巖土力學(xué)課件--第8章土體中的應(yīng)力計(jì)算

《巖土力學(xué)課件--第8章土體中的應(yīng)力計(jì)算》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線(xiàn)閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫(kù)。

1、土體中的應(yīng)力計(jì)算第八章1yzx∞∞∞∞∞o一.土力學(xué)中應(yīng)力符號(hào)的規(guī)定§1應(yīng)力狀態(tài)=地基：半無(wú)限空間2一.土力學(xué)中應(yīng)力符號(hào)的規(guī)定莫爾圓應(yīng)力分析材料力學(xué)+-+-土力學(xué)正應(yīng)力剪應(yīng)力拉為正壓為負(fù)順時(shí)針為正逆時(shí)針為負(fù)壓為正拉為負(fù)逆時(shí)針為正順時(shí)針為負(fù)3二.地基中常見(jiàn)的應(yīng)力狀態(tài)yzxo1.一般應(yīng)力狀態(tài)——三維問(wèn)題==42.軸對(duì)稱(chēng)三維問(wèn)題應(yīng)變條件應(yīng)力條件獨(dú)立變量：二.地基中常見(jiàn)的應(yīng)力狀態(tài)==0000000000005yzxo3.平面應(yīng)變條件——二維問(wèn)題沿長(zhǎng)度方向有足夠長(zhǎng)度，L/B≧10；垂直于y軸切出的任意斷面

2、的幾何形狀均相同，其地基內(nèi)的應(yīng)力狀態(tài)也相同；平面應(yīng)變條件下，土體在x,z平面內(nèi)可以變形，但在y方向沒(méi)有變形。二.地基中常見(jiàn)的應(yīng)力狀態(tài)6應(yīng)變條件應(yīng)力條件獨(dú)立變量二.地基中常見(jiàn)的應(yīng)力狀態(tài)==00000000074.側(cè)限應(yīng)力狀態(tài)——一維問(wèn)題水平地基?半無(wú)限空間體；半無(wú)限彈性地基內(nèi)的自重應(yīng)力只與Z有關(guān)；土質(zhì)點(diǎn)或土單元不可能有側(cè)向位移?側(cè)限應(yīng)變條件；任何豎直面都是對(duì)稱(chēng)面應(yīng)變條件AB二.地基中常見(jiàn)的應(yīng)力狀態(tài)yzxo8③均勻一致各向同性體（土層性質(zhì)變化不大時(shí)）②線(xiàn)彈性體（應(yīng)力較小時(shí)）①連續(xù)介質(zhì)（宏觀(guān)平均）與(

3、x,y,z)無(wú)關(guān)與方向無(wú)關(guān)碎散體非線(xiàn)性彈塑性成層土各向異性Δσεεpεe線(xiàn)彈性體加載卸載三.土的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系的假定9§地基中自重應(yīng)力的計(jì)算假定：水平地基?半無(wú)限空間體?半無(wú)限彈性體側(cè)限應(yīng)變條件?一維問(wèn)題定義：在修建建筑物以前，地基中由土體本身的有效重量而產(chǎn)生的應(yīng)力。目的：確定土體的初始應(yīng)力狀態(tài)10自重應(yīng)力：由于土體本身自重引起的應(yīng)力確定土體初始應(yīng)力狀態(tài)土體在自重作用下，在漫長(zhǎng)的地質(zhì)歷史時(shí)期，已經(jīng)壓縮穩(wěn)定，因此，土的自重應(yīng)力不再引起土的變形。但對(duì)于新沉積土層或近期人工充填土應(yīng)考慮自重應(yīng)力引起的變

4、形。11一、豎向自重應(yīng)力天然地面11zzσczσcz=?z土體中任意深度處的豎向自重應(yīng)力等于單位面積上土柱的有效重量12二、成層土的自重應(yīng)力計(jì)算說(shuō)明：1.地下水位以上土層采用天然重度，地下水位以下土層采用浮重度2.非均質(zhì)土中自重應(yīng)力沿深度呈折線(xiàn)分布天然地面h1h2h3??3?2?1水位面?1h1?1h1+?2h2?1h1+?2h2+??3h313三、水平向自重應(yīng)力天然地面z靜止側(cè)壓力系數(shù)14四、例題分析【例】一地基由多層土組成，地質(zhì)剖面如下圖所示，試計(jì)算并繪制自重應(yīng)力σcz沿深度的分布圖1557

5、.0kPa80.1kPa103.1kPa150.1kPa194.1kPa16注意:1.對(duì)于地下水位經(jīng)下的土層,土體采用有效重度來(lái)計(jì)算.2.當(dāng)?shù)貙又械牟煌杆畬?例如巖層或只含結(jié)合水的堅(jiān)硬粘性土層),由于不透水層中不存在水的浮力,層面以下的自重應(yīng)力按上覆土層的水土總重來(lái)計(jì)算.17地下水位升降及填土對(duì)自重應(yīng)力的影響:地下水位下降地下水位上升填土原水位原水位變化后水位變化后水位填土面天然地面182.分布規(guī)律自重應(yīng)力在等容重地基中隨深度呈直線(xiàn)分布；自重應(yīng)力在成層地基中呈折線(xiàn)分布；在土層分界面處和地下水位處

6、發(fā)生轉(zhuǎn)折。自重應(yīng)力分布線(xiàn)的斜率是容重；均質(zhì)地基成層地基19例:某地基土層的物理性質(zhì)指標(biāo)為:第一層為粉土,厚度5米,,,第二層為粉質(zhì)粘土,厚度3米,,,,第三層為巖石層.地下水位在地面下2米處.求:土的自重應(yīng)力分布20§基底壓力計(jì)算基底壓力：基礎(chǔ)底面?zhèn)鬟f給地基表面的壓力，也稱(chēng)基底接觸壓力?；讐毫Ω郊討?yīng)力地基沉降變形基底反力基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的外荷載上部結(jié)構(gòu)的自重及各種荷載都是通過(guò)基礎(chǔ)傳到地基中的。上部結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)地基建筑物設(shè)計(jì)暫不考慮上部結(jié)構(gòu)的影響，使問(wèn)題得以簡(jiǎn)化；用荷載代替上部結(jié)構(gòu)。21一.影響因素基底壓力

7、基礎(chǔ)條件剛度形狀大小埋深大小方向分布土類(lèi)密度土層結(jié)構(gòu)等荷載條件地基條件22抗彎剛度EI=∞→M≠0；分布:中間小,兩端無(wú)窮大。二.基底壓力分布基礎(chǔ)抗彎剛度EI=0→M=0；基礎(chǔ)變形能完全適應(yīng)地基表面的變形;基礎(chǔ)上下壓力分布必須完全相同，若不同將會(huì)產(chǎn)生彎矩。條形基礎(chǔ)，豎直均布荷載彈性地基,完全柔性基礎(chǔ)彈性地基,絕對(duì)剛性基礎(chǔ)23彈塑性地基，有限剛度基礎(chǔ)二.基底壓力分布—荷載較小—荷載較大砂性土地基粘性土地基—接近彈性解—馬鞍型—拋物線(xiàn)型—倒鐘型24根據(jù)圣維南原理，基底壓力的具體分布形式對(duì)地基應(yīng)力計(jì)算

8、的影響僅局限于一定深度范圍；超出此范圍以后，地基中附加應(yīng)力的分布將與基底壓力的分布關(guān)系不大，而只取決于荷載的大小、方向和合力的位置。三.實(shí)用簡(jiǎn)化計(jì)算基底壓力的分布形式十分復(fù)雜簡(jiǎn)化計(jì)算方法：假定基底壓力按直線(xiàn)分布的材料力學(xué)方法基礎(chǔ)尺寸較小荷載不是很大25BLPBP’BP’BLPBP’荷載條件豎直中心豎直偏心傾斜偏心基礎(chǔ)形狀矩形條形P’—單位長(zhǎng)度上的荷載三.實(shí)用簡(jiǎn)化計(jì)算BLPoxy基礎(chǔ)形狀與荷載條件的組合26exeyLBxyxyLBPP矩形面積中心荷載矩形面積偏心荷載27e