土力学1-第三章-清华大学课件.pptx

《土力学1》之第三章土体中的应力计算张 丙 印 清华大学土木水利学院 岩 土 工 程 研 究 所提示 10月29日习题讨论课范围：第一、二章 内容： 小测验 习题讨论、方法讨论 难点讨论、其它讨论 答疑时间：10月17日晚8：00 – 10：00地点：新水利馆227 （从正门进，上2楼，两个左拐，右手）第三章：土体中的应力计算 土体中的应力计算 土体中的孔隙水压力计算 有效应力原理与固结模型 土体应力计算-弹性理论 有效应力原理与固结 -土水两相相互作用 本章提要 学习要点强度问题变形问题应力状态及应力应变关系建筑物修建以前，地基中由土体本身重量所产生的应力自重应力建筑物重量等外荷载在地基中引起的应力增量附加应力基底压力计算有效应力原理土体中的应力计算3-23-33-43-13-63-73-10(1)(2)(3)作业本课程中所有计算均可取 g=10m/s2本章作业 第三章：土体中的应力计算§3.1 应力状态及应力应变关系§3.2 自重应力§3.3 附加应力§3.4 基底压力计算§3.5 有效应力原理§3.6 常规三轴压缩试验正应力剪应力+-拉为正压为负顺时针为正逆时针为负 材料力学+-逆时针为正顺时针为负压为正拉为负 土力学§3.1 应力状态及应力应变关系 土力学中应力符号的规定 ?zxo?zx?xy?yzy?xz?y§3.1 应力状态及应力应变关系 三维应力状态（一般应力状态）地基中的应力状态（1） 轴向力F水压力?c试样§3.1 应力状态及应力应变关系 三维应力状态（三轴应力状态） 应变条件 应力条件 独立变量地基中的应力状态（1） ?z?zx?zx?zx?xy?xzo?yz?x?xyz?y§3.1 应力状态及应力应变关系 二维应力状态（平面应变状态） 垂直于y轴断面的几何形状与应力状态相同 沿y方向有足够长度，L/B≧10 在x, z平面内可以变形，但在y方向没有变形地基中的应力状态（2） §3.1 应力状态及应力应变关系 二维应力状态（平面应变状态） 应变条件 应力条件 独立变量地基中的应力状态（2） ?xo?yz§3.1 应力状态及应力应变关系 侧限应力状态：指侧向应变为零的一种应力状态水平地基?半无限空间体半无限弹性地基内的自重应力只与Z有关土质点或土单元不可能有侧向位移?侧限应变条件任何竖直面都是对称面应变条件地基中的应力状态（3） 侧压力系数§3.1 应力状态及应力应变关系 侧限应力状态：侧向应变为零的一种应力状态 应变条件 应力条件 独立变量地基中的应力状态（3） ??加载线弹性卸载εpεe?§3.1 应力状态及应力应变关系 连续介质（宏观平均）碎散体线弹性体（应力较小时）非线性弹塑性均质各向同性体（土层性质变化不大）成层土各向异性E、?与位置和方向无关 理论：弹性力学解?求解“弹性”土体中的应力 方法：解析方法?优点：简单，易于绘成图表等应力计算时的基本假定§3.1 应力状态及应力应变关系 土力学中应力符号的规定地基中常见的应力状态应力计算时的基本假定 三维应力状态 三轴应力状态 平面应变状态 侧限应力状态 连续 弹性 均质各向同性小 结第三章：土体中的应力计算§3.1 应力状态及应力应变关系 ?§3.2 自重应力 §3.3 附加应力 §3.4 基底压力计算 §3.5 有效应力原理 §3.6 常规三轴压缩试验水平地基中的自重应力土石坝的自重应力（自学）§3.2 自重应力 定义：在修建建筑物以前，地基中由土体本身 的有效重量而产生的应力 目的：确定土体的初始应力状态 假定：水平地基 ? 半无限空间体 ? 半无限弹性体 有侧限应变条件 ? 一维问题 计算： 地下水位以上用天然容重 地下水位以下用浮容重土体的自重应力地面?1 H1z?2 H2地下水?3 H3?sz?sy?sx§3.2 自重应力 竖直向自重应力：土体中无剪应力存在，故地基中Z深度处的竖直向自重应力等于单位面积上的土柱重量 均质地基： 成层地基：水平向自重应力： 容重： 地下水位以上用天然容重? 地下水位以下用浮容重??土体的自重应力地面?sz?1 H1?1H1?2H2z?2 H2地下水??2H3??2 H3?sz?sy?sxz§3.2 自重应力 分布规律分布线的斜率是容重在等容重地基中随深度呈直线分布自重应力在成层地基中呈折线分布在土层分界面处和地下水位处发生转折或突变（水平应力）土体的自重应力第三章：土体中的应力计算§3.1 应力状态及应力应变关系 ?§3.2 自重应力 ? §3.3 附加应力 §3.4 基底压力计算 §3.5 有效应力原理 §3.6 常规三轴压缩试验§3.3 附加应力 附加应力是由于修建建筑物之后再地基内新增加的应力，它是使地基发生变形从而引起建筑物沉降的