土的本构关系.pptVIP

第1页，共29页，编辑于2022年，星期六 主要内容 软土工程性质 地基处理 基坑开挖 桩基础 地基与基础共同作用 第2页，共29页，编辑于2022年，星期六 软土工程性质 一、 软土一般工程特性 二、 土的本构关系 三、 地基应力与沉降 四、 地基固结与流变 五、 地基承载力 六、 土坡稳定与计算 第3页，共29页，编辑于2022年，星期六 讨论 ◆解决岩土工程问题的程序 1.针对工程要求，现场调查，搞清岩土工程条件。 2. 提出问题，抓主要的，并作一定简化。 3.确定数学模型及分析计算原理。 4.获取有关资料。 5.选择所用参数。 6.加上工程经验，作出判断、预测、评价及处理方案。 7.检验及修正认识。 第4页，共29页，编辑于2022年，星期六 二、 土的本构关系 土的本构关系又称为本构模型，即描述土的应力－应变－关系的数学表达式。土的 关系很复杂，具有非线性、粘弹塑性，同时强度发挥程度、应力历史以及土的组成状态和结构等对其都有影响。目前，已建立的本构模型很多，重要的有以下几类： 第5页，共29页，编辑于2022年，星期六 1.弹性模型-----Winkler、弹性半空间、分层地基 2.非线性弹性模型-----D-C 3.弹塑性模型------剑桥 4.粘弹性模型 5.边界面模型 6.内蕴时间模型 第6页，共29页，编辑于2022年，星期六 （一） 土体的变形特性 1.非线性和非弹性 2.塑性体积应变和剪胀性 3.塑性剪应变 4.硬化和软化 5.应力路径和应力历史对变形的影响 6.中主应力对变形的影响 7.高固结压力的影响 8.各向异性 第7页，共29页，编辑于2022年，星期六 （二） 非线性弹性地基模型 具有代表性的邓肯－张模型（Duncan-Chang model，1970） （1）特点 如图a所示，实际上加荷路径不等于卸荷路径，为非弹性。现假定卸荷路径与加荷路径相同，即与路径无关，只考虑OA，认为AB与OA重合，即为非线性。 第8页，共29页，编辑于2022年，星期六 图a 非线性弹性地基模型 第9页，共29页，编辑于2022年，星期六 （2）D-C模型的假设和表达式 Duncan-Chang(1970)根据Kondner的建议，假设在常规三轴试验条件下的加载和卸载应力－应变曲线均为双曲线，并利用摩尔－库仑准则导出了非线性弹性地基模型的切线模量公式。 第10页，共29页，编辑于2022年，星期六 图b 双曲线应力－应变关系 第11页，共29页，编辑于2022年，星期六 第12页，共29页，编辑于2022年，星期六 （3）地基中任一点切线模量 表达式 （3） 第13页，共29页，编辑于2022年，星期六 ①试验曲线 f 点为破坏点，则定义破坏比 为： 如图c所示。 （4） 第14页，共29页，编辑于2022年，星期六 图c 破坏时的偏应力值 第15页，共29页，编辑于2022年，星期六 ②由摩尔－库仑准则，破坏时 可表示为 函数： （5） 第16页，共29页，编辑于2022年，星期六 ③根据Janbu（1963）建议，土体初始模量可表示为： （6） 第17页，共29页，编辑于2022年，星期六 (4)、 (5) 、 (6)代入(3)得： （7） Rf、 、k、n为确定Et的五个参数。 第18页，共29页，编辑于2022年，星期六 （4）D-C模型的切线泊松比方程应用很少。 （5）适用性和优缺点 ①D-C模型适用于荷载不太接近破坏的条件下模型土的 非线性情况。 ②优点：该模型能用于上部结构与地基基础共同作用分析。 ③缺点：忽略了应力路径和剪胀性的影响。 第19页，共29页，编辑于2022年，星期六 （6）卸载和重复加载时弹性模量 （8） 第20页，共29页，编辑于2022年，星期六 （三） 弹塑性模型 把总的变形分成弹性变形和塑性变形两部分，用虎克定律求“弹变”，用塑性理论求“塑变”。对于塑性变形有三个假定：①破坏准则和屈服准则；②硬化规律；③流动法则。 第21页，共29页，编辑于2022年，星期六