孔隙水压力ppt课件.ppt

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1、工程地质与岩土力学（第七讲）主讲人：1教学要求：1.理解和掌握有效应力原理的要点2.掌握饱和土体中自重应力作用下的两种应力的计算3.了解岩体天然应力的概念2第五章地基中的应力分布一、自重应力二、基底接触压力三、附加应力3四、有效应力原理（一）基本概念1.饱和土体中的两种应力（1）有效应力：土体在外力作用下，由土的骨架承担，并通过颗粒之间接触传递的应力。（2）孔隙水压力：土体在外力作用下，由水承担，并通过连通的孔隙水传递的应力。4有效应力和孔隙水压力作用52.有效应力原理的两个要点：（1）饱和土体内任一平面上受到的全部应力

2、可以分为有效应力和孔隙水压力两部分。关系式：－作用于任意面上的全部应力－有效应力（作用于同一平面土的骨架上）－孔隙水压力（作用同一平面土的孔隙水上）（2）土的变形与强度的变化仅决定于有效应力的变化。6（二）饱和土中自重应力作用下两种应力计算一地层剖面图71.A点水平面上土的总应力：等于A点以上单位土柱和水柱的总重量。即2.A点水平面上土的孔隙水压力：等于A点的静水压力。即3.A点处竖直向有效应力：根据有效应力原理，有8例题5-3：某地基土层的剖面如图所示，砂层为承压水层，根据测压管中水位，承压水头高出砂层顶面5m，现在粘

3、土层中开挖深4m的基坑，试确定防止基坑底板发生流土的水深h应为多少？9解：设水深为h。（1）确定粘土层与砂土层界面处O点的总应力和孔隙水压力总应力孔隙水压力10（2）确定水深h当发生流土时，O点处的有效应力=0，即取代入上式，解得11（三）侧限条件下附加应力时的两种应力1.土体承受和传递附加应力的规律，同样符合有效应力原理。2.由附加应力作用引起的孔隙水压力是超出静水压力水头，称为超静孔隙水压力。3.土的有效应力原理，常用于：1）预估建筑物基础沉降稳定时间和沉降随时间的变化关系；2）用于研究土体的抗剪强度和稳定性。12五

4、、岩体天然应力概念1.地应力与地应力场地应力：由地壳构造运动在岩体中所引起的构造应力；由上覆岩体的重量所引起的自重应力；由气温变化所引起的温度应力；由地震所引起的地震力；由结晶、变质、沉积等作用所引起的应力；由建筑物荷载在岩基中所引起的附加应力。地应力场：地壳内各点的应力状态在空间分布总和132.天然应力和天然应力场天然应力：工程施工前就存在于岩体中的应力，也称为初始应力。天然应力场：天然应力在空间分布的总和。3.天然应力的组成主要由自重应力和构造应力两部分组成。14小结1.饱和土体中两种应力孔隙水压力；有效应力2.有效

5、应力原理的两个要点土的变形与强度的变化决定于有效应力变化。3.有效应力原理的运用饱和土在自重作用下两种应力计算；侧限条件下附加应力时两种应力的计算。4.岩体中天然应力概念：地应力和天然应力。15练习题某土层地下水位及相应容重如图所示，试求：垂直方向总应力、孔隙水压力、有效应力，以及各应力沿深度z的分布。16辽宁广播电视大学双向视频课程工程地质与岩土力学（第八讲）主讲人：祁孝珍17教学要求：1.掌握土的压缩性相关概念与压缩性指标；2.理解侧限压缩试验方法。18第六章土的力学性质一、土的变形特征（一）土的压缩性的概念1.土的

6、压缩性：土体在荷载作用下体积减小的性能。2.土体压缩变形：主要是由于孔隙水和气体被挤出，使孔隙体积减小而引起的。3.固结：土体压缩变形随时间增长的过程。19（二）侧限压缩试验1.侧限压缩仪试样只能产生竖直方向变形。2.测读各种压力下稳定之后变形量3.压缩试验成果表示：关系曲线关系曲线关系曲线204.各级压力下孔隙比的推求加荷前加荷后21加荷前：设体积，土样截面积为，高度为加荷后：设体积，土样截面积为，高度为22加荷前后土粒体积不变235.压缩曲线的绘制24（三）压缩性指标1.压缩系数－表征土压缩性的重要指标之一。不是一个

7、常数，随压力间隔与起始压力变化。用途：1）计算地基变形量2）判断土的压缩性：取25土的压缩性标准压缩系数土的压缩性低压缩性中压缩性高压缩性262.压缩指数反映土的压缩性的指标3.压缩模量在侧限条件下，土样的竖向压应力变化量与相应的压应变的变化量比值。单位为27（四）土的弹性变形与残余变形弹性变形：土体卸荷后可以恢复的变形。残余变形：土体卸荷后不能恢复的变形。说明：土不是完全弹性体，是一个弹塑性体。28（五）土体的受荷历史对土的压缩性影响1.前期固结压力：土层在历史上曾经受到过的最大固结压力2.天然土层固结状态目前土层所受

8、的自重应力与前期固结压力比较，可得三种状态的土：29正常固结土超固结土欠固结土30例题：对一土样做压缩试验，已知土样的天然重度，土粒比重天然含水量，试样高度，试样在各级荷载作用下压缩稳定后总的变形量见下表所示。（1）试绘制曲线；（2）求压缩系数；（3）评价土的压缩性高低。31压力（）050100200300400试样