土力学第2章

第二章土壤的应力，第二章土壤的应力，2-9；2-11；2-13；第二章土壤中的应力操作，第二章土壤中的应力：内容，2.1概述2.2土壤中的自重应力2.3基准压力和地基附加压力2.4基础中附加应力2.5基础中附加应力的讨论，第二章2.1概述，土壤中的应力来源：自重应力和建筑载荷，交通载荷或其他载荷(地下水渗流、地震等)，土壤的应力效应：当土壤的应力超过土壤的最大应力时，会发生不稳定性。土壤中的应力可能导致沉降、倾斜和水平位移。了解和把握土壤应力分布的必要性：防止不稳定性和过度变形。自重应力：土壤本身自重引起的应力。决定了土壤的初始应力状态，土体在自重作用下，在较长的地质历史时期内已经存在压缩稳定性，因此土体的自重应力不再引起土体的变形。但是对于新沉积的土壤或最近人工填土，应考虑自重应力引起的变形。地下水的上升和下降导致土壤中自重应力大小的变化，使土壤变形(例如压缩、膨胀或陷落等)。第2章2.1概述，其他应力：外部负载(静态或动态)引起的土壤应力。外部荷载：建筑荷载、交通荷载、大坝荷载和地下水渗流、地震等作用引起的荷载是引起土体变形的主要因素，也是土体强度破坏和不稳定性的重要原因。自重应力不同于其他应力的原因，因此两种计算方法不同，对分布规律和工程的影响也不同。在计算土壤的应力状态，土壤的应力时，通常将地基视为半无限弹性体。也就是说，地基土被认为是水平界面、深度方向和水平方向无限延伸的半空间弹性体。半无限空间，第2章2.1概述，第2章2.1概述，土壤力学的应力符号规定，材料力学，-，-，土壤力学，正应力，剪切应力，正压力，顺时针负应力(2-1)，单位：kPa，注意：通常，仅当由于自重应力引起的地基变形、固结完成而新沉积的土或手动充填尚未整合时，才应考虑自重应力下的变形问题。1 .均质土的自重应力，第2章2.2土的自重应力，2 .水平自重应力，在半无限体中，土体没有横向变形，在任意点上水平等于横向应力；Ko:土的侧压力系数，也称为静止土压力系数；这与土体横向限制条件下水平有效自重应力与垂直有效自重应力之比、Ko与土体层的应力历史、土体类型有关。命令：Ko的基准值：压载：0.18到0.25；松散的沙子：0.4 0.45；沙子：0.45 0.5；正常强化粘土：0.5 0.6；高密度粘土：1.0 4.0；保压充填：0.8 1.5。第二章2.2土壤的自重应力，3 .平流层中的自重应力，1 .地下水位以上的土壤自然重，地下水位以下的土壤不动重；2 .防渗层连接处的上、下自重应力发生变异，根据土壤和土壤的总重量计算防渗层顶部和下一自重应力；说明：第二章2.2土壤中的自重应力、层状土壤中的自重应力、第二章2.2土壤中的自重应力、分布规律、(1)自重应力在等容积年初与深度同时呈直线分布；均质基础，层基础，(2)自重应力在层基础上以折线分布；(3)土壤界面和地下水水平发生转折点。，第二章2.2土壤的自重应力，地下水位上升时土壤的自重应力，地下水位下降，第二章2.2土壤的自重应力，示例一个基础由多层土壤组成，地质剖面计算并绘制了自重应力cz沿深度的分布图，第二章2.3基底压力和基底附加压力，2.1概述2.2土壤，上层建筑的自重和各种荷载均通过地基传递，并通过影响因素分布规律计算方法、上层建筑、地基、地基、建筑物设计、(I)在不考虑上层建筑影响的情况下简化问题；(ii)使用荷载代替上部结构。支撑建筑荷载的土壤，第2章2.3基础压力和基础附加压力，影响基础压力分布和大小的因素，基础条件，刚性形状大小深度，大小方向分布，土壤密度土壤结构等，荷载条件，基础条件，第2章2.3基础压力和基础附加压力，基础弯曲刚度ei=0 ，柔性基础，地基变形完全能适应基础表面的变形；在实际项目中，将适应弹性大(刚度小)基础变形的基础视为土坝和堤坝等灵活的基础。基准上下压力分布必须完全相同，以便在不同的情况下产生弯矩。第二章2.3基本压力和基本附加压力，基本弯曲刚度ei=m0；基础变形不能适应基础表面的变形。砂地基上的压力分布中等大，边缘为0，类似抛物线分布；粘土地基上载荷时间压力分布的中间小，但边缘大，鞍型分布。刚性基础，第二章2.3基础压力和基础附加压力，根据圣谴责原理，基础压力的特定分布对基础应力计算的影响仅限于特定深度范围；超出此范围后，基础的附加应力分布与基础压力的分布几乎无关，具体取决于载荷合力的大小、方向和位置。基础压力的简单计算，基础压力的分布非常复杂，计算简化方法包括基础压力线性分布，材料力学公式计算，基础大小不大，载荷小，第2章2.3章基础压力和基础附加压力，中心载荷下的基础压力，条形基础的F，G单位长度基准面积计算，基础和回填的平均重量第二章2.3基准压力和基础附加压力、单向偏心载荷下的基准压力、作用于基础底面几何图形的力矩m=(f g) e、基础底面的阻力矩； 矩形截面W=bl2/6，b，第2章2.3基准压力和基准附加压力，E0，基准压力为梯形分布时讨论；如果e=l/6，则为pmax0，pmin=0，基本压力分布在三角形中；el/6中的pmax0，pmin0，衬底上发生拉伸应力，基板压力重新分布。第2章2.3基准压力和基准附加压力，基准压力重新分配，基准压力分布图形状中的偏心载荷，条形基础计算方法，第2章2.3基准压力和基准附加压力，矩形面积双向偏心载荷，w为矩形基准弯曲截面系数，(特殊情况)，第2章2.3基准压力和基准附加压力， 第二章2.3基础压力和基础附加压力，由于基础底板工程，新添加的压力称为基础附加压力，即基础上产生附加应力的基础压力的部分或基础净压力。，基准附加压力，基准附加压力在数值上等于基准压力减去基准高程减去原始土体的自重应力，第2章2.3基准压力和基准附加压力，基准附加压力，自重应力，基准附加压力，第2章2.4基础附加压力，第2.1概述2.2土的自重应力2.3基准压力和基准附加压力2.4基础附加应力2.5基础的讨论，以及，条形基础：长度方向/宽度方向10；矩形基础：长度方向/宽度方向10圆形基础；第二章2.4基础的附加压力，1。垂直集中载荷下的基础附加应力(副辛尼斯解决方案)，1885年法国学者布辛尼斯克提出的，m (x，y，z)，m (x，y，0)，q，第二章2.4基础的附加压力，1。垂直集中载荷下的基础附加应力(v sinnesk解决方案)，集中力下的应力分布系数，第2章2.4基础的附加压力，1。垂直集中载荷下的基础附加应力(v sinnesk解决方案)，0.51.01.52.02.53.0 r/z，0.50.40.30.20.10， p，z等值线-应力气泡，p垂直集中负载下的基础附加应力(v sinnesk解决方案)，F，1。f作用线，r=0，=3/(2 )，z=0， z ，z，z=0；2 .水平面上z=const，r=0，最大值，r减少，z减少；3 .在圆柱面上，r=const、z=0、z=0、zz先增加，然后减少。第2章2.4地基的附加压力，2 .水平集中载荷下的基础附加应力(golotty解决方案)，Fh，第2章2.4基础的附加压力，3。根据等代载荷法，集中力下的基础上的附加应力z是载荷的一次函数，因此，多个垂直集中力Fi(i=1，2，n)作用于表面时，在基础的z深度上随机点m的附加应力z在每个集中力必须单独作用时发生，I垂直集中力下的应力分布系数，第2章2.4基础矩形基础载荷下的基础附加应力，4.1矩形基础连续载荷作用角度下的附加应力，矩形垂直方向均布载荷角度点处的应力分布系数c，表2-8b短边，p，M，m=l/b，N=z/b矩形面积垂直三角分布载荷拐角下的应力分布系数为表2-9、pt、M、N、第2章2.4基础中的附加压力，5是配线载荷下的附加应力-fefinan解决方案，M、线载荷，从1892年菲拉曼开始，对第2章2.4地基的附加压力、6条形基础均布载荷下的附加应力、垂直均布载荷下条形区域的应力分布系数、p、M、查询表2-11、第2章2.5地基的附加压力进行了讨论，2.1概述2.2土的自重应力2.3基准压力和地基(2)在不同深度z的每个水平面上，sigma z在基准中心点下方轴上的最大大小，随着与中心轴距离的增加而减小。(3)随着载荷分布范围内任意点的垂线上深度的增加，z逐渐减小。，条形荷载、方形荷载、第二章2.5地基附加压力的讨论，(4)水平附加应力影响范围浅，地基土的横向变形主要发生在浅处；(5)剪切应力的最大值显示在载荷边上，因此基础边下的土壤容易被剪切和破坏。第二章2.5基础上附加压力的讨论，平流层基础的影响，1 .上层薄弱，下层坚硬的层状地基，中心轴附近z比均匀时明显增加的现象-应力集中；应力集中的程度与土壤刚度和厚度有关。随着H/b的增加，应力集中现象逐渐减弱。第二章2.5基础上附加压力的讨论，层状基础的影响，2 .上层坚硬、下层薄弱的层状地基，中心轴附近z比均匀时明显减少的现象-应力扩散；与土壤刚度和厚度相关的应力扩散程度；随着H/b的增加，应力扩散现象逐渐减弱。第二章2.5地基附加压力的讨论，与双地基和均质基础附加应力的比较，虚线1是均质基础的附加应力分布线2，在上层软弱下层的坚硬双地基上附加应力分布(应力集中)线3是上层坚硬下层软弱下层的软弱双地基上附加应力分布(应力扩散)，第二章土壤应力场概要(1)，在土壤力学中第二章土壤的应力场概要(2)、分布规则、分布线的斜率在同一体密度基础上具有深度，直线分布自重应力在层基础上以折线分布，在土层界面和地下水面上发生细微变化或急剧变化(水平应力)，在防渗层界面上发生地下水位急剧上升的情况下，自重应力可能发生变化，