 当动荷载很小时，土颗粒之间的联结几乎没有遭到破坏，土骨架的变形能够恢复，并且土颗粒之间相互移动所损耗的能量也少，土处于理想的弹－粘性力学状态 随动荷载增大，颗粒之间的联结遭到破坏，土骨架产生不可恢复的变形。土颗粒之间相互移动所损耗的能量增大，土越来越表现出非弹性或塑性性能 当动荷载增大到一定程度时，土颗粒之间的联结几乎完全破坏，土处于流动或破坏状态 * 岩土动力学 土对地震荷载反应的主要表现 变形 孔隙水压力 * 岩土动力学 根据土对地震荷载反应的分类 对地震反应明显：中等密度或松的饱和砂土；粘粒含量小于10～15％的饱和砂质粘土或粉质软粘土；含砾量70~80%，砂料处于中密或松散状态的砂砾石土等 对地震反应不明显：干砂、压密粘土饱和密实砂；含砾量70~80%的砂砾石土等 * 岩土动力学 动荷载作用对工程建筑的影响 引起结构物振动 破坏地基 动力机器引起基础过大的振幅（甚至共振） 高层建筑（20～30层）在软基上容易损坏，而低层建筑（5～6层）在硬基上反而比较容易损坏 * 岩土动力学 地震工程中的土体 土体不仅指土材料，还包括土的分布和几何尺寸 基岩的地震剪切波通过土层向上传播，引起土层表面的运动，产生对基岩运动的位移、速度和加速度反应。 根