岩土力学课件--第8章土体中的应力计算

《岩土力学课件--第8章土体中的应力计算》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、土体中的应力计算第八章1yzx∞∞∞∞∞o一.土力学中应力符号的规定§1应力状态=地基：半无限空间2一.土力学中应力符号的规定莫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3二.地基中常见的应力状态yzxo1.一般应力状态——三维问题==42.轴对称三维问题应变条件应力条件独立变量：二.地基中常见的应力状态==0000000000005yzxo3.平面应变条件——二维问题沿长度方向有足够长度，L/B≧10；垂直于y轴切出的任意断面

2、的几何形状均相同，其地基内的应力状态也相同；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6应变条件应力条件独立变量二.地基中常见的应力状态==00000000074.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应变条件AB二.地基中常见的应力状态yzxo8③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(

3、x,y,z)无关与方向无关碎散体非线性弹塑性成层土各向异性Δσεεpεe线弹性体加载卸载三.土的应力-应变关系的假定9§地基中自重应力的计算假定：水平地基半无限空间体半无限弹性体侧限应变条件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10自重应力：由于土体本身自重引起的应力确定土体初始应力状态土体在自重作用下，在漫长的地质历史时期，已经压缩稳定，因此，土的自重应力不再引起土的变形。但对于新沉积土层或近期人工充填土应考虑自重应力引起的变

4、形。11一、竖向自重应力天然地面11zzσczσcz=z土体中任意深度处的竖向自重应力等于单位面积上土柱的有效重量12二、成层土的自重应力计算说明：1.地下水位以上土层采用天然重度，地下水位以下土层采用浮重度2.非均质土中自重应力沿深度呈折线分布天然地面h1h2h3321水位面1h11h1+2h21h1+2h2+3h313三、水平向自重应力天然地面z静止侧压力系数14四、例题分析【例】一地基由多层土组成，地质剖面如下图所示，试计算并绘制自重应力σcz沿深度的分布图1557

5、.0kPa80.1kPa103.1kPa150.1kPa194.1kPa16注意:1.对于地下水位经下的土层,土体采用有效重度来计算.2.当地层中的不透水层(例如岩层或只含结合水的坚硬粘性土层),由于不透水层中不存在水的浮力,层面以下的自重应力按上覆土层的水土总重来计算.17地下水位升降及填土对自重应力的影响:地下水位下降地下水位上升填土原水位原水位变化后水位变化后水位填土面天然地面182.分布规律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中呈折线分布；在土层分界面处和地下水位处

6、发生转折。自重应力分布线的斜率是容重；均质地基成层地基19例:某地基土层的物理性质指标为:第一层为粉土,厚度5米,,,第二层为粉质粘土,厚度3米,,,,第三层为岩石层.地下水位在地面下2米处.求:土的自重应力分布20§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。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。21一.影响因素基底压力

7、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22抗弯刚度EI=∞→M≠0；分布:中间小,两端无穷大。二.基底压力分布基础抗弯刚度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,完全柔性基础弹性地基,绝对刚性基础23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24根据圣维南原理，基底压力的具体分布形式对地基应力计算

8、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。三.实用简化计算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25BLPBP’BP’BLPBP’荷载条件竖直中心竖直偏心倾斜偏心基础形状矩形条形P’—单位长度上的荷载三.实用简化计算BLPoxy基础形状与荷载条件的组合26exeyLBxyxyLBPP矩形面积中心荷载矩形面积偏心荷载27e