土力学-文档资料

土体中的应力计算,第三章,3土体中的应力计算,强度问题,变形问题,地基中的应力状态,应力应变关系,土力学中应力符号的规定,应力状态及应力应变关系,自重应力,附加应力,基底压力计算,有效应力原理,建筑物修建以后，建筑物重量等外荷载在地基中引起的应力，所谓的“附加”是指在原来自重应力基础上增加的压力。,建筑物修建以前，地基中由土体本身的有效重量所产生的应力。,3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,y,z,x,o,一.土力学中应力符号的规定,3土体中的应力计算,3.1应力状态及应力应变关系,=,地基：半无限空间,一.土力学中应力符号的规定,3土体中的应力计算,3.1应力状态及应力应变关系,摩尔圆应力分析,材料力学,+,-,+,-,土力学,正应力,剪应力,拉为正压为负,顺时针为正逆时针为负,压为正拉为负,逆时针为正顺时针为负,二.地基中常见的应力状态,3土体中的应力计算,3.1应力状态及应力应变关系,1.一般应力状态三维问题,2.轴对称三维问题,应变条件,应力条件,独立变量：,二.地基中常见的应力状态,3土体中的应力计算,3.1应力状态及应力应变关系,=,=,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,3.1应力状态及应力应变关系,3土体中的应力计算,3.平面应变条件二维问题,垂直于y轴切出的任意断面的几何形状均相同，其地基内的应力状态也相同；沿长度方向有足够长度，L/B10；平面应变条件下，土体在x,z平面内可以变形，但在y方向没有变形。,二.地基中常见的应力状态,3.平面应变条件二维问题,应变条件,应力条件,独立变量,二.地基中常见的应力状态,3土体中的应力计算,3.1应力状态及应力应变关系,=,=,0,0,0,0,0,0,0,0,0,4.侧限应力状态一维问题,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,A,B,3土体中的应力计算,3.1应力状态及应力应变关系,二.地基中常见的应力状态,应变条件,应力条件,独立变量,4.侧限应力状态一维问题,3土体中的应力计算,3.1应力状态及应力应变关系,二.地基中常见的应力状态,=,=,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,K0：侧压力系数,三.土的应力-应变关系的假定,3土体中的应力计算,3.1应力状态及应力应变关系,1、室内测定方法及一般规律,2、应力计算时的基本假定,特殊应力状态,一维问题,侧限压缩试验,轴对称问题,常规三轴试验,三.土的应力-应变关系的假定,3土体中的应力计算,3.1应力状态及应力应变关系,1、室内测定方法及一般规律,(1)常规三轴试验,压力室,压力水,排水管,阀门,轴向加压杆,有机玻璃罩,橡皮膜,透水石,顶帽,施加围压，排水阀门始终打开，充分固结施加(1-)时，排水阀门始终打开，速度慢足以使孔压消散,a)固结排水试验,测定：轴向应变轴向应力体积应变,三.土的应力-应变关系的假定,3土体中的应力计算,3.1应力状态及应力应变关系,1、室内测定方法及一般规律,(1)常规三轴试验,a)固结排水试验,v,应力应变关系以某种粘土为例,与围压有关非线性剪胀性,三.土的应力-应变关系的假定,3土体中的应力计算,3.1应力状态及应力应变关系,1、室内测定方法及一般规律,(1)常规三轴试验,a)固结排水试验,应力应变关系以某种粘土为例,变形模量：,弹性模量,泊松比：,弹塑性,三.土的应力-应变关系的假定,3土体中的应力计算,3.1应力状态及应力应变关系,1、室内测定方法及一般规律,(1)常规三轴试验,b)固结不排水试验,施加围压充分固结施加(1-)时，阀门关闭，可连接孔压传感器，量测剪切过程中产生的超静孔隙水压力u,量测孔隙水压力,测定：轴向应变轴向应力孔隙水压力,三.土的应力-应变关系的假定,3土体中的应力计算,3.1应力状态及应力应变关系,1、室内测定方法及一般规律,(1)常规三轴试验,a)固结不排水试验,应力应变关系以某种粘土为例,u,三.土的应力-应变关系的假定,3土体中的应力计算,3.1应力状态及应力应变关系,1、室内测定方法及一般规律,(2)侧限压缩试验,水槽,内环,环刀,透水石,试样,传压板,百分表,施加荷载，静置至变形稳定逐级加大荷载,测定：轴向应力轴向变形,试验结果：,三.土的应力-应变关系的假定,3土体中的应力计算,3.1应力状态及应力应变关系,1、室内测定方法及一般规律,(2)侧限压缩试验,应力应变关系以某种粘土为例,非线性弹塑性,侧限变形模量：,三.土的应力-应变关系的假定,3土体中的应力计算,3.1应力状态及应力应变关系,1、室内测定方法及一般规律,侧限压缩试验,常规三轴试验,常规三轴试验与侧限压缩试验应力应变关系曲线的比较,由虎克定律:,侧限条件下:,则:,EE1,H,均匀,成层,E1,E21/3,A1/3,剪胀：,剪缩：,3.5有效应力原理,3土体中的应力计算,2.附加应力作用情况,二.饱和土中孔隙水压力和有效应力的计算,(3)偏差应力状态,A是一个反映土剪胀性强弱的指标，其大小与土性有关,问题:能否对孔压系数A作进一步的解释？,问题:能否对孔压系数A作进一步的解释？,回答：,偏差应力状态,等向压缩应力状态,纯剪应力状态,纯剪应力状态,3.5有效应力原理,3土体中的应力计算,轴对称三维应力状态,等向压缩应力状态,偏差应力状态,2.附加应力作用情况,二.饱和土中孔隙水压力和有效应力的计算,应力状态及应力应变关系,自重应力的计算,附加应力的计算,基底压力计算,