地下结构工程施工技术第十一章地基与结构的非线性特征和同作用

地下结构工程第11章11地基与结构的非线性特征和共同作用土的应力—应变关系土的变形特征和本构模型钢筋混凝土的材料变形性质的非线性特征地基土与基础结构的非线性共同作用和反演分析理论11.1概述应力—应变关系：亦称本构关系，是在整理分析试验数据的基础上提出来的。在试验基础上提出某种数学模型，把特定条件下的试验结果推广到一般情况，这种数学模型就叫做本构模型。弹性变形、塑性变形一般情况下岩土类介质在应力超过一定限度（弹性极限或称屈服应力）后，其变形在卸载后有一部分变形可恢复，另一部分变形是不可恢复的，前者称可逆变形或弹性变形，后者一般称为不可逆变形或是塑性变形。传统的弹性理论是基于金属材料的变形机制发展起来的。岩土的变形性态不完全等同于金属材料，土有别于金属和混凝土等连续的统一体固体材料，需要研究岩土弹塑性状态下特有的属性。应力与应变应力球张量和应力偏张量

I1J1J2共同咱作用徐分析结构六物的杀重量浩由土判的支芦承力等和地斜下水蹲的浮凝力来臂平衡轨，即阀通常许所说碗的静佛力平巨衡。上部夸结构与其基础翻结构和支违承介建质地基鹊土组成静力免平衡拾体系，这竞三部卸分是裙彼此艘不可房诚分离被的整慎体，巴每一抗部分叫的工枯作性更状都快是三才者共薯同作蚂用的景结果恩。11盛.3土的蹄本构翅模型11贼.3尸.1土的革变形疮特性三轴胳压缩裹试验艳：真瓦三轴爬，常激规三除轴1）非乔线性州和弹凤塑性土体秩应力-应变拜关系(a经)硬化球型(b竹)软化输型土体启具有梯的剪挪缩和纪剪胀隙特征竭统称剪胀珠性。对于连软土智和松努砂，然剪应聪力引赴起土滩体压芳缩，绒称为剪缩；对区于密荐实粘胆土和仆紧砂厨，剪莫应力遍引起和土体售膨胀卫，称乡丰为剪胀。砂土无的剪呆胀性正常率固结映粘土驰与松逝砂应表力－婶应变塘双曲呆线超固浴结粘充土或警密实犹砂2）应殊力路眼径和过应力椒历史吃的影既响应力村路径译是指初应力期空间麦中代顶表应朝力状冈态点赔在加苦载时亏移动逆的轨移迹。索不同沉的应力注路径湖代表亿不同漏的加劳荷方慨式。应力协历史家即指浆历史仰上的绝应力咏路径府，也却影响嗓着土纲体今足后的罗变形递。3）中昼主应趋力的梅影响中主斗应力σ2对土奶体变盘形有俊影响妙。4）固找结压希力的或影响在土路体的陵三轴斥试验盆中，露大幅枕度地妄改变手固结白压力σ3将发弊现其截（σ1-σ3）~εa和εa~εv曲线恶的特蒸征有曾所不库同。统统阵表现删出剪圈缩和爱硬化薄现象。三轴用压缩链试验岩：常拾规三飞轴5）各颤向异显性地基注土的各向群异性成分原若生和虽再生物两种。原生各各向挑异性虏是由捉于地锋基土腹水平盏向成羊层，但水平早和竖必向土勤的结吐构有童差异抱，导脖致土吴体应盾力-应变券关系阀和渗居透性凤的各芝向异养性。再生求各向差异性育是土唇体各哥向应嗽力状道态不走同引教起的毒新的台各向钟异性委。6）流淘变性具有弹性贝、塑缎性和归粘滞祖性的粘尤弹塑饲性体石。土体晚的应因变和绵强度刚除与楚有效哈应力德有关负外，贪还受警到时间的影渔响，禁这种唐特征赌称为土的脑流变弟性质泡。本讲本讲贪要点了解银共同维作用丸分析胶；理解子土的罪变形声特性11浴.3稼.2弹性古非线江性模田型1.栏Du晨nc叙an走-c绝ha伸ng模型码；Du针nc尊an等人世利用镜常规指三轴激压缩极试验佩所得河的一袜组试划验曲俘线，刺找出稼其共闸同数轨学公预式，纯从这推一数哥学公辰式导者出切所线弹挨性模杯量Et的变稍化公伏式：第一矿类是酿以弹叮性模贿量和增泊松港比两疏个常问数表轮达，糠称作由非线宿性弹坏性模欲型；第二见类称双作朵非线推性模坦型国内倾外广帝泛采凳用，挠既适库用于盖粘性踪蝶土，怖也适堂用于舌砂土弦，但指不适届应于议密砂款，超掘固结小土。主要优点烂：可以速利用柱常规巨三轴末剪切恶实验颗所确康定的第计算启参数截。局限涨性：非线唤性弹回性模赔型一消般只忌适用揉于荷撞载不恰太大述的条储件，等不太储接近迈破坏犹的条刺件。此模忙型应福用单洒一剪命切试滋验结塑果进吼行全昌部应浴力应德变分套析，聋均根依据围彻压为圈常量看的试啊验结饶果推唤算，强因此妇它适拢应于腔土体翠的稳耀定分乓析为区主的晕工程湾。Du撇nc曾an费-c国ha鞠ng模型句没有专考虑剪胀诵性和豆应力扛路径绍问题11铅.3保.3弹塑修性模额型弹塑劫性模碧型把总应工变分棚为弹丝式性应的变和女塑性买应变袍两部滚分。LA拍DE昼-D学AN敲CA遵N模型瓦，清复华大冷学的摊模型矿。从能霜量公庭式出漆发，遇推导宰其屈丛服函黄数，恰并选晒出加些工硬掀化定液律，精从而蹈建立访应力讽应变葛关系创，如抬著名剑桥乏模型潮。11钓.4钢筋箱混凝午土材岭料变俭形性鸟质的掀非线嘉性特冬征钢筋犯混凝扬土梁M~樱n试验禁曲线①在混异凝土与出现工裂缝骄之前躁，即问图中OA段：②混雾凝土家出现眯裂缝治后，案钢筋咳进入冷流动木状态描之前您，即蛾图中AB段③长期抚刚度B为式中Mq和MK为按誉荷载止效应习的准刚永久倒组合粥、标袋准组抹合计汪算的次弯矩歇，

按《混凝梦土结萝构设坑计规呀范》（GB牵J5差00甜10君-2渔00惹2）中见第条昨采用具。11疤.5地基秒土与比基础谦结构道的非撤线性望共同野作用对地澡基土际和基管础结立构材极料（淹钢筋魔混凝丈土）园分别不采用粮前述懒的非拘线性刘本构诞关系佳，用尖荷载吧增量交法，悟即可判按共抓同作锁用方屡程进劲行非副线性份共同室作用迹分析迅。对每催级荷叔载建待立平欺衡方慈程，知地基焰土和场基础秘结构燃的刚农度系如按上株一级渠荷载掉施加侵后累择计的杏应力香水平构来确鸟定。（1）地碌基上史的有车限大房诚板考虑吴基础啊材料桶的非执线性份可大复大提努高承俩载能糊力的状估计月值。（2）地磁基上驾的无堂限大岛板(3吨)空间忧问题易的试俊验验加证地基馆与基赌础不脚同非开线性蓬组合夜下共话同作贪用的霞结果①板为轧线弹链性，劲地基胁土亦市为线斯弹性参；②板赵为非正线性亦弹性塘，地膏基土投仍为犬线弹朴性；③板汪为线麻弹性昌，地旦基土属为非论线性咳弹性抄。④板债和地酬基土驰均为垃非线慨性弹注性。刚性扯板:地基郑土的杆非线幸性对基何底反朋力和娃板内担力的袋分布竹形式妈与数健值大陡小起绣着决立定性炉的影黑响。柔性丛板:决定敞反力凶和内堆力分抓布形州式与城大小阶的主罗要因括素是钢筋梨混凝狐土的那非线曲性，而胶地基割土的出非线举性所辣起作肆用相王比较第而言锡就很编小。不同架非线胖性组姜合下括基础词板计桑算结海果11障.6地下碎工程织反分迎析首先趋建立伯问题成的力泛学模葱型，位然后背根据笼介质娱的力榴学参肿数、埋受力值状态窑和边宴界条已件以疲及施舌工条枪件，临求出鸡岩土够体的朗位移食、应阴力和惨应变凯等物秆理量因，这饥一过汉程称捉之为正分沙析。从结碧果反某过来遇寻求啊岩土塔体的膀本构纺模型颜和相普应的罩计算落参数廉的过疲程与纺正分叼析正忌好相吊反，称之锦为反追分析毁。位丙移为依埋据的项位移独反分额析法垂为岩怨土工陡程反垄分析捏中应炉用最沙为广恒泛的薪方法剂。位移洗反分澡析法记可分款为图解市法、