地基中的应力分布清楚明了

土和地基中的应力及分布

第三章1本章特点学习要点主要难点有较严格的理论内容较细充分利用连续介质力学的基本知识紧密联系土的特点实际应用中进行合理假定有效应力原理有渗流时土中应力计算孔压系数§3土体中的应力计算图书推荐松岡元，《土力学》，罗汀、姚仰平译，中国水利水电出版社，2001年2§3土体中的应力计算强度问题变形问题地基中的应力状态应力应变关系土力学中应力符号的规定应力状态自重应力附加应力基底压力计算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。常规三轴试验3§3土体中的应力计算§3.1应力状态§3.2地基中自重应力的计算§3.3地基中附加应力的计算§3.4基底压力计算§3.5有效应力原理§3.6常规三轴试验4yzx∞∞∞∞∞o一.土力学中应力符号的规定

§3土体中的应力计算§3.1应力状态=地基：半无限空间5一.土力学中应力符号的规定§3土体中的应力计算§3.1应力状态莫尔圆应力分析材料力学+-+-土力学正应力剪应力拉为正压为负顺时针为正逆时针为负压为正拉为负逆时针为正顺时针为负6二.地基中常见的应力状态

§3土体中的应力计算§3.1应力状态yzxo1.一般应力状态——三维问题==72.轴对称三维问题应变条件应力条件独立变量：二.地基中常见的应力状态§3土体中的应力计算§3.1应力状态==0000000000008二.地基中常见的应力状态§3土体中的应力计算§3.1应力状态2.轴对称三维问题一般三维应力状态:三轴应力状态：忽略中主应力的影响理论研究和工程实践中广泛应用9§3.1应力状态yzxo§3土体中的应力计算3.平面应变条件——二维问题沿长度方向有足够长度，L/B≧10；垂直于y轴切出的任意断面的几何形状均相同，其地基内的应力状态也相同；平面应变条件下，土体在x,z平面内可以变形，但在y方向没有变形。二.地基中常见的应力状态103.平面应应变条条件———二二维问问题应变条条件应力条条件独立变变量二.地基中中常见见的应应力状状态§3土体中中的应应力计计算§3.1应力状状态==000000000114.侧限应应力状状态——一一维问问题水平地地基半无无限空空间体体；半无限限弹性性地基基内的的自重重应力力只与与Z有关；；土质点点或土土单元元不可可能有有侧向向位移移侧侧限应应变条条件；；任何竖竖直面面都是是对称称面应变条条件AB§3土体中中的应应力计计算§3.1应力状状态二.地基中中常见见的应应力状状态yzxo12应变条条件应力条条件独立变变量4.侧限应应力状状态———一一维问问题§3土体中中的应应力计计算§3.1应力状状态二.地基中中常见见的应应力状状态==00000000000000K0：侧压压力系系数理论研研究和和工程程实践践中广广泛应应用13③均匀一一致各各向同同性体体（土层层性质质变化化不大大时））②线弹弹性体体（应力力较小小时））①连续续介质质（宏观观平均均）与(x,y,z)无关与方向向无关关理论方法——弹弹性力力学解解求解““弹性性”土土体中中的应应力——解解析方方法优点：：简单单，易易于绘绘成图图表等等§3土体中中的应应力计计算碎散体体非线性性弹塑性性成层土土各向异异性Δσεεpεe线弹性性体加载卸载§3.1应力状状态三.土的应应力-应变关关系的的假定定14§3土体中中的应应力计计算§3.1应力状状态§3.2地基中中自重应应力的的计算算§3.3地基中中附加应应力的的计算算§3.4基底压压力计计算§3.5有效应应力原原理§3.6常规三轴试试验15§3.2地基中中自重重应力力的计计算水平地地基中中的自自重应应力假定：：水平地地基半无限限空间间体半无限限弹性性体侧限应应变条条件一维问问题§3土体中中的应应力计计算定义：：在修建建建筑筑物以以前，，地基基中由由土体体本身身的有有效重重量而而产生生的应应力。。目的：：确定土土体的的初始始应力力状态态计算：地下水位以以上用天然然容重，地地下水位以以下用浮容容重16成层地基1.计算公式均质地基竖直向：§3.2地基中自重重应力的计计算§3土体中的应应力计算水平向：竖直向：水平向：容重：地下水位以以上用天然然容重γ地下水位以以下用浮容容重γ’γ2γ3γ1172.分布规律自重应力分分布线的斜斜率是容重重；自重应力在在等容重地地基中随深深度呈直线线分布；自重应力在在成层地基基中呈折线线分布；在土层分界界面处和地地下水位处处发生转折折。均质地基成层地基§3.2地基中自重重应力的计计算§3土体中的应应力计算18§3土体中的应应力计算§3.1应力状态§3.2地基中自重应力的的计算§3.3地基中附加应力的的计算§3.4基底压力计计算§3.5有效应力原原理§3.6常规三轴试验19§3.3地基中附加加应力的计计算§3土体中的应应力计算竖直集中力矩形面积竖竖直均布荷荷载矩形面积竖竖直三角形形荷载水平集中力矩形面积水水平均布荷荷载竖直线布荷荷载条形面积竖竖直均布荷荷载圆形面积竖竖直均布荷荷载特殊面积、、特殊荷载载主要讨论竖竖直应力20§3土体中的应应力计算竖直集中力矩形内积分分矩形面积竖竖直均布荷荷载矩形面积竖竖直三角形形荷载水平集中力力矩形内积分分矩形面积水水平均布荷荷载线积分竖直线布荷荷载宽度积分条形面积竖竖直均布荷荷载圆内积分圆形面积竖竖直均布荷荷载L/B≥10其他：表3－6特殊荷载：：将荷载和和面积进行行分解，利利用已知解解和叠加原原理求解§3.3地基中附加加应力的计计算21§3.3地基中附加加应力的计计算一.竖直集中力力作用下的的附加应力力计算－布辛内斯斯克课题§3土体中的应应力计算yzxoPMxyzrRβM’（P；x,y,z；R,α,β）α22§3.3地基中附加加应力的计计算一.竖直集中力力作用下的的附加应力力计算－布布辛内斯克克课题§3土体中的应应力计算查表3－1集中力作用用下的应力分布系系数230.51.01.52.02.53.0r/z0.50.40.30.20.10K§3.3地基中附加加应力的计计算竖直集中力力作用下的的附加应力力计算－布辛内斯斯克课题§3土体中的应应力计算yzxoPMxyzrRβM’α特点1.σz与α无关，应力力呈轴对称称分布2.σz:τzy:τzx=z:y:x,竖直面上合合力过原点点，与R同向24特点3.P作用线上，，r=0,K=3/(2π）,z=0,σz→∞，z→∞，σz=04.在某一水平平面上z=const，r=0,K最大，r↑，K减小，σz减小5.在某一圆柱柱面上r=const，z=0,σz=0，z↑，σz先增加后减减小6.σz等值线－应应力泡§3.3地基中附加加应力的计计算一.竖直集中力力作用下的的附加应力力计算－布布辛内斯克克课题§3土体中的应应力计算应力球根球根PP0.1P0.05P0.02P0.01P25§3.3地基中附加加应力的计计算二.水平集中力力作用下的的附加应力力计算－西罗提课课题§3土体中的应应力计算PhyzxoMxyzrRβM’α26§3.3地基中附加加应力的计计算三.矩形面积竖竖直均布荷荷载作用下下的附加应应力计算§3土体中的应应力计算1.角点下的垂垂直附加应应力———B氏解的应用用矩形竖直向向均布荷载载角点下的的应力分布布系数Ks查表3-2p（3－11）74页Mm=L/B,n=z/B272.任意点的垂垂直附加应应力—角点点法a.矩形面积内内b.矩形面积外外§3.3地基中附加加应力的计计算§3土体中的应应力计算两种情况：：荷载与应力力间满足线性关关系叠加原理角点下垂直直附加应力的计算算公式地基中任意意点的附加加应力角点法三.矩形面积竖竖直均布荷荷载作用下下的附加应应力计算28§3.3地基中附加加应力的计计算四.矩形面积三三角形分布布荷载作用用下的附加加应力计算算§3土体中的应应力计算矩形面积竖竖直三角分分布荷载角角点下的应应力分布系系数查表3-3ptM29§3.3地基中附加加应力的计计算五.矩形面积水水平均布荷荷载作用下下的附加应应力计算§3土体中的应应力计算角点下的垂垂直附加应应力———C氏解的应用用矩形面积作用水平平均布荷载时角点点下的应力分布系系数ph30§3.3地基中附加应力的的计算六.竖直线布荷载作用用下的附加应力计计算－弗拉曼解§3土体中的应力计算算--B氏解的应用M31§3.3地基中附加应力的的计算七.条形面积竖直均布布荷载作用下的附附加应力计算§3土体中的应力计算算任意点下的附加应应力—F氏解的应用条形面积竖直均布布荷载作用时的应应力分布系数pM32§3.3地基中附加应力的的计算八.条形面积其它分布布荷载作用下的附附加应力计算§3土体中的应力计算算表3－6九.圆形面积均布荷载载作用时圆心下的的附加应力计算r--圆形面积的半径33小结K——竖直集中荷载载作用下(表3-1)Ks——矩形面积竖直均布布荷载作用角点下下(表3-2)Kt——矩形面积三角角形分布荷载作用用角点下(表3-3)Kh——矩形面积水平均布布荷载作用角点下下(表3-4)Kzs——条形面积竖直均布布荷载作用时Kzt——条形面积三角角形分布荷载作用用时Kzh——条形面积水平均布布荷载作用时K0——圆形面积均布布荷载作用时园心心点下KzL——条形面积梯形分布布荷载作用时§3.3地基中附加应力的的计算§3土体中的应力计算算K=F（底面形状；荷载分分布；计算点位置置）34十.影响土中应力分布布的因素(1)上层软弱，下层坚坚硬的成层地基2.非均匀性—成层地基中轴线附近σz比均质时明显增大大的现象—应力集中；应力集中程度与土土层刚度和厚度有有关；随H/B增大，应力集中现现象逐渐减弱。(2)上层坚硬，下层软软弱的成层地基中轴线附近σz比均质时明显减小小的现象—应力扩散；应力扩散程度，与与土层刚度和厚度度有关；随H/B的增大，应力扩散散现象逐渐减弱。。§3.3地基中附加应力的的计算§3土体中的应力计算算1.非线性和弹塑性应力水平较高时影影响较大(3)土的变形模量随深深度增大的地基—应力集中现象H均匀成层E1E2>E1H均匀成层E1E2<E1353.各向异性地基当Ex/Ez<1时，应力集中———Ex相对较小，不利于于应力扩散当Ex/Ez>1时，应力扩散———Ex相对较大，有利于于应力扩散§3.3地基中附加应力的的计算§3土体中的应力计算算十.影响土中应力分布布的因素36§3土体中的应力计算算§3.1应力状态§3.2地基中自重应力的计算§3.3地基中附加应力的计算§3.4基底压力计算§3.5有效应力原理§3.6常规三轴试验37§3.4基底压力计算基底压力：基础底面传递给地地基表面的压力，，也称基底接触压力。§3土体中的应力计算算基底压力附加应力地基沉降变形基底反力基础结构的外荷载载上部结构的自重及及各种荷载都是通通过基础传到地基基中的。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暂不考虑上部结构构的影响，使问题题得以简化；用荷载代替上部结结构。38一.影响因素基底压力基础条件刚度形状大小埋深大小方向分布土类密度土层结构等§3.4基底压力计算§3土体中的应力计算算荷载条件地基条件39抗弯刚度EI=∞→M≠0；反证法:假设基底压力与荷荷载分布相同，则则地基变形与柔性性基础情况必然一一致；分布:中间小,两端无穷大。二.基底压力分布弹性地基，绝对刚刚性基础基础抗弯刚度EI=0→M=0；基础变形能完全适适应地基表面的变变形;基础上下压力分布布必须完全相同，，若不同将会产生生弯矩。§3.4基底压力计算§3土体中的应力计算算条形基础，竖直均均布荷载弹性地基，完全柔柔性基础40弹塑性地基，有限限刚度基础§3.4基底压力计算§3土体中的应力计算算二.基底压力分布—荷载较小—荷载较大砂性土地基粘性土地基—接近弹性解—马鞍型—抛物线型—倒钟型41根据圣维南原理，，基底压力的具体体分布形式对地基基应力计算的影响响仅局限于一定深深度范围；超出此此范围以后，地基基中附加应力的分分布将与基底压力力的分布关系不大大，而只取决于荷荷载的大小、方向向和合力的位置。。§3.4基底压力计算§3土体中的应力计算算三.实用简化计算基底压力的分布形形式十分复杂简化计算方法：假定基底压力按直线分布的材料力力学方法基础尺寸较小荷载不是很大42BLPBP’BP’BLPBP’荷载条件竖直中心竖直偏心倾斜偏心基础形状矩形条形P’—单位长度上的荷载§3.4基底压力计算§3土体中的应力计算算三.实用简化计算BLPoxy基础形状与荷载条条件的组合43§3土体中的应力计算算§3.4基底压力计算三.实用简化计算exeyBLxyxyBLPP矩形面积中心荷载载矩形面积偏心荷载载44§3土体中的应力计算算e<B/6:梯形e=B/6:三角形e>B/6:出现拉应力区§3.4基底压力计算三.实用简化计算xyBLeexyBLexyBLK3KPPP土不能承受拉应应力基底压力合力与与总荷载相等压力调整K=B/2-e矩形面积单向偏偏心荷载45BePPPvPh倾斜偏心荷载分解为竖直向和和水平向荷载，，水平荷载引起起的基底水平应应力视为均匀分分布。§3土体中的应力计计算§3.4基底压力计算三.实用简化计算条形基础竖直偏偏心荷载46§3土体中的应力计计算应力状态自重应力的计算附加应力的计算基底压力计算小结地基中的应力状状态应力应变关系的的假定土力学中应力符符号的规定水平地基中的自自重应力因素：底面形状；荷载载分布；计算点点位置影响因素基底压力分布实用简化计算47土体中的应力计计算第三章48§3土体中的应力计计算§3.1应力状态§3.2地基中自重应力的计算算§3.3地基中附加应力的计算算§3.4基底压力计算§3.5有效应力原理§3.6常规三轴试验491998年九江大堤决口《解放军报》2000年08月14日《九江大堤今年又又见“豆腐渣””》2000年双钟圩堤身滑坡坡《羊城晚报》2000年07月31日“豆腐渣”工程程“王╳╳”工程30公里“豆腐脑”501999年下半年：开工2000年1月16日：圩堤出现局部滑滑坡2月11日：混凝土墙齿槽滑滑动3月13日：混凝土堤身变形形加大4月9日：堤身滑塌鄱阳湖段的双钟钟圩：全长1220米，总投资1550万元最大移位：60多米最大沉陷：约10米滑塌面积：7800多平方米塌方体积：7.7万立方米完成投资：1295万元圩堤高度：18.6米事故分析：“……是各种失误叠加加造成的……”直接原因：软粘土地基，初初步设计方案施施工三年，实际际期限半年—施工必须超速加加载教训：“程序上经过科科学决策的工程程建设，如果作作为一刀切的政政治任务去完成成，就容易让科科学决策变形、、变味。”需要的土力学知知识：有效应力原理渗流固结理论土的强度理论51§3.5有效应力原理土＝孔隙水固体颗粒骨架+三相体系对所受总应力，，骨架和孔隙流流体如何分担？？§3土体中的应力计计算孔隙气体+总应力总应力由土骨架架和孔隙流体共共同承受它们如何传递和和相互转化？它们对土的变形形和强度有何影影响？受外荷载作用Terzaghi（1923）有效应力原理固结理论土力学成为独立立的学科孔隙流体521.饱和土中的应力力形态PSPSVaa§3.5有效应力原理§3土体中的应力计计算一.有效应力原理的的基本概念PSA：Aw：As：土单元的断面积积颗粒接触点的面面积孔隙水的断面积积a-a断面通过土颗粒粒的接触点有效应力σ’a-a断面竖向力平衡衡：u：孔隙水压力土骨架承担土骨架传递53§3.5有效应力原理§3土体中的应力计计算一.有效应力原理的的基本概念2.饱和土的有效应应力原理（1）饱和土体内任任一平面上受到到的总应力可分分为两部分σ’和u，并且（2）土的变形与强强度都只取决于于有效应力一般地，有效应力总应力已知或易易知孔隙水压测定或或算定通常,54③孔隙水压力的作作用对土颗粒间摩擦擦、土粒的破碎碎没有贡献，并并且水不能承受受剪应力，因而而孔隙水压力对对土的强度没有有直接的影响；；它在各个方向相相等，只能使土土颗粒本身受到到等向压力，由由于颗粒本身压压缩模量很大，，故土粒本身压压缩变形极小。。因而孔隙水压压力对变形也没没有直接的影响响，土体不会因因为受到水压力力的作用而变得得密实。①变形的原因颗粒间克服摩擦擦相对滑移、滚滚动—与σ’有关；接触点处应力过过大而破碎—与与σ’有关。试想：海底与土粒间的的接触压力哪一一种情况下大？？1mσz=u=0.01MPa104mσz=u=100MPa②强度的成因凝聚力和摩擦——与σ’有关§3.5有效应力原理§3土体中的应力计计算一.有效应力原理的的基本概念2.饱和土的有效应应力原理（2）（1）土的变形与强度度都只取决于有有效应力55自重应力情况二.饱和土中孔隙水水压力和有效应应力的计算(1)静水条件§3.5有效应力原理§3土体中的应力计计算地下水位海洋土毛细饱和区(2)稳定渗流条件2.附加应力情况(1)单向压缩应力状状态(2)等向压缩应力状状态(3)偏差应力状态561.自重应力情况二.饱和土中孔隙水水压力和有效应应力的计算§3.5有效应力原理§3土体中的应力计计算(1)静水条件地下水位地下水位下降引引起σ’增大的部分H1H2σ’=σ-uu=γwH2u=γwH2σ’=σ-u=γH1+γsatH2-γwH2=γH1+(γsat-γw)H2=γH1+γ’H2地下水位下降会会引起σ’增大，土会产生生压缩，这是城城市抽水引起地地面沉降的主要要原因之一。571.自重应力情况海洋土(1)静水条件§3.5有效应力原理§3土体中的应力计计算二.饱和土中孔隙水水压力和有效应应力的计算γwH1γwH1σ’=σ-u=γwH1+γsatH2-γwH=γsatH2-γw(H-H1)=(γsat-γw)H2=γ’H258毛细饱和区(1)静水条件§3.5有效应力原理§3土体中的应力计计算1.自重应力情况二.饱和土中孔隙水水压力和有效应应力的计算毛细饱和区总应力孔隙水压力有效应力＝－+-59HΔh砂层，承压水粘土层γsatHΔh砂层，排水γsat(2)稳定渗流条件§3.5有效应力原理§3土体中的应力计计算1.自重应应力情情况二.饱和土土中孔孔隙水水压力力和有有效应应力的的计算算向上渗渗流向下渗渗流60土水整整体分分析A向上渗渗流:向下渗渗流:§3.5有效应应力原原理§3土体中中的应应力计计算1.自重应应力情情况二.饱和土土中孔孔隙水水压力力和有有效应应力的的计算算HΔh砂层，承压水粘土层γsat渗流压压密渗透压压力:61取土骨骨架为为隔离离体A向上渗渗流:向下渗渗流:§3.5有效应应力原原理§3土体中中的应应力计计算1.自重应应力情情况二.饱和土土中孔孔隙水水压力力和有有效应应力的的计算算HΔh砂层，承压水粘土层γsat自重应应力:渗透力力:渗透力力产生生的应应力:62?2.附加应应力情情况几种简简单的的情形形：§3.5有效应应力原原理§3土体中中的应应力计计算二.饱和土土中孔孔隙水水压力力和有有效应应力的的计算算外荷载载附加应应力σz土骨架架：有效应应力(2)轴对称称三维维应力力状态态(1)侧限应应力状状态孔隙水水：孔隙水水压力力超静孔孔隙水水压力力63(1)侧限应应力状状态及及一维维渗流流固结结2.附加应应力作作用情情况实践背背景：：大面面积均均布荷荷载p§3.5有效应应力原原理§3土体中中的应应力计计算二.饱和土土中孔孔隙水水压力力和有有效应应力的的计算算不透水水岩层层饱和压压缩层层σz=pp侧限应应力状状态64(1)侧限应应力状状态及及一维维渗流流固结结2.附加应应力作作用情情况物理模模型：：钢筒——侧侧限条条件弹簧——土土骨架架水体——孔孔隙水水带孔活活塞——排排水顶顶面活塞小小孔——渗渗透性性大小小初始状状态边界条条件渗流固固结过过程§3.5有效应应力原原理§3土体中中的应应力计计算二.饱和土土中孔孔隙水水压力力和有有效应应力的的计算算p一般方方程p65(1)侧限应应力状状态及及一维维渗流流固结结2.附加应应力作作用情情况§3.5有效应应力原原理§3土体中中的应应力计计算二.饱和土土中孔孔隙水水压力力和有有效应应力的的计算算ppp附加应应力:σz=p超静孔孔压:u=σz=p有效应应力:σ’z=0渗流固固结过过程附加应应力:σz=p超静孔孔压:u<p有效应应力:σ’z>0附加应应力:σz=p超静孔孔压:u=0有效应应力:σ’z=p66孔压系系数：：不排水水条件件下相当当于t=0时刻:§3.5有效应应力原原理§3土体中中的应应力计计算2.附加应应力作作用情情况二.饱和土土中孔孔隙水水压力力和有有效应应力的的计算算(1)侧限应应力状状态及及一维维渗流流固结结渗流固固结过过程u,σ’随时间间在变变化产生超超静孔孔隙水水压力力672.附加应应力作作用情情况§3.5有效应应力原原理§3土体中中的应应力计计算二.饱和土土中孔孔隙水水压力力和有有效应应力的的计算算轴对称称三维维应力力状态态=+等向压压缩应应力状状态偏差应力状状态封闭土土样68(2)等向压压缩应应力状状态孔隙流流体产产生了了超静静孔隙隙水压压力ΔuB土骨架架的有有效附附加应应力孔隙流流体的的体积积变化化孔隙流流体的的体积积压缩缩系数数为Cf，单位位孔隙隙压力力作用用引起起的体体应变变土骨架架的体体积变变化设土骨骨架的的体积积压缩缩系数数为Cs体积V土骨架架的体体变等等于孔孔隙流流体的的体变变ΔV1=ΔV22.附加应应力作作用情情况§3.5有效应应力原原理§3土体中中的应应力计计算二.饱和土土中孔孔隙水水压力力和有有效应应力的的计算算孔压系系数B土骨架架为线弹性性体69饱和土土：干土土：：非饱和和土：：B是一个个反映映土饱饱和程程度的的指标标§3.5有效应应力原原理§3土体中中的应应力计计算孔隙流流体的的体积积压缩缩系数数为Cf，单位位孔隙隙压力力作用用引起起的体体应变变设土骨骨架的的体积积压缩缩系数数为Cs2.附加应应力作作用情情况二.饱和土土中孔孔隙水水压力力和有有效应应力的的计算算孔压系系数B(2)等向压压缩应应力状状态70孔隙流流体产产生了了超静静孔隙隙水压压力ΔuA有效附附加应应力孔隙流流体的的体积积变化化土骨架架的体体积变变化土骨架架的体体变等等于孔孔隙流流体的的体变变ΔV1=ΔV2孔压系系数A§3.5有效应应力原原理§3土体中中的应应力计计算2.附加应应力作作用情情况二.饱和土土中孔孔隙水水压力力和有有效应应力的的计算算(3)偏差应应力状状态体积V暂时假假定土土骨架架为线线弹性性体轴向侧向总应力力增量量应变增增量071孔压系数A对饱和土:—剪切作用用引起的孔孔压响应对于线弹性性体:A=1/3A不是常数，，随加载过过程而变化化A>1/3A<1/3剪胀：剪缩：§3.5有效应力力原理§3土体中的的应力计计算2.附加应力力作用情情况二.饱和土中中孔隙水水压力和和有效应应力的计计算(3)偏差应力力状态A是一个反反映土剪剪胀性强强弱的指指标，其其大小与与土性有有关剪胀性：：剪应力引引起土的的体积变变化的特特性72问题:能否对孔孔压系数数A作进一步步的解释释？73问题:能否对孔孔压系数数A作进一步步的解释释？回答：＋＝xyz74＝＋＋偏差应力状态态等向压缩缩应力状态态纯剪应力力状态纯剪应力力状态75§3.5有效应力力原理§3土体中的的应力计计算轴对称三三维应力力状态等向压缩缩应力状状态偏差应力状态态2.附加应力力作用情情况二.饱和土中中孔隙水水压力和和有效应应力的计计算76§3土体中的的应力计计算§3.1应力状态态§3.2地基中自重应力力的计算算§3.3地基中附加应力力的计算算§3.4基底压力力计算§3.5有效应力力原理§3.6常规三轴试验验77常规三轴轴试验一般三维维应力状状态:轴对称三三维应力力状态：：忽略中主主应力的的影响试验目的的：孔压特性性、变形形特性、、强度等等§3土体中的的应力计计算§3.6常规三轴轴试验78一、常规规三轴试试验仪二、固结结排水试试验三、固结结不排水水试验四、不固固结不排排水试验验§3.6常规三轴轴试验§3土体中的的应力计计算79主机系统统稳压调压压系统量测系统统一、常规规三轴试试验仪孔压传感感器体变管轴向位移移量测轴向力量量测压力泵调压阀压力表压力室压力室底底座主机马达达主机框架架离合器Casagrande1930年首先使使用，可控制排排水条件件；可完完整的描描述试样样受力、、变形和和破坏的的全过程程；可进进行不同同应力路路径的试试验；应应力状态态明确；；变形量量测简单单§3土体中的的应力计计算§3.6常规三轴轴试验80一、常规三轴轴试验仪仪试样压力室压力水排水管阀门轴向加压杆有机玻璃璃罩橡皮膜透水石顶帽测定：轴向应变变轴向应力力体积应变变或孔压压横梁量力环百分表量测体变变或孔压压试验方法法§3土体中的的应力计计算§3.6常规三轴轴试验81一、常规三轴轴试验仪仪试样压力室压力水排水管阀门轴向加压杆有机玻璃罩橡皮膜透水石顶帽类型施加σ3时施加σ1－σ3时量测固结排水固结排水体变固结不排水固结不排水孔隙水压力不固结不排水不固结不排水孔隙水压力量测体变变或孔压压§3土体中的的应力计计算§3.6常规三轴轴试验82试样压力室压力水排水管阀门轴向加压杆有机玻璃罩橡皮膜透水石顶帽施加围压压，排水阀门门始终打打开，充分固结结施加(1-)时，排水阀门门始终打打开，速度慢足