土力学与基础工程 教学课件 作者 代国忠 第3章土体中的应力计算.ppt

《土力学与基础工程 教学课件 作者 代国忠 第3章土体中的应力计算.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、1、粗粒土的密实状态指标:相对密度Dr2.5土的物理状态指标2、细粒土的稠度状态指标:液性指数IL引入定义判别标准稠度界限稠度状态含水量土中水的形态塑性指数液性指数引入定义判别标准反映粘性土结构性的指标:(1)灵敏度;(2)触变性.上次课授课内容回顾：2.7土的工程分类2.6土的压实性土体中的应力计算第三章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

2、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。第三章土体中的应力计算3.1概述3.2自重应力3.3基底压力计算3.4地基附加应力3.5有效应力原理第3章土体中的应力计算yzx∞∞∞∞∞o一.土力学中应力符号的规定3.1概述=地基：半无限空间应力张量矩阵形式一.土力学中应力符号的规定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yzxo1.一般应力状态——三维问题==应变张量矩阵形式:2.轴对称三维问题应变条件应力条件独立变量：二

3、.地基中常见的应力状态==000000000000yzxo3.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==000000000二.地基中常见的应力状态4.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;A

4、B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——一维问题二.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1、室内测定方法及一般规律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,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，易于绘成图表等碎散体非线性弹塑性成层土各向异性Δσ

5、εεpεe线弹性体加载卸载2、应力计算时的基本假定3.2土体自重应力的计算水平地基中的自重应力:假定：水平地基半无限空间体半无限弹性体有侧限应变条件一维问题定义：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。目的：确定土体的初始应力状态计算：地下水位以上用天然重度；地下水位以下用浮重度。成层地基1.计算公式均质地基竖直向：思考题：水位骤降后，原水位到现水位之间的饱和土层用什么容重？水平向：竖直向：水平向：γ2γ3γ12.分布规律自重应力分布线的斜率是容重；自重应力在等容重地基中随深度呈直线分布；自重应力在成层地基

6、中呈折线分布；在土层分界面处和地下水位处发生转折。均质地基成层地基例题3-1土自重应力计算及其分布例题3-2土自重应力计算及其分布3.3基底压力计算基底压力：基础底面传递给地基表面的压力，也称基底接触压力。基底压力附加应力地基沉降变形基底反力基础结构的外荷载上部结构的自重及各种荷载都是通过基础传到地基中的。影响因素计算方法分布规律上部结构基础地基建筑物设计暂不考虑上部结构的影响，使问题得以简化；用荷载代替上部结构。3.3.1基底压力分布概念一.影响因素基底压力基础条件刚度形状大小埋深大小方向分布土类密度土层结构等荷载条件地基条件3

7、.3.1基底压力分布概念抗弯刚度EI=∞→M≠0；反证法:假设基底压力与荷载分布相同，则地基变形与柔性基础情况必然一致；分布:中间小,两端无穷大。弹性地基，绝对刚性基础基础抗弯刚度EI=0→M=0；基础变形能完全适应地基表面的变形;基础上下压力分布必须完全相同，若不同将会产生弯矩。条形基础，竖直均布荷载弹性地基，完全柔性基础3.3.1基底压力分布概念弹塑性地基，有限刚度基础二.基底压力分布—荷载较小—荷载较大砂性土地基粘性土地基—接近弹性解—马鞍型—抛物线型—倒钟型3.3.1基底压力分布概念根据圣维南原理，基底压力的具体分布形式对

8、地基应力计算的影响仅局限于一定深度范围；超出此范围以后，地基中附加应力的分布将与基底压力的分布关系不大，而只取决于荷载的大小、方向和合力的位置。基底压力的分布形式十分复杂简化计算方法：假定基底压力按直线分布的材料力学方法基础尺寸较小荷载不是很大3.