土力學(xué)與地基基礎(chǔ)學(xué)習(xí)32PPT課件

1、概概 述述 附加應(yīng)力：由外荷（靜的或動的）引起 的土中應(yīng)力。 只討論靜荷載引起的地基附加應(yīng)力 動載由土動力學(xué)研究第1頁/共39頁基本假定 地基土是各向同性、均質(zhì)、線性變形體 地基土在深度和水平方向都是無限的地表臨空地基：均質(zhì)各向同性線性變形半空間體應(yīng)用彈性力學(xué)關(guān)于彈性半空間的理論解答第2頁/共39頁問題類型 空間問題 矩形基礎(chǔ)、圓形基礎(chǔ) 平面問題 條形基礎(chǔ)第3頁/共39頁一、附加應(yīng)力的基本解答 豎向集中力作用下地基附加應(yīng)力豎向集中力作用下地基附加應(yīng)力彈性力學(xué)解答B(yǎng)oussinesq 解第4頁/共39頁豎向集中力作用下地基附加應(yīng)力豎向集中力作用下地基附加應(yīng)力22zrR第5頁/共39頁豎向集中力作

2、用下地基附加應(yīng)力豎向集中力作用下地基附加應(yīng)力22zrR豎向集中力作用豎向附加應(yīng)力系數(shù)第6頁/共39頁豎向集中力作用下地基附加應(yīng)力豎向集中力作用下地基附加應(yīng)力 在豎向集中力作用下，地基附加應(yīng)力越深越小，越遠(yuǎn)越小，Z=0為奇異點(diǎn)，無法計(jì)算附加應(yīng)力 K值可直接查表第7頁/共39頁等代荷載法基本解答的初步應(yīng)用等代荷載法基本解答的初步應(yīng)用 由于集中力作用下地基中的附加應(yīng)力z是荷載的一次函數(shù)，因此當(dāng)若干豎向集中力Fi作用于地表時，應(yīng)用疊加原理，地基中z深度任一點(diǎn)M的附加應(yīng)力z應(yīng)為各集中力單獨(dú)作用時在該點(diǎn)所引起的附加應(yīng)力總和。第8頁/共39頁等代荷載法基本解答的初步應(yīng)用等代荷載法基本解答的初步應(yīng)用 將基底面

3、基底凈壓力的分布劃分為若干小塊面積并將其上的分布荷載合成為小的集中力，即可應(yīng)用等代荷載法進(jìn)行計(jì)算。 這種方法適用于基底面不規(guī)則的情況，每塊面積劃分得越小，計(jì)算精度就越高。第9頁/共39頁二、空間問題條件下地基附加應(yīng)力 豎直均布壓力作用舉行基底角點(diǎn)下的附加應(yīng)豎直均布壓力作用舉行基底角點(diǎn)下的附加應(yīng)力力 根據(jù)等代荷載法原理，將基底面積劃分成無窮多塊，每塊面積趨向于無窮小，將z用積分表示第10頁/共39頁豎直均布壓力作用舉行基底角點(diǎn)下的附加應(yīng)豎直均布壓力作用舉行基底角點(diǎn)下的附加應(yīng)力力 將 代入并沿整個基底面積積分，即可得到豎直均布壓力作用矩形基底角點(diǎn)O下z深度處所引起的附加應(yīng)力222zyxR第11頁/

4、共39頁豎直均布壓力作用舉行基底角點(diǎn)下的附加應(yīng)力豎直均布壓力作用舉行基底角點(diǎn)下的附加應(yīng)力 Ks是豎直均布壓力矩形基底角點(diǎn)下的附加應(yīng)力系數(shù)，它是m，n的函數(shù)，其中m=l/b，n=z/b。l是矩形的長邊，b是矩形的短邊，z是從基底起算的深度，pn是基底凈壓力。 Ks可直接查表第12頁/共39頁豎直均布壓力作用舉行基底角點(diǎn)下的附加應(yīng)力豎直均布壓力作用舉行基底角點(diǎn)下的附加應(yīng)力 角點(diǎn)法 對于實(shí)際基底面積范圍以內(nèi)或以外任意點(diǎn)下的豎向附加應(yīng)力，可按疊加原理求得。第13頁/共39頁豎直均布壓力作用舉行基底角點(diǎn)下的附加應(yīng)力豎直均布壓力作用舉行基底角點(diǎn)下的附加應(yīng)力第14頁/共39頁豎直均布壓力作用舉行基底角點(diǎn)下的

5、附加應(yīng)力豎直均布壓力作用舉行基底角點(diǎn)下的附加應(yīng)力第15頁/共39頁矩形面積基底受三角形分布荷載時角點(diǎn)下的矩形面積基底受三角形分布荷載時角點(diǎn)下的附加應(yīng)力附加應(yīng)力bRyxxpztz532dd3d222zyxR第16頁/共39頁矩形面積基底受三角形分布荷載時角點(diǎn)下的附加應(yīng)力矩形面積基底受三角形分布荷載時角點(diǎn)下的附加應(yīng)力第17頁/共39頁矩形面積基底受水平荷載角點(diǎn)下的豎向附加矩形面積基底受水平荷載角點(diǎn)下的豎向附加應(yīng)力應(yīng)力第18頁/共39頁圓形面積均布荷載作用中心的附加應(yīng)力圓形面積均布荷載作用中心的附加應(yīng)力第19頁/共39頁三、平面問題條件下的地基附 加應(yīng)力 理論上，當(dāng)條形基礎(chǔ)的長度l/b趨向于無窮大時

6、，地基中的應(yīng)力狀態(tài)屬于平面問題 實(shí)際工程中，當(dāng)l/b10視為平面問題 有時當(dāng)l/b5時，按平面問題計(jì)算，也能保證足夠的精度。第20頁/共39頁豎直線荷載作用下的地基附加應(yīng)力 線荷載是作用于半無限空間表面寬度趨近于零沿?zé)o限長直線均布的荷載 著名的Flamant解第21頁/共39頁豎直線荷載作用下的地基附加應(yīng)力第22頁/共39頁豎直線荷載作用下的地基附加應(yīng)力由于線荷載沿y坐標(biāo)無限延伸，因此與y軸垂直，平行于xoz任何平面上的應(yīng)力狀態(tài)完全相同。這種情況屬于彈性力學(xué)平面問題。平面問題只有三個獨(dú)立的應(yīng)力分量第23頁/共39頁條形基底均布荷載作用下地基附加應(yīng)力第24頁/共39頁條形基底三角形分布荷載作用下

7、地基附加應(yīng)力第25頁/共39頁條形基底受水平荷載作用時附加應(yīng)力第26頁/共39頁討論第27頁/共39頁3.5飽和土體中的有效應(yīng)力 有效應(yīng)力：通過粒間接觸面?zhèn)鬟f的應(yīng)力稱為有效應(yīng)力，只有有效應(yīng)力才能使得土體產(chǎn)生壓縮（或固結(jié)）和強(qiáng)度。 把研究平面內(nèi)所有粒間接觸面上接觸力的法向分力之和除以所研究平面的總面積所得的平均應(yīng)力來定義有效應(yīng)力ANs第28頁/共39頁飽和土體中的有效應(yīng)力第29頁/共39頁太沙基有效應(yīng)力原理uAANAssANs 對飽和土體內(nèi)某一研究平面ua1u第30頁/共39頁飽和土體中的孔隙水應(yīng)力 孔隙水應(yīng)力：飽和土體中由孔隙水來承擔(dān)或傳遞的應(yīng)力定義為孔隙水應(yīng)力，常用u表示。wwhun孔隙水應(yīng)

8、力的特性與通常的靜水壓力一樣，方向始終垂直于作用面，任一點(diǎn)的孔隙水應(yīng)力在各個方向是相等的。第31頁/共39頁有效應(yīng)力原理 當(dāng)總應(yīng)力保持不變時，孔隙水應(yīng)力和有效應(yīng)力可以相互轉(zhuǎn)化，即孔隙水應(yīng)力減?。ㄔ龃螅┑扔谟行?yīng)力的等量增加（減?。?非常重要！第32頁/共39頁靜水條件下水平面上的孔隙水應(yīng)力靜水條件下水平面上的孔隙水應(yīng)力和有效應(yīng)力和有效應(yīng)力21hhsatw21hhhuwww2hu第33頁/共39頁穩(wěn)定滲流作用下穩(wěn)定滲流作用下水平面上的孔隙水應(yīng)力和有效應(yīng)水平面上的孔隙水應(yīng)力和有效應(yīng)力力 向下滲流hhhhuwww2121hhsatwhhuw2第34頁/共39頁穩(wěn)定滲流作用下穩(wěn)定滲流作用下水平面上的孔隙水應(yīng)力和有效應(yīng)水平面上的孔隙水應(yīng)力和有效應(yīng)力力 向上滲流21hhswhhhhuww21hhuw2第35頁/共39頁流土臨界條件 當(dāng)a-a平面上的孔隙水應(yīng)力增加到與總應(yīng)力相等，即有效應(yīng)力降為零，有jihhww2n上式為流土的臨界條件，所以可以認(rèn)為流土的臨界條件為那里的有效應(yīng)力等于零n如: P85-例3-3第36頁/共39頁根據(jù)流網(wǎng)確定孔隙水應(yīng)力第37頁