河海大學(xué)土力學(xué)第二章.講解學(xué)習(xí).ppt

《河海大學(xué)土力學(xué)第二章.講解學(xué)習(xí).ppt》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。

1、河海大學(xué)土力學(xué)第二章.2-1概述地基：支承建筑物荷載的土層。持力層：與建筑物基礎(chǔ)底面直接接觸的土層。下臥層：持力層下面的土層。應(yīng)力計(jì)算的目的：為計(jì)算土體變形和驗(yàn)算土體的穩(wěn)定性提供“輸入”。強(qiáng)度和變形。有效應(yīng)力原理有效應(yīng)力——通過粒間接觸面?zhèn)鬟f的應(yīng)力或由土骨架傳遞（或承擔(dān)）的應(yīng)力?？紫稇?yīng)力——由土中孔隙流體水和氣體傳遞（或承擔(dān)）的應(yīng)力?？紫端畱?yīng)力——孔隙水傳遞的應(yīng)力。等于研究平面上單位面積的水柱重量，與水深成正比呈三角形分布?？紫稓鈮毫a：依靠孔隙氣傳遞的應(yīng)力；2-1概述1．原理設(shè)飽和上體內(nèi)某一研究平面（如水平面）的總面積為A，其中粒間接觸面積之和為As，則該平面內(nèi)由孔

2、隙水所占的面積為Aw=（A—As）?？紫稇?yīng)力——由土中孔隙流體水和氣體傳遞（或承擔(dān)）的應(yīng)力。2-1概述2-1概述有效應(yīng)力原理要點(diǎn)1飽和土內(nèi)任一平面受到的，當(dāng)總應(yīng)力保持不變時(shí)，孔隙水應(yīng)力與有效應(yīng)力可互相轉(zhuǎn)化，即孔隙水應(yīng)力減?。ㄔ龃螅┑扔谟行?yīng)力的等量增加或減小2土的變形與強(qiáng)度變化都只取決于有效應(yīng)力的變化孔隙水應(yīng)力還可分為分為靜孔隙水應(yīng)力和超靜孔隙水應(yīng)力。靜孔隙水應(yīng)力——由靜水位在土體中產(chǎn)生的孔隙水應(yīng)力。超靜孔隙水應(yīng)力——由滲流或荷載（動的或靜的）在土體中產(chǎn)生的孔隙水應(yīng)力。2-1概述土體的應(yīng)力按引起的原因分為自重應(yīng)力和附加應(yīng)力。自重應(yīng)力——由土體自身重量所產(chǎn)生的應(yīng)力。附加應(yīng)

3、力——由外荷（靜的或動的）引起的土中應(yīng)力。2-1概述土受力后要產(chǎn)生應(yīng)力相變形。在地基土層上建造建筑物，基礎(chǔ)將建筑物的荷載傳給地基，使地基中原有的應(yīng)力狀態(tài)發(fā)生變化，引起地基變形，從而使建筑物產(chǎn)生一定的沉降量和沉降差。如果應(yīng)力變化引起的變形量在容許范圍以內(nèi)，則不致對建筑物的使用和安全造成危害;但當(dāng)外荷載在土中引起的應(yīng)力過大時(shí)，則不僅會使建筑物發(fā)生不能容許的過量沉降，甚至可以使土體發(fā)生整體破壞而失去穩(wěn)定。因此，研究土中應(yīng)力計(jì)算和分布規(guī)律是研究地基和土工建筑物變形相穩(wěn)定問題的依據(jù)。土體應(yīng)力計(jì)算的目的一、應(yīng)力—應(yīng)變關(guān)系假設(shè)假設(shè)土體為連續(xù)體、線彈性及均質(zhì)各向同性體。實(shí)際上土是各向異

4、性的、彈塑性體二、地基中的幾種應(yīng)力狀態(tài)1、三維（空間）應(yīng)力狀態(tài)2、二維（空間）應(yīng)力狀態(tài)3、側(cè)限應(yīng)力狀態(tài)2-2地基中的自重應(yīng)力假定：地基為具有水平表面的半無限體。z∞ox∞∞y∞∞第二章土體應(yīng)力計(jì)算2-2地基中的自重應(yīng)力地下水位以下，用有效重量；不同土層的重量可以疊加第二章土體應(yīng)力計(jì)算2-2地基中的自重應(yīng)力K0——靜止側(cè)壓力系數(shù)，它是土體在無側(cè)向變形條件下有效小主應(yīng)力σ’3與有效大主應(yīng)力σ’1之比。與土層的應(yīng)力歷史及土的類型有關(guān)；正常固結(jié)粘土：K0＝1－sinf’對一般地基K0＝0.5左右無側(cè)向變形條件下，側(cè)向應(yīng)力：假設(shè)土體為各向同性的彈性體，?x=?y=0，?sx=?s

5、y由廣義虎克定律?x=1/E[?x-?（?y+?z）]=0?y=1/E[?y-?（?x+?z）]=0由此得：?x=?y=?/（1-?）?z=?/（1-?）?H所以，側(cè)壓力系數(shù)K0=?/（1-?）K0和?與土的種類、密度有關(guān)，可由試驗(yàn)確定，第二章土體應(yīng)力計(jì)算2-2地基中的自重應(yīng)力正常固結(jié)粘土：K0＝1－sinf’對一般地基K0＝0.5左右有地下水位時(shí)，靜孔隙水應(yīng)力：地下水位以上用天然容重，地下水位以下用浮容重。地下水位以下，如埋藏有不透水層，由于不透水層中不存在水的浮力，層面以下的自重應(yīng)力應(yīng)按上覆土層的水土總重計(jì)算。緊靠上覆土層界面上下的自重應(yīng)力突變，使層面處具有兩個(gè)自重

6、應(yīng)力值。均質(zhì)地基成層地基自重應(yīng)力在等容重地基中隨深度呈線性分布；自重應(yīng)力分布線的斜率是容重；自重應(yīng)力在成層地基中呈折線分布；在土層分界面處和地下水位處發(fā)生轉(zhuǎn)折。計(jì)算自重應(yīng)力時(shí)地下水位以下土體的容重用浮容重。2-2地基中的自重應(yīng)力2-3基底壓力與基底附加應(yīng)力基底壓力（接觸壓力）：指上部結(jié)構(gòu)荷載和基礎(chǔ)自重通過基礎(chǔ)傳遞，在基礎(chǔ)底面處施加于地基上的單位面積壓力?；追戳Γ旱鼗聪蚴┘佑诨A(chǔ)底面上的壓力?；赘郊討?yīng)力：基底壓力扣除因基礎(chǔ)埋深所開挖的自重應(yīng)力之后在基底處施加于地基上的單位面積壓力。d地面基礎(chǔ)條件剛度形狀大小埋深大小方向分布土類密度土層結(jié)構(gòu)等荷載條件地基條件基底壓力的

7、影響因素2-3基底壓力與基底附加應(yīng)力柔性基礎(chǔ)：基底壓力與其上的荷載大小及分布相同。一、柔性基礎(chǔ)與剛性基礎(chǔ)基底壓力分布特征基礎(chǔ)抗彎剛度EI=0→M=0；基礎(chǔ)變形能完全適應(yīng)地基表面的變形;基礎(chǔ)上下壓力分布必須完全相同，若不同將會產(chǎn)生彎矩。2-3基底壓力與基底附加應(yīng)力剛性基礎(chǔ)：剛度較大，基底壓力分布隨上部荷載的大小、基礎(chǔ)的埋深及土的性質(zhì)而異。當(dāng)基礎(chǔ)尺寸不太大，荷載也較小時(shí)，可假定基底壓力為直線分布。砂性土地基粘性土地基小荷載極限荷載極限荷載小荷載一、柔性基礎(chǔ)與剛性基礎(chǔ)基底壓力分布特征2-3基底壓力與基底附加應(yīng)力1.矩形基礎(chǔ)二、剛性基礎(chǔ)下基底壓力