《习题课于》PPT课件.ppt

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1、1,一、习题评述 二、小测验（30分钟）三、方法讨论 附加应力计算法 有效应力计算法 四、难点讨论 五、其它讨论,第二次习题讨论课 第三章,2,一、习题评述,作业3-1（第一步），3-2，3-3（ZB处）3-4，3-6，3-73-10(1)(2)(3)（条形均布荷载改为正方形均布荷载，M在中心点正下）,3,一、习题评述,3-2要 点：荷载分解与叠加原理的应用技 巧：充分利用对称与反对称特点使计算简化,1、作用在土体表面的竖向荷载分布形式？线性均布荷载？集中荷载？,2、偏心应力的求解：,=,+,-,基础中线下才成立,3、均布的剪应力对中心线下的点有附加应力作用吗？,4,一、习题评述,3-3要 点

2、：L10B时中间部分按条形基础计算；对称、反对称荷载的特点常见问题：,(2)对于图2：,(1),O,=,能把它当做条形荷载来计算吗？,O,5,一、习题评述,3-4要 点：相邻荷载的影响常见问题：未充分利用简化条件,=,+,=,+,对于A区的荷载有如下两种分解方法：,(),O,矩形面积三角形荷载只能求出角点下的点的附加应力,(),-,O,6,一、习题评述,3-6要 点：(1)毛细升高使有效应力突变；(2)渗透力的存在使有效应力发生变化；(3)两种分析方法整体法与隔离法常见问题：孔隙水压力的分布计算,7,总应力,孔隙水压力,有效应力,8.4,37.5,76.3,157.9,235.5,-15.0,

3、37.5,20.0,100.0,140.0,8.4,56.3,57.9,95.5,23.4,有毛细饱和区时,8,一、习题评述,3-7要 点：(1)渗透力的存在使有效应力发生变化；(2)两种分析方法整体分析法较简便,3-10要 点：(1)侧限应力状态；(2)侧压力系数;(3)附加应力系数；(4)孔压计算公式;(5)静止孔压与超静孔压常见问题：概念不清，适用条件不明,加荷前：侧限应力状态加荷后：三向应力状态加荷后有效应力、总应力均发生变化。弹簧模型在侧限情况下成立,9,条件：sat=20kN/m3，K0=0.6，Kzs=0.5，xs=0.3zs,解答,69.6,96.0,30.0,39.6,66.

4、0,15.0,50.0,29.0,84.6,146.0,59.0,25.6,87.0,0,0,-29.0,84.6,146.0,30.0,54.6,116.0,10,二、小测验（30分钟）,11,三、方法讨论,1、附加应力计算法2、有效应力计算法,12,三、方法讨论,1、附加应力计算法,13,在如图所示的条形基础上，作用有均布荷载p。已知A（基础中心点）和B两点以下4m处的竖直附加应力分别为zA=54.9kPa和zB=40.9kPa。求C点以下4m和8m处的垂直附加应力是多少？,三、方法讨论,1、附加应力计算法,20.45，13.725,要求：不许查表,14,三、方法讨论,2、有效应力计算法,

5、15,向上渗流:,向上渗流:,三、方法讨论,p,如下图两种情况中，H=10m,sat=20kN/m3,h=6m,p=40kPa(1)画出两种情况下的总应力、有效应力和孔隙水压力分布；(2)h多大时发生流土？此时有效应力的分布？,16,向上渗流:,三、方法讨论,如下图，H=10m,sat=20kN/m3,h=6m,p=40kPa(1)画出两种情况下的总应力、有效应力和孔隙水压力分布；(2)h多大时发生流土？此时有效应力的分布？,u(kPa),200,160,40,h=10m,=0,发生流土,icr=/w,0,17,向上渗流:,三、方法讨论,如下图，H=10m,sat=20kN/m3,h=6m,p

6、=40kPa(1)画出两种情况下的总应力、有效应力和孔隙水压力分布；(2)h多大时发生流土？此时有效应力的分布？,u(kPa),240,160,80,h=14m,=0,发生流土,icr/w,p,40,40,0,40,18,基坑开挖中常遇到的上层滞水的情况（多土层）请画出土层中位置水头、压力水头和总水头的分布。请画出土层中有效应力的分布。,三、方法讨论,2、有效应力计算法1,19,三、方法讨论,2、有效应力计算法1,20,三、方法讨论,2、有效应力计算法1,21,三、方法讨论,2、有效应力计算法1,22,粘土sat=19kN/m3,砂土sat=18kN/m3,2m,4m,2m,不透水岩石,对如图

7、所示的地层，地下水位与地面齐平，砂层中测压管的水位高出地面2m，a)画出地层中的总应力，孔隙水压力和有效应力分布b)让砂土中的测管水头迅速降低1m，画出水头降低后瞬间地层中的总应力，孔隙水压力和有效应力分布c)砂土中水头降低后，是否会在二土层中发生渗流固结现象,试讨论之d)如发生渗流固结现象，画出t=0时的超静孔隙水压力分布。,三、方法讨论,2、有效应力计算法2,23,粘土sat=19kN/m3,砂土sat=18kN/m3,2m,4m,2m,不透水岩石,a)画出地层中的，u，分布,76,112,0,60,80,0,16,32,0,u,三、方法讨论,2、有效应力计算法2,24,粘土sat=19k

8、N/m3,砂土sat=18kN/m3,1m,4m,2m,不透水岩石,b)砂土中测管水头迅速降低1m瞬间地层中的，u，分布,76,112,0,60,70,0,16,42,0,u,50,26,三、方法讨论,2、有效应力计算法2,25,c)砂土中水头降低后，是否会在土层中发生渗流固结现象，试讨论之,76,112,0,60,70,0,16,42,0,u,50,26,76,112,0,60,80,0,16,32,0,u,说法1：总应力没有变化，没有对土层施加附加应力，所以不发生渗流固结。,降低前,降低后,三、方法讨论,2、有效应力计算法2,26,c)砂土中水头降低后，是否会在土层中发生渗流固结现象，试讨

9、论之,76,112,0,60,70,0,16,42,0,u,50,16,76,112,0,60,80,0,16,32,0,u,降低前,降低后,说法2：t=0时粘土层的、u、分布均没有变化，所以不存在渗流固结问题。对砂土层，尽管u和发生了变化，但砂土不存在渗流固结问题（渗透系数很大，孔压应力调整瞬间完成）。所以土层不存在渗流固结问题。,三、方法讨论,2、有效应力计算法2,27,d)如发生渗流固结现象，画出t=0时的超静孔隙水压力分布。,60,70,0,50,T=0,粘土sat=19kN/m3,砂土sat=18kN/m3,1m,4m,2m,不透水岩石,u静：T=也即稳定渗流时的孔压u超静=u-u静

10、当存在超静孔隙水压力时，该部分孔隙水压力需要消散，土层发生渗流固结,三、方法讨论,2、有效应力计算法2,28,思考：当0T，粘土层中的渗流方向如何确定？,60,70,0,50,T=0,粘土sat=19kN/m3,砂土sat=18kN/m3,1m,4m,2m,不透水岩石,三、方法讨论,2、有效应力计算法2,29,四、难点讨论,30,四、难点讨论,讨论有效应力原理时，为什么选取的截面要过颗粒接触点？,土颗粒与土骨架的区别水无孔不入土骨架承担的力要与水承担的力完全分开,a,a,31,四、难点讨论,什么是孔压系数A、B？它们分别反映土的什么特性？,32,问题:能否对孔压系数 A 作进一步的解释？,33

11、,问题:能否对孔压系数 A 作进一步的解释？,回答：,34,偏差应力状态,等向压缩应力状态,纯剪应力状态,纯剪应力状态,35,五、其它讨论,36,用弹性理论对土体的应力应变关系进行简化，其假设条件是什么？这样假设在什么工况下误差不算太大？,土中常见的应力状态有几种？它们分别有什么特征？,37,土体本身自重应力计算中应注意以下问题：是否饱和,是否有渗流发生,是否有毛细水压力等,附加应力的荷载分类与组合，研究哪些荷载对每个点都有什么影响？特别是中心线以下的各点。简要的画出各点的应力分布规律。,38,角点法的基本原理是什么？什么情况下才可以用？,矩形(L10B)荷载下的某一水平面上各点的附加应力有如

12、下关系吗？,C=0.5A,D=0.5C=0.25A,39,两个矩形基础的形状相似，垂直分布荷载强度相同，判断下面结论的正误,1、甲基础面积比乙基础大一倍，则其中点下同一深度处的附加应力也大一倍,2、甲基础的宽度比乙基础宽一倍，则其中点下同一深度处的附加应力也大一倍,3、甲基础的宽度比乙基础大一倍，则甲基础中点下2Z深度处的附加应力与乙基础中点下Z深度处的附加应力相同,40,简单解释：,为什么下雨天在软土上铺上一块木板，就可以安全的通过？在软土地基上建筏基，何因？,成层地基上构筑物刚度影响着土体中应力，其附加应力大致如何分布？,41,柔性基础和刚性基础的基底压力分布有何不同，影响基底压力分布形式

13、的因素是什么？在什么情况下可以认为基底压力的分布和作用在基础上的荷载分布完全一样？,比较三种情况下哪种情况A点的应力最大？,A,1、E1=E22、E1E23、E1E2,42,什么是饱和土的有效应力原理？什么是总应力，孔隙水压力，有效应力？决定土体变形的是那个物理量？,大量抽取地下水的地区（例如上海）往往会产生地面下沉现象，为什么？,43,地下水位上升时，地下水位以下的土体中的总应力、孔隙水压力、有效应力均上升？,地下水位以上出现毛细管水上升时，土层中的总应力、孔隙水压力、有效应力均上升？,44,在有渗透作用和没有渗透作用的土体中，有效应力计算方法有什么不同？,什么是超静孔压？什么是土体“渗流固

14、结”？,两层土体厚度相等，荷载和边界条件相同，渗透系数越大，孔隙水压力消散越快还是越慢？,45,什么叫孔压系数A和B？它们的取值区间为什么？什么时候达到极值？,按照弹性理论，A值应该为多大？A值偏大或偏小说明土的什么性质？,B值能反映土体的饱和度吗？,46,土中应力计算的两种方法（隔离法和总体法）,海底的一颗石头和水杯里的一颗石头的受力状态是一样的吗？,47,试画出下面几种工况的大致有效应力、总应力、水压力的分布图,空气,饱和土,饱和土,水,天然土,饱和土（毛细水）,饱和土（重力水）,空气,饱和土,水,饱和土,空气,注：黄色部分为排水体。,1,2,3,4,5,6,48,饱和土体中孔压变化和体积变化的关系,土体体积的变化主要反映在那方面？土体体积压缩？水体积压缩？孔隙变化？,不排水条件下，体积变化为多少？,排水条件下，体积变化为多少？从现象和力学知识怎样解释？,