土体中的应力计算讲稿.ppt
《土体中的应力计算讲稿.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《土体中的应力计算讲稿.ppt(68页珍藏版)》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、第一页,讲稿共六十八页哦土体中的应力计算土体中的应力计算 第三章第三章第二页,讲稿共六十八页哦强度问题强度问题变形问题变形问题地基中的应力状态地基中的应力状态应力应变关系应力应变关系土力学中应力符号的规定土力学中应力符号的规定应力状态及应力应变关系应力状态及应力应变关系自重应力自重应力附加应力附加应力基底压力计算基底压力计算有效应力原理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。第三章第三章 土体中的应力计算土体中的应力计算第三页,讲稿共六十八页哦3.1 3.1 概述
2、概述3.2 3.2 自重应力自重应力3.3 3.3 基底压力计算基底压力计算3.4 3.4 地基附加应力地基附加应力3.5 3.5 有效应力原理有效应力原理第第3 3章章 土体中的应力计算土体中的应力计算第四页,讲稿共六十八页哦yzxo一一.土力学中应力符号的规定土力学中应力符号的规定 3.1 3.1 概述概述=地基:地基:半无限空间半无限空间应力张量矩阵形式应力张量矩阵形式第五页,讲稿共六十八页哦一一.土力学中应力符号的规定土力学中应力符号的规定 摩尔圆应力分析摩尔圆应力分析材料力学材料力学+-+-土力学正应力正应力剪应力剪应力拉为正拉为正压为负压为负顺时针为正顺时针为正逆时针为负逆时针为负
3、压为正压为正拉为负拉为负逆时针为正逆时针为正顺时针为负顺时针为负第六页,讲稿共六十八页哦二二.地基中常见的应力状态地基中常见的应力状态 yzxo1.1.一般应力状态一般应力状态三维问题三维问题=应变张量矩阵形式应变张量矩阵形式:第七页,讲稿共六十八页哦2.2.轴对称三维问题轴对称三维问题应变条件应力条件独立变量:二二.地基中常见的应力状态地基中常见的应力状态 =0 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 0第八页,讲稿共六十八页哦yzxo3.3.平面应变条件平面应变条件二维问题二维问题l垂直于垂直于y轴切出的任意断面的几何轴切出的任意断面的几何形状均相同,其地基内的应
4、力状态形状均相同,其地基内的应力状态也相同;也相同;l沿长度方向有足够长度,沿长度方向有足够长度,L/B 10;l平面应变条件下,土体在平面应变条件下,土体在x,z平面内可平面内可以变形,但在以变形,但在y方向没有变形。方向没有变形。二二.地基中常见的应力状态地基中常见的应力状态 第九页,讲稿共六十八页哦3.3.平面应变条件平面应变条件二维问题二维问题应变条件应力条件独立变量=0 00 00 00 00 00 00 00 00 0二二.地基中常见的应力状态地基中常见的应力状态 第十页,讲稿共六十八页哦4.4.侧限应力状态侧限应力状态一维问题一维问题水平地基水平地基半无限空间体半无限空间体;半无
5、限弹性地基内的自重应力只与半无限弹性地基内的自重应力只与Z Z有关;有关;土质点或土单元不可能有侧向位移土质点或土单元不可能有侧向位移侧限应变条件;侧限应变条件;任何竖直面都是对称面任何竖直面都是对称面;AB二二.地基中常见的应力状态地基中常见的应力状态 yzxo第十一页,讲稿共六十八页哦应变条件应变条件应力条件应力条件独立变量独立变量4.4.侧限应力状态侧限应力状态一维问题一维问题二二.地基中常见的应力状态地基中常见的应力状态 =0 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 0K K0 0:侧压力系数:侧压力系数第十二页,讲稿共六十八页哦三三.土的应力土的
6、应力-应变关系的假定应变关系的假定 1 1、室内测定方法及一般规律、室内测定方法及一般规律特殊应力状态特殊应力状态一维问题一维问题侧限压缩试验侧限压缩试验轴对称问题轴对称问题常规三轴试验常规三轴试验第十三页,讲稿共六十八页哦三三.土的应力土的应力-应变关系的假定应变关系的假定 均匀一致各向同性体均匀一致各向同性体(土层性质变化不大时)(土层性质变化不大时)线弹性体线弹性体(应力较小时)(应力较小时)连续介质连续介质(宏观平均)(宏观平均)与与(x,y,z)无关无关与方向无关与方向无关 理论 方法弹性力学解弹性力学解 求解求解“弹性弹性”土体中的应力土体中的应力解析方法解析方法 优点:简单,易于
7、绘成图表等优点:简单,易于绘成图表等碎散体碎散体非线性非线性弹塑性弹塑性成层土成层土各向异性各向异性p pe e线弹性体加载加载卸载卸载2 2、应力计算时的基本假定、应力计算时的基本假定第十四页,讲稿共六十八页哦3.23.2 土体自重应力的计算土体自重应力的计算水平地基中的自重应力水平地基中的自重应力:假定:假定:水平地基水平地基 半无限空间体半无限空间体 半无限弹性体半无限弹性体 有侧限应变条件有侧限应变条件 一维问题一维问题定义:定义:在修建建筑物以前,地基中由土体本身的有效重量而产生的应力。在修建建筑物以前,地基中由土体本身的有效重量而产生的应力。目的:目的:确定土体的初始应力状态确定土
8、体的初始应力状态计算:计算:地下水位以上用天然重度;地下水位以上用天然重度;地下水位以下用浮重度。地下水位以下用浮重度。第十五页,讲稿共六十八页哦成层地基成层地基1.1.计算公式计算公式均质地基均质地基竖直向:竖直向:思考题:思考题:水位骤降后,原水位到现水位之间水位骤降后,原水位到现水位之间 的饱和土层用什么容重?的饱和土层用什么容重?水平向:水平向:竖直向:竖直向:水平向:水平向:2 23 31 1第十六页,讲稿共六十八页哦2.2.分布规律分布规律自重应力分布线的斜率是容重;自重应力分布线的斜率是容重;自重应力在等容重地基中随深度呈直线分布;自重应力在等容重地基中随深度呈直线分布;自重应力
9、在成层地基中呈折线分布;自重应力在成层地基中呈折线分布;在土层分界面处和地下水位处发生转折。在土层分界面处和地下水位处发生转折。均质地基成层地基第十七页,讲稿共六十八页哦第十八页,讲稿共六十八页哦例题例题3-1 3-1 土自重应力计算及其分布土自重应力计算及其分布 第十九页,讲稿共六十八页哦第二十页,讲稿共六十八页哦例题例题3-2 3-2 土自重应力土自重应力 计算及其分布计算及其分布 第二十一页,讲稿共六十八页哦3.3 3.3 基底压力计算基底压力计算基底压力基底压力:基础底面传递给地基础底面传递给地基表面的压力,也称基表面的压力,也称基底接触基底接触压力压力。基底压力附加应力附加应力地基沉
10、降变形地基沉降变形基底反力基础结构的外荷载基础结构的外荷载上部结构的自重及各种上部结构的自重及各种荷载都是通过基础传到荷载都是通过基础传到地基中的。地基中的。影响因素计算方法分布规律上部结构基础地基建筑物设计建筑物设计暂不考虑上部结构的影响,暂不考虑上部结构的影响,使问题得以简化;使问题得以简化;用荷载代替上部结构。用荷载代替上部结构。3.3.1 3.3.1 基底压力分布概念基底压力分布概念第二十二页,讲稿共六十八页哦一一.影响因素影响因素基底压力基底压力基础条件刚刚度度形形状状大小大小埋深埋深大小大小方方向向分分布布土类土类密度密度土层结构等土层结构等荷载条件地基条件3.3.1 3.3.1
11、基底压力分布概念基底压力分布概念第二十三页,讲稿共六十八页哦抗弯刚度抗弯刚度EIEI=MM0 0;反证法反证法:假设基底压力与荷载分布相同,则地基变假设基底压力与荷载分布相同,则地基变形与柔性基础情况必然一致;形与柔性基础情况必然一致;分布分布:中间小中间小,两端无穷大。两端无穷大。弹性地基,绝对刚性基础弹性地基,绝对刚性基础基础抗弯刚度基础抗弯刚度EIEI=0 =0 M=0M=0;基础变形能完全适应地基表面的变形基础变形能完全适应地基表面的变形;基础上下压力分布必须完全相同,若不同将会产基础上下压力分布必须完全相同,若不同将会产生弯矩。生弯矩。条形基础,竖直均布荷载条形基础,竖直均布荷载3.
12、3.1 3.3.1 基底压力分布概念基底压力分布概念第二十四页,讲稿共六十八页哦弹塑性地基,有限刚度基础弹塑性地基,有限刚度基础二二.基底压力分布基底压力分布 荷载较小荷载较小 荷载较大荷载较大砂性土地基粘性土地基 接近弹性解接近弹性解 马鞍型马鞍型 抛物线型抛物线型 倒钟型倒钟型3.3.1 3.3.1 基底压力分布概念基底压力分布概念第二十五页,讲稿共六十八页哦根据圣维南原理,基底压力的具体分布形式对地基应力根据圣维南原理,基底压力的具体分布形式对地基应力计算的影响仅局限于一定深度范围;超出此范围以后,计算的影响仅局限于一定深度范围;超出此范围以后,地基中附加应力的分布将与基底压力的分布关系
13、不大,地基中附加应力的分布将与基底压力的分布关系不大,而只取决于荷载的大小、方向和合力的位置。而只取决于荷载的大小、方向和合力的位置。基底压力的分布形式十分复杂简化计算方法:简化计算方法:假定假定基底压力按基底压力按直线分布的材料力学方法直线分布的材料力学方法基础尺寸较小荷载不是很大3.3.2 3.3.2 基底压力简化计算方法基底压力简化计算方法第二十六页,讲稿共六十八页哦3.3.2 3.3.2 基底压力简化计算方法基底压力简化计算方法1.1.中心荷载作用下的基底压力中心荷载作用下的基底压力第二十七页,讲稿共六十八页哦 对于条形基础,基础长度大于宽度的对于条形基础,基础长度大于宽度的1010倍
14、,通常沿基础长度方向取倍,通常沿基础长度方向取1 1延米延米来计来计算,则有:算,则有:第二十八页,讲稿共六十八页哦2.2.偏心荷载作用下的基底压力偏心荷载作用下的基底压力(1 1)单向偏心荷载)单向偏心荷载第二十九页,讲稿共六十八页哦偏心荷载的偏心矩偏心荷载的偏心矩 代入上式得:代入上式得:调整后的基底边缘的最大压力为:调整后的基底边缘的最大压力为:第三十页,讲稿共六十八页哦(2 2)双向偏心荷载)双向偏心荷载矩形基底边缘四个角点处的压力计算式为:矩形基底边缘四个角点处的压力计算式为:第三十一页,讲稿共六十八页哦基础底面任意点的压力为:基础底面任意点的压力为:若条形基础在宽度方向上受偏心荷载
15、作用,同样可在长度方向取若条形基础在宽度方向上受偏心荷载作用,同样可在长度方向取1 1延米进行计延米进行计算,则基底宽度方向两端的压力为:算,则基底宽度方向两端的压力为:式中式中 e e 基础底面竖向荷载在宽度方向上的偏心矩。基础底面竖向荷载在宽度方向上的偏心矩。第三十二页,讲稿共六十八页哦3.3.3 3.3.3 基础底面附加压力计算基础底面附加压力计算基础底面附加压力等于基底接触压力。基础底面附加压力等于基底接触压力。1.1.基础位于地面上基础位于地面上2.2.基础位于地面下基础位于地面下第三十三页,讲稿共六十八页哦 地基附加应力地基附加应力是指建筑物荷载在地基内引起的应力增量。是指建筑物荷
16、载在地基内引起的应力增量。对一般天然土层而言,自重应力引起的压缩变形在地质历对一般天然土层而言,自重应力引起的压缩变形在地质历史上早已完成,不会再引起地基的沉降;而附加应力是因史上早已完成,不会再引起地基的沉降;而附加应力是因为建筑物的修建而在自重应力基础上新增加的应力,因此为建筑物的修建而在自重应力基础上新增加的应力,因此它是使地基产生变形,引起建筑物沉降的主要原因。在计它是使地基产生变形,引起建筑物沉降的主要原因。在计算地基中的附加应力时,一般假定地基土是连续、均质、算地基中的附加应力时,一般假定地基土是连续、均质、各向同性的半无限空间线弹性体,直接应用弹性力学中关各向同性的半无限空间线弹
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 中的 应力 计算 讲稿
限制150内