土力学第三章清华大学于玉贞2015课件.ppt

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1、土力学清华大学土木水利学院岩土工程研究所于玉贞1作业：3-1、2、3、4、6、7本课程中所有计算均可取g=10m/s2土体中的应力计算第三章2本章特点学习要点主要难点有较严格的理论内容较细充分利用连续介质力学的基本知识紧密联系土的特点实际应用中进行合理假定有效应力原理有渗流时土中应力计算孔压系数§3土体中的应力计算文献推荐李广信，有效应力原理能够推翻吗，岩土工程界，2007（7），22-26。3§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

2、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应力。建筑物修建以前，地基中由土体本身的重量所产生的应力。超静孔隙水压力和孔压系数4§3土体中的应力计算§3.1应力状态§3.4基底压力计算§3.5地基中附加应力的计算§3.3地基中自重应力的计算§3.2有效应力原理§3.6超静孔隙水压力和孔压系数5yzx∞∞∞∞∞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=地基：半无限空间6一.土力学中应力符号的规定§3土体中的应力计算§3.1应力状态莫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

3、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7一.土力学中应力符号的规定§3土体中的应力计算§3.1应力状态弹性理论分析弹性力学+土力学正应力、剪应力“正正”或“负负”为正“正负”或“负正”为负“正负”或“负正”为正“正正”或“负负”为负zxo+外法向与坐标轴方向一致为正面应力方向与坐标轴方向一致为正方向8二.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yzxo1.一般应力状态——三维问题==92.三轴应力状态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==00000000000010二

4、.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2.三轴应力状态一般三维应力状态:三轴应力状态：忽略中主应力的影响理论研究和工程实践中广泛应用11§3.1应力状态yzxo§3土体中的应力计算3.平面应变条件——二维问题沿长度方向(y方向)有足够长度，L/B≧10；垂直于y轴切出的任意断面的几何形状均相同，其地基内的应力状态也相同；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123.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==0

5、00000000134.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应力状态二.地基中常见的应力状态yzxo14应变条件应力条件独立变量4.侧限应力状态——一维问题§3土体中的应力计算§3.1应力状态二.地基中常见的应力状态==00000000000000K0：侧压力系数理论研究和工程实践中广泛应用15③均匀一致各向同性体（土层性质变化不大时）②线弹性体（应力较小时）①连续介质（宏观平均）与(x,y,

6、z)无关与方向无关理论方法——弹性力学解求解“弹性”土体中的应力——解析方法优点：简单，易于绘成图表等§3土体中的应力计算碎散体非线性弹塑性成层土各向异性Δσεεpεe线弹性体加载卸载§3.1应力状态三.土的应力-应变关系的假定16§3土体中的应力计算§3.1应力状态§3.3地基中自重应力的计算§3.5地基中附加应力的计算§3.4基底压力计算§3.2有效应力原理§3.6超静孔隙水压力和孔压系数171998年九江大堤决口《解放军报》2000年08月14日《九江大堤今年又见“豆腐渣”》2000年双钟圩堤身滑坡《羊城晚报》2000年07月31日“豆

7、腐渣”工程“三1八O”工程30公里“豆腐脑”181999年下半年：开工2000年1月16日：圩堤出现局部滑坡2月11日：混凝土墙齿槽滑动3月13日：混凝土堤身变形加大4月9日：堤身滑塌鄱阳湖段的双钟圩：全长1220米，总投资1550万元最大移位：60多米最大沉陷：约10米滑塌面积：7800多平方米塌方体积：7.7万立方米完成投资：1295万元圩堤高度：18.6米事故分析：“……是各种失误叠加造成的……”直接原因：软粘土地基，初步设计方案需三年，实际期限半年—且施工必须超速加载教训：“程序上经过科学决策的工程建设，如果作为一刀切的政治任务去完成，就

8、容易让科学决策变形、变味。”需要的土力学知识：有效应力原理渗流固结理论土的强度理论19本节内容是重点之一，并且有多处难点！20§3.2有