土力學(xué)_第4章(土體中的應(yīng)力)

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1、第四章土體中的應(yīng)力應(yīng)力是材料發(fā)生破壞的根本原因破壞形式有：斷裂與流動（《礦山巖石力學(xué)》-P41，高磊，機械工業(yè)出版社，１９８７年；《材料力學(xué)》，P３０２，劉鴻文，高等教育出版社，１９８３年）臺灣高雄大橋斷裂部分中新網(wǎng)2013年4月24日電據(jù)法新社報道，孟加拉國首都達卡郊區(qū)一棟有多家服裝廠的8層樓房24日倒塌，醫(yī)生稱已造成至少82人死亡，700人受傷。1土體的自重應(yīng)力2基底壓力3地基（土體）中的附加應(yīng)力4有效應(yīng)力原理5應(yīng)力路徑—應(yīng)力變化的描述6地上建筑與土體的關(guān)系迪拜風(fēng)帆酒店（七星級、樓高340米）迪拜塔（樓高828米，169層，比臺灣101樓還要高出321米）世界第一高樓1地上建筑與土體的

2、關(guān)系上海中心大廈，632米、121層中國第一高樓天津富力廣東大廈（439米）中國第二高樓重賓保利（樓高290米，58層？？，又名大拇指）重慶第一高樓華西村龍希國際大酒店（樓高328米，74層，30億人民幣，又名黃金屋）中國農(nóng)村第一高樓建筑物基礎(chǔ)地基建筑物的受力傳遞路線重中之重如果地基出了問題，結(jié)果如何？？廣西“樓歪歪”福州“樓歪歪”韓國“樓歪歪”基礎(chǔ)不牢，地動山搖?。ㄒ唬┪矬w內(nèi)一個點的應(yīng)力狀態(tài)6個應(yīng)力分量：M土體的自重應(yīng)力2①平衡微分方程；②幾何方程；③物理方程（本構(gòu)關(guān)系）；④邊界條件①②③④邊界條件：應(yīng)力邊界；位移邊界和混合邊界6個應(yīng)力分量6個應(yīng)變分量3個位移分量15個未知數(shù)，15個方程

3、。（二）土體的自重應(yīng)力（1）土體中的應(yīng)力產(chǎn)生的原因有兩個：自身重量引起的自重應(yīng)力其他荷載引起的附加應(yīng)力（2）土的自重應(yīng)力定義：由土體本身的有效重量而產(chǎn)生的應(yīng)力。地下水位以上用天然容重?地下水位以下用浮容重?’（3）地基中的側(cè)限應(yīng)力狀態(tài)定義：指側(cè)向應(yīng)變?yōu)榱愕囊环N應(yīng)力狀態(tài)。地基在自重作用下的應(yīng)力狀態(tài)就屬于這種。o地面zZIIh1zh2h3地面（a）一層土的情況（b）多層土的情況①豎直方向的自重應(yīng)力②水平方向的自重應(yīng)力土的側(cè)壓力系數(shù)泊松比（三）土體的自重應(yīng)力計算o定義：上部荷載通過基礎(chǔ)傳遞給地基，在地基表面處產(chǎn)生的壓力稱為基底壓力，也叫接觸壓力（單位KPa）基礎(chǔ)地基（3）偏心斜向荷載（1）中心荷

4、載（2）偏心荷載（1）矩形（2）條形基礎(chǔ)形狀荷載種類基底壓力3（1）中心荷載R-作用在基礎(chǔ)上的荷載，KNRA-基礎(chǔ)面積，m2p–基底壓力，kPa（a）矩形基礎(chǔ)（b）條形基礎(chǔ)（長度大于寬度5倍）R1–沿基礎(chǔ)長度方向所受的單位長度上的荷載，KN/mB-基礎(chǔ)寬度，m（2）偏心荷載RpmaxpminRpmaxe–合力R的偏心距，mB-基礎(chǔ)寬度，mA-基礎(chǔ)面積，m2（a）矩形基礎(chǔ)BLoxye⊕BLoxye⊕（b）條形基礎(chǔ)R1–沿基礎(chǔ)長度方向1m所受的合力，KN/mB-基礎(chǔ)寬度，mR1pmaxBoxyepmaxpminR1（3）偏心斜向荷載偏心斜向荷載：水平荷載＋垂直荷載垂直荷載Rv按照前面講的進行計

5、算；水平荷載RH產(chǎn)生的基底壓力，則分為兩種情況：RHpH①假設(shè)水平向的基底壓力PH為均勻分布：②假設(shè)水平向的基底壓力PH與該點的鉛直向基底壓力Pv成正比：RRvRHaRv定義：基底以下土體中任一點處、由基底壓力引起的應(yīng)力，稱為地基中的附加應(yīng)力。(一)鉛直集中荷載作用下地基中的附加應(yīng)力(布西奈斯克Boussinesq解，1885年)K—鉛直向附加應(yīng)力分布系數(shù)，無因次（查圖）地基（土體）中的附加應(yīng)力4布辛奈斯克（Boussinesq）法國著名物理家和數(shù)學(xué)家，對數(shù)學(xué)物理、流體力學(xué)和固體力學(xué)都有貢獻。Valentin?JosephBoussinesq??(1842-1929)問題：（1）集中力引起

6、的附加應(yīng)力分布規(guī)律？（2）應(yīng)力泡？（3）多個集中力作用下的附加應(yīng)力計算？(二)水平集中荷載作用下地基中的附加應(yīng)力(西羅第Cerruti解，?年)θaR(三)矩形基礎(chǔ)的附加應(yīng)力（1）均勻分布鉛直荷載作用下zxyCBLpKc—均布鉛直荷載對矩形地基角點C下的附加應(yīng)力分布系數(shù)，無因次（查表）角點法問題：（1）如何用角點法求矩形基礎(chǔ)中心位置下的地基土中附加應(yīng)力？簡化后得出：利用角點法計算任意位置下的附加應(yīng)力MⅠⅡⅢⅣ（a）MⅠⅡ（b）（c）Mabgfhedc(a)矩形內(nèi)任一點M之下的附加應(yīng)力：(b)矩形邊界上任一點M之下的附加應(yīng)力：(c)矩形外任一點M之下的附加應(yīng)力：注意：劃分后的長、寬邊?。。?

7、）三角形分布鉛直荷載作用下zxyCBLptKc—三角形鉛直荷載對矩形地基角點C下的附加應(yīng)力分布系數(shù)，無因次（查表）pt—三角形鉛直荷載中的最大值問題：（1）三角形分布鉛直荷載的矩形基礎(chǔ)，如何求最大荷載邊上一點處的地基土中附加應(yīng)力？（3）均勻分布水平荷載作用下Kh—均布水平荷載對矩形地基角點A和C下的附加應(yīng)力分布系數(shù)，無因次（查表）ph—均布水平荷載問題：（1）水平分布荷載作用下，矩形基礎(chǔ)短邊B的中心連線處的附加應(yīng)力的大小