《有效应力原理》PPT课件.ppt

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1、高等土力学主讲人：王生力2009.9.1www.themegallery.com高等土力学的基本内容4第一章高等土力学基本问题概述123第二章土的本构关系第三章土强度的非线性反应第四章土中水与土中的渗流42第五章土变形的非线性反应第一章高等土力学基本问题概述4第一节概述123第二节有效应力原理第三节土的应力历史第四节应力路径42第五节土的应力应变特性第二节有效应力原理2.1概述2.2有效应力原理的物理基础及一般表达式2.3不同条件下土中孔隙压力与有效应力的实用估算2.1概述1．有效应力原理土是由土颗粒构成的骨架和骨架间的孔隙所组成。

2、在饱和土中孔隙为水所充满；在非饱和土，孔隙中既有水也有空气。于是，当土承受力系时：作用于任一平面上的总应用力是由土骨架所发挥的有效应力和孔隙中流体所承受的孔隙压力来共同承担。有效应力原理就是描述总应力、有效应力和孔隙压力三者之间相互关系的（包括表达式）的理论原理。有效应力原理是土力学中最重要和基本原理之一。土力学中有三大定律：压缩定律（）库仑强度定律（）达西定律（渗流理论，）如果说所谓土力学中之三大定律尚带有各自所依据或引用的力学类学科（如弹塑性力学，地下水运动学等）的若干痕迹，则有效应力原理的提出与应用就使土力学有了本质区别于一般

3、固体力学的特征理论原理。从现有的土力学系统看来，它几乎程度不同地贯穿于整个土力学学科的各项内容。而且形成许多土工工程设计计算中的一种行之有效的方法——有效应力法。第二节有效应力原理2．有效应力原理解决的主要问题本章在这里介绍的有效应力原理将主要是针对饱和土（二相介质）的条件。它着重解决下列三个主要问题：（1）饱和土体中两个受力体系的两种应力（有效应力和孔隙压力）及其相互关系。（2）土体变形与两种应力的关系。（3）土体强度与两种应力的关系。3．有效应力原理各种表达式（1）一般情况下，它在工程实用中的数学表达式便是第二节有效应力原理当=

4、常量，则有上列式中，分别表示总应力、有效应力和孔隙应力。第二节有效应力原理这些表达式的物理意义是：饱和土体中外荷载所产生的总应力将由土中固体颗粒和孔隙中水两种介质所发挥之有效应力和孔隙（水）压力共同承担，它们构成了土体内部的受力和传力机制。在总应力不变条件下，二者共同承担又相互转换（分担作用与转换作用）。式(1-1)所表述之有效力原理是太沙基于1925年最先提出的。(1)土体作为自然地质历史发展的产物所固有和形成的，如应力历史、各向异性等。(2)在外加荷载条件下的反应如应力水平、应力与应变路径等。这一种反应显然也是与自身的本质密切相

5、关。当然，促成土的变形和强度变化的远非只有这里提到的四个方面的因素，但如果我们着重在宏观行为方面观察了解土体并采用连续介质（而非多相介质）这一力学模型来分析土的力学性状及其对外加条件的反应时。这些因素可能是使人们了解土的非线性性质的直接的因素。在本课程中中，我们将分别介绍土体这些非线性特性的存在及在强度和变形问题中的表现。第一节概述这里所讨论的几个因素或强度、变形问题有的已经是比较地成熟和甚至发展成某种可供实用的计算分析方法（尽管还未达到流行通用的程度）。如应力路径分析法，考虑应力历史的地基变形计算方法等。但同时也有必要指出，虽然已

6、经是多侧面的来研究和观察土的力学形状及其工程反应，迄今却并不是都已经完全认识清楚。尤其是其间的物理意义。因此有时就难免停留于表象或根据表象所形成的假说。例如根据高应力水平条件下或者超固结状态时粘土的软化型（剪胀）应力——应变曲线形态所形成的强度构成包含凝聚力、剪胀和摩擦三个基本分量的假说等，均需要继续的探索和了解。在了解土的强度和变形的非线性反应之前，本课程首先介绍高等土力学中涉及的几个主要问题：土的有效应力原理；土的应力历史；应力路径等。第一节概述