第二章土中应力计算课件.ppt

《第二章土中应力计算课件.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第二章土中应力计算课件.ppt（77页珍藏版）》请在得力文库 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、土中的应力计算土中的应力计算 第二章第二章2 2 土中的应力计算土中的应力计算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，建筑物建筑物修建以后，建筑物重量等外荷载在地基中引重量等外荷载在地基中引起的应力，所谓的起的应力，所谓的“附加附加”是指在原来自重应力基是指在原来自重应力基础上增加的压力。础上增加的压力。建筑物修建以前，地基建筑物修建以前，地基中由土体本身的有效重中

2、由土体本身的有效重量所产生的应力。量所产生的应力。2 2 土中的应力计算土中的应力计算2.1 2.1 应力状态及应力应变关系应力状态及应力应变关系2.2 2.2 土中土中自重应力自重应力2.3 2.3 基础底面压力及其简化计算基础底面压力及其简化计算2.4 2.4 竖向荷载作用下地竖向荷载作用下地基附加应力计算基附加应力计算2.6 2.6 有效应力原理有效应力原理2.5 2.5 水平荷载作用下地水平荷载作用下地基附加应力计算基附加应力计算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 2 2 土中的应力计算土中的应力计算2.1 2.1 应力状态及应力应变关系应力状态及应力应变关系=

3、地基：地基：半无限空间半无限空间一一.土力学中应力符号的规定土力学中应力符号的规定 2 2 土中的应力计算土中的应力计算2.1 2.1 应力状态及应力应变关系应力状态及应力应变关系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二二.地基中常见的应力状态地基中常见的应力状态 2 2 土中的应力计算土中的应力计算2.1 2.1 应力状态及应力应变关系应力状态及应力应变关系yzxo1.1.一般应力状态一般应力状态三维问题三维问题=2

4、.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 2 2 土中的应力计算土中的应力计算2.1 2.1 应力状态及应力应变关系应力状态及应力应变关系=0 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 02.1 2.1 应力状态及应力应变关系应力状态及应力应变关系yzxo2 2 土中的应力计算土中的应力计算3.3.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轴切出的任意断面的几何形状均相同，其地基内的应力何形状均相同，其地基内的应力状态也相同；状态也相同；l沿长度方向有足够长度，沿长度方向

5、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平平面内可以变形，但在面内可以变形，但在y方向没有方向没有变形。变形。二二.地基中常见的应力状态地基中常见的应力状态 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二二.地基中常见的应力状态地基中常见的应力状态 2 2 土中的应力计算土中的应力计算2.1 2.1 应力状态及应力应变关系应力状态及应力应变关系=0 00 00 00 00 00 00 00 00 04.4.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；半无限弹性地基内的自重应力只与半无限弹性地

6、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应变条件AB2 2 土中的应力计算土中的应力计算2.1 2.1 应力状态及应力应变关系应力状态及应力应变关系二二.地基中常见的应力状态地基中常见的应力状态 yzxo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2 2 土中的应力计算土中的应力计算2.1 2.1 应力状态及应力状态及应力应变关系应力应变关系二二.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 0

7、0 00 00 00 00 00 00 00 00 0K K0 0：侧压力系数：侧压力系数三三.土的应力土的应力-应变关系的假定应变关系的假定 2 2 土中的应力计算土中的应力计算2.1 2.1 应力状态及应力应变关系应力状态及应力应变关系1 1、室内测定方法及一般规律室内测定方法及一般规律2 2、应力计算时的基本假定、应力计算时的基本假定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三三.土的应力土的应力-应变关系的假定应变关系的假定 2 2 土中的应力计算土中的应力计算2.1 2.1 应力状态及应力应变关系应力状态及应力应变关系

8、1 1、室内测定方法及一般规律室内测定方法及一般规律(1)(1)常规三轴试验常规三轴试验试试样样压力室压力室压力水压力水排水管排水管阀门阀门轴向加压杆轴向加压杆有机玻璃罩有机玻璃罩橡皮膜橡皮膜透水石透水石顶帽顶帽l施加围压施加围压 ，排水阀门始终打开，排水阀门始终打开，充分固结充分固结l施加施加(1 1-)时，时，排水阀门始终排水阀门始终打开，打开，速度慢足以使孔压消散速度慢足以使孔压消散a)a)固结排水试验固结排水试验测定：测定：轴向应变轴向应变轴向应力轴向应力体积应变体积应变三三.土的应力土的应力-应变关系的假定应变关系的假定 2 2 土中的应力计算土中的应力计算2.1 2.1 应力状态及

9、应力应变关系应力状态及应力应变关系1 1、室内测定方法及一般规律室内测定方法及一般规律(1)(1)常规三轴试验常规三轴试验a)a)固结排水试验固结排水试验 v应力应变关系以某种粘土为例应力应变关系以某种粘土为例与围压有关与围压有关非线性非线性剪胀性剪胀性三三.土的应力土的应力-应变关系的假定应变关系的假定 2 2 土中的应力计算土中的应力计算2.1 2.1 应力状态及应力应变关系应力状态及应力应变关系1 1、室内测定方法及一般规律室内测定方法及一般规律(1)(1)常规三轴试验常规三轴试验a)a)固结排水试验固结排水试验应力应变关系以某种粘土为例应力应变关系以某种粘土为例1 1Ei1 1Et变形

10、模量：变形模量：弹性模量弹性模量泊松比：泊松比：弹塑性弹塑性三三.土的应力土的应力-应变关系的假定应变关系的假定 2 2 土中的应力计算土中的应力计算2.1 2.1 应力状态及应力应变关系应力状态及应力应变关系1 1、室内测定方法及一般规律室内测定方法及一般规律(1)(1)常规三轴试验常规三轴试验b)b)固结不排水试验固结不排水试验l施加围压施加围压 充分固结充分固结l施加施加(1 1-)时，阀门关时，阀门关闭，可连接孔压传感器，闭，可连接孔压传感器，量测剪切过程中产生的超量测剪切过程中产生的超静孔隙水压力静孔隙水压力 u u试试样样压力室压力室压力水压力水排水管排水管阀门阀门轴向加压杆轴向加

11、压杆有机玻璃罩有机玻璃罩橡皮膜橡皮膜透水石透水石顶帽顶帽量测孔隙水压力量测孔隙水压力测定：测定：轴向应变轴向应变轴向应力轴向应力孔隙水压力孔隙水压力三三.土的应力土的应力-应变关系的假定应变关系的假定 2 2 土中的应力计算土中的应力计算2.1 2.1 应力状态及应力应变关系应力状态及应力应变关系1 1、室内测定方法及一般规律室内测定方法及一般规律(1)(1)常规三轴试验常规三轴试验a)a)固结不排水试验固结不排水试验应力应变关系以某种粘土为例应力应变关系以某种粘土为例 u三三.土的应力土的应力-应变关系的假定应变关系的假定 2 2 土中的应力计算土中的应力计算2.1 2.1 应力状态及应力应

12、变关系应力状态及应力应变关系1 1、室内测定方法及一般规律室内测定方法及一般规律(2)(2)侧限压缩试验侧限压缩试验水槽水槽内环内环环刀环刀透水石透水石试样试样传压板传压板百分表百分表施加荷载，静置至变形稳定施加荷载，静置至变形稳定逐级加大荷载逐级加大荷载测定：测定：轴向应力轴向应力轴向变形轴向变形试验结果：试验结果：三三.土的应力土的应力-应变关系的假定应变关系的假定 2 2 土中的应力计算土中的应力计算2.1 2.1 应力状态及应力应变关系应力状态及应力应变关系1 1、室内测定方法及一般规律室内测定方法及一般规律(2)(2)侧限压缩试验侧限压缩试验应力应变关系以某种粘土为例应力应变关系以某

13、种粘土为例1 1Es1 1Ee非线性非线性弹塑性弹塑性侧限变形模量：侧限变形模量：三三.土的应力土的应力-应变关系的假定应变关系的假定 2 2 土中的应力计算土中的应力计算2.1 2.1 应力状态及应力应变关系应力状态及应力应变关系1 1、室内测定方法及一般规律室内测定方法及一般规律侧限压缩试验侧限压缩试验常规三轴试验常规三轴试验常规三轴试验与侧限压缩试验常规三轴试验与侧限压缩试验应力应变关系曲线的比较应力应变关系曲线的比较由虎克定律由虎克定律:侧限条件下侧限条件下:则则:E Es变形模量变形模量 E E 与侧限变形模量与侧限变形模量 E Es s 之间的之间的关系关系三三.土的应力土的应力-

14、应变关系的假定应变关系的假定 2 2 土中的应力计算土中的应力计算2.1 2.1 应力状态及应力应变关系应力状态及应力应变关系1 1、室内测定方法及一般规律室内测定方法及一般规律三三.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，易于绘成图表等优点：简单，易于绘成图表等2 2 土中的

15、应力计算土中的应力计算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2.1 2.1 概述概述p pe e线弹性体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2 2 土中的应力计算土中的应力计算2.1 2.1 应力状态及应力应变关系应力状态及应力应变关系2.2 2.2 土中土中自重应力自重应力2.3 2.3 基础底面压力及其简化计算基础底面压力及其简化计算2.5 2.5 竖向荷载作用下地基附加应力竖向荷载作用下地基附加应力计算计算2.6 2.6 有效应力原理有效应力原理2.6 2.6 水平荷载作用下地基附加应力水平荷载作用下地基附加应力计算计算2.

16、22.2 土中自重应力的计算土中自重应力的计算一一.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3 3 土中的应力计算土中的应力计算定义：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体的初始应力状态计算：计算：地下水位以上用天然容重，地下水位以下用浮容重地下水位以上用天然容重，地下水位以下用浮容重一、均质土中自重应力天然地面zzcz cz=z 土体中任意深度处的

17、竖向自重应力等于单位面积上土柱土体中任意深度处的竖向自重应力等于单位面积上土柱的有效重力的有效重力11w二、成层土及土层中有地下水时的自重应力计算说明：说明：1.地下水位以上土层采用地下水位以上土层采用天然重度，地下水位以下天然重度，地下水位以下土层应根据土的性质确定土层应根据土的性质确定是否需要考虑水的浮力作是否需要考虑水的浮力作用。若受到水的浮力作用，用。若受到水的浮力作用，则水下部分重度采用浮重则水下部分重度采用浮重度（有效重度）度（有效重度）2.非均质土中自重应力沿非均质土中自重应力沿深度呈折线分布深度呈折线分布 天然地面天然地面h1h2h33 2 1 水位面水位面1 h1 1 h1+

18、2h2 1 h1+2h2+3h3 地下水位位于同一土层中，计算自重应力时，地下水位面应作为分层的界面。二、成层土及土层中有地下水时的自重应力计算在地下水位以下，在地下水位以下，如埋藏有不透水层如埋藏有不透水层(例如岩层或只含结例如岩层或只含结合水的坚硬粘土层合水的坚硬粘土层IL0)，由于不透水层，由于不透水层中不存在水的浮力，中不存在水的浮力，所以不透水层层面及所以不透水层层面及层面以下的自重应力层面以下的自重应力应按上覆土层的水土应按上覆土层的水土总重计算，如图中虚总重计算，如图中虚线所示。线所示。折线图遇地下水时折线图遇地下水时折线往回收折线往回收；遇不透水层时有一；遇不透水层时有一突跃值

19、突跃值。三、地下水位升降对地基自重应力的影响变动后地下水位变动后地下水位1 12 21122原地下水位原地下水位天然地面天然地面变动后地下水位变动后地下水位天然地面天然地面11221 12 2原地下水位原地下水位地下水位升降对地基自重应力的影响地下水位升降对地基自重应力的影响四、水平向自重应力（侧向自重应力）天然地面天然地面z静止侧压静止侧压力系数力系数（0.330.720.330.72），通过实验测定），通过实验测定），通过实验测定），通过实验测定成层地基成层地基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

20、和土层用什么容重？的饱和土层用什么容重？2.22.2 土中自重应力的计算土中自重应力的计算2 2 土中的应力计算土中的应力计算水平向：水平向：竖直向：竖直向：水平向：水平向：容重：容重：地下水位以上用天然容重地下水位以上用天然容重 地下水位以下用浮容重地下水位以下用浮容重2 23 31 1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。均质地基均质地基成层地

21、基成层地基2.22.2 土中自重应力的计算土中自重应力的计算2 2 土中的应力计算土中的应力计算五、例题分析n【例】一地基由多层土组成，地质剖面如下图所一地基由多层土组成，地质剖面如下图所示，试计算并绘制自重应力示，试计算并绘制自重应力cz沿深度的分布图沿深度的分布图 57.0kPa80.1kPa103.1kPa150.1kPa194.1kPa五、例题分析2 2 土中的应力计算土中的应力计算2.1 2.1 应力状态及应力应变关系应力状态及应力应变关系2.2 2.2 土中土中自重应力自重应力2.3 2.3 基础底面压力及其简化计算基础底面压力及其简化计算2.4 2.4 竖向荷载作用下地基附加应力

22、计算竖向荷载作用下地基附加应力计算2.6 2.6 有效应力原理有效应力原理2.5 2.5 水平荷载作用下地基附加应力计算水平荷载作用下地基附加应力计算基底压力基底压力：基础底面传递基础底面传递给地基表面的压力，也称给地基表面的压力，也称基底接触压力基底接触压力。2 2 土中的应力计算土中的应力计算基底压力基底压力附加应力附加应力地基沉降变形地基沉降变形基底反力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上部结构的自重及各种荷载都是通过基础种荷载都是通过基础传到地基中的。传到地基中的。影响因素影响因素计算方法计算方法分布规律分布规律上部结构上部结构基础基础地基地基建筑物设计建筑物设

23、计暂不考虑上部结构的影暂不考虑上部结构的影响，使问题得以简化；响，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。2.3 2.3 基础底面压力及其简化计算基础底面压力及其简化计算一一.影响因素影响因素基底压力基底压力基础条件基础条件刚度刚度形状形状大小大小埋深埋深大小大小方向方向分布分布土类土类密度密度土层结构等土层结构等2 2 土中的应力计算土中的应力计算荷载条件荷载条件地基条件地基条件2.3 2.3 基础底面压力及其简化计算基础底面压力及其简化计算抗弯刚度抗弯刚度EIEI=MM0 0；反证法反证法:假设基底压力与荷载分布相同，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

24、一致；则地基变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。二二.基底压力分布基底压力分布弹性地基，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，若不基础上下压力分布必须完全相同，若不同将会产生弯矩。同将会产生弯矩。2.3 2.3 基础底面压力及其简化计算基础底面压力及其简化计算2 2 土中的应力计算土中的应力计算条形基础，竖直均布荷载条形基础，竖直均布荷载弹塑性地基，有限刚度基础弹塑性地基，有限刚度基础2 2 土中的应力计算

25、土中的应力计算二二.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砂性土地基粘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2.3 2.3 基础底面压力及其简化计算基础底面压力及其简化计算根据圣维南原理，基底压力的具体分布形式对地基应根据圣维南原理，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；超出此范围以力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后，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。不大，而只取决于荷载的大小

26、、方向和合力的位置。2 2 土中的应力计算土中的应力计算三三.实用实用简化计算简化计算基底压力的基底压力的分布形式十分布形式十分复杂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基础尺寸较小荷载不是很大荷载不是很大2.3 2.3 基础底面压力及其简化计算基础底面压力及其简化计算1、中心荷载作用下的基底压力若是条形基础，若是条形基础，F,G取取单位长度基底面积计单位长度基底面积计算基底平均压力算基底平均压力pG=GAd取室内外平取室内外平均埋深计算均埋深计算F作作用在基础底面中心的竖向荷载用在基础底面中心的竖向荷载G基基础自

27、重及其上回填土总重础自重及其上回填土总重G基础及回填土平均重度，一般取基础及回填土平均重度，一般取 20KN/m3地下水位以下部分扣除浮力。地下水位以下部分扣除浮力。2、偏心荷载作用下的基底压力F+G eeblpmaxpmin作用于基础底面作用于基础底面形心上的力矩形心上的力矩M=(F+G)e 基基础础底底面面的的抵抵抗抗矩矩；矩矩形形截截面面W=lb2/6 讨论：讨论：当当e0，基底压力呈梯形分布，基底压力呈梯形分布 当当e=b/6时，时，pmax0，pmin=0，基底压力呈三角形分布，基底压力呈三角形分布 当当eb/6时，时，pmax0，pmin0，基底出现拉应力，基底压力重分布，基底出现

28、拉应力，基底压力重分布 基底压力重分布基底压力重分布pmaxpmineb/6pmaxpminE1H均匀均匀成层成层E1E2E12.4 2.4 竖向荷载作用下地竖向荷载作用下地基附加应力计算基附加应力计算3.3.各向异性地基各向异性地基当当Ex/Ez1 时，应力扩散时，应力扩散Ex相对较大，有利于应力扩散相对较大，有利于应力扩散2 2 土中的应力计算土中的应力计算十十.影响土中应力分布的因素影响土中应力分布的因素2.4 2.4 竖向荷载作用下地竖向荷载作用下地基附加应力计算基附加应力计算2 2 土中的应力计算土中的应力计算2.1 2.1 应力状态及应力应变关系应力状态及应力应变关系2.2 2.2

29、 土中土中自重应力自重应力2.3 2.3 基础底面基础底面压力及其简化计算压力及其简化计算2.4 2.4 竖向荷载作用下地竖向荷载作用下地基附加应力计算基附加应力计算2.6 2.6 有效应力原理有效应力原理2.5 2.5 水平荷载作用下地水平荷载作用下地基附加应力计算基附加应力计算自学自学2.6 2.6 有效应力原理有效应力原理土土孔隙水孔隙水固体颗粒骨架+三相体系对所受总应力，骨架和孔隙流体如何分担？对所受总应力，骨架和孔隙流体如何分担？2 2 土中的应力计算土中的应力计算孔隙气体孔隙气体+总应力总应力总应力由土骨架和孔隙流体共同承受总应力由土骨架和孔隙流体共同承受它们如何传递和相互转化？它

30、们如何传递和相互转化？它们对土的变形和强度有何影响？它们对土的变形和强度有何影响？受外荷载作用受外荷载作用TerzaghiTerzaghi（19231923）有效应力原理有效应力原理固结理论固结理论土力学成为独立的学科土力学成为独立的学科孔隙流体孔隙流体n建立a-a面的竖向力平衡方程2 2 土中的应力计算土中的应力计算2.6 2.6 有效应力原理有效应力原理一一.有效应力原理的基本概念有效应力原理的基本概念aaa-aa-a断面通过土断面通过土颗粒的接触点颗粒的接触点u u：孔隙水：孔隙水压力压力PSPSVPS有效应力有效应力2.6 2.6 有效应力原理有效应力原理2 2 土中的应力计算土中的应

31、力计算一一.有效应力原理的基本概念有效应力原理的基本概念2.饱和土的有效应力原理（1 1）饱和土体内任一平面上受到的总应力可分为两部分）饱和土体内任一平面上受到的总应力可分为两部分 和和u u，并且，并且（2 2）土的变形与强度都只取决于有效应力）土的变形与强度都只取决于有效应力一般地，一般地，有效应力有效应力总应力已知或易知总应力已知或易知孔隙水压测定或算定孔隙水压测定或算定通常通常,孔隙水压力的作用孔隙水压力的作用 对土颗粒间摩擦、土粒的破碎没有贡对土颗粒间摩擦、土粒的破碎没有贡献，并且水不能承受剪应力，因而孔隙水献，并且水不能承受剪应力，因而孔隙水压力对土的强度没有直接的影响；压力对土的

32、强度没有直接的影响；它在各个方向相等，只能使土颗粒本它在各个方向相等，只能使土颗粒本身受到等向压力，由于颗粒本身压缩模量身受到等向压力，由于颗粒本身压缩模量很大，故土粒本身压缩变形极小。因而孔很大，故土粒本身压缩变形极小。因而孔隙水压力对变形也没有直接的影响，土体隙水压力对变形也没有直接的影响，土体不会因为受到水压力的作用而变得密实。不会因为受到水压力的作用而变得密实。变形的原因变形的原因颗粒间克服摩擦相对滑移、滚动颗粒间克服摩擦相对滑移、滚动与与 有关；有关；接触点处应力过大而破碎接触点处应力过大而破碎与与 有关。有关。试想：试想：海底与土粒间的接触压力海底与土粒间的接触压力哪一种情况下大？

33、哪一种情况下大？1mz=u=0.01MPa104mz=u=100MPa强度的成因强度的成因 凝聚力和摩擦凝聚力和摩擦与与 有有关关2.6 2.6 有效应力原理有效应力原理2 2 土中的应力计算土中的应力计算一一.有效应力原理的基本概念有效应力原理的基本概念 2.饱和土的有效应力原理（2 2）（1 1）土的变形与强度都只取决于有效应力土的变形与强度都只取决于有效应力1.自重应力情况自重应力情况 2.（侧限应变条件）（侧限应变条件）二二.饱和土中孔隙水压力和有效应力的计算饱和土中孔隙水压力和有效应力的计算 2.6 2.6 有效应力原理有效应力原理2 2 土中的应力计算土中的应力计算(1)(1)地下

34、水位变化地下水位变化(2)(2)海洋土海洋土(3)(3)毛细饱和区毛细饱和区1.自重应力情况自重应力情况二二.饱和土中孔隙水压力和有效应力的计算饱和土中孔隙水压力和有效应力的计算 2.6 2.6 有效应力原理有效应力原理2 2 土中的应力计算土中的应力计算（1 1）地下水位变化）地下水位变化地下水位下降引起地下水位下降引起 增大的部分增大的部分H H1 1H H2 2=-u uu=u=w wH H2 2u=u=w wH H2 2=-u-u =H H1 1+satsatH H2 2-w wH H2 2 =H H1 1+(+(satsat-w w)H)H2 2 =H H1 1+HH2 2地下水位下

35、降会引起地下水位下降会引起增大，土会产生增大，土会产生压缩，这是城市抽水压缩，这是城市抽水引起地面沉降的一个引起地面沉降的一个主要原因。主要原因。1.1.自重应力情况自重应力情况（2 2）海洋土）海洋土2.6 2.6 有效应力原理有效应力原理2 2 土中的应力计算土中的应力计算二二.饱和土中孔隙水压力和有效应力的计算饱和土中孔隙水压力和有效应力的计算 =-u-u =w wH H1 1+satsatH H2 2-w wH H =satsatH H2 2-w w(H-H(H-H1 1)=(=(satsat-w w)H)H2 2 =HH2 2w wH H1 1w wH H1 1天然地面天然地面2 2

36、 土中的应力计算土中的应力计算2.6 2.6 有效应力原理有效应力原理二二.饱和土中孔隙水压力和有效应力的计算饱和土中孔隙水压力和有效应力的计算 (3)(3)毛细饱和区毛细饱和区 若已知土中毛细水的上升高度为hc，由于毛细水上升时水压力u为负值，所以毛细水弯液面底面的水压力为 毛细水上升区，由于表面张力的作用使孔隙水压力为负值，这就使土的有效应力增加，地下水位以下，由于水对土颗粒的浮力作用，使土的有效应力减小。例题2-7 粘土层由于 ，是不透水层。应力状态及应力状态及应力应变关系应力应变关系自重应力自重应力的计算的计算附加应力附加应力的计算的计算基底压力计算基底压力计算有效应力原理有效应力原理2 2 土中的应力计算土中的应力计算小结小结u地基中的应力状态地基中的应力状态u应力应变关系的假定应力应变关系的假定u土力学中应力符号的规定土力学中应力符号的规定u水平地基中的自重应水平地基中的自重应力力u因素：因素：底面形状；荷载分底面形状；荷载分布；计算点位置布；计算点位置u影响因素影响因素u基底压力分布基底压力分布u实用实用简化计算简化计算u基本概念基本概念u饱和土中孔隙水压饱和土中孔隙水压力和有效应力的计算力和有效应力的计算