《习题课于》ppt课件

1、 一、习题评述 二、小检验 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 一、习题评述 作业作业 3-13-1第一步，第一步，3-23-2，3-33-3Z ZB B处处 3-43-4，3-63-6，3-73-7 3-10(1)(2)(3)3-10(1)(2)(3) 条形均布荷载改为正方形均布荷载，条形均布荷载改为正方形均布荷载， M M在中心点正下在中心点正下 一、习题评述 3-2 要 点：荷载分解与叠加原理的运用 技 巧：充分利用对称与反对称特点使计算简 化 1 1、作用在土体外表的竖向荷载分布方式？、作用在土体外表的竖向荷载分

2、布方式？ 线性均布荷载？集中荷载？线性均布荷载？集中荷载？ 2、偏心应力的求解：、偏心应力的求解： 700kN/mP =+ =+- 根底中线下根底中线下 才成立才成立 3、均布的剪应力对中心线下的点有附加应力作用吗？、均布的剪应力对中心线下的点有附加应力作用吗？ 一、习题评述 3-3 要 点：L10B时中间部分按条形根底计算； 对称、反对称荷载的特点 常见问题： (2) 对于图对于图2： = = + (1) O = 能把它当做能把它当做 条形荷载来条形荷载来 计算吗？计算吗？ = 2 O O z x y = 1/2 O 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

3、 = += + 对于对于A A区的荷载有如下两区的荷载有如下两 种分解方法：种分解方法： () O 矩形面积三角形荷矩形面积三角形荷 载只能求出角点下载只能求出角点下 的点的附加应力的点的附加应力 ( ) - O 一、习题评述 3-6 要 点：(1)毛细升高使有效应力突变； (2)浸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 毛细饱毛细饱 和区和区 4m 4m 4m 1.5m 2m sat=20.4 (kN/m3) sat=19.4 2m sat=19.4 =16.8 总应力总应力孔隙水压力孔隙水压力有效应力有效应力 8.4 37.5 7

4、6.3 157.9 235.5 -15.0 37.5 20.0 100.0 140.0 8.4 56.3 57.9 95.5 23.4 有毛细饱和区时有毛细饱和区时 一、习题评述 3-7 要 点： (1)浸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)侧限应力形状；(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：侧限应力形状加荷前：侧限应力形状 加荷后：三向应力形状加荷后：三向应力形状 加荷后有效应力、总应力均发生加荷后有效应力、总应力均发生 变化。变化。 弹簧模型在

5、侧限情况下成立弹簧模型在侧限情况下成立 p 条件：条件： sat=20kN/m3，K0=0.6， Kzs=0.5，xs=0.3zs 时期时期xzuxz 加载前加载前 增量增量 加载瞬时加载瞬时 增量增量 t 解答解答 69.696.030.039.666.0 15.050.029.0 84.6146.059.025.687.0 00-29.0 84.6146.030.054.6116.0 二、小检验 30分钟 三、方法讨论 1、附加应力计算法、附加应力计算法 2、有效应力计算法、有效应力计算法 三、方法讨论 1、附加应力计算法、附加应力计算法 在如下图的条形根底上，作用有均布荷载在如下图的条形

6、根底上，作用有均布荷载p。知。知A根底中心点根底中心点 和和B两点以下两点以下4m处的竖直附加应力分别为处的竖直附加应力分别为 zA=54.9kPa和和 zB=40.9kPa。求。求C点以下点以下4m和和8m处的垂直附加应力是多少？处的垂直附加应力是多少？ 三、方法讨论1、附加应力计算法、附加应力计算法 A B C 50m 4m (,) s z xz KF BB s zz K p z x y B p p z M M x 20.45，13.725 L 要求：不许查表要求：不许查表 三、方法讨论 2、有效应力计算法、有效应力计算法 向上渗流向上渗流: : H h 砂层，承压水砂层，承压水 粘土层粘

7、土层 satsat 向上渗流向上渗流: : H h 砂层，承压水砂层，承压水 粘土层粘土层 satsat 三、方法讨论 t p 如以下图两种情况中，如以下图两种情况中，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；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？多大时发生流土？此时有效应力的分布？ 向上渗流向上渗流: : H h 砂层，承压水砂层，承压水 粘土层粘土层 satsat 三、方法讨论 如以下图，如以下图，H=10m, sat=20kN/m3, h=6m,

8、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；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？多大时发生流土？此时有效应力的分布？ u u (kPa) (kPa) 20016040 h=10m, =0, 发生流土发生流土 icr = /w 0 向上渗流向上渗流: : H h 砂层，承压水砂层，承压水 粘土层粘土层 satsat 三、方法讨论 如以下图，如以下图，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；画出两种情况下的总应力、有效应力和孔

9、隙水压力分布； (2) h多大时发生流土？此时有效应力的分布？多大时发生流土？此时有效应力的分布？ u u (kPa) (kPa) 24016080 h=14m, =0, 发生流土发生流土 icr /w t p 4040 0 40 基坑开挖中常遇到基坑开挖中常遇到 的上层滞水的情况的上层滞水的情况 多土层多土层 请画出土层中位置请画出土层中位置 水头、压力水头和水头、压力水头和 总水头的分布。总水头的分布。 请画出土层中有效请画出土层中有效 应力的分布。应力的分布。 三、方法讨论 2、有效应力计算法、有效应力计算法1 板板 桩桩 基基 坑坑 k=5.010-3 m/s 相对透水层相对透水层 潜

10、水位 5m5m k=5.010-6 m/s sat=1.8g/cm3 k=2.510-6 m/s sat=2.0g/cm3 板板 桩桩 基基 坑坑 k=5.010-6 m/s sat=1.8g/cm3 k=5.010-3 m/s 相对透水层相对透水层 潜水位 k=2.510-6 m/s sat=2.0g/cm3 5m5m 基准面基准面 位置水头位置水头 总水头总水头 压力水头压力水头 单位：单位：m 10 10 6.6751.67 0 000 三、方法讨论 2、有效应力计算法、有效应力计算法1 板板 桩桩 基基 坑坑 k=5.010-6 m/s sat=1.8g/cm3 k=5.010-3 m

11、/s 相对透水层相对透水层 潜水位 k=2.510-6 m/s sat=2.0g/cm3 5m5m 总应力总应力 孔隙水压力孔隙水压力 有效应力有效应力单位：单位：kPa 73.39016.7 0 0190 190 三、方法讨论 2、有效应力计算法、有效应力计算法1 板板 桩桩 基基 坑坑 k=5.010-6 m/s sat=1.8g/cm3 k=5.010-3 m/s 相对透水层相对透水层 潜水位 k=2.510-6 m/s sat=2.0g/cm3 5m5m 自重应力自重应力 浸透压力浸透压力 总有效应力总有效应力单位：单位：kPa 73.34033.3 0 090 190 h w 10

12、6.67 100 总水头总水头 三、方法讨论 2、有效应力计算法、有效应力计算法1 粘土粘土 sat=19kN/m3 砂土砂土 sat=18kN/m3 2m 4m 2m 不透水岩石不透水岩石 对如下图的地层，地下水位与地面齐平，对如下图的地层，地下水位与地面齐平， 砂层中测压管的水位高出地面砂层中测压管的水位高出地面2m2m， a) a) 画出地层中的总应力，孔隙水压力画出地层中的总应力，孔隙水压力 和有效应力分布和有效应力分布 b) b) 让砂土中的测管水头迅速降低让砂土中的测管水头迅速降低1m1m， 画出水头降低后瞬间地层中的总应力，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

13、分布孔隙水压力和有效应力分布 c) c) 砂土中水头降低后，能否会在二土砂土中水头降低后，能否会在二土 层中发生渗流固结景象层中发生渗流固结景象, ,试讨论之试讨论之 d) d) 如发生渗流固结景象，画出如发生渗流固结景象，画出t=0t=0时的时的 超静孔隙水压力分布。超静孔隙水压力分布。 三、方法讨论 2、有效应力计算法、有效应力计算法2 粘土粘土 sat=19kN/m3 砂土砂土 sat=18kN/m3 2m 4m 2m 不透水岩石不透水岩石 a) a) 画出地层中的画出地层中的，u u，分布分布 76 112 0 60 80 0 16 32 0 u u 三、方法讨论 2、有效应力计算法、

14、有效应力计算法2 粘土粘土 sat=19kN/m3 砂土砂土 sat=18kN/m3 1m 4m 2m 不透水岩石不透水岩石 b) b) 砂土中测管水头迅速降低砂土中测管水头迅速降低1m1m瞬间地层中的瞬间地层中的，u u， 分布分布 76 112 0 60 70 0 16 42 0 u u 50 26 三、方法讨论 2、有效应力计算法、有效应力计算法2 c) 砂土中水头降低后，能否会在土层中发生渗流固结景象，试讨论之砂土中水头降低后，能否会在土层中发生渗流固结景象，试讨论之 76 112 0 60 70 0 16 42 0 u u 50 26 76 112 0 60 80 0 16 32 0

15、 u u 说法说法1：总应力没有变化，没有对土层施加附：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。加应力，所以不发生渗流固结。 降低前降低前降低后降低后 三、方法讨论 2、有效应力计算法、有效应力计算法2 c) 砂土中水头降低后，能否会在土层中发生渗流固结景象，试讨论之砂土中水头降低后，能否会在土层中发生渗流固结景象，试讨论之 76 112 0 60 70 0 16 42 0 u u 50 16 76 112 0 60 80 0 16 32 0 u u 降低前降低前降低后降低后 说法说法2： t=0时粘土层的时粘土层的 、u、分布均没有变化，所以不存在渗分布均没有变化，所以

16、不存在渗 流固结问题。对砂土层，虽然流固结问题。对砂土层，虽然u和和发生了变化，但砂土不存在渗流发生了变化，但砂土不存在渗流 固结问题浸透系数很大，孔压应力调整瞬间完成。所以土层不存固结问题浸透系数很大，孔压应力调整瞬间完成。所以土层不存 在渗流固结问题。在渗流固结问题。 三、方法讨论 2、有效应力计算法、有效应力计算法2 d) 如发生渗流固结景象，画出如发生渗流固结景象，画出t=0时的超静孔隙水压力分布。时的超静孔隙水压力分布。 60 70 0 50 T=0 粘土粘土 sat=19kN/m3 砂土砂土 sat=18kN/m3 1m 4m 2m 不透水岩石不透水岩石 T= 稳定渗流稳定渗流 7

17、0 0 50 超静孔隙超静孔隙 水压力水压力 10 Fu静：静： T=也即稳定渗流时的孔压也即稳定渗流时的孔压 Fu超静超静=u-u静静 F当存在超静孔隙水压力时，该部分孔隙水压力需当存在超静孔隙水压力时，该部分孔隙水压力需 求散失，土层发生渗流固结求散失，土层发生渗流固结 三、方法讨论2、有效应力计算法、有效应力计算法2 思索：当思索：当0T10B)荷载下的某一程度面上各点的附加 应力有如下关系吗？ A B C D C=0.5A ,D=0.5C=0.25 A 两个矩形根底的外形类似，垂直分布荷载强度一 样，判别下面结论的正误 1、 甲根底面积比乙根底大一倍，那么其中点下同 一深度处的附加应力

18、也大一倍 2、甲根底的宽度比乙根底宽一倍，那么其中点下 同一深度处的附加应力也大一倍 3、甲根底的宽度比乙根底大一倍，那么甲根底中 点下2Z深度处的附加应力与乙根底中点下Z深度处 的附加应力一样 简单解释： 为什么下雨天在软土上铺上一块木板，就可以平为什么下雨天在软土上铺上一块木板，就可以平 安的经过？在软土地基上建筏基，何因？安的经过？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？ 柔性根底和刚性根底的基底压力分布有何不同，影 响基底压力分布方式的要素是什么？在什么情况下 可以以为基底压力的分布和作用在根底上的荷载分 布完全一样？ 比较三种情况 下哪种情况A点 的应力最大？ A E1 E2 1、E1=E2