中南大学高等土力学课件基本概念回顾.ppt

高等土力学, 基本概念回顾,土：是地壳表层的岩石风化后产生的碎屑堆积物。 土的特性：与其它建筑物相比，具有如下特性： 土是岩石风化后产生的碎屑堆积物，由土颗粒、水和气体组成；透水性强；物理力学性质受水的影响很大，对扰动特别敏感；抗拉强度极低； 土的性质很不均匀，且与土的类型和应力历史密切相关；,Advance Soil Mechnics,高等土力学,土具有复杂的应力应变关系（非线性，且不可逆），且不唯一，塑性显著； 土的性质随时间、应力和环境等诸多因素而变，具有地域性，因地而异； 土的变形特别是饱和粘土的变形要经历很长一段时间。, 基本概念回顾,Advance Soil Mechnics,高等土力学, Soil amongst most variable and difficult of all materials to understand and model: Complex stress-strain (non-linear, irreversible) Properties highly variable function of soil types and stress history Properties change with time, stress, environment, Every site has different soil conditions - new challenge Soil “hidden“ underground and data on small fraction of deposit, 基本概念回顾,Advance Soil Mechnics,高等土力学,地基：受建筑物荷载影响的那一部分地层（持力层+下卧层）。 基础：直接与岩土接触向其传递荷载的建筑物最下部分。 持力层和下卧层：直接支承基础的地层称为持力层；在其下方且仍受荷载影响的地层称为下卧层。, 基本概念回顾,Advance Soil Mechnics,高等土力学,岩土工程：土木工程中涉及岩石、土的利用、处理和改良的科学技术。包括岩土力学、地基和基础工程、路基工程、边坡工程、支挡结构、地基处理（加固）、地下工程、工程地质勘察、垃圾填埋等。, 基本概念回顾,Advance Soil Mechnics,高等土力学,与上部结构工程相比，岩土工程的研究和计算分析有什么特点 与上部结构工程相比，岩土工程研究、计算与分析有下述几大特点： 一般建筑材料可人为指定品种或型号，品种类型一旦确定，力学性质参数也就确定，差异性很小；土则不同，以建筑物地基为例，拟建地点是什么土，不是人为选择的，是天然产物，性质不是人来控制，只能通过一定的手段来了解，并且如何根据一定数量的测试结果，合理确定设计指标值，往往不太容易掌握。, 基本概念回顾,Advance Soil Mechnics,高等土力学,岩土工程的规模和尺寸比一般结构工程大得多，其实际范围是空间半无限体，工程计算分析中采用的边界是近似和模糊的。 岩土的各种参数是空间的函数，参数的变异性大，变异系数一般在0.10.35，有的可超超过0.4。并且土性之间或不同点的土性具有较强的相关性，包括互相关和自相关。 岩土是一种高度非线性材料，在不同的应力水平下具有很不相同的变形特性。岩土工程的极限状态方程也经常是高度非线性的。, 基本概念回顾,Advance Soil Mechnics,高等土力学,并且诱发极限状态的 原因或作用多种多样， 如右图所示，为基础 工程设计中的承载能 力极限状态，对这些 不同原因和作用，会 有不同的极限状态方程。, 基本概念回顾,Advance Soil Mechnics,高等土力学,岩土试样性质与原状土的性质往往存在较大差别，既使原位测试反映的也是岩土的“点”性质（如现场十字板强度试验）或“线”性质（如静力触探）。而岩土工程的行为往往由它的整体空间平均性质控制，因此，在岩土工程研究、分析设计中，要注意“点”、“线”到“空间平均性”概率统计指标问题。, 基本概念回顾,Advance Soil Mechnics,高等土力学,由于上述岩土性质和岩土工程的不确定性加之推理的不确定性（如有目的的简化），岩土工程的计算模型即极限状态方程往往具有较大的不确定性或不精确性。并且除了上述中提到的在岩土工程中“对不同原因和作用，会有不同的极限状态方程”外，对于同一个计算参数如地基土的极限承载力也还存在不同的计算表达式（即功能函数）。 岩土工程性质和功能，受施工工艺和施工质量和水平的影响很很大。, 基本概念回顾,Advance Soil Mechnics,高等土力学,岩土工程不确定性的显著程度和变化幅度固有地存在于岩土工程设计和施工过程中，其来源归纳起来有四个主要类型： 荷载估计中不确定性。 与场地地质条件变异性有关的不确定性。 评价岩土材料特性的不确定性。 与模拟基础结构和地基实际行为的计算分析模型有关的不确定性。, 基本概念回顾,Advance Soil Mechnics,高等土力学,土力学：研究土的物理、化学和力学性质及土体在荷载、水、温度等外界因素