土力学课件(清华大学)3

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1、土体中的应力计算第三章§3土体中的应力计算强度问题变形问题地基中的应力状态应力应变关系土力学中应力符号的规定应力状态及应力应变关系自重应力附加应力基底压力计算有效应力原理建筑物修建以后，建筑物重量等外荷载在地基中引起的应力，所谓的“附加”是指在原来自重应力基础上增加的压力。建筑物修建以前，地基中由土体本身的有效重量所产生的应力。§3土体中的应力计算§3.1应力状态及应力应变关系§3.2自重应力§3.3附加应力§3.4基底压力计算§3.5有效应力原理yzx∞∞∞∞∞o一.土力学中应力符号的规定§3土体中的应力计算§3.1应力状态及应力应变关系=地基：半无限空间一.土力学中

2、应力符号的规定§3土体中的应力计算§3.1应力状态及应力应变关系摩尔圆应力分析材料力学+-+-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二.地基中常见的应力状态§3土体中的应力计算§3.1应力状态及应力应变关系yzxo1.一般应力状态——三维问题==2.轴对称三维问题应变条件应力条件独立变量：二.地基中常见的应力状态§3土体中的应力计算§3.1应力状态及应力应变关系==000000000000§3.1应力状态及应力应变关系yzxo§3土体中的应力计算3.平面应变条件——二维问题垂直于y轴切出的任意断面的几何形状均相同，其地基内的应

3、力状态也相同；沿长度方向有足够长度，L/B≧10；平面应变条件下，土体在x,z平面内可以变形，但在y方向没有变形。二.地基中常见的应力状态3.平面应变条件——二维问题应变条件应力条件独立变量二.地基中常见的应力状态§3土体中的应力计算§3.1应力状态及应力应变关系==0000000004.侧限应力状态——一维问题水平地基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AB§3土体中的应力计算§3.1应力状态及应力应变关系二.地基中常见的应力状态yzxo应变条件应力条件独立变量4.侧限应力状态

4、——一维问题§3土体中的应力计算§3.1应力状态及应力应变关系二.地基中常见的应力状态==00000000000000K0：侧压力系数三.土的应力-应变关系的假定§3土体中的应力计算§3.1应力状态及应力应变关系1、室内测定方法及一般规律2、应力计算时的基本假定特殊应力状态一维问题侧限压缩试验轴对称问题常规三轴试验三.土的应力-应变关系的假定§3土体中的应力计算§3.1应力状态及应力应变关系1、室内测定方法及一般规律(1)常规三轴试验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施加围压，排水阀门始终打开，充分固结施加(1-)时，排水阀门始终打

5、开，速度慢足以使孔压消散a)固结排水试验测定：轴向应变轴向应力体积应变三.土的应力-应变关系的假定§3土体中的应力计算§3.1应力状态及应力应变关系1、室内测定方法及一般规律(1)常规三轴试验a)固结排水试验v应力应变关系－以某种粘土为例与围压有关非线性剪胀性三.土的应力-应变关系的假定§3土体中的应力计算§3.1应力状态及应力应变关系1、室内测定方法及一般规律(1)常规三轴试验a)固结排水试验应力应变关系－以某种粘土为例1Ei1Et变形模量：≠弹性模量泊松比：弹塑性三.土的应力-应变关系的假定§3土体中的应力计算§3.1应力状态及应力应变关系1、室内测

6、定方法及一般规律(1)常规三轴试验b)固结不排水试验施加围压充分固结施加(1-)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u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量测孔隙水压力测定：轴向应变轴向应力孔隙水压力三.土的应力-应变关系的假定§3土体中的应力计算§3.1应力状态及应力应变关系1、室内测定方法及一般规律(1)常规三轴试验a)固结不排水试验应力应变关系－以某种粘土为例u三.土的应力-应变关系的假定§3土体中的应力计算§3.1应力状态及应力应变关系1、室内测定方法及一般规律(2)侧限压缩试验水槽

7、内环环刀透水石试样传压板百分表施加荷载，静置至变形稳定逐级加大荷载测定：轴向应力轴向变形试验结果：三.土的应力-应变关系的假定§3土体中的应力计算§3.1应力状态及应力应变关系1、室内测定方法及一般规律(2)侧限压缩试验应力应变关系－以某种粘土为例1Es1Ee非线性弹塑性侧限变形模量：三.土的应力-应变关系的假定§3土体中的应力计算§3.1应力状态及应力应变关系1、室内测定方法及一般规律侧限压缩试验常规三轴试验常规三轴试验与侧限压缩试验应力应变关系曲线的比较由虎克定律:侧限条件下:则:E