巖土力學(xué)中應(yīng)力計(jì)算ppt課件.ppt

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1、第二章第二章土中應(yīng)力計(jì)算土中自重應(yīng)力的計(jì)算土中附加壓力的計(jì)算土中附加應(yīng)力的計(jì)算有效應(yīng)力原理滲流問題強(qiáng)度問題變形問題穩(wěn)定問題應(yīng)力狀態(tài)本章脈絡(luò)應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系自重應(yīng)力計(jì)算附加應(yīng)力計(jì)算基底壓力計(jì)算線彈性體一維固結(jié)理論有效應(yīng)力原理土中應(yīng)力按產(chǎn)生的原因自重應(yīng)力附加應(yīng)力按其傳遞方式有效應(yīng)力孔隙應(yīng)力孔隙水壓力孔隙氣壓力土體受到自身重力作用而產(chǎn)生的應(yīng)力，記為σCZ。由于外荷（靜的或動(dòng)的）在土體內(nèi)部引起的應(yīng)力，記為σZ。土粒所傳遞的粒間應(yīng)力，記為σ′。土中水傳遞的孔隙應(yīng)力，記為u。土中氣傳遞的孔隙應(yīng)力。一、概述E、?與位置和方向無關(guān)理論：彈性力學(xué)解?求解“彈性”土體中的應(yīng)力方法

2、：解析方法?優(yōu)點(diǎn)：簡單，易于繪成圖表等碎散體非線性彈塑性成層土各向異性連續(xù)介質(zhì)（宏觀平均）線彈性體（應(yīng)力較小時(shí)）均質(zhì)各向同性體（土層性質(zhì)變化不大）土中應(yīng)力計(jì)算的基本假定土的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系曲線假定地基土是均勻、連續(xù)、各向同性的半無限彈性體。地基土中的幾種應(yīng)力狀態(tài)1、三維應(yīng)力狀態(tài)（一般應(yīng)力狀態(tài)）應(yīng)力矩陣三維應(yīng)力狀態(tài)（軸對稱應(yīng)力狀態(tài)）試樣水壓力?c軸向力F應(yīng)力條件應(yīng)力矩陣2、二維應(yīng)力狀態(tài)（平面應(yīng)變狀態(tài)）?y?yz?xy?zx?x?zyxoz?zx?z?xz?x垂直于y軸斷面的幾何形狀與應(yīng)力狀態(tài)相同沿y方向有足夠長度，L/B≧10在x,z平面內(nèi)可以變形，但在y方

3、向沒有變形應(yīng)力矩陣水平地基?半無限空間體在地基同一深度處土單元的受力條件均相同土質(zhì)點(diǎn)或土單元無側(cè)向應(yīng)變只有豎向變形任何豎直面都是對稱面3、側(cè)限應(yīng)力狀態(tài)指側(cè)向應(yīng)變?yōu)榱愕囊环N應(yīng)力狀態(tài)yxoz??應(yīng)力矩陣土力學(xué)中應(yīng)力符號的規(guī)定法向應(yīng)力：壓應(yīng)力為正，拉應(yīng)力為負(fù)剪應(yīng)力：逆時(shí)針方向?yàn)檎M(jìn)行土中應(yīng)力狀態(tài)分析時(shí)，符號規(guī)定與材料力學(xué)相反應(yīng)力計(jì)算時(shí)的基本假定地基中常見的應(yīng)力狀態(tài)應(yīng)力符號的規(guī)定三維應(yīng)力狀態(tài)軸對稱應(yīng)力狀態(tài)平面應(yīng)變狀態(tài)側(cè)限應(yīng)力狀態(tài)連續(xù)彈性均質(zhì)、各向同性小結(jié)均質(zhì)土中豎向自重應(yīng)力圖2-5均質(zhì)土中豎向自重應(yīng)力a)沿深度分布;b)任意水平面上的分布σcz沿水平面均勻分布，且

4、與Z成正比，即隨深度線性增加，呈三角形分布圖形。二、土中的自重應(yīng)力均質(zhì)土中側(cè)向自重應(yīng)力及剪應(yīng)力靜止側(cè)壓力系數(shù)側(cè)向自重應(yīng)力：剪應(yīng)力：土的泊松比注意對于成土年代長久，土體在自重應(yīng)力作用下變形基本已經(jīng)穩(wěn)定，土中豎向和側(cè)向的自重應(yīng)力一般均指有效應(yīng)力，為了方便，將常用的豎向有效自重應(yīng)力σcz簡稱為自重應(yīng)力，并改用符號σc表示。若計(jì)算點(diǎn)在地下水為以下，應(yīng)根據(jù)土的性質(zhì)確定是否需要考慮水的浮力作用;若受浮力的作用，水下部分土柱的重度應(yīng)采用土的浮重度計(jì)算。1、當(dāng)位于地下水位以下的土為砂土?xí)r，土中水為自由水，計(jì)算時(shí)用土的浮重度。2、當(dāng)位于地下水位以下的土為堅(jiān)硬黏土?xí)r（IL≤0

5、），在飽和堅(jiān)硬黏土中只含有結(jié)合水，對土體沒有浮力的作用，計(jì)算自重應(yīng)力時(shí)應(yīng)采用飽和重度。3、地下水位以下黏土，當(dāng)IL>1時(shí)，土處于流動(dòng)狀態(tài)，土粒間存在大量的自由水，用土的浮重度。4、若0＜IL≤1，土處于塑性狀態(tài)，土顆粒是否受到水的浮力作用就較難肯定，在工程實(shí)踐中一般均按土體受到水浮力作用來考慮。5、如果是介乎砂土和堅(jiān)硬黏土之間的土，則要按具體情況分析選用適當(dāng)?shù)闹囟?。注意在地下水位以下，如埋藏有隔水?由于不透水層中不存在水的浮力，所以其頂面及其以下的自重應(yīng)力應(yīng)按上覆土層的水土總重計(jì)算。?1h1?2h2?3h3z?cz?cx?cy地面地下水?cz?1h1?2

6、h2??2h3z成層土中自重應(yīng)力圖2-6成層土中豎向自重應(yīng)力分布特點(diǎn)1、同一土層自重應(yīng)力按直線變化；2、分布線的斜率是容重的倒數(shù)；3、土的自重應(yīng)力分布曲線是一條折線,拐點(diǎn)在土層交界處和地下水位處；4、自重應(yīng)力隨深度的增加而增加?！纠}2-1】某場地的地質(zhì)剖面土如下圖所示。求各土層交界處及地下水位處的豎向自重應(yīng)力，并繪出其分布圖。某建筑場地的地質(zhì)柱狀圖和土的有關(guān)指標(biāo)列于下圖中。計(jì)算地面下深度為2.5m、5m和9m處的自重應(yīng)力，并繪出分布圖。【解】本例題天然地面下第一層粉質(zhì)黏土厚6m，其中地下水位以上和以下的厚度分別為3.6m和2.4m；第二層為黏土層。依次計(jì)

7、算2.5m、3.6m、5m、6m、9m各深度處的土中豎向自重應(yīng)力，計(jì)算過程及自重應(yīng)力分布圖一并列于下圖中?！玖?xí)題2-1】粉質(zhì)黏土黏土習(xí)題2-1圖基底壓力：基礎(chǔ)作用于地基的荷載效應(yīng)，是在基礎(chǔ)底面與地基之間產(chǎn)生的接觸壓（應(yīng)）力?；A(chǔ)結(jié)構(gòu)的外荷載基底反力基底壓力附加應(yīng)力地基沉降、強(qiáng)度上部結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)地基地面基底接觸壓（應(yīng)）力的產(chǎn)生建筑物荷重?基礎(chǔ)?地基?在地基與基礎(chǔ)的接觸面上產(chǎn)生的壓（應(yīng)）力。三、土中附加應(yīng)力計(jì)算1、中心荷載下的基底壓力中心荷載下的基礎(chǔ)，其所受荷載的合力通過基底形心?；讐毫俣榫鶆蚍植迹灼骄鶋毫υO(shè)計(jì)值按下式計(jì)算：a)內(nèi)墻或內(nèi)柱基礎(chǔ);b)外墻

8、或外柱基礎(chǔ)圖2-7中心荷載下的基底壓力分布（一）基底壓力2、偏心荷