《土力学》第2章

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1、第二章土体应力计算§2土体应力计算强度问题地基中的应力状态应力应变关系变形问题土力学中应力符号的规定应力状态及应力应变关系建筑物修建以前，地基自重应力中由土体本身的有效重量所产生的应力。附加应力基底压力计算建筑物修建以后，建筑物重量等外荷载在地基中引有效应力原理起的应力，所谓的“附加”是指在原来自重应力基础上增加的压力。§2土体中的应力计算基底压力计算上部结构上部结构的自重及各建筑物设计基础种荷载都是通过基础传到地基中的。地基基础结构的外荷载基底压力：基础底面传递基底反力给地基表面的压力，也称基底接触压力。基底压力影响因素计算方法暂不考虑上部结构的影附加应力分布规律响，

2、使问题得以简化；用荷载代替上部结构。地基沉降变形§2土体中的应力计算有效应力原理孔隙流体三相体系土＝固体颗粒骨架+孔隙水+孔隙气体受外荷载作用总应力总应力由土骨架和孔隙流体共同承受对所受总应力，骨架和孔隙流体如何分担？它们如何传递和相互转化？它们对土的变形和强度有何影响？Terzaghi（1923）土力学成为独立的学科有效应力原理固结理论§2土体应力计算?§2.1应力状态及应力应变关系?§2.2自重应力？§2.3附加应力？§2.4基底压力计算？§2.5有效应力原理§2土体应力计算z§2.1应力状态及应力应变关系zx一.土力学中应力符号的规定地基：半无限空间xx

3、y∞yyz∞o∞x∞xxyxzy∞=yxyyzijzzxzyz§2土体应力计算一.土力学中应力符号的规定摩尔圆应力分析z正应力剪应力zx+-材料力学拉为正顺时针为正x压为负逆时针为负xzzzx+-压为正逆时针为正拉为负顺时针为负土力学xxz§2土体应力计算二.地基中常见的应力状态1.一般应力状态——三维问题zzxoxxxyyyzzyxxyxzxxyxzij=yxyyzij=yxyyzzxzyzzxzyz§2土体应力计算二.地基中常见的应力状态2.轴对称三维问题§应变条件§应力条件

4、z;xy;zxyzzxxy,yz,zx0xy,yz,zx0x§独立变量：,;xyxyzyyz,xyzx0xy0xzx0xy0xz=0yxy0yz=0yxy0yzijij0zx0zyz0zx0zyz§2土体应力计算二.地基中常见的应力状态3.平面应变条件——二维问题l垂直于y轴切出的任意断面的几o何形状均相同，其地基内的应力状态也相同；xl沿长度方向有足够长度，L/B≧10；l平面应变条件下，土体在x,z平yz面内可以变形，但在y方向没有z变形。zxzy0;zx

5、0;xyxyzxyyyzzx0xxz§2土体应力计算二.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yy0;yxzx,z,xz;EExyyz0;0x,z,xz;0F(x,z)zxyxzx0xyxzx0xyxz=0yx0y0yz=0yxy0yzijijzx0zyzzx0zyz§2土体应力计算二.地基中常见的应力状态o4.侧限应力状态——一维问题xAByzsAsB•水平地基半无限空间体；•半无限弹性地基

6、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0;yx0xyyzzx§2土体应力计算二.地基中常见的应力状态4.侧限应力状态——一维问题§应变条件§应力条件§独立变量0;xyyzzx0;z,zF(z)yx;xyxxyyzzx0xEEyz0;xyzK0z;K0：侧压力系数10x0xy0xzx0xy0xz=0yx0y0yz=0yxy0yzijij0zx0zyz0zx0zyz

7、§2土体应力计算三.土的应力-应变关系的假定1、室内测定方法及一般规律轴对称问题常规三轴试验特殊应力状态一维问题侧限压缩试验2、应力计算时的基本假定§2土体应力计算三.土的应力-应变关系的假定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l施加围压，排水阀门始终打开，充分固结l施加(1-)时，排水阀门始终轴向加压杆打开，速度慢足以使孔压消散顶帽有机玻璃罩压力室测定：试样轴向应变透水石轴向应力体积应变橡皮膜排水管阀门压力水三.土的应力-应变关系的假定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