土力學(xué)與地基基礎(chǔ)第03章土體中的應(yīng)力計(jì)算課件

1、土力學(xué)與地基基礎(chǔ)第03章土體中的應(yīng)力計(jì)算1土力學(xué)與地基基礎(chǔ)第03章土體中的應(yīng)力計(jì)算2土體中的應(yīng)力計(jì)算 第三章土力學(xué)與地基基礎(chǔ)第03章土體中的應(yīng)力計(jì)算3本章特點(diǎn)本章特點(diǎn)學(xué)習(xí)要點(diǎn)學(xué)習(xí)要點(diǎn)主要難點(diǎn)主要難點(diǎn)有較嚴(yán)格的理論有較嚴(yán)格的理論內(nèi)容較細(xì)內(nèi)容較細(xì)充分利用連續(xù)介質(zhì)力學(xué)的基本知識(shí)充分利用連續(xù)介質(zhì)力學(xué)的基本知識(shí)緊密聯(lián)系土的特點(diǎn)緊密聯(lián)系土的特點(diǎn)實(shí)際應(yīng)用中進(jìn)行合理假定實(shí)際應(yīng)用中進(jìn)行合理假定 有效應(yīng)力原理有效應(yīng)力原理有滲流時(shí)土中應(yīng)力計(jì)算有滲流時(shí)土中應(yīng)力計(jì)算孔壓系數(shù)孔壓系數(shù)3 土體中的應(yīng)力計(jì)算文獻(xiàn)推薦文獻(xiàn)推薦李廣信，有效應(yīng)力原理能夠推翻嗎，巖土工程界，2007（7），22-26。土力學(xué)與地基基礎(chǔ)第03章土體中的

2、應(yīng)力計(jì)算43 土體中的應(yīng)力計(jì)算強(qiáng)度問題強(qiáng)度問題變形問題變形問題地基中的應(yīng)力狀態(tài)地基中的應(yīng)力狀態(tài)應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系土力學(xué)中應(yīng)力符號(hào)的規(guī)定土力學(xué)中應(yīng)力符號(hào)的規(guī)定應(yīng)力狀態(tài)應(yīng)力狀態(tài)自重應(yīng)力自重應(yīng)力附加應(yīng)力附加應(yīng)力基底壓力計(jì)算基底壓力計(jì)算有效應(yīng)力原理有效應(yīng)力原理建筑物修建以后，建筑物建筑物修建以后，建筑物重量等外荷載在地基中引重量等外荷載在地基中引起的應(yīng)力，所謂的起的應(yīng)力，所謂的“附加附加”是指在原來自重應(yīng)力基礎(chǔ)是指在原來自重應(yīng)力基礎(chǔ)上增加的應(yīng)力。上增加的應(yīng)力。建筑物修建以前，地基建筑物修建以前，地基中由土體本身的重量所中由土體本身的重量所產(chǎn)生的應(yīng)力。產(chǎn)生的應(yīng)力。超靜孔隙水壓超靜孔隙水壓力和孔壓系

3、數(shù)力和孔壓系數(shù)土力學(xué)與地基基礎(chǔ)第03章土體中的應(yīng)力計(jì)算53 土體中的應(yīng)力計(jì)算3.1 應(yīng)力狀態(tài)3.4 基底壓力計(jì)算3.5 地基中附加應(yīng)力的計(jì)算3.3 地基中自重應(yīng)力的計(jì)算3.2 有效應(yīng)力原理3.6 超靜孔隙水壓力和孔壓系數(shù)土力學(xué)與地基基礎(chǔ)第03章土體中的應(yīng)力計(jì)算6yzxo一. 土力學(xué)中應(yīng)力符號(hào)的規(guī)定 3 土體中的應(yīng)力計(jì)算3.1 應(yīng)力狀態(tài)x z y xy yz zx x y xy yz zx xz zy yx z ij = =地基：地基：半無限空間半無限空間土力學(xué)與地基基礎(chǔ)第03章土體中的應(yīng)力計(jì)算7一. 土力學(xué)中應(yīng)力符號(hào)的規(guī)定 3 土體中的應(yīng)力計(jì)算3.1 應(yīng)力狀態(tài)x z xz zx x z xz

4、zx 莫爾圓應(yīng)力分析莫爾圓應(yīng)力分析材料力學(xué)材料力學(xué)+-+-土力學(xué)土力學(xué)正應(yīng)力正應(yīng)力剪應(yīng)力剪應(yīng)力拉為正拉為正壓為負(fù)壓為負(fù)順時(shí)針為正順時(shí)針為正逆時(shí)針為負(fù)逆時(shí)針為負(fù)壓為正壓為正拉為負(fù)拉為負(fù)逆時(shí)針為正逆時(shí)針為正順時(shí)針為負(fù)順時(shí)針為負(fù)土力學(xué)與地基基礎(chǔ)第03章土體中的應(yīng)力計(jì)算8一. 土力學(xué)中應(yīng)力符號(hào)的規(guī)定 3 土體中的應(yīng)力計(jì)算3.1 應(yīng)力狀態(tài)彈性理論分析彈性理論分析彈性力學(xué)彈性力學(xué)x z xz zx +土力學(xué)土力學(xué)正應(yīng)力、正應(yīng)力、剪應(yīng)力剪應(yīng)力“正正正正”或或“負(fù)負(fù)負(fù)負(fù)”為正為正“正負(fù)正負(fù)”或或“負(fù)正負(fù)正”為負(fù)為負(fù)“正負(fù)正負(fù)”或或“負(fù)正負(fù)正”為正為正“正正正正”或或“負(fù)負(fù)負(fù)負(fù)”為負(fù)為負(fù)zxox z xz zx

5、 +外法向與坐標(biāo)軸方向一致為正面外法向與坐標(biāo)軸方向一致為正面應(yīng)力方向與坐標(biāo)軸方向一致為正方向應(yīng)力方向與坐標(biāo)軸方向一致為正方向土力學(xué)與地基基礎(chǔ)第03章土體中的應(yīng)力計(jì)算9二. 地基中常見的應(yīng)力狀態(tài) 3 土體中的應(yīng)力計(jì)算3.1 應(yīng)力狀態(tài)yzxo1. 一般應(yīng)力狀態(tài)三維問題x y xy yz zx xz zy yx z ij = =x y xy yz zx xz zy yx z ij = =x y xy yz zx z 土力學(xué)與地基基礎(chǔ)第03章土體中的應(yīng)力計(jì)算102. 三軸應(yīng)力狀態(tài)應(yīng)變條件應(yīng)力條件獨(dú)立變量：xyz; xyz; xyyzzx,0 xyzxyz,;, 二. 地基中常見的應(yīng)力狀態(tài) 3 土體中的

6、應(yīng)力計(jì)算3.1 應(yīng)力狀態(tài)x y xy yz zx xz zy yx z ij = =x y xy yz zx xz zy yx z ij = =0 00 00 00 00 00 00 00 00 0y xyyzzx,00 00 00 0 x y xy yz zx z y x z 土力學(xué)與地基基礎(chǔ)第03章土體中的應(yīng)力計(jì)算11二. 地基中常見的應(yīng)力狀態(tài) 3 土體中的應(yīng)力計(jì)算3.1 應(yīng)力狀態(tài)2. 三軸應(yīng)力狀態(tài)一般三維應(yīng)力狀態(tài)一般三維應(yīng)力狀態(tài): :三軸應(yīng)力狀態(tài)：三軸應(yīng)力狀態(tài)：123 123 忽略中主應(yīng)忽略中主應(yīng)力的影響力的影響理論研究和工程實(shí)踐中廣泛應(yīng)用理論研究和工程實(shí)踐中廣泛應(yīng)用土力學(xué)與地基基礎(chǔ)第0

7、3章土體中的應(yīng)力計(jì)算123.1 應(yīng)力狀態(tài)yzxo3 土體中的應(yīng)力計(jì)算3. 平面應(yīng)變條件二維問題x y xy yz zx z x z xz zx ; 0y 0;0zxyzyx l沿長度方向沿長度方向(y方向方向)有足夠長度，有足夠長度，l/b10；l垂直于垂直于y軸切出的任意斷面的幾軸切出的任意斷面的幾何形狀均相同，其地基內(nèi)的應(yīng)力何形狀均相同，其地基內(nèi)的應(yīng)力狀態(tài)也相同；狀態(tài)也相同；l平面應(yīng)變條件下，土體在平面應(yīng)變條件下，土體在x, z平平面內(nèi)可以變形，但在面內(nèi)可以變形，但在y方向沒有方向沒有變形。變形。二. 地基中常見的應(yīng)力狀態(tài) 土力學(xué)與地基基礎(chǔ)第03章土體中的應(yīng)力計(jì)算133. 平面應(yīng)變條件二維

8、問題應(yīng)變條件應(yīng)力條件獨(dú)立變量; 0y 0eezxyy zxy )z, x(f;,;,xzzxxzzx 二. 地基中常見的應(yīng)力狀態(tài) 3 土體中的應(yīng)力計(jì)算3.1 應(yīng)力狀態(tài)x y xy yz zx xz zy yx z ij = =x y xy yz zx xz zy yx z ij = =0 00 00 00 00 00 00 00 00 0y 0;0zxyzxy 土力學(xué)與地基基礎(chǔ)第03章土體中的應(yīng)力計(jì)算144. 側(cè)限應(yīng)力狀態(tài)一維問題水平地基水平地基半無限空間體；半無限空間體；半無限彈性地基內(nèi)的自重應(yīng)力只與半無限彈性地基內(nèi)的自重應(yīng)力只與z z有關(guān)；有關(guān)；土質(zhì)點(diǎn)或土單元不可能有側(cè)向位移土質(zhì)點(diǎn)或土單元

9、不可能有側(cè)向位移側(cè)限應(yīng)變條件；側(cè)限應(yīng)變條件；任何豎直面都是對(duì)稱面任何豎直面都是對(duì)稱面應(yīng)變條件; 0 xy 0zxyzxy a ab bsbsa 3 土體中的應(yīng)力計(jì)算3.1 應(yīng)力狀態(tài)二. 地基中常見的應(yīng)力狀態(tài) yzxo土力學(xué)與地基基礎(chǔ)第03章土體中的應(yīng)力計(jì)算15應(yīng)變條件應(yīng)力條件獨(dú)立變量; 0 xy 0zxyzxy ; 0zxyzxy ; 0eezyxx ;k1z0zyx ;yx )z(f,zz 4.側(cè)限應(yīng)力狀態(tài)一維問題3 土體中的應(yīng)力計(jì)算3.1 應(yīng)力狀態(tài)二. 地基中常見的應(yīng)力狀態(tài) x y xy yz zx xz zy yx z ij = =x y xy yz zx xz zy yx z ij =

10、 =0 00 00 00 00 00 00 00 00 0y 0 00 00 00 00 0 x k0：側(cè)壓力系數(shù)：側(cè)壓力系數(shù)理論研究和工程實(shí)踐中廣泛應(yīng)用理論研究和工程實(shí)踐中廣泛應(yīng)用土力學(xué)與地基基礎(chǔ)第03章土體中的應(yīng)力計(jì)算16均勻一致各向同性體均勻一致各向同性體（土層性質(zhì)變化不大時(shí)）（土層性質(zhì)變化不大時(shí)）線彈性體線彈性體（應(yīng)力較小時(shí)）（應(yīng)力較小時(shí)）連續(xù)介質(zhì)連續(xù)介質(zhì)（宏觀平均）（宏觀平均）、e與與(x, y, z)無關(guān)無關(guān)與方向無關(guān)與方向無關(guān) 理論 方法彈性力學(xué)解彈性力學(xué)解求解求解“彈性彈性”土體中的應(yīng)力土體中的應(yīng)力解析方法解析方法優(yōu)點(diǎn)：簡單，易于繪成圖表等優(yōu)點(diǎn)：簡單，易于繪成圖表等3 土體中的

11、應(yīng)力計(jì)算碎散體碎散體非線性非線性彈塑性彈塑性成層土成層土各向異性各向異性p pe e線彈性體線彈性體加載加載卸載卸載3.1 應(yīng)力狀態(tài)三. 土的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系的假定 土力學(xué)與地基基礎(chǔ)第03章土體中的應(yīng)力計(jì)算173 土體中的應(yīng)力計(jì)算3.1 應(yīng)力狀態(tài)3.3 地基中自重應(yīng)力的計(jì)算3.5 地基中附加應(yīng)力的計(jì)算3.4 基底壓力計(jì)算3.2 有效應(yīng)力原理3.6 超靜孔隙水壓力和孔壓系數(shù)土力學(xué)與地基基礎(chǔ)第03章土體中的應(yīng)力計(jì)算181998年九江大堤決口解放軍報(bào)解放軍報(bào)20002000年年0808月月1414日日 九江大堤今年又見九江大堤今年又見“豆腐渣豆腐渣” 2000年雙鐘圩堤身滑坡羊城晚報(bào)羊城晚報(bào)20002

12、000年年0707月月3131日日“豆腐渣豆腐渣”工程工程“三三1八八o” 工程工程3030公里公里“豆腐腦豆腐腦” 土力學(xué)與地基基礎(chǔ)第03章土體中的應(yīng)力計(jì)算1919991999年下半年年下半年 ：開工開工20002000年年1 1月月1616日：日：圩堤出現(xiàn)局部滑坡圩堤出現(xiàn)局部滑坡 2 2月月1111日：日：混凝土墻齒槽滑動(dòng)混凝土墻齒槽滑動(dòng) 3 3月月1313日：日：混凝土堤身變形加大混凝土堤身變形加大 4 4月月 9 9日：日：堤身滑塌堤身滑塌鄱陽湖段的雙鐘圩：鄱陽湖段的雙鐘圩： 全長全長12201220米，總投資米，總投資15501550萬元萬元最大移位：最大移位：6060多米多米最大沉

13、陷：最大沉陷：約約1010米米滑塌面積：滑塌面積：78007800多平方米多平方米塌方體積：塌方體積：7.77.7萬立方米萬立方米完成投資：完成投資：12951295萬元萬元圩堤高度：圩堤高度：18.618.6米米事故分析：事故分析：“是各種失誤疊加造成的是各種失誤疊加造成的” 直接原因：直接原因：軟粘土地基，初步設(shè)計(jì)方案需三年，實(shí)際期軟粘土地基，初步設(shè)計(jì)方案需三年，實(shí)際期限半年限半年且且施工必須超速加載施工必須超速加載 教訓(xùn)：教訓(xùn)：“程序上經(jīng)過科學(xué)決策的工程建設(shè)，如果作為一刀切的政治任務(wù)去程序上經(jīng)過科學(xué)決策的工程建設(shè)，如果作為一刀切的政治任務(wù)去完成，就容易讓科學(xué)決策變形、變味。完成，就容易讓

14、科學(xué)決策變形、變味。” 需要的土力學(xué)知識(shí)：需要的土力學(xué)知識(shí)： 有效應(yīng)力原理有效應(yīng)力原理 滲流固結(jié)理論滲流固結(jié)理論 土的強(qiáng)度理論土的強(qiáng)度理論土力學(xué)與地基基礎(chǔ)第03章土體中的應(yīng)力計(jì)算20本節(jié)內(nèi)容是重點(diǎn)之一，并且有多處難點(diǎn)！土力學(xué)與地基基礎(chǔ)第03章土體中的應(yīng)力計(jì)算213.2 有效應(yīng)力原理土土孔隙水孔隙水固體顆粒骨架+ +三相體系對(duì)所受總應(yīng)力，骨架和孔隙流體如何分擔(dān)？3 土體中的應(yīng)力計(jì)算孔隙氣體孔隙氣體+ +總應(yīng)力總應(yīng)力總應(yīng)力由土骨架和孔隙流體共同承受總應(yīng)力由土骨架和孔隙流體共同承受它們?nèi)绾蝹鬟f和相互轉(zhuǎn)化？它們對(duì)土的變形和強(qiáng)度有何影響？受外荷載作用受外荷載作用terzaghi（1923）有效應(yīng)力原理固

15、結(jié)理論土力學(xué)成為獨(dú)立的學(xué)科土力學(xué)成為獨(dú)立的學(xué)科 孔隙流體孔隙流體李廣信，有效應(yīng)力原理能夠推翻嗎李廣信，有效應(yīng)力原理能夠推翻嗎.巖土工程界巖土工程界 ，2007 (7)，22-26. 土力學(xué)與地基基礎(chǔ)第03章土體中的應(yīng)力計(jì)算221. 飽和土中的應(yīng)力形態(tài)pspsvaaa 3.2 有效應(yīng)力原理3 土體中的應(yīng)力計(jì)算psa：aw：as：土單元的斷面積土單元的斷面積顆粒接觸點(diǎn)的面積顆粒接觸點(diǎn)的面積孔隙水的斷面積孔隙水的斷面積a-aa-a斷面通過土斷面通過土顆粒的接觸點(diǎn)顆粒的接觸點(diǎn)有效應(yīng)力1aaw u wsvaupa a-aa-a斷面豎向力平衡：斷面豎向力平衡：wsaaa uaaapwsv u u：孔隙水：

16、孔隙水壓力壓力土骨架承擔(dān)土骨架承擔(dān)土骨架傳遞土骨架傳遞(水平面上投影水平面上投影)土力學(xué)與地基基礎(chǔ)第03章土體中的應(yīng)力計(jì)算233.2 有效應(yīng)力原理3 土體中的應(yīng)力計(jì)算2. 飽和土的有效應(yīng)力原理u （1）飽和土體內(nèi)任一平面上受到的總應(yīng)力可分為兩部分和u，并且（2 2）土的變形與強(qiáng)度都只取決于有效應(yīng)力）土的變形與強(qiáng)度都只取決于有效應(yīng)力 u 一般地，一般地， u000u000uzzyzxyzyyxxzxyxzzyzxyzyyxzxxyx有效應(yīng)力總應(yīng)力已知或易知孔隙水壓測(cè)定或算定通常通常, ,u 土力學(xué)與地基基礎(chǔ)第03章土體中的應(yīng)力計(jì)算24孔隙水壓力的作用孔隙水壓力的作用l 它在各個(gè)方向相等，只能使土

17、顆粒本身受到等向壓力，由于顆粒本身它在各個(gè)方向相等，只能使土顆粒本身受到等向壓力，由于顆粒本身壓縮模量很大，故土粒本身壓縮變形極小。因而孔隙水壓力對(duì)變形也沒壓縮模量很大，故土粒本身壓縮變形極小。因而孔隙水壓力對(duì)變形也沒有直接的影響，土體不會(huì)因?yàn)槭艿剿畨毫Φ淖饔枚兊妹軐?shí)；有直接的影響，土體不會(huì)因?yàn)槭艿剿畨毫Φ淖饔枚兊妹軐?shí)；l 對(duì)土顆粒間摩擦、凝聚力沒有貢獻(xiàn)，并且水不能承受剪應(yīng)力，因而孔對(duì)土顆粒間摩擦、凝聚力沒有貢獻(xiàn)，并且水不能承受剪應(yīng)力，因而孔隙水壓力對(duì)土的強(qiáng)度沒有直接的影響。隙水壓力對(duì)土的強(qiáng)度沒有直接的影響。變形的原因l 顆粒間克服摩擦相對(duì)滑移、滾動(dòng)與 有關(guān)；l 接觸點(diǎn)處應(yīng)力過大而破碎與

18、有關(guān)。強(qiáng)度的成因 凝聚力和摩擦由土骨架決定，與 有關(guān)3.2 有效應(yīng)力原理3 土體中的應(yīng)力計(jì)算2. 飽和土的有效應(yīng)力原理u （2 2）（1 1）土的變形與強(qiáng)度都只取決于有效應(yīng)力土的變形與強(qiáng)度都只取決于有效應(yīng)力土力學(xué)與地基基礎(chǔ)第03章土體中的應(yīng)力計(jì)算253 土體中的應(yīng)力計(jì)算3.1 應(yīng)力狀態(tài)3.3 地基中自重應(yīng)力的計(jì)算3.5 地基中附加應(yīng)力的計(jì)算3.4 基底壓力計(jì)算3.2 有效應(yīng)力原理3.6 超靜孔隙水壓力和孔壓系數(shù)土力學(xué)與地基基礎(chǔ)第03章土體中的應(yīng)力計(jì)算263.3 地基中自重應(yīng)力的計(jì)算水平地基中的自重應(yīng)力水平地基中的自重應(yīng)力假定：假定：水平地基水平地基半無限空間體半無限空間體半無限彈性體半無限彈性

19、體 側(cè)限應(yīng)變條件側(cè)限應(yīng)變條件一維問題一維問題3 土體中的應(yīng)力計(jì)算定義：定義：在修建建筑物以前，地基中由土體本身的重量而產(chǎn)生的應(yīng)力。在修建建筑物以前，地基中由土體本身的重量而產(chǎn)生的應(yīng)力。目的：目的：確定土體的初始應(yīng)力狀態(tài)確定土體的初始應(yīng)力狀態(tài)計(jì)算：計(jì)算：不同條件下采用不同的重度不同條件下采用不同的重度土力學(xué)與地基基礎(chǔ)第03章土體中的應(yīng)力計(jì)算27;hhh332211sz iiszh成層地基成層地基1. 計(jì)算公式均質(zhì)地基均質(zhì)地基zazaawsz 豎直向：豎直向：sz0sysxk ii0sz0sysxhkkz1h2h3h3.3 地基中自重應(yīng)力的計(jì)算3 土體中的應(yīng)力計(jì)算zsz 水平向：水平向： 1k0豎

20、直向：豎直向：水平向：水平向：注意：注意：上述水平向應(yīng)力的計(jì)算僅適用于有效自重應(yīng)力上述水平向應(yīng)力的計(jì)算僅適用于有效自重應(yīng)力231一. 基本計(jì)算方法 土力學(xué)與地基基礎(chǔ)第03章土體中的應(yīng)力計(jì)算282. 分布規(guī)律l自重應(yīng)力分布線的斜率是重度；l自重應(yīng)力在等重度地基中隨深度呈直線分布；l自重應(yīng)力在成層地基中呈折線分布；l在土層分界面處和地下水位處發(fā)生轉(zhuǎn)折。 均質(zhì)地基有效自重應(yīng)力均質(zhì)地基有效自重應(yīng)力1 2 2 )(21 成層地基有效自重應(yīng)力成層地基有效自重應(yīng)力3.3 地基中自重應(yīng)力的計(jì)算3 土體中的應(yīng)力計(jì)算一. 基本計(jì)算方法 土力學(xué)與地基基礎(chǔ)第03章土體中的應(yīng)力計(jì)算29二. 飽和土中孔隙水壓力和有效應(yīng)力

21、的計(jì)算 1. 靜水條件3 土體中的應(yīng)力計(jì)算地下水位水下土毛細(xì)飽和區(qū)2. 穩(wěn)定滲流條件3.3 地基中自重應(yīng)力的計(jì)算土力學(xué)與地基基礎(chǔ)第03章土體中的應(yīng)力計(jì)算30sat 1. 靜水條件二. 飽和土中孔隙水壓力和有效應(yīng)力的計(jì)算 3 土體中的應(yīng)力計(jì)算地下水位2sat1hh 地下水位下降引起 增大的部分h h1 1h h2 2=-uu=wh2u=wh2 =-u =h1+sath2-wh2 =h1+(sat-w)h2 =h1+h2地下水位下降會(huì)引起 增大，土?xí)a(chǎn)生壓縮，這是城市抽水引起地面沉降的主要原因之一。3.3 地基中自重應(yīng)力的計(jì)算土力學(xué)與地基基礎(chǔ)第03章土體中的應(yīng)力計(jì)算31來源：新民晚報(bào)來源：新民晚報(bào)

22、新民網(wǎng)新民網(wǎng) 20112011年年1010月月2323日日15:4915:49 本報(bào)訊本報(bào)訊 （記者（記者 曹剛）據(jù)中央電視臺(tái)報(bào)道，因華北地區(qū)主要水源地下曹剛）據(jù)中央電視臺(tái)報(bào)道，因華北地區(qū)主要水源地下水的過度開采，華北平原已形成大面積地面沉降。水的過度開采，華北平原已形成大面積地面沉降。 河北省滄州市人民醫(yī)院里有一座美麗的噴泉花園，而在兩年前，這個(gè)河北省滄州市人民醫(yī)院里有一座美麗的噴泉花園，而在兩年前，這個(gè)噴泉還是一棟樓。河北第四水文地質(zhì)大隊(duì)高級(jí)工程師杜興明介紹，醫(yī)院原噴泉還是一棟樓。河北第四水文地質(zhì)大隊(duì)高級(jí)工程師杜興明介紹，醫(yī)院原先的婦產(chǎn)科病房是先的婦產(chǎn)科病房是一棟三層樓，由于地面沉降，逐漸

23、變成了兩層樓，本來一棟三層樓，由于地面沉降，逐漸變成了兩層樓，本來的一樓降成了地下室的一樓降成了地下室。20092009年，滄州市人民醫(yī)院婦產(chǎn)科因嚴(yán)重樓體沉降，年，滄州市人民醫(yī)院婦產(chǎn)科因嚴(yán)重樓體沉降，不得不拆除重建，并在原址上建起了噴泉。不得不拆除重建，并在原址上建起了噴泉。在滄州市中心，沉降特征清晰可見沉降前后的兩段地面，高度相差約在滄州市中心，沉降特征清晰可見沉降前后的兩段地面，高度相差約3030厘米。中國地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)院地質(zhì)調(diào)查與科技外事處處長吳愛民介紹，厘米。中國地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)院地質(zhì)調(diào)查與科技外事處處長吳愛民介紹，從從上世紀(jì)上世紀(jì)7070年代至今，滄州大約沉降了年代至今，滄州大約沉降了2.

24、42.4米。米。土力學(xué)與地基基礎(chǔ)第03章土體中的應(yīng)力計(jì)算32水下土1hh2h2sat1whh hw 3 土體中的應(yīng)力計(jì)算二. 飽和土中孔隙水壓力和有效應(yīng)力的計(jì)算 wh1wh12h =-u =wh1+sath2-wh =sath2-w(h-h1) =(sat-w)h2 =h2sat 1. 靜水條件3.3 地基中自重應(yīng)力的計(jì)算土力學(xué)與地基基礎(chǔ)第03章土體中的應(yīng)力計(jì)算33 sat 毛細(xì)飽和區(qū)3 土體中的應(yīng)力計(jì)算二. 飽和土中孔隙水壓力和有效應(yīng)力的計(jì)算 毛細(xì)飽毛細(xì)飽和區(qū)和區(qū)hwhchthtsathh wwtsathhh wwh cwh cwhh 總應(yīng)力總應(yīng)力孔隙水壓力孔隙水壓力有效應(yīng)力有效應(yīng)力+ +-

25、 -1. 靜水條件3.3 地基中自重應(yīng)力的計(jì)算土力學(xué)與地基基礎(chǔ)第03章土體中的應(yīng)力計(jì)算34話說從前有甲乙兩頭驢，抓鬮選擇馱運(yùn)貨物。甲選馱鹽，郁悶；乙選馱棉花，大喜。甲邊走邊埋怨馱的太重，羨慕和嫉妒乙驢的輕載。前面遇到一條很寬的深水河，需游過去。二驢入水以后，甲驢越走越輕，乙驢簡直浮了起來。過河以后，背部露出水面時(shí)，甲驢高興得唱起來而乙驢出水后艱難的站起后，已爬不上河岸。何故？土力學(xué)與地基基礎(chǔ)第03章土體中的應(yīng)力計(jì)算35從上面的故事你可得到什么啟示？（可多選）a、在水中時(shí)，計(jì)算乙驢的有效荷載應(yīng)采用棉花的浮重度 b、剛上岸時(shí)，計(jì)算乙驢的有效荷載應(yīng)采用棉花的飽和重度c、應(yīng)該用變化的觀點(diǎn)看待問題d、寧

26、馱鹽不馱棉花土力學(xué)與地基基礎(chǔ)第03章土體中的應(yīng)力計(jì)算36hh砂層，砂層，承壓水承壓水粘土層sathh砂層，砂層，排水排水sat3 土體中的應(yīng)力計(jì)算二. 飽和土中孔隙水壓力和有效應(yīng)力的計(jì)算 向上滲流向上滲流向下滲流向下滲流2. 穩(wěn)定滲流條件3.3 地基中自重應(yīng)力的計(jì)算土力學(xué)與地基基礎(chǔ)第03章土體中的應(yīng)力計(jì)算37土水整體分析土水整體分析hsat a向上滲流向上滲流: :向下滲流向下滲流: :)hh(uw )hh(huwsat 3 土體中的應(yīng)力計(jì)算二. 飽和土中孔隙水壓力和有效應(yīng)力的計(jì)算 hh砂層，砂層，承壓水承壓水粘土層sath) j(hhw hhw h) j(hhw 滲流壓密滲流壓密滲透壓力滲透

27、壓力: :hw 2. 穩(wěn)定滲流條件3.3 地基中自重應(yīng)力的計(jì)算土力學(xué)與地基基礎(chǔ)第03章土體中的應(yīng)力計(jì)算38取土骨架為隔離體取土骨架為隔離體hsz a向上滲流向上滲流: :向下滲流向下滲流: :hjhajvajwjz 3 土體中的應(yīng)力計(jì)算二. 飽和土中孔隙水壓力和有效應(yīng)力的計(jì)算 hh砂層，砂層，承壓水承壓水粘土層sath) j(hhw h) j(hhw 靜水有效靜水有效自重應(yīng)力自重應(yīng)力: :滲透力滲透力: :hhijww 滲透力引起的有效應(yīng)力減少滲透力引起的有效應(yīng)力減少: :2. 穩(wěn)定滲流條件3.3 地基中自重應(yīng)力的計(jì)算土力學(xué)與地基基礎(chǔ)第03章土體中的應(yīng)力計(jì)算393 土體中的應(yīng)力計(jì)算3.1 應(yīng)力

28、狀態(tài)3.2有效應(yīng)力原理3.3 地基中自重應(yīng)力的計(jì)算3.4 基底壓力計(jì)算3.5 地基中附加應(yīng)力的計(jì)算3.6 超靜孔隙水壓力和孔壓系數(shù)土力學(xué)與地基基礎(chǔ)第03章土體中的應(yīng)力計(jì)算403.4 基底壓力計(jì)算基底壓力基底壓力：基礎(chǔ)底面?zhèn)鬟f基礎(chǔ)底面?zhèn)鬟f給地基表面的壓力，也稱給地基表面的壓力，也稱基底接觸壓力基底接觸壓力。3 土體中的應(yīng)力計(jì)算基底壓力基底壓力附加應(yīng)力附加應(yīng)力地基沉降變形地基沉降變形基底反力基底反力基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的外荷載基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的外荷載上部結(jié)構(gòu)的自重及各上部結(jié)構(gòu)的自重及各種荷載都是通過基礎(chǔ)種荷載都是通過基礎(chǔ)傳到地基中的。傳到地基中的。 影響因素影響因素 計(jì)算方法計(jì)算方法 分布規(guī)律分布規(guī)律上部結(jié)構(gòu)上部結(jié)構(gòu)

29、基礎(chǔ)基礎(chǔ)地基地基建筑物設(shè)計(jì)建筑物設(shè)計(jì)v 暫不考慮上部結(jié)構(gòu)的影響，暫不考慮上部結(jié)構(gòu)的影響，使問題得以簡化；使問題得以簡化；v 用荷載代替上部結(jié)構(gòu)。用荷載代替上部結(jié)構(gòu)。土力學(xué)與地基基礎(chǔ)第03章土體中的應(yīng)力計(jì)算41一. 影響因素基底壓力基底壓力基礎(chǔ)條件基礎(chǔ)條件剛度剛度形狀形狀大小大小埋深埋深大小大小方向方向分布分布土類土類密度密度土層結(jié)構(gòu)等土層結(jié)構(gòu)等3.4 基底壓力計(jì)算3 土體中的應(yīng)力計(jì)算荷載條件荷載條件地基條件地基條件土力學(xué)與地基基礎(chǔ)第03章土體中的應(yīng)力計(jì)算42u抗彎剛度ei= m0；u反證法：假設(shè)基底壓力與荷載分布相同，則地基變形與柔性基礎(chǔ)情況必然一致；u分布：中間小，兩端無窮大。二. 基底壓力

30、分布彈性地基，絕對(duì)剛性基礎(chǔ)彈性地基，絕對(duì)剛性基礎(chǔ)u基礎(chǔ)抗彎剛度ei=0 m=0；u基礎(chǔ)變形能完全適應(yīng)地基表面的變形；u基礎(chǔ)上下壓力分布必須完全相同，若不同將會(huì)產(chǎn)生彎矩。3.4 基底壓力計(jì)算3 土體中的應(yīng)力計(jì)算條形基礎(chǔ)，豎直均布荷載條形基礎(chǔ)，豎直均布荷載土力學(xué)與地基基礎(chǔ)第03章土體中的應(yīng)力計(jì)算43彈塑性地基，有限剛度基礎(chǔ)彈塑性地基，有限剛度基礎(chǔ)3.4 基底壓力計(jì)算3 土體中的應(yīng)力計(jì)算二. 基底壓力分布 荷載較小荷載較小 荷載較大荷載較大砂性土地基砂性土地基粘性土地基粘性土地基 接近彈性解接近彈性解 馬鞍型馬鞍型 拋物線型拋物線型 倒鐘型倒鐘型土力學(xué)與地基基礎(chǔ)第03章土體中的應(yīng)力計(jì)算44根據(jù)圣維南

31、原理，基底壓力的具體分布形式對(duì)地基應(yīng)根據(jù)圣維南原理，基底壓力的具體分布形式對(duì)地基應(yīng)力計(jì)算的影響僅局限于一定范圍；超出此范圍以后，力計(jì)算的影響僅局限于一定范圍；超出此范圍以后，地基中附加應(yīng)力的分布將與基底壓力的分布關(guān)系不大，地基中附加應(yīng)力的分布將與基底壓力的分布關(guān)系不大，而只取決于荷載合力的大小、方向和位置。而只取決于荷載合力的大小、方向和位置。3.4 基底壓力計(jì)算3 土體中的應(yīng)力計(jì)算三. 實(shí)用簡化計(jì)算基底壓力的基底壓力的分布形式十分布形式十分復(fù)雜分復(fù)雜簡化計(jì)算方法：簡化計(jì)算方法：假定假定基底壓力按基底壓力按直線分布的材料力學(xué)方法直線分布的材料力學(xué)方法基礎(chǔ)尺寸較小基礎(chǔ)尺寸較小荷載不是很大荷載不是

32、很大土力學(xué)與地基基礎(chǔ)第03章土體中的應(yīng)力計(jì)算45blpbpbpblpbpbpp app yyxxixmiymap)y, x(p imxbp)x(p hvppp hvppp 荷載條件荷載條件豎直中心豎直中心豎直偏心豎直偏心傾斜偏心傾斜偏心基基礎(chǔ)礎(chǔ)形形狀狀矩矩形形條條形形p單位長單位長度上的荷載度上的荷載3.4 基底壓力計(jì)算3 土體中的應(yīng)力計(jì)算三. 實(shí)用簡化計(jì)算blpo ox xy y基礎(chǔ)形狀與荷載條件的組合土力學(xué)與地基基礎(chǔ)第03章土體中的應(yīng)力計(jì)算463 土體中的應(yīng)力計(jì)算3.4 基底壓力計(jì)算 三. 實(shí)用簡化計(jì)算e ey yb bl lx xy yx xy yb bl lppxyyxepm;epm

33、be61appee , 0eminmaxxy當(dāng)當(dāng)矩形面積中心荷載矩形面積中心荷載app 矩形面積偏心荷載矩形面積偏心荷載yyxxixmiymap)y, x(p be61appmax be61appmine ex x土力學(xué)與地基基礎(chǔ)第03章土體中的應(yīng)力計(jì)算473 土體中的應(yīng)力計(jì)算eb/6: 出現(xiàn)拉應(yīng)力區(qū) be61appminmax3.4基底壓力計(jì)算 三. 實(shí)用簡化計(jì)算x xy yb bl le ee ex xy yb bl le ex xy yb bl lk k3k3kpppmaxp0pmin 0pmin 0pmin maxpmaxpl)e2b(3p2kl3p2pmax 土不能承土不能承受拉應(yīng)力

34、受拉應(yīng)力基底基底壓力壓力合力合力與總與總荷載荷載相等相等壓力調(diào)整壓力調(diào)整k=b/2-ek=b/2-e矩形面積單向偏心荷載矩形面積單向偏心荷載土力學(xué)與地基基礎(chǔ)第03章土體中的應(yīng)力計(jì)算48b be epppvph傾斜偏心荷載傾斜偏心荷載分解為豎直向和水平向荷載，水平荷載引起的基底水平應(yīng)力視為均勻分布。3 土體中的應(yīng)力計(jì)算3.4基底壓力計(jì)算 三. 實(shí)用簡化計(jì)算imxbp)x(p be61bppminmax條形基礎(chǔ)豎直偏心荷載條形基礎(chǔ)豎直偏心荷載土力學(xué)與地基基礎(chǔ)第03章土體中的應(yīng)力計(jì)算493 土體中的應(yīng)力計(jì)算3.1 應(yīng)力狀態(tài)3.2 地基中自重應(yīng)力的計(jì)算3.5 地基中附加應(yīng)力的計(jì)算3.4 基底壓力計(jì)算3

35、.2 有效應(yīng)力原理3.6 超靜孔隙水壓力和孔壓系數(shù)土力學(xué)與地基基礎(chǔ)第03章土體中的應(yīng)力計(jì)算503.5 地基中附加應(yīng)力的計(jì)算3 土體中的應(yīng)力計(jì)算豎直豎直集中力集中力矩形面積豎直均布荷載矩形面積豎直均布荷載矩形面積豎直三角形荷載矩形面積豎直三角形荷載水平水平集中力集中力矩形面積水平均布荷載矩形面積水平均布荷載豎直線布荷載豎直線布荷載條形面積豎直均布荷載條形面積豎直均布荷載圓形面積豎直均布荷載圓形面積豎直均布荷載特殊面積、特殊荷載特殊面積、特殊荷載主要討論主要討論豎直應(yīng)力豎直應(yīng)力荷載方向荷載方向荷載分布荷載分布作用面作用面土力學(xué)與地基基礎(chǔ)第03章土體中的應(yīng)力計(jì)算513 土體中的應(yīng)力計(jì)算豎直豎直集中力

36、集中力矩形內(nèi)積分矩形內(nèi)積分矩形面積豎直均布荷載矩形面積豎直均布荷載矩形面積豎直三角形荷載矩形面積豎直三角形荷載水平集中力水平集中力矩形內(nèi)積分矩形內(nèi)積分矩形面積水平均布荷載矩形面積水平均布荷載線積分線積分豎直線布荷載豎直線布荷載寬度積分寬度積分條形面積豎直均布荷載條形面積豎直均布荷載圓內(nèi)積分圓內(nèi)積分圓形面積豎直均布荷載圓形面積豎直均布荷載l/b10l/b10其他：表其他：表3 39 9特殊荷載：將荷載和面積進(jìn)行分特殊荷載：將荷載和面積進(jìn)行分解，利用已知解和疊加原理求解解，利用已知解和疊加原理求解3.5 地基中附加應(yīng)力的計(jì)算土力學(xué)與地基基礎(chǔ)第03章土體中的應(yīng)力計(jì)算523.5 地基中附加應(yīng)力的計(jì)算一

37、. 豎直集中力作用下的附加應(yīng)力計(jì)算布辛內(nèi)斯克課題3 土體中的應(yīng)力計(jì)算yzxox y xy yz zx z pmxyzrrmx y xy yz zx z （p；x,y,z；r, , ）222222zyxzrr tgz/r土力學(xué)與地基基礎(chǔ)第03章土體中的應(yīng)力計(jì)算5353zrz2p3 22/5253zzp)z/r (1 123rz2p3 2/522/52tg1123)z/r (1123k 2zzpk 52zxrxz2p3 52zyryz2p3 3.5 地基中附加應(yīng)力的計(jì)算一. 豎直集中力作用下的附加應(yīng)力計(jì)算布辛內(nèi)斯克課題3 土體中的應(yīng)力計(jì)算x:y:z:zxzyz 222222zyxzrr tgz/r

38、查圖323集中力作用下的集中力作用下的應(yīng)力分布系數(shù)應(yīng)力分布系數(shù)土力學(xué)與地基基礎(chǔ)第03章土體中的應(yīng)力計(jì)算540.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.00.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0r/zr/z0.50.50.40.40.30.30.20.20.10.10 0k k2/52)z/r (1123k 3.5 地基中附加應(yīng)力的計(jì)算豎直集中力作用下的附加應(yīng)力計(jì)算 布辛內(nèi)斯克課題3 土體中的應(yīng)力計(jì)算2zzpk yzxopmxyzrrm特點(diǎn)特點(diǎn)1.1.z z與與無關(guān)，應(yīng)力呈軸對(duì)稱分布無關(guān)，應(yīng)力呈軸對(duì)稱分布2.2.z z: :zyzy: :zxzx= = z: :y: :x, , 豎直面上合

39、力過原點(diǎn)，與豎直面上合力過原點(diǎn)，與r r同向同向土力學(xué)與地基基礎(chǔ)第03章土體中的應(yīng)力計(jì)算552/52)z/r (1123k 特點(diǎn)特點(diǎn)3.3.p p作用線上，作用線上，r=0, k=3/(2r=0, k=3/(2）。）。z=0,z=0,z；z，z=04.4.在某一水平面上，在某一水平面上，z=constz=const。r=0, kr=0, k最大；最大；rr，k k減小，減小，z減小減小5.5.在某一圓柱面上，在某一圓柱面上，r=constr=const。z=0, z=0, z=0；zz，z先增加后減小先增加后減小6.6.z 等值線應(yīng)力泡等值線應(yīng)力泡3.5 地基中附加應(yīng)力的計(jì)算一. 豎直集中力作

40、用下的附加應(yīng)力計(jì)算布辛內(nèi)斯克課題3 土體中的應(yīng)力計(jì)算2zzpk 應(yīng)力應(yīng)力球根球根球根球根pp0.1p0.1p0.05p0.05p0.02p0.02p0.01p0.01p土力學(xué)與地基基礎(chǔ)第03章土體中的應(yīng)力計(jì)算563.5 地基中附加應(yīng)力的計(jì)算二. 水平集中力作用下的附加應(yīng)力計(jì)算西羅提課題3 土體中的應(yīng)力計(jì)算x y xy yz zx z ph52hzrxz2p3 yzxomxyzrrm土力學(xué)與地基基礎(chǔ)第03章土體中的應(yīng)力計(jì)算573.5 地基中附加應(yīng)力的計(jì)算三. 矩形面積豎直均布荷載作用下的附加應(yīng)力計(jì)算3 土體中的應(yīng)力計(jì)算zxybldp1. 角點(diǎn)下的豎直附加應(yīng)力 b氏解的應(yīng)用pdxdydp pksz

41、 )n,m(f)bz,bl(f)z,l,b(fks 矩形豎直向均布荷載角點(diǎn)下的應(yīng)力分布系數(shù)矩形豎直向均布荷載角點(diǎn)下的應(yīng)力分布系數(shù)ks 查表查表3-5p pdxdyrz2p3rz2dp3d5353z )n,m,p(dzb0l0zz （324）101頁頁zm mm=l/b, n=z/b土力學(xué)與地基基礎(chǔ)第03章土體中的應(yīng)力計(jì)算582. 任意點(diǎn)的豎直附加應(yīng)力角點(diǎn)法a.矩形面積內(nèi)p)kkkk(dscsbsasz p)kkkk(dfgiscegisafghsbeghsz adbcaebcdfghb.矩形面積外3.5 地基中附加應(yīng)力的計(jì)算3 土體中的應(yīng)力計(jì)算兩種情況：兩種情況：荷載與應(yīng)力間荷載與應(yīng)力間滿足線

42、性關(guān)系滿足線性關(guān)系疊加原理疊加原理角點(diǎn)下豎直附加角點(diǎn)下豎直附加應(yīng)力的計(jì)算公式應(yīng)力的計(jì)算公式地基中任意點(diǎn)的附加應(yīng)力地基中任意點(diǎn)的附加應(yīng)力角點(diǎn)法角點(diǎn)法三. 矩形面積豎直均布荷載作用下的附加應(yīng)力計(jì)算土力學(xué)與地基基礎(chǔ)第03章土體中的應(yīng)力計(jì)算593.5 地基中附加應(yīng)力的計(jì)算四. 矩形面積三角形分布荷載作用下的附加應(yīng)力計(jì)算3 土體中的應(yīng)力計(jì)算zxybldpttzpk )n,m(f)bz,bl(f)z,l,b(fkt 矩形面積豎直三角分布荷載角點(diǎn)下的應(yīng)力分布系數(shù)矩形面積豎直三角分布荷載角點(diǎn)下的應(yīng)力分布系數(shù)查表查表3-6p pt t)n,m,p(dtzb0l0zz m mz土力學(xué)與地基基礎(chǔ)第03章土體中的應(yīng)力

43、計(jì)算603.5 地基中附加應(yīng)力的計(jì)算五. 矩形面積水平均布荷載作用下的附加應(yīng)力計(jì)算3 土體中的應(yīng)力計(jì)算bl角點(diǎn)下的豎直附加應(yīng)力角點(diǎn)下的豎直附加應(yīng)力 c氏解的應(yīng)用氏解的應(yīng)用hhzpk )n,m(f)bz,bl(f)z,l,b(fkh 矩形面積作用水平均布荷載時(shí)角點(diǎn)下的應(yīng)力分布系數(shù)矩形面積作用水平均布荷載時(shí)角點(diǎn)下的應(yīng)力分布系數(shù)zp ph hz z 查表查表3-7土力學(xué)與地基基礎(chǔ)第03章土體中的應(yīng)力計(jì)算613.5 地基中附加應(yīng)力的計(jì)算六. 豎直線布荷載作用下的附加應(yīng)力計(jì)算弗拉曼解3 土體中的應(yīng)力計(jì)算xpb氏解的應(yīng)用氏解的應(yīng)用m mzzyx2223z)zx(zp2 2222x)zx(zxp2 2222

44、zx)zx(xzp2 zxy 土力學(xué)與地基基礎(chǔ)第03章土體中的應(yīng)力計(jì)算623.5 地基中附加應(yīng)力的計(jì)算七. 條形面積豎直均布荷載作用下的附加應(yīng)力計(jì)算3 土體中的應(yīng)力計(jì)算zxyb任意點(diǎn)下的附加應(yīng)力任意點(diǎn)下的附加應(yīng)力f氏解的應(yīng)用氏解的應(yīng)用pkszz )n,m(f)bz,bx(f)z, x,b(fk,k,ksxzsxsz 條形面積豎直均布荷載作用時(shí)的應(yīng)力分布系數(shù)條形面積豎直均布荷載作用時(shí)的應(yīng)力分布系數(shù)p pzm mxpksxzxz pksxx 查表查表3-8土力學(xué)與地基基礎(chǔ)第03章土體中的應(yīng)力計(jì)算633.5 地基中附加應(yīng)力的計(jì)算八. 條形面積其它分布荷載作用下的附加應(yīng)力計(jì)算3 土體中的應(yīng)力計(jì)算表3-

45、9九. 圓形面積均布荷載作用時(shí)圓心下的附加應(yīng)力計(jì)算pk0z )z/r (fk0 查表查表3-13r - - 圓形面積的半徑圓形面積的半徑土力學(xué)與地基基礎(chǔ)第03章土體中的應(yīng)力計(jì)算64小結(jié)小結(jié)kpz k 豎直集中荷載作用下豎直集中荷載作用下ks 矩形面積豎直均布荷載作用角點(diǎn)下矩形面積豎直均布荷載作用角點(diǎn)下kt 矩形面積三角形分布荷載作用角點(diǎn)下矩形面積三角形分布荷載作用角點(diǎn)下kh 矩形面積水平均布荷載作用角點(diǎn)下矩形面積水平均布荷載作用角點(diǎn)下kzs條形面積豎直均布荷載作用時(shí)條形面積豎直均布荷載作用時(shí)kzt條形面積三角形分布荷載作用時(shí)條形面積三角形分布荷載作用時(shí)kzh條形面積水平均布荷載作用時(shí)條形面積水

46、平均布荷載作用時(shí)k0 圓形面積均布荷載作用時(shí)園心點(diǎn)下圓形面積均布荷載作用時(shí)園心點(diǎn)下kzl條形面積梯形分布荷載作用時(shí)條形面積梯形分布荷載作用時(shí)3.5 地基中附加應(yīng)力的計(jì)算3 土體中的應(yīng)力計(jì)算k = f（底面形狀；荷載分布；計(jì)算點(diǎn)位置底面形狀；荷載分布；計(jì)算點(diǎn)位置）2zzpk 查表或利用軟件土力學(xué)與地基基礎(chǔ)第03章土體中的應(yīng)力計(jì)算65十. 影響土中應(yīng)力分布的因素(1)(1)上層軟弱，下層堅(jiān)硬的成層地基上層軟弱，下層堅(jiān)硬的成層地基2. 非均勻性成層地基 中軸線附近z比均質(zhì)時(shí)明顯增大的現(xiàn)象 應(yīng)力集中； 應(yīng)力集中程度與土層剛度和厚度有關(guān)； 隨h/b增大，應(yīng)力集中現(xiàn)象逐漸減弱。(2)(2)上層堅(jiān)硬，下層軟

47、弱的成層地基上層堅(jiān)硬，下層軟弱的成層地基 中軸線附近z比均質(zhì)時(shí)明顯減小的現(xiàn)象 應(yīng)力擴(kuò)散； 應(yīng)力擴(kuò)散程度，與土層剛度和厚度有關(guān)； 隨h/b的增大，應(yīng)力擴(kuò)散現(xiàn)象逐漸減弱。3.5 地基中附加應(yīng)力的計(jì)算3 土體中的應(yīng)力計(jì)算1. 非線性和彈塑性應(yīng)力水平較高時(shí)影響較大(3)(3)土的變形模量隨深度增大的地基土的變形模量隨深度增大的地基 應(yīng)力集中現(xiàn)象應(yīng)力集中現(xiàn)象bh均勻成層e1e2e1bh均勻成層e1e2e1土力學(xué)與地基基礎(chǔ)第03章土體中的應(yīng)力計(jì)算663. 各向異性地基當(dāng)當(dāng)ex/ez1 時(shí)，應(yīng)力擴(kuò)散時(shí)，應(yīng)力擴(kuò)散ex相對(duì)較大，有利于應(yīng)力擴(kuò)散相對(duì)較大，有利于應(yīng)力擴(kuò)散3.5 地基中附加應(yīng)力的計(jì)算3 土體中的應(yīng)力計(jì)

48、算十. 影響土中應(yīng)力分布的因素土力學(xué)與地基基礎(chǔ)第03章土體中的應(yīng)力計(jì)算673 土體中的應(yīng)力計(jì)算3.1 應(yīng)力狀態(tài)3.3 地基中自重應(yīng)力的計(jì)算3.5 地基中附加應(yīng)力的計(jì)算3.4 基底壓力計(jì)算3.2 有效應(yīng)力原理3.6 超靜孔隙水壓力和孔壓系數(shù)土力學(xué)與地基基礎(chǔ)第03章土體中的應(yīng)力計(jì)算68幾種簡單的情形：幾種簡單的情形：3.6 超靜孔隙水壓力和孔壓系數(shù)3 土體中的應(yīng)力計(jì)算飽和土中孔隙水壓力和有效應(yīng)力的計(jì)算：附加應(yīng)力情況外荷外荷載載附加應(yīng)力附加應(yīng)力土骨架：土骨架：有效應(yīng)力有效應(yīng)力(2) 三軸應(yīng)力狀態(tài)(1) 側(cè)限應(yīng)力狀態(tài)孔隙水：孔隙水：孔隙水壓力孔隙水壓力超靜孔隙水壓力:l相對(duì)于靜水條件或穩(wěn)定滲流條件l消

49、散后可引起有效應(yīng)力和體積的變化等向壓縮應(yīng)力狀態(tài)偏差應(yīng)力狀態(tài)土力學(xué)與地基基礎(chǔ)第03章土體中的應(yīng)力計(jì)算691. 側(cè)限應(yīng)力狀態(tài)及一維滲流固結(jié) 實(shí)踐背景：大面積均布荷載實(shí)踐背景：大面積均布荷載p3 土體中的應(yīng)力計(jì)算不透水巖層飽和壓縮層z=pp側(cè)限應(yīng)力狀態(tài)側(cè)限應(yīng)力狀態(tài)3.6 超靜孔隙水壓力和孔壓系數(shù)土力學(xué)與地基基礎(chǔ)第03章土體中的應(yīng)力計(jì)算70 物理模型：物理模型：光滑鋼筒光滑鋼筒 側(cè)限條件側(cè)限條件 彈彈 簧簧 土骨架土骨架 水水 體體 孔隙水孔隙水 帶孔活塞帶孔活塞 排水頂面排水頂面( (無厚度無厚度) ) 活塞小孔活塞小孔 滲透性大小滲透性大小初始狀態(tài)初始狀態(tài)邊界條件邊界條件滲流固結(jié)過程滲流固結(jié)過程3

50、 土體中的應(yīng)力計(jì)算p一般方程一般方程p3.6 超靜孔隙水壓力和孔壓系數(shù)1. 側(cè)限應(yīng)力狀態(tài)及一維滲流固結(jié)土力學(xué)與地基基礎(chǔ)第03章土體中的應(yīng)力計(jì)算710t t0 t3 土體中的應(yīng)力計(jì)算wph pphh 0h p附加應(yīng)力: z=p超靜孔壓: u = z=p有效應(yīng)力: z=0滲流固結(jié)過程滲流固結(jié)過程附加應(yīng)力: z=p超靜孔壓: u 0附加應(yīng)力: z=p超靜孔壓: u =0有效應(yīng)力: z=p3.6 超靜孔隙水壓力和孔壓系數(shù)1. 側(cè)限應(yīng)力狀態(tài)及一維滲流固結(jié)土力學(xué)與地基基礎(chǔ)第03章土體中的應(yīng)力計(jì)算72 孔壓系數(shù)：孔壓系數(shù)：1ubz 3 土體中的應(yīng)力計(jì)算滲流固結(jié)過程v產(chǎn)生超靜孔隙水壓力vu, 隨時(shí)間在變化v不

51、排水條件下相當(dāng)于t=0時(shí)刻:3.6 超靜孔隙水壓力和孔壓系數(shù)1. 側(cè)限應(yīng)力狀態(tài)及一維滲流固結(jié)土力學(xué)與地基基礎(chǔ)第03章土體中的應(yīng)力計(jì)算73土力學(xué)與地基基礎(chǔ)第03章土體中的應(yīng)力計(jì)算743 土體中的應(yīng)力計(jì)算3 3 1 u 三軸應(yīng)力狀態(tài)三軸應(yīng)力狀態(tài)3 3 31 bu 3 =+au 3 3 3 bu au 31 等向壓縮應(yīng)力狀態(tài)等向壓縮應(yīng)力狀態(tài)偏差偏差應(yīng)力狀態(tài)應(yīng)力狀態(tài)封閉土樣封閉土樣abuuu 3.6 超靜孔隙水壓力和孔壓系數(shù)2. 三軸應(yīng)力狀態(tài)及孔壓系數(shù)土力學(xué)與地基基礎(chǔ)第03章土體中的應(yīng)力計(jì)算753 土體中的應(yīng)力計(jì)算l土體的體積土體的體積l土骨架的體積土骨架的體積l土顆粒的體積土顆粒的體積l孔隙流體的體

52、積孔隙流體的體積有何關(guān)系？l土體的體積變化土體的體積變化l土骨架的體積變化土骨架的體積變化l土顆粒的體積變化土顆粒的體積變化l孔隙流體的體積變化孔隙流體的體積變化有何關(guān)系？孔隙流體的體積壓縮系數(shù)為cf ：單位孔隙壓力作用引起的孔隙體應(yīng)變?cè)O(shè)土骨架的體積壓縮系數(shù)為cs ：單位有效壓力作用引起的骨架體應(yīng)變暫且假定非飽和土?xí)呵壹俣ǚ秋柡屯?.6 超靜孔隙水壓力和孔壓系數(shù)2. 三軸應(yīng)力狀態(tài)及孔壓系數(shù)土力學(xué)與地基基礎(chǔ)第03章土體中的應(yīng)力計(jì)算76(1) 等向壓縮應(yīng)力狀態(tài)321 l孔隙流體產(chǎn)生了超靜孔隙壓力ubl土骨架的有效附加應(yīng)力土骨架的有效附加應(yīng)力b3321u l孔隙流體的體積變化孔隙流體的體積變化孔隙流體的體積壓縮系數(shù)nvucvucvbfvbf1 l土骨架的體積變化土骨架的體積變化土骨架的體積壓縮系數(shù)v)u(cvcvb3s3s2 體積體積v vl土骨架的體變等于孔隙流體的體變v1=v2sfccn11b v)u(cnvucb3sbf 3sfbccn11u 3bbu 3 土體中的應(yīng)力計(jì)算3 3 3 bu 孔壓系數(shù)孔壓系數(shù)b暫且假定暫且假定土骨