土力学课件土的力学性质优质PPT.ppt

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土力学与地基基础土力学与地基基础土力学与地基基础土力学与地基基础开封大学开封大学开封大学开封大学土木建筑工程学院土木建筑工程学院土木建筑工程学院土木建筑工程学院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11、应力状态及应力应变关系、应力状态及应力应变关系22、自重应力、自重应力33、附加应力、附加应力44、基底压力计算、基底压力计算本部分重点本部分重点本部分重点本部分重点建筑物修建以前，地基中由土体建筑物修建以前，地基中由土体本身的有效重量所产生的应力。

本身的有效重量所产生的应力。

应力应变关系应力应变关系建筑物修建以后，建筑物重量等建筑物修建以后，建筑物重量等外荷载在地基中引起的应力，所外荷载在地基中引起的应力，所谓的谓的“附加附加”是指在原来自重应是指在原来自重应力基础上增加的压力。

力基础上增加的压力。

基础底面与地基之间的接触应力。

土力学与地基基础土力学与地基基础土力学与地基基础土力学与地基基础开封大学开封大学开封大学开封大学土木建筑工程学院土木建筑工程学院土木建筑工程学院土木建筑工程学院n土中应力分类土中应力分类按起因分按起因分自重应力（自重压力）自重应力（自重压力）附加应力（附加压力）附加应力（附加压力）按土骨架和按土骨架和土中孔隙的分担作用土中孔隙的分担作用土中应力土中应力有效应力有效应力孔隙应力（孔隙压力孔隙应力（孔隙压力）n应力计算基本假定应力计算基本假定均质、各向同性、线性变形体均质、各向同性、线性变形体土力学与地基基础土力学与地基基础土力学与地基基础土力学与地基基础开封大学开封大学开封大学开封大学土木建筑工程学院土木建筑工程学院土木建筑工程学院土木建筑工程学院2.3.3地基中的附加应力地基中的附加应力本本章章内内容容2.3.1土的自重应力土的自重应力2.3.2基底压力基底压力土力学与地基基础土力学与地基基础土力学与地基基础土力学与地基基础开封大学开封大学开封大学开封大学土木建筑工程学院土木建筑工程学院土木建筑工程学院土木建筑工程学院3.13.1土的自重应力土的自重应力F2.3.1.1均质土层中的自重应力F2.3.1.2成层土的自重应力F2.3.1.3地下水对土中自重应力的影响土力学与地基基础土力学与地基基础土力学与地基基础土力学与地基基础开封大学开封大学开封大学开封大学土木建筑工程学院土木建筑工程学院土木建筑工程学院土木建筑工程学院n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n定义：

定义：

在修建建筑物以前，地基中由土体本身在修建建筑物以前，地基中由土体本身的有效重量而产生的应力的有效重量而产生的应力n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n计算计算：

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土力学与地基基础土力学与地基基础土力学与地基基础土力学与地基基础开封大学开封大学开封大学开封大学土木建筑工程学院土木建筑工程学院土木建筑工程学院土木建筑工程学院n三维应力状态（三维应力状态（一般应力状态）一般应力状态）yyzxyzxxzyxoz2.3.1.12.3.1.1均质土层中的自重应力均质土层中的自重应力土力学与地基基础土力学与地基基础土力学与地基基础土力学与地基基础开封大学开封大学开封大学开封大学土木建筑工程学院土木建筑工程学院土木建筑工程学院土木建筑工程学院假设土体为均匀连续介质，并为半无限空间体，在半空假设土体为均匀连续介质，并为半无限空间体，在半空假设土体为均匀连续介质，并为半无限空间体，在半空假设土体为均匀连续介质，并为半无限空间体，在半空间无限体中，任意的竖直面和水平面上只存在法向应力间无限体中，任意的竖直面和水平面上只存在法向应力间无限体中，任意的竖直面和水平面上只存在法向应力间无限体中，任意的竖直面和水平面上只存在法向应力，而剪应力而剪应力而剪应力而剪应力=0=0=0=0，土体内相同深度处各点的土体自重应力相等。

，土体内相同深度处各点的土体自重应力相等。

土体在自重作用下，只产生竖向变形，而不产生侧向变形和土体在自重作用下，只产生竖向变形，而不产生侧向变形和土体在自重作用下，只产生竖向变形，而不产生侧向变形和土体在自重作用下，只产生竖向变形，而不产生侧向变形和剪切变形。

在图中取单位土柱来研究：

剪切变形。

天然地面天然地面11z土力学与地基基础土力学与地基基础土力学与地基基础土力学与地基基础开封大学开封大学开封大学开封大学土木建筑工程学院土木建筑工程学院土木建筑工程学院土木建筑工程学院天然地面11zzczcz=z在距地表深度在距地表深度zz处，土体的处，土体的自重应力自重应力为为cczz=zzccxx=ccyy=k0cczz上式中上式中kk00：

土的侧压力系数（静止土压力系数），表示土体：

土的侧压力系数（静止土压力系数），表示土体在无侧向变形条件下，水平向应力与竖向应力的比值。

在无侧向变形条件下，水平向应力与竖向应力的比值。

土力学与地基基础土力学与地基基础土力学与地基基础土力学与地基基础开封大学开封大学开封大学开封大学土木建筑工程学院土木建筑工程学院土木建筑工程学院土木建筑工程学院2.3.1.22.3.1.2成层土的自重应力成层土的自重应力若地基是由多层土所组成，若地基是由多层土所组成，设各层的厚度为设各层的厚度为hh11、hh22、hhii、hhnn，则地基中第则地基中第nn层底面处的竖向土层底面处的竖向土自重应力：

自重应力：

地下水位以下应采用浮容重度地下水位以下应采用浮容重度1H12H23H3zszsxsy地面地面地下水地下水土力学与地基基础土力学与地基基础土力学与地基基础土力学与地基基础开封大学开封大学开封大学开封大学土木建筑工程学院土木建筑工程学院土木建筑工程学院土木建筑工程学院例例例例3.13.13.13.1某地基土层剖面如图所示，试计算各分层面处的自重应力，并绘某地基土层剖面如图所示，试计算各分层面处的自重应力，并绘某地基土层剖面如图所示，试计算各分层面处的自重应力，并绘某地基土层剖面如图所示，试计算各分层面处的自重应力，并绘制自重应力制自重应力制自重应力制自重应力czcz沿深度的分布图沿深度的分布图沿深度的分布图沿深度的分布图解：

按题中所给资解：

按题中所给资料，可列成表绘制料，可列成表绘制料，可列成表绘制料，可列成表绘制自重应力自重应力自重应力自重应力czczczcz沿深沿深沿深沿深度的分布曲线图度的分布曲线图度的分布曲线图度的分布曲线图hhhhiiii（mmmm）iiii（kN/mkN/mkN/mkN/m3333）cziczicziczi（kPakPakPakPa）czczczcz（kPakPakPakPa）2.02.02.02.01.51.51.51.52.52.52.52.53.03.03.03.018.618.618.618.617.517.517.517.59.09.09.09.09.89.89.89.837.237.237.237.226.326.326.326.322.522.522.522.529.429.429.429.437.237.237.237.263.563.563.563.586.086.086.086.0115.4115.4115.4115.4土力学与地基基础土力学与地基基础土力学与地基基础土力学与地基基础开封大学开封大学开封大学开封大学土木建筑工程学院土木建筑工程学院土木建筑工程学院土木建筑工程学院有不透水层时的自重应力：

有不透水层时的自重应力：

土力学与地基基础土力学与地基基础土力学与地基基础土力学与地基基础开封大学开封大学开封大学开封大学土木建筑工程学院土木建筑工程学院土木建筑工程学院土木建筑工程学院土力学与地基基础土力学与地基基础土力学与地基基础土力学与地基基础开封大学开封大学开封大学开封大学土木建筑工程学院土木建筑工程学院土木建筑工程学院土木建筑工程学院2.3.1.32.3.1.3地下水对土中自重应力的影地下水对土中自重应力的影响响z原地下水位12210CZ变动后地下水位z原地下水位12210CZ变动后地下水位（a）地下水位下降（b）地下水位上升土力学与地基基础土力学与地基基础土力学与地基基础土力学与地基基础开封大学开封大学开封大学开封大学土木建筑工程学院土木建筑工程学院土木建筑工程学院土木建筑工程学院分布规律：

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；

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基成层地基土力学与地基基础土力学与地基基础土力学与地基基础土力学与地基基础开封大学开封大学开封大学开封大学土木建筑工程学院土木建筑工程学院土木建筑工程学院土木建筑工程学院2.3.22.3.2基底压力基底压力F3.2.1基底压力分布规律F3.2.2基底压力的简化计算F3.2.3基底附加压力土力学与地基基础土力学与地基基础土力学与地基基础土力学与地基基础开封大学开封大学开封大学开封大学土木建筑工程学院土木建筑工程学院土木建筑工程学院土木建筑工程学院2.3.2.12.3.2.1基底压力的概念基底压力的概念基底压力基底压力：

基础底面传递给地基表面基础底面传递给地基表面的压力，也称的压力，也称基底接触压力基底接触压力。

上部结构上部结构基础基础地基地基建建筑筑物物设设计计基底压力基底压力基底压力基底压力（地基反力地基反力地基反力地基反力）基础结构基础结构的外荷载的外荷载基底反力基底反力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土力学与地基基础土力学与地基基础土力学与地基基础土力学与地基基础开封大学开封大学开封大学开封大学土木建筑工程学院土木建筑工程学院土木建筑工程学院土木建筑工程学院基底压力分布基底压力分布依据基础刚度、荷载及土的性质等因素分析确定基底压力的分布依据基础刚度、荷载及土的性质等因素分析确定基底压力的分布基础刚度是指基础的抗弯刚度，基础可分为以下三种：

基础刚度是指基础的抗弯刚度，基础可分为以下三种：

柔性基础柔性基础刚性基础刚性基础半刚性基础半刚性基础基础刚度很小，荷载作用下，基础变形和地基变形一致，基础刚度很小，荷载作用下，基础变形和地基变形一致，如：

土坝、路堤、路基等。

基底压力分布和大小与荷载分如：

基底压力分布和大小与荷载分布和大小相同。

布和大小相同。

基础刚度很大，荷载作用下，基础本身几乎不变形，基础基础刚度很大，荷载作用下，