土力学第三章-清华大学于玉贞-2015概要.ppt

* 小结 K ——竖直集中荷载作用下 Ks ——矩形面积竖直均布荷载作用角点下 Kt ——矩形面积三角形分布荷载作用角点下 Kh ——矩形面积水平均布荷载作用角点下 Kzs——条形面积竖直均布荷载作用时 Kzt——条形面积三角形分布荷载作用时 Kzh——条形面积水平均布荷载作用时 K0 ——圆形面积均布荷载作用时园心点下 Kzl——条形面积梯形分布荷载作用时 §3.5 地基中附加应力的计算 §3 土体中的应力计算 K = F（底面形状；荷载分布；计算点位置） 查表或利用软件 * 十. 影响土中应力分布的因素 (1)上层软弱，下层坚硬的成层地基 2. 非均匀性—成层地基 中轴线附近σz比均质时明显增大的现象 —应力集中； 应力集中程度与土层刚度和厚度有关； 随H/B增大，应力集中现象逐渐减弱。 (2)上层坚硬，下层软弱的成层地基 中轴线附近σz比均质时明显减小的现象 —应力扩散； 应力扩散程度，与土层刚度和厚度有关； 随H/B的增大，应力扩散现象逐渐减弱。 §3.5 地基中附加应力的计算 §3 土体中的应力计算 1. 非线性和弹塑性 应力水平较高时影响较大 (3)土的变形模量随深度增大的地基 —应力集中现象 H 均匀 成层 E1 E2E1 H 均匀 成层 E1 E2E1 * 3. 各向异性地基 当Ex/Ez1 时，应力集中——Ex相对较小，不利于应力扩散 当Ex/Ez1 时，应力扩散——Ex相对较大，有利于应力扩散 §3.5 地基中附加应力的计算 §3 土体中的应力计算 十. 影响土中应力分布的因素 * §3 土体中的应力计算 §3.1 应力状态 §3.3 地基中自重应力的计算 §3.5 地基中附加应力的计算 §3.4 基底压力计算 §3.2 有效应力原理 §3.6 超静孔隙水压力和孔压系数 * 几种简单的情形： §3.6 超静孔隙水压力和孔压系数 §3 土体中的应力计算 饱和土中孔隙水压力和有效应力的计算：附加应力情况 外荷载 附加应力 土骨架：有效应力 (2) 三轴应力状态 (1) 侧限应力状态 孔隙水：孔隙水压力 超静孔隙水压力: 相对于静水条件或稳定渗流条件 消散后可引起有效应力和体积的变化 等向压缩应力状态 偏差应力状态 * 1. 侧限应力状态及一维渗流固结 实践背景：大面积均布荷载 p §3 土体中的应力计算 不透水岩层 饱和压缩层 σz=p p 侧限应力状态 §3.6 超静孔隙水压力和孔压系数 * 物理模型： 光滑钢筒 —— 侧限条件 弹 簧 —— 土骨架 水 体 —— 孔隙水 带孔活塞 —— 排水顶面(无厚度) 活塞小孔 —— 渗透性大小 初始状态 边界条件 渗流固结过程 §3 土体中的应力计算 p 一般方程 p §3.6 超静孔隙水压力和孔压系数 1. 侧限应力状态及一维渗流固结 * §3 土体中的应力计算 p p p 附加应力: σz=p 超静孔压: u = σz=p 有效应力: σ′z=0 渗流固结过程 附加应力: σz=p 超静孔压: u p 有效应力: σ′z0 附加应力: σz=p 超静孔压: u =0 有效应力: σ′z=p §3.6 超静孔隙水压力和孔压系数 1. 侧限应力状态及一维渗流固结 * 孔压系数： §3 土体中的应力计算 渗流固结过程 产生超静孔隙水压力 u, σ′ 随时间在变化 不排水条件下?相当于t=0时刻: §3.6 超静孔隙水压力和孔压系数 1. 侧限应力状态及一维渗流固结 * * §3 土体中的应力计算 三轴应力状态 = + 等向压缩应力状态 偏差应力状态 封闭土样 §3.6 超静孔隙水压力和孔压系数 2. 三轴应力状态及孔压系数 * §3 土体中的应力计算 土体的体积 土骨架的体积 土颗粒的体积 孔隙流体的体积 有何关系？ 土体的体积变化 土骨架的体积变化 土颗粒的体积变化 孔隙流体的体积变化 有何关系？ 孔隙流体的体积压缩系数为Cf ：单位孔隙压力作用引起的孔隙体应变 设土骨架的体积压缩系数为Cs ：单位有效压力作用引起的骨架体应变 暂且假定非饱和土 §3.6 超静孔隙水压力和孔压系数 2. 三轴应力状态及孔压系数 * (1) 等向压缩应力状态 孔隙流体产生了超静孔隙压力ΔuB 土骨架的有效附加应力 孔隙流体的体积变化 孔隙流体的体积压缩系数 土骨架的体积变化 土骨架的体积压缩系数 体积V 土骨架的体变等于孔隙流体的体变ΔV1=ΔV2 §3 土体中的应力计算 孔压系数B 暂且假定土骨架为 线弹性体 §3.6 超静孔隙水压力和孔压系数 2. 三轴应力状态及孔压系数 * 饱和土： 干 土： 非饱和土： B可反映土的饱和程度 §3 土体中的应力计算 孔隙流体的体积压缩系数为C