土中應力習題

土中應力習題將公式（5-3）代入（5-4），得：Q=1n?A?R23?I12（5-5）式中：A——過水斷面面積（m2），其他參數(shù)意義同前。土中應力習題土中應力習題將公式（5-3）代入（5-4），得：Q=1n?A?R23?I12（5-5）式中：A——過水斷面面積（m2），其他參數(shù)意義同前。一、習題評述作業(yè)3-1（第一步），3-2，3-3（Z＝B處）3-4，3-6，3-73-10(1)(2)(3)（條形均布荷載改為正方形均布荷載，M在中心點正下）2一、習題評述3-2要點：荷載分解與疊加原理的應用常見問題：充分利用對稱與反對稱特點使計算簡化１、作用在土體上的豎向荷載是線性均布荷載嗎？是集中荷載嗎？２、均布的剪應力對中心線下的點有附加應力作用嗎？３、偏心應力的求解：有些同學分解豎向載荷（有些煩瑣，而且容易出錯）；可以直接代入公式。3一、習題評述3-3要點：L≥10B時中間部分按條形基礎計算；對稱、反對稱荷載的特點常見問題：(b)=+=+(a)O=1/2O=2O=O能把它當做條形荷載來計算嗎？4一、習題評述3-4要點：相鄰荷載的影響常見問題：未充分利用簡化條件=+=+對于A區(qū)的荷載不能進行如下第二種分解(×)O三角形矩形荷載只能求出角點下的點的附加應力(√)5一、習題評述3-6要點：(1)毛細升高使有效應力突變；(2)滲透力的存在使有效應力發(fā)生變化；(3)兩種分析方法－整體分析法較簡便常見問題：孔隙水壓力的分布計算6一、習題評述3-7要點：(1)滲透力的存在使有效應力發(fā)生變化；(2)兩種分析方法－整體分析法較簡便常見問題：孔隙水壓力的分布計算3-10要點：(1)附加應力系數(shù)；(2)側壓力系數(shù);

(3)應力狀態(tài)簡化；(4)孔壓計算公式;

(5)靜止孔壓與超靜孔壓常見問題：概念不清7二、小測驗（30分鐘）8三、方法討論1、附加應力計算法2、有效應力計算法9三、方法討論1、附加應力計算法10條件：γsat=20kN/m3，K0=0.6，Kzs=0.5，σxs=0.3σzs時期σxσzuσ’xσ’z加載前增量加載瞬時增量t→∞3-10：解答69.696.030.039.666.015.050.029.084.6146.059.025.687.000-29.084.6146.030.054.6116.011對如圖所示的條形基礎，作用有均布荷載p。已知A（基礎中心點）和B兩點以下4m處的垂直附加應力分別為

zA=54.9kPa和zB=40.9kPa。求C點以下4m和8m處的垂直附加應力是多少？三、方法討論1、附加應力計算法ABC50m4mpM20.45，13.725要求：不許查表12三、方法討論2、有效應力計算法13毛細飽和區(qū)4m4m4m1.5m2mγsat=20.4(kN/m3)γsat=19.42mγsat=19.4γ=16.8總應力孔隙水壓力有效應力＝－8.437.576.3157.9235.5-15.037.520.0100.0140.08.456.357.995.523.43-6：有毛細飽和區(qū)時14基坑開挖中常遇到的上層滯水的情況（多土層）請畫出土層中位置水頭、壓力水頭和總水頭的分布。請畫出土層中有效應力的分布。三、方法討論2、有效應力計算法－1板樁基坑k=5.0×10-3m/s相對透水層潛水位5m5mk=5.0×10-6m/s

sat=1.8g/cm3k=2.5×10-6m/s

sat=2.0g/cm315板樁基坑k=5.0×10-6m/s

sat=1.8g/cm3k=5.0×10-3m/s相對透水層潛水位k=2.5×10-6m/s

sat=2.0g/cm35m5m基準面位置水頭總水頭壓力水頭單位：m10106.6751.670000三、方法討論2、有效應力計算法－116板樁基坑k=5.0×10-6m/s

sat=1.8g/cm3k=5.0×10-3m/s相對透水層潛水位k=2.5×10-6m/s

sat=2.0g/cm35m5m總應力

孔隙水壓力有效應力單位：kPa73.39016.700190190三、方法討論2、有效應力計算法－117板樁基坑k=5.0×10-6m/s

sat=1.8g/cm3k=5.0×10-3m/s相對透水層潛水位k=2.5×10-6m/s

sat=2.0g/cm35m5m自重應力

滲透壓力總有效應力單位：kPa73.34033.30090190106.67100總水頭三、方法討論2、有效應力計算法－118粘土

sat=19kN/m3砂土

sat=18kN/m32m4m2m不透水巖石對如圖所示的地層，地下水位與地面齊平，砂層中測壓管的水位高出地面2m，a)

畫出地層中的總應力，孔隙水壓力和有效應力分布b)

讓砂土中的測管水頭迅速降低1m，畫出水頭降低后瞬間地層中的總應力，孔隙水壓力和有效應力分布c)

砂土中水頭降低后，是否會在二土層中發(fā)生滲流固結現(xiàn)象,試討論之d)

如發(fā)生滲流固結現(xiàn)象，畫出t=0時的超靜孔隙水壓力分布。三、方法討論2、有效應力計算法－219粘土

sat=19kN/m3砂土

sat=18kN/m32m4m2m不透水巖石a)

畫出地層中的，u，

分布7611206080016320

u

三、方法討論2、有效應力計算法－220粘土

sat=19kN/m3砂土

sat=18kN/m31m4m2m不透水巖石b)

砂土中測管水頭迅速降低1m瞬間地層中的，u，

分布7611206070016420

u

5026三、方法討論2、有效應力計算法－221c)

砂土中水頭降低后，是否會在土層中發(fā)生滲流固結現(xiàn)象，試討論之7611206070016420

u

50267611206080016320

u

說法1：總應力沒有變化，沒有對土層施加附加應力，所以不發(fā)生滲流固結。降低前降低后三、方法討論2、有效應力計算法－222c)

砂土中水頭降低后，是否會在土層中發(fā)生滲流固結現(xiàn)象，試討論之7611206070016420

u

50167611206080016320

u

降低前降低后說法2：t=0時粘土層的、u、分布均沒有變化，所以不存在滲流固結問題。對砂土層，盡管u和發(fā)生了變化，但砂土不存在滲流固結問題（滲透系數(shù)很大，孔壓應力調整瞬間完成）。所以土層不存在滲流固結問題。三、方法討論2、有效應力計算法－223d)

如發(fā)生滲流固結現(xiàn)象，畫出t=0時的超靜孔隙水壓力分布。6070050T=0粘土

sat=19kN/m3砂土

sat=18kN/m31m4m2m不透水巖石T=

（穩(wěn)定滲流）70050超靜孔隙水壓力10u靜：T=

也即穩(wěn)定滲流時的孔壓u超靜=u-u靜當存在超靜孔隙水壓力時，該部分孔隙水壓力需要消散，土層發(fā)生滲流固結三、方法討論2、有效應力計算法－224思考：當0<T<

，粘土層中的滲流方向如何確定？6070050T=0粘土

sat=19kN/m3砂土

sat=18kN/m31m4m2m不透水巖石T=

（穩(wěn)定滲流）70050超靜孔隙水壓力10三、方法討論2、有效應力計算法－225四、難點討論26四、難點討論討論有效應力原理時，為什么選取的截面要過顆粒接觸點？土顆粒與土骨架的區(qū)別水無孔不入土骨架承擔的力要與水承擔的力完全分開aa27四、難點討論三軸試驗有何用途？變形特性孔壓特性和強度特性28五、其它討論29用彈性理論對土體的應力應變關系進行簡化，其假設條件是什么？這樣假設在什么工況下誤差不算太大？土中常見的應力狀態(tài)有幾種？它們分別有什么特征？30土體本身自重應力計算中應注意以下問題：是否飽和,是否有滲流發(fā)生,是否有毛細水壓力等附加應力的荷載分類與組合，研究哪些荷載對每個點都有什么影響？特別是中心線以下的各點。簡要的畫出各點的應力分布規(guī)律。31→角點法的基本原理是什么？什么情況下才可以用？→矩形(L>10B)荷載下的某一水平面上各點的附加應力有如下關系嗎？ABCD

C=0.5A,D=0.5C=0.25A32兩個矩形基礎的形狀相似，垂直分布荷載強度相同，判斷下面結論的正誤1、甲基礎面積比乙基礎大一倍，則其中點下同一深度處的附加應力也大一倍2、甲基礎的寬度比乙基礎寬一倍，則其中點下同一深度處的附加應力也大一倍3、甲基礎的寬度比乙基礎大一倍，則甲基礎中點下2Z深度處的附加應力與乙基礎中點下Z深度處的附加應力相同33簡單解釋：為什么下雨天在軟土上鋪上一塊木板，就可以安全的通過？在軟土地基上建筏基，何因？成層地基上構筑物剛度影響著土體中應力，其附加應力大致如何分布？34柔性基礎和剛性基礎的基底壓力分布有何不同，影響基底壓力分布形式的因素是什么？在什么情況下可以認為基底壓力的分布和作用在基礎上的荷載分布完全一樣？比較三種情況下哪種情況A點的應力最大？AE1E21、E1=E22、E1>E23、E1<E235什么是飽和土的有效應力原理？什么是總應力，空隙水壓力，有效應力？決定土體變形的是那個物理量？大量抽取地下水的地區(qū)（例如上海）往往會產生地面下沉現(xiàn)象，為什么？36地下水位上升時，地下水位以下的土體中的總應力、孔隙水壓力、有效應力均上升？地下水位以上出現(xiàn)毛細管水上升時，土層中的總應力、孔隙水壓力、有效應力均上升？37在有滲透作用和沒有滲透作用的土體中，有效應力計算方法有什么不同？什么是超靜孔壓？什么是土體“滲流固結”？兩層土體厚度相等，荷載和邊界條件相同，滲透系數(shù)越大，孔隙水壓力消散越快還是越慢？38→什么叫孔壓系數(shù)A和B？它們的取值區(qū)間為什么？什么時候達到極值？→按照彈性理論，A值應該為多大？A值偏大或偏小說明土的什么性質？→B值能反映土體的飽和