土力学_李广信_土体中的应力1解读

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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土力学（1）绪论第一章土的物理性质与工程分类第二章土的渗透性和渗透破坏第三章土中应力计算第四章土的变形特性第五章土的强度第三章土体中的应力计算土中应力(自重应力和附加应力)的计算方法有效应力原理的概念和应用土中应力影响初始应力：自重应力外加荷载：附加应力基底压力土力学基本原理：有效应力原理本章内容土体变形土体稳定第三章土体中的应力计算第一讲2008年10月14日1.5第三章土体中的应力计算§3.0绪论§3.1地基中的应力状态§3.2土体的自重应力计算§3.3地基中的附加应力计算§3.4基底压力计算§3.5有效应力

2、原理绪论土的三大工程问题土的渗流问题土的变形问题土的强度问题地基中的应力状态应力应变关系刚塑性模型弹塑性模型变形问题强度问题绪论土体中的应力计算土体的自重应力外荷：基底压力地基中的附加应力有效应力原理建筑物修建以前，地基中由土体本身的有效重量所产生的应力。地基修建后，建筑物重量等外荷载引起的基础底部对地基的作用力。基底压力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，建筑物沉降的主要原因影响土体变形和强度的“有效”应力本章问题：如何计算地基中的应力？第三章土体中的应力计算根据弹性理论，计算各种荷载条件下土体中的应力分布学习饱和土

3、体的有效应力原理第三章土体中的应力计算§3.1地基中的应力状态§3.2土体的自重应力计算§3.3地基中的附加应力计算§3.4基底压力计算§3.5有效应力原理§3.1.1土的应力应变关系假定§3.1.2地基中常见的应力状态§3.1.3土力学中应力符号的规定§3.1地基中的应力状态§3.1.1土的应力应变关系假定土体－线弹性体应力应变关系线弹性服从广义虎克定律§3.1地基中的应力状态刚塑性模型简化是否合理？理想弹塑性模型§3.1.1土的应力应变关系假定宏观平均应力较小时，塑性区小距破坏较远土层性质变化不大时碎散体非线性弹塑性非均质各向异性§3.1地基中的应

4、力状态土体－均质等向、线弹性连续介质连续介质线弹性体均质等向应用材料力学和弹性力学方法进行分析§3.1.1土的应力应变关系假定与(x,y,z)无关与方向无关理论——弹性力学解求解“弹性”土体中的应力方法——解析方法优点：简单，易于绘成图表等§3.1地基中的应力状态土体－均质等向、线弹性连续介质弹性理论§3.1.2地基中常见的应力状态一般应力状态－三维问题平面应变状态－二维问题侧限应力状态－一维问题§3.1地基中的应力状态yzxo==一、一般应力状态－三维问题§3.1地基中的应力状态6个独立应力、应变分量yzxo垂直于y轴切出的任意断面的几何形状均相

5、同，其地基内的应力状态也相同；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、平面应变状态－二维问题§3.1地基中的应力状态应变条件应力条件独立变量==000000000二、平面应变状态－二维问题§3.1地基中的应力状态水平地基半无限空间体；任何竖直面都是对称面；土质点或土单元不可能有侧向位移侧限应变条件；半无限弹性地基内的自重应力只与Z有关。应变条件AByzxo三、侧限应力状态－一维问题§3.1地基中的应力状态应变条件应力条件独立变量==00000000000000K0：侧压力系数三、侧限应

6、力状态－一维问题§3.1.2地基中常见的应力状态一般应力状态－三维问题平面应变状态－二维问题侧限应力状态－一维问题§3.1地基中的应力状态基于上述的规定和假定，并将自重应力和附加应力的计算归结为侧限应变、平面应变或者一般应变等不同的应力状态条件，可采用弹性力学方法解决地基中的应力计算问题。§3.1.3土力学中应力符号的规定zxo莫尔圆应力分析符号规定材料力学土力学+-+-§3.1地基中的应力状态符号规定材料力学土力学正应力拉为正压为正剪应力顺时针为正逆时针为正土力学中以压应力为主，规定压应力为正§3.1.3土力学中应力符号的规定z+zx+x-x

7、z+zxozzxxxz3OA(z,zx)§5.1土体破坏与强度理论1.圆心坐标2.半径3.大小主应力4.主应力方向Z面顺时针转§3.1.3土力学中应力符号的规定3z+zx+x-xz+OAzxzxzxzxor§5.1土体破坏与强度理论应力状态与莫尔圆第三章土体中的应力计算§3.1地基中的应力状态§3.2土体的自重应力计算§3.3地基中的附加应力计算§3.4基底压力计算§3.5有效应力原理§3.2土体的自重应力计算自重应力：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计算目的

8、：确定土体的初始应力状态水平地基中的自重应力均质土坝的自重应力(自学)yzx∞∞∞∞oyzxo