土动力学170603.PPTVIP

土动力学（SOIL DYNAMICS) 第一章 绪 论 §1.1 土动力学的任务、内容、研究途径 土动力学是土力学的一个分支，是研究动荷载作用下土的变形和强度特性及土体稳定性的一门学科。 土动力学的任务在于探求动荷载作用下土变形强度特性变化的规律性，应用近代力学的原理，分析研究土工建筑物及建筑物土质地基在各种动力影响下的变形稳定性和强度稳定性。 土动力学研究的内容包括 土的动力特性; 土体的动力稳定性(包括土与结构物相互作用)两大部分。 由于动荷具体作用的特性不同，土可能在下同应力水平和动应变幅下工作，显示出不同的应力—应变特性规律。故上述两个部分的分析研究，必须尽量模拟实际动荷作用的特点，面向动荷作用下工程建设中的实际问题，建立起自己的理论体系和分析解决问题的基本方法。 土动力学解决的问题： (1)工程建筑中的各种动荷作用及其特点问题； (2)动荷所引起的振动和波动及其在土中运动的规律问题； (3)土的动应力－应变关系问题； (4)土的动强度和变形问题； (5)土的振动液化问题； (6)土动力特性测试设备与测试技术问题； (7)动荷条件下的地基承载力，土坡稳定及挡土墙上土压力问题； (8)土与结构物的相互作用问题(包括动力机器基础问题)； 土动力学问题研究的基础： 土力学、地震工程学、结构动力学、土工 抗震学等一系列学科。 充分运用现有室内外试验量测技术，广泛积累原型观测和工程实录资料，作出理论联系实际的分析，建立科学的分析方法。 解决问题的途径： 建立起一定理论下的计算方法，引入一些表征动力作用和土动力特性的相应指标，作为动力设计的基础，并在不断的实践中加以检验和修正； 直接用模型试验的方法作为基础，根据运用相似律模拟的精确程度和量测手段的完善程度，为设计提供出定性或定量的依据； 研究方法：将理论分析、室内试验、现场试验、原型观测和模型试验紧密结合起来，各取所长，互相促进，作出多途径长时期的系统探索。 §1.2 动荷的类型及其对土体的作用特点 1、与静荷载区别 加荷时间：爆炸荷载的加荷时间几个毫 秒，一般动力荷载百分之几 秒或零点几秒。 周期效应：多次反复施加。 应变大小 10-3 在动荷条件下研究 10-3在静荷条件下研究 动力与静力的区别在于动力必须具备三个充要条件： 1.力的作用是循环往复的。 2.力的作用结果应当是导致受力物体的波动变形或质点的往复位移。 3.力的作用伴随着交变的加速度。 2、动荷载基本特点 振幅、频率、持续时间、波型的变化 3、动荷类型 冲击荷载（impact load)：坠落重物所引起的荷载，其大小取决于传递结构的弹性和惯性，作用时间短。 振动荷载（vibrating load） 有限次往返，方向变化, 幅值是变化的 地震波 风荷载 打桩荷载 疲劳荷载（fatigue load） 加荷及几万次、几十万次 幅值基本不变 周期基本不变 车辆荷载 机器基础 动荷作用的共同特点：大小随时间而发生变化； 动荷在随时间变化过程中的两种效应： 速率效应，即荷载在很短的时间内以很高的速率加于土体所引起的效应； 循环效应，即荷载的增减，多次往复循环地施加于土体所起的效应； §1.3 动荷作用对工程建筑的影响 一、地基破坏 二、结构破坏 §1.4 土动力学的发展 动力机器基础（machine foundation)： 20世纪30年代,以德国的E.Reissner和前苏联的D.D.Barkan为代表。 防护工程（protective construction)：二次世界大战以后。 地震工程（earthquake engineering)：60年代以后，随几次大地震的发生，迅速发展。 1977年第九届国际土力学及基础工程工程学会会议上正式分列出土动力学问题讨论为标志。 1981年Shamsher Prakash出版了专著《Soil Dynamics》,1983年B.T.Das出版了《Foundation of Soil Dynamics》） 1964年日本新泻地震、美国阿拉斯加地震、 1971年美国圣费尔南多地震, 1995年日本神户大地震等使土动力学和岩土地震工程的研究达到了一个新的高潮,取得了丰硕的成果.