土力学_第4章(土体中的应力)

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1、第四章土体中的应力应力是材料发生破坏的根本原因破坏形式有：断裂与流动（《矿山岩石力学》-P41，高磊，机械工业出版社，１９８７年；《材料力学》，P３０２，刘鸿文，高等教育出版社，１９８３年）台湾高雄大桥断裂部分中新网2013年4月24日电据法新社报道，孟加拉国首都达卡郊区一栋有多家服装厂的8层楼房24日倒塌，医生称已造成至少82人死亡，700人受伤。1土体的自重应力2基底压力3地基（土体）中的附加应力4有效应力原理5应力路径—应力变化的描述6地上建筑与土体的关系迪拜风帆酒店（七星级、楼高340米）迪拜塔（楼高828米，169层，比台湾101楼还要高出321米）世界第一高楼1地上建筑与土体的

2、关系上海中心大厦，632米、121层中国第一高楼天津富力广东大厦（439米）中国第二高楼重宾保利（楼高290米，58层？？，又名大拇指）重庆第一高楼华西村龙希国际大酒店（楼高328米，74层，30亿人民币，又名黄金屋）中国农村第一高楼建筑物基础地基建筑物的受力传递路线重中之重如果地基出了问题，结果如何？？广西“楼歪歪”福州“楼歪歪”韩国“楼歪歪”基础不牢，地动山摇！（一）物体内一个点的应力状态6个应力分量：M土体的自重应力2①平衡微分方程；②几何方程；③物理方程（本构关系）；④边界条件①②③④边界条件：应力边界；位移边界和混合边界6个应力分量6个应变分量3个位移分量15个未知数，15个方程

3、。（二）土体的自重应力（1）土体中的应力产生的原因有两个：自身重量引起的自重应力其他荷载引起的附加应力（2）土的自重应力定义：由土体本身的有效重量而产生的应力。地下水位以上用天然容重地下水位以下用浮容重’（3）地基中的侧限应力状态定义：指侧向应变为零的一种应力状态。地基在自重作用下的应力状态就属于这种。o地面zZIIh1zh2h3地面（a）一层土的情况（b）多层土的情况①竖直方向的自重应力②水平方向的自重应力土的侧压力系数泊松比（三）土体的自重应力计算o定义：上部荷载通过基础传递给地基，在地基表面处产生的压力称为基底压力，也叫接触压力（单位KPa）基础地基（3）偏心斜向荷载（1）中心荷

4、载（2）偏心荷载（1）矩形（2）条形基础形状荷载种类基底压力3（1）中心荷载R-作用在基础上的荷载，KNRA-基础面积，m2p–基底压力，kPa（a）矩形基础（b）条形基础（长度大于宽度5倍）R1–沿基础长度方向所受的单位长度上的荷载，KN/mB-基础宽度，m（2）偏心荷载RpmaxpminRpmaxe–合力R的偏心距，mB-基础宽度，mA-基础面积，m2（a）矩形基础BLoxye⊕BLoxye⊕（b）条形基础R1–沿基础长度方向1m所受的合力，KN/mB-基础宽度，mR1pmaxBoxyepmaxpminR1（3）偏心斜向荷载偏心斜向荷载：水平荷载＋垂直荷载垂直荷载Rv按照前面讲的进行计

5、算；水平荷载RH产生的基底压力，则分为两种情况：RHpH①假设水平向的基底压力PH为均匀分布：②假设水平向的基底压力PH与该点的铅直向基底压力Pv成正比：RRvRHaRv定义：基底以下土体中任一点处、由基底压力引起的应力，称为地基中的附加应力。(一)铅直集中荷载作用下地基中的附加应力(布西奈斯克Boussinesq解，1885年)K—铅直向附加应力分布系数，无因次（查图）地基（土体）中的附加应力4布辛奈斯克（Boussinesq）法国著名物理家和数学家，对数学物理、流体力学和固体力学都有贡献。Valentin JosephBoussinesq  (1842-1929)问题：（1）集中力引起

6、的附加应力分布规律？（2）应力泡？（3）多个集中力作用下的附加应力计算？(二)水平集中荷载作用下地基中的附加应力(西罗第Cerruti解，?年)θaR(三)矩形基础的附加应力（1）均匀分布铅直荷载作用下zxyCBLpKc—均布铅直荷载对矩形地基角点C下的附加应力分布系数，无因次（查表）角点法问题：（1）如何用角点法求矩形基础中心位置下的地基土中附加应力？简化后得出：利用角点法计算任意位置下的附加应力MⅠⅡⅢⅣ（a）MⅠⅡ（b）（c）Mabgfhedc(a)矩形内任一点M之下的附加应力：(b)矩形边界上任一点M之下的附加应力：(c)矩形外任一点M之下的附加应力：注意：划分后的长、宽边！！（2

7、）三角形分布铅直荷载作用下zxyCBLptKc—三角形铅直荷载对矩形地基角点C下的附加应力分布系数，无因次（查表）pt—三角形铅直荷载中的最大值问题：（1）三角形分布铅直荷载的矩形基础，如何求最大荷载边上一点处的地基土中附加应力？（3）均匀分布水平荷载作用下Kh—均布水平荷载对矩形地基角点A和C下的附加应力分布系数，无因次（查表）ph—均布水平荷载问题：（1）水平分布荷载作用下，矩形基础短边B的中心连线处的附加应力的大小