土力学课件-第三章-土体中的应力计算

第三章 土中应力计算习题与答案

第三章土中应力计算 一、填空题 1、由土筑成得梯形断面路堤,因自重引起得基底压力分布图形就是梯形,桥梁墩台等刚性基础在中心荷载作用下,基底得沉降就是相同得。 2、地基中附加应力分布随深度增加呈曲线减小,同一深度处,在基底中心点下,附加应力最大。 3、单向偏心荷载作用下得矩形基础,当偏心距e > l/6时,基底与地基局部脱开,产生应力重分部。 4、在地基中,矩形荷载所引起得附加应力,其影响深度比相同宽度得条形基础浅,比相同宽度得方形基础深。 5、上层坚硬、下层软弱得双层地基,在荷载作用下,将发生应力扩散现象,反之,将发生应力集中现象。 6、土中应力按成因可分为自重应力与附加应力。 7、计算土得自重应力时,地下水位以下得重度应取有效重度(浮重度) 。 8、长期抽取地下水位,导致地下水位大幅度下降,从而使原水位以下土得有效自重应力增加,而造成地基沉降得严重后果。 9、饱与土体所受到得总应力为有效应力与孔隙水压力之与。 二、名词解释 1、基底附加应力:基底压应力与基底标高处原土层自重应力之差。 2、自重应力:由土层自身重力引起得土中应力。 3、基底压力:建筑物荷载通过基础传给地基,在基础底面与地基之间得接触应力。 三、选择题 1、成层土中竖向自重应力沿深度得增大而发生得变化为:( B ) (A)折线减小(B)折线增大(C)斜线减小(D)斜线增大 2、宽度均为b,基底附加应力均为P0得基础,同一深度处,附加应力数值最大得就是:( C ) (A)方形基础(B)矩形基础(C)条形基础(D)圆形基础(b为直径) 3、可按平面问题求解地基中附加应力得基础就是:( B ) (A)柱下独立基础(B)墙下条形基础(C)片筏基础(D)箱形基础 4、基底附加应力P0作用下,地基中附加应力随深度Z增大而减小,Z得起算点为:( A ) (A)基础底面(B)天然地面(C)室内设计地面(D)室外设计地面 5、土中自重应力起算点位置为:( B ) (A)基础底面(B)天然地面(C)室内设计地面(D)室外设计地面 6、地下水位下降,土中有效自重应力发生得变化就是:( A ) (A)原水位以上不变,原水位以下增大(B)原水位以上不变,原水位以下减小 (C)变动后水位以上不变,变动后水位以下减小 (D)变动后水位以上不变,变动后水位以下增大 7、深度相同时,随着离基础中心点距离得增大,地基中竖向附加应力:( D ) (A)斜线增大(B)斜线减小(C)曲线增大(D)曲线减小 8、单向偏心得矩形基础,当偏心距e < l/6(l为偏心一侧基底边长)时,基底压应力分布图简化为:( B ) (A)矩形(B)梯形(C)三角形(D)抛物线形 9、宽度为3m得条形基础,作用在基础底面得竖向荷载N＝1000kN/m ,偏心距e＝0、7m,基底最大压应力为:( C ) (A)800 kPa (B)417 kPa (C)833 kPa (D)400 kPa

第三章土中应力计算习题与答案

第三章土中应力计算 一.填空题 1.由土筑成的梯形断面路堤，因自讯引起的基底压力分布图形是_ 梯形,桥梁墩台等刚性基础在中心荷载作用下，基底的沉降是_和同的。 2地基中附加应力分布随深度增加呈曲线减小,同一深度处，在基底中心点 下，附加应力最大。 3?单向偏心荷载作用卜的矩形基础，当偏心距e>V6时，基底与地基局部脱开，产生应力重分部。 4?在地基中，矩形荷我所引起的附加应力，其影响深度比相同宽度的条形基础浅，比相同宽度的方形基础深。 5?上层坚硬、下层软弱的双层地基，在荷载作用卜，将发生应力扩散现象,反之，将发生应力集中现象。 6?土中应力按成因可分为自重应力和附加应力。 7?计算土的自重应力时，地卜水位以下的重度应取有效亜度（浮朿度）。 8-长期抽取地下水位，导致地卞水位人幅度卜降，从而使原水位以卜?土的有效自重应力_1 迦］__ ,而造成地基沉降的严重后果。 9?饱和土体所受到的总应力为冇效应力与孔隙水压力之和。 二.名词解释 1?基底附加应力：基底压应力与基底标高处原土层自重应力之差。 2?自觅应力：由土层自身重力引起的土中应力。 3?基底压力：建筑物荷栽通过基础传给地基，在基础底面与地基Z间的接触应力。 三.选择题 1.成层土中竖向自重应力沿深度的增大而发生的变化为：（B ） （A）折线减小（B）折线增人（C）斜线减小（D）斜线增大2?宽度均为b,基底附加应力均为Po的基础，同一深度处，附加应力数值诫人的是：（C ）（A）方形基础（B）矩形基础（C）条形基础（D）洌形基础（b为直径〉 3?可按平面问题求解地基中附加应力的基础是：（B ） （A）柱卞独立基础（B）墙卜?条形基础（C）片筏基础（D）箱形基础 4?基底附加应力Po作用下，地基中附加应力随深度Z增大而减小，Z的起算点为：（A ）（A）基础底面（B）天然地面（C）室内设计地面（D）室外设计地面5?土中自重应力起算点位置为：（B ） （A）基础底面（B）天然地面（C）室内设计地面（D）室外设计地面6?地下水位下降，土中有效自重应力发生的变化是：（A ） （A）原水位以上不变，原水位以下增大（B）原水位以上不变，原水位以下减 小 （C）变动后水位以上不变，变动后水位以下减小 （D）变动后水位以上不变，变动后水位以下增人 7?深度相同时，随着离基础中心点距离的增人，地基中竖向附加应力：（D ） （A）斜线增大（B）斜线减小（C）曲线增大（D）曲线减小 &单向偏心的矩形基础，当偏心距e

第三章土中应力计算习题及答案解析

] 第三章土中应力计算 一、填空题 1.由土筑成的梯形断面路堤，因自重引起的基底压力分布图形是梯形，桥梁墩台等刚性基础在中心荷载作用下，基底的沉降是相同的。 2.地基中附加应力分布随深度增加呈曲线减小，同一深度处，在基底中心点下，附加应力最大。 3.单向偏心荷载作用下的矩形基础，当偏心距e > l/6时，基底与地基局部脱开，产生应力重分部。 4.在地基中，矩形荷载所引起的附加应力，其影响深度比相同宽度的条形基础浅，比相同宽度的方形基础深。 5.上层坚硬、下层软弱的双层地基，在荷载作用下，将发生应力扩散现象，反之，将发生应力集中现象。 6.土中应力按成因可分为自重应力和附加应力。 . 7.计算土的自重应力时，地下水位以下的重度应取有效重度（浮重度）。 8.长期抽取地下水位，导致地下水位大幅度下降，从而使原水位以下土的有效自重应力增加，而造成地基沉降的严重后果。 9.饱和土体所受到的总应力为有效应力与孔隙水压力之和。 二、名词解释 1.基底附加应力：基底压应力与基底标高处原土层自重应力之差。 2.自重应力：由土层自身重力引起的土中应力。 3.基底压力：建筑物荷载通过基础传给地基，在基础底面与地基之间的接触应力。 ！ 三、选择题 1.成层土中竖向自重应力沿深度的增大而发生的变化为：（ B ） （A）折线减小（B）折线增大（C）斜线减小（D）斜线增大 2.宽度均为b，基底附加应力均为P0的基础，同一深度处，附加应力数值最大的是：（ C ）（A）方形基础（B）矩形基础（C）条形基础（D）圆形基础（b为直径） 3.可按平面问题求解地基中附加应力的基础是：（ B ） （A）柱下独立基础（B）墙下条形基础（C）片筏基础（D）箱形基础 。 4.基底附加应力P0作用下，地基中附加应力随深度Z增大而减小，Z的起算点为：（ A ）（A）基础底面（B）天然地面（C）室内设计地面（D）室外设计地面 5.土中自重应力起算点位置为：（ B ） （A）基础底面（B）天然地面（C）室内设计地面（D）室外设计地面6.地下水位下降，土中有效自重应力发生的变化是：（ A ） （A）原水位以上不变，原水位以下增大（B）原水位以上不变，原水位以下减小（C）变动后水位以上不变，变动后水位以下减小 （D）变动后水位以上不变，变动后水位以下增大 ￥

第二章 土体中的应力

第二章 土体中的应力 土中自重应力——土体自身的重量在土中引起的应力称为土的自重应力。又称常驻应力，自重应力不会使土体产生变形。在应力计算中，一般均采用半空间应力模型；即认为土体是均质、连续各向同性的弹性半空间体。 1.单一土层条件下自重应力的计算 设所切取的土柱体总重为P ，根据竖向力之和为零有： 则有： cz σ——土中某点的竖向自重应力，kPa ；γ——土的容重， kN/m 3 Z ——考查点至天然地面的距离，m 该点处的水平向自重应力，根据广义虎克定律： =? -? -= E E E cz cy x x σμσμσε且 y x σσ=则有： cz cz cx K σσμ μ σ?=?-= 01其中：Ko 为土的侧向压力系数；μ为泊松比。 也就是说，竖向应力乘以水平向应力系数Ko 即为水平向应力，土体一定，水平向应力系数为常数，竖向应力已知 时，水平应力即确定。在今后的应用中，水平向应力应用的数量较少，一般情况下，有了竖向应力之后，不作特殊说明；经常用到的是竖向自重应力，为简单起见，一律简写成c σ，即z c σσ=。 2.成层土条件下自重应力 设各层土的土层厚度分别为h 1、h 2、h 3,容重分别为γ1、γ2、γ3，如图。分层不影响对称性，仍用前述的方法截取土柱体，分段求合力，得P=P 1+P 2+P 3 即：332211h F h F h F P ??+??+??=γγγ由此得：3 32211h h h c ?+?+?=γγγσ简写成：i n i i c h ?= ∑=1 γ σ 3.当土层中有地下水时自重应力 自重应力是指有效应力,即土体通过土粒间接触点传递的接触压力。浸水后，土颗颗粒受到水浮力，土颗粒间的接触压力减少，1m 3土体扣除土颗粒所受浮力后剩余重量即为有效容重，所以，浸水后单位体积土体的有效自重计算时应 采用有效重。据此有： 当有不透水层时，由于水对不透水层层面有静水压力，且通过不透水层层面向下传递该水压力，因而，此时的自重 应力还应加上水压力，即： e Z F P ??=γZ F P cz ?==γσ∑=?=???+?'+?'+?=n i i i c h h h h 13322 11γγγγσ? ??+?+?+?'+?=332211h h h h c γγγγσωω∑=?=n i i i h 1 γ

第三章_土中应力和地基应力分布例题习题 (1)

3-1 取一均匀土样，置于x 、y 、z 直角坐标中，在外力作用下测得应力为： ＝ 10kPa ，＝ 10kPa ，＝ 40kPa ，＝ 12kPa 。试求算：① 最大主应力，最小主应力，以及最大剪应力τmax ？② 求最大主应力作用面 与x 轴的夹角θ? ③ 根据和绘出相应的摩尔应力圆，并在圆上标出大小主应力及最大剪应力作用面的相对位置？ 3-1 分析：因为，所以为主应力。 解：由公式（ 3-3 ），在xoy 平面内，有： 比较知，，于是： 应力圆的半径： 圆心坐标为： 由此可以画出应力圆并表示出各面之间的夹角。易知大主应力面与x 轴的夹角为90 ° 。 注意，因为x 轴不是主应力轴，故除大主应力面的方位可直接判断外，其余各面的方位须经计算确定。有同学还按材料力学的正负号规定进行计算。 3-2 抽取一饱和黏土样，置于密封压力室中，不排水施加围压 30kPa （相当于球形压力），并测得孔隙压为 30 kPa ，另在土样的垂直中心轴线上施加轴压Δ ＝ 70 kPa （相当于土样受到D —D 压力），同时测得孔隙压为 60 kPa ，求算孔隙压力系数 A 和 B ？ 3-3 砂样置于一容器中的铜丝网上，砂样厚 25cm ，由容器底导出一水压管，使 管中水面高出容器溢水面。若砂样孔隙比e ＝ 0.7 ，颗粒重度＝ 26.5 kN/m 3 ，如图 3 － 42 所示。求：

（ 1 ）当h ＝ 10cm 时，砂样中切面a －a 上的有效应力？ （ 2 ）若作用在铜丝网上的有效压力为 0.5kPa ，则水头差h 值应为多少？ 图 3 － 42 习题 3 － 3 图 3-3 解：（ 1 ）当时，， （ 2 ） 3-4 根据图 4 － 43 所示的地质剖面图，请绘A —A 截面以上土层的有效自重压力分布曲线。

《土力学》第四章练习地的题目及详解

《土力学》第四章练习题及答案 第4章土中应力 一、填空题 1.由土筑成的梯形断面路堤，因自重引起的基底压力分布图形是形，桥梁墩台等刚性基础在中心荷载作用下，基底的沉降是的。 2.地基中附加应力分布随深度增加呈减小，同一深度处，在基底点下，附加应力最大。 3.单向偏心荷载作用下的矩形基础，当偏心距e > l/6时，基底与地基局部，产生应力。 4.超量开采地下水会造成下降，其直接后果是导致地面。 5.在地基中同一深度处，水平向自重应力数值于竖向自重应力，随着深度增大，水平向自重应力数值。 6.在地基中，矩形荷载所引起的附加应力，其影响深度比相同宽度的条形基础，比相同宽度的方形基础。 7.上层坚硬、下层软弱的双层地基，在荷载作用下，将发生应力现象，反之，将发生应力现象。 二、名词解释 1.基底附加应力 2.自重应力 3.基底压力 4.地基主要受力层 三、简答题 1. 地基附加应力分布规律有哪些？ 四、单项选择题 1.成层土中竖向自重应力沿深度的增大而发生的变化为： （A）折线减小 （B）折线增大 （C）斜线减小 （D）斜线增大 您的选项（） 2.宽度均为b，基底附加应力均为p0的基础，同一深度处，附加应力数值最大的是： （A）方形基础 （B）矩形基础 （C）条形基础 （D）圆形基础（b为直径） 您的选项（） 3.可按平面问题求解地基中附加应力的基础是： （A）柱下独立基础 （B）墙下条形基础 （C）片筏基础 （D）箱形基础 您的选项（） 4.基底附加应力p0作用下，地基中附加应力随深度Z增大而减小，Z的起算点为：

（A）基础底面 （B）天然地面 （C）室内设计地面 （D）室外设计地面 您的选项（） 5.土中自重应力起算点位置为： （A）基础底面 （B）天然地面 （C）室内设计地面 （D）室外设计地面 您的选项（） 6.地下水位下降，土中有效自重应力发生的变化是： （A）原水位以上不变，原水位以下增大 （B）原水位以上不变，原水位以下减小 （C）变动后水位以上不变，变动后水位以下减小 （D）变动后水位以上不变，变动后水位以下增大 您的选项（） 7.深度相同时，随着离基础中心点距离的增大，地基中竖向附加应力： （A）斜线增大 （B）斜线减小 （C）曲线增大 （D）曲线减小 您的选项（） 8.单向偏心的矩形基础，当偏心距e < l/6（l为偏心一侧基底边长）时，基底压应力分布图简化为： （A）矩形 （B）梯形 （C）三角形 （D）抛物线形 您的选项（） 9.宽度为3m的条形基础，作用在基础底面的竖向荷载N＝1000kN/m ，偏心距e＝0.7m，基底最大压应力为： （A）800 kPa （B）417 kPa （C）833 kPa （D）400 kPa 您的选项（） 10.埋深为d的浅基础，基底压应力p与基底附加应力p0大小存在的关系为： （A）p < p0 （B）p = p0 （C）p = 2p0 （D）p > p0 您的选项（） 11.矩形面积上作用三角形分布荷载时，地基中竖向附加应力系数K t是l/b、z/b的函数，b

第三章 土中应力

课程辅导 >>> 第三章、土中应力和地基应力分布 第三章 土中应力和地基应力分布 一、内容简介 土中应力是指自重、建筑物和构筑物荷载以及其他因素（如土中水的渗流、地震等）在土体中产生的应力。土中应力过大时，会使土体发生破坏乃至发生滑动，失去稳定。此外，附加应力会引起土体变形，使建筑物发生沉降、倾斜以及水平位移。 土是三相体，具有明显的非线性特征。为简便起见，将地基土视作连续的、均匀的、各向同性的弹性半无限体，采用弹性理论公式计算土的应力。这种假定同土体的实际情况有差别，不过其计算结果尚能满足实际工程的要求。 二、基本内容和要求 1 ．基本内容 （ 1 ）土中一点的应力状态； （ 2 ）弹性力学平衡方程及边界条件； （ 3 ）均匀满布荷载及自重应力作用下的应力计算； （ 4 ）垂直集中荷载、线状荷载、带状荷载、局部面积荷载作用下的应力计算； （５）基底接触压力； （６）刚性基础基底压力的简化计算方法。 2 ．基本要求 ★ 概念及基本原理 【掌握】自重应力及附加应力； Winkler 假定；截面核心。 【理解】基底压力的分布规律。 ★ 计算理论及计算方法 【掌握】均匀满布荷载及自重作用下地基应力的计算；刚性基础基底压力简化算法的基本假定及计算；垂直集中、垂直线状荷载及带状荷载作用下地基应力的简化计算法；角点法；截面核心的计算。

三、重点内容介绍 1 ．土中一点的应力状态 土中一点的应力可用 6 个独立分量即、、、、、来表示。其中，总可以找到三个相互正交的面，其上的 6 个剪应力分量均为 0 ，相应的法向应力称为主应力，并有 。 对平面问题，设坐标系为x - z ，则有 （ 3-1 ）最大主应力的作用方向与竖直线间的夹角θ由下式确定 （ 3-2 ）2 ．弹性力学平衡方程 设土体的重度为，则相应的平衡方程为 在 x 轴方向（ 3 -3a ） 在 y 轴方向（ 3-3b ） 在 z 轴方向（ 3 -3c ）3 ．饱和土的有效应力原理 外荷载在饱和土体内某点所产生的正应力由水和颗粒承担：其中，由水承担的应力称为孔隙水压力， 颗粒之间的作用力所对应的应力称为有效应力，并有

土力学试卷及答案总结

土力学试卷及答案总结 Document number：NOCG-YUNOO-BUYTT-UU986-1986UT

土力学试卷及参考答案 一、填空题（每空1分，共10分） 1． 在工程中常用_____标准贯入试验________试验来判别天然砂层的密实度。 2． 在土层中，通过土粒传递的粒间应力称为________有效应力____。 3． 土在侧限条件下的压缩性可以用____孔隙比______和_____应力关系曲线（或e-p 曲线）____的关系曲线来表 示。 4． 地基的总沉降为____瞬时____沉降、固结沉降和_____次固结_____沉降三者之和。 5． 地基沉降计算深度下限，一般可取地基附加应力等于自重应力的 σc 。 6． 土中的液态水可分为自由水和__结合水________两大类。 7． 砂土和粘性土的工程分类分别按 颗粒的粒径大小 和 塑性指数 进行。 二、选择题（每小题1分，共10分） 1．建筑物基础作用于地基表面的压力，称为（ A ） A 、基底压力 B 、基底附加压力 C 、基底净压力 D 、附加压力 2．在土的三相比例指标中，直接通过试验测定的是（B ） A 、s G ，w ，e B 、s G ，w ，ρ C 、s G ，ρ ，e D 、γ，w ，e 3．地下水位长时间下降，会使（ A ） A 、地基中原水位以下的自重应力增加 B 、地基中原水位以上的自重应力增加 C 、地基土的抗剪强度减小 D 、土中孔隙水压力增大 4．室内压缩试验的排水条件为（ B ） A 、单面排水 B 、双面排水 C 、不排水 D 、先固结，后不排水 5．设条形基础的宽度B ，沉降量S ，若基底单位面积平均附加压力相同，则（ A ） A 、B 大S 大 B 、B 大S 小 C 、B 对S 无影响 D 、无法确定 6．土中一点发生剪切破坏时，破裂面与小主应力作用方向的夹角为（ B ）

第三章 土中应力计算习题与答案

第三章-土中应力计算习题与答案． 第三章土中应力计算一、填空题由土筑成的梯形断面路堤，因自重引起的基底1.

形，桥梁墩台等梯压力分布图形是刚性基础在中心荷载作用下，基底的沉降是 的。相同曲线地基中附加应力分布随深度增加呈2 点下中减小，同一深度处，在基 附加应力最大。 3.单向偏心荷载作用下的矩形基础，e >当偏心，产生 l/6时，基底与地基局脱 。重分

在地基中，矩形荷载所引起的附加应力，其影4.比相，浅响深度比相同宽度的条形基 础 深。同宽度的方形基础上层坚硬、下层软弱的双层地基，在荷载作用5.现象，反之，将发扩散下，将发生应力现象。生应力集中附和 6.土中应力 按成因可分为自重应力 加应力。 7.计算土的自重应力时，地下水位以下的重度应取有效重度（浮重度）。导致地下水位大幅度下降，长期抽取地下水位，8. 增从而使原水位以下土的有效自重应力 的严重后地基沉降，而造成 加果。

9 饱和土体所受到的总应力为有效应力 隙水压力之和。 二、名词解释 1.基底附加应力：基底压应力与基底标高处原土层自重应力之差。 2.自重应力：由土层自身重力引起的土中应力。 3.基底压力：建筑物荷载通过基础传给地基，在基础底面与地基之间的接触应力。

三、选择题 1.成层土中竖向自重应力沿深度的增大而 发生的变化为：（ B ） （A）折线减小（B）折线增大（C）斜线减小（D）斜线增大 2.宽度均为b，基底附加应力均为P的基础，同0一深度处，附加应力数值最大的是：（ C ）（A）方形基础（B）矩形基础（C）为直径）b）圆形基础（D（条形基础． 3.可按平面问题求解地基中附加应力的基 础是：（ B ） （A）柱下独立基础（B）墙下条形基 础

《土力学》教程 3 土应力分布及计算

土力学教程 （同济大学土木工程学院编制） 目录 土的应力分布及计算 学习指导 土的自重应力 基础底面压力 集中力作用下土中应力 计算 分布荷载作用时的土中 应力计算 本章小结 学习指导 学习目标 掌握土中自重应力计算、基底压力计算以及各种荷载条件下的土中附加应力计算方法。 学习基本要求 1.掌握土中自重应力计算 2.掌握基底压力和基底附加压力分布与计算 3.掌握圆形面积均布荷载、矩形面积均布荷载、矩形面积三角形分布荷载以及条形荷载等条件下的土中竖向附加应力计算方法 4.了解地基中其他应力分量的计算公式 主要基础知识 材料应力应变基本概念 参阅：孙训方等编著，《材料力学》，高等教育出版社，1987。 弹性力学基础知识 参阅：(1)徐芝伦著，《弹性力学》，高等教育出版社，1990。 (2)吴家龙编著，《弹性力学》，同济大学出版社，1993。

一、土的自重应力 由土体重力引起的应力称为自重应力。自重应力一般是自土体形成之日起就产生于土中。 1．均质地基土的自重应力 土体在自身重力作用下任一竖直切面均是对称面，切面上都不存在切应力。因此，在深度z处平面上，土体因自身重力产生的竖向应力σc z（称竖向自重应力）等于单位面积上土柱体的重力W，如图3-1所示。在深度z处土的自重应力为： (3-1) 式中γ 为土的重度，κN/μ3 ；F为土柱体的截面积，m2。 从公式（3-1）可知，自重应力随深度z线性增加，呈三角形分布图形。 图3-1 均质土的自重应力 2.成层地基土的自重应力 地基土通常为成层土。当地基为成层土体时，设各土层的厚度为h i，重度为γi，则在深度z处土的自重应力计算 公式为: (3-2) 式中n为从天然地面到深度z处的土层数。 有关土中自重应力计算及其分布图绘制的具体方法可参见 例题3-1某土层及其物理性质指标如图3-2所示，地下水位在地表下1.0 m，计算土中自重应力并绘出分布图。

第二章 地基中的应力计算

第二章地基中的应力计算 土像其他任何材料一样。受力后也要产生应力和变形。在地基上建造建筑物将使地基中原有的应力状态发生变化，引起地基变形。如果应力变化引起的变形量在允许范围以内，则不致对建筑物的使用和安全造成危害；当外荷载在土中引起的应力过大时，则不仅会使建筑物发生不能容许的过大沉降，甚至可能使土体发生整体破坏而失去稳定。因此，研究土中应力计算和分布规律是研究地基变形和稳定问题的依据。 土体中的应力按其产生的原因主要有两种：由土体本身重量引起的自重应力和由外荷载引起的附加应力。 第一节土体自重应力的计算 自重应力:未修建建筑物前,由土体本身自重引起的应力称土体自重应力. 说明：从结构分析：土为单粒、蜂窝、絮状结构，土为三相体；从构造分析：层状、节理、裂隙、软硬不均、断裂、层理等具有一定的构造，因此土是非均匀、非连续、各向异性体，很难用解析法或公式法进行计算，大型工程一般用计算机或实验分析。但为计算方便，常将其假定为弹性体、均匀、连续各项同性半无限体。这和实际情况会有的区别，但研究表明，当地基上均匀施加荷载，且在正常允许范围内时，其应力—应变如图示，且研究的是基础作用下的宏观应变而不是土粒之间微观应变，假设应力—应变为直线能够满足设计要求。当然对高层作用或构造非常明显的地基应根据情况分析。 半无限体如图： σ y x ε z 土应力应变半无限体 自重应力是指土体本身的有效重量产生的应力，在建筑物建造之前就存在于土中，使土体压密并且有一定的强度和刚度。研究地基自重应力的目的是为了确定土体的初始应力状态。 一、竖向自重应力 假定地表面是无限延伸的水平面，在深度Z处水平面上各点的自重应力相等且均匀地无限分布，任何竖直面和水平面上均无剪应力存在，故地基中任意深度Z处的竖向自重应力就等于单位面积上的土柱重量。 如图2-1（a）所示。若Z深度内的土层为均质土，天然重度γ不发生变化，则土柱的自身重力为W=γZA，而W必与Z深度处的竖向自重应力σCZ的合力σCZ A相平衡，故有：

土力学第三章土体中的应力计算

第五章土体中的应力计算 第一节概述 大多数建筑物是造建在土层上的，我们把支承建筑物的这种土层称为地基。由天然土层直接支承建筑物的称天然地基，软弱土层经加固后支承建筑物的称人工地基，而与地基相接触的建筑物底部称为基础。 地基受荷以后将产生应力和变形，给建筑物带来两个工程问题，即土体稳定问题和变形问题。如果地基内部所产生的应力在土的强度所允许的范围内，那么土体是稳定的，反之，土体就要发生破坏，并能引起整个地基产生滑动而失去稳定，从而导致建筑物倾倒。地基中的应力，按照其因可以分为自重应力和附加应力两种： 自重应力：由土体本身有效重量产生的应力称为自重应力。一般而言，土体在自重作用下，在漫长的地质历史上已压缩稳定，不再引起土的变形（新沉积土或近期人工充填土除外）。 附加应力：由于外荷（静的或动的）在地基内部引起的应力称为附加应力，它是使地基失去稳定和产生变形的主要原因。 附加应力的大小，除了与计算点的位置有关外，还决定于基底压力的大小和分布状况。 一、应力～应变关系的假定 真实土的应力～应变关系是非常复杂的，目前在计算地基中的附加应力时，常把土当成线弹性体，即假定其应力与应变呈线性关系，服从广义虎克定律，从而可直接应用弹性理论得出应力的解析解。 1、关于连续介质问题 弹性理论要求：受力体是连续介质。而土是由三相物质组成的碎散颗粒集合体，不是连续介质。 为此假设土体是连续体，从平均应力的概念出发，用一般材料力学的方法来定义土中的应力。 2、关于线弹性体问题 理想弹性体的应力与应变成正比直线关系，且应力卸除后变形可以完全恢复。 土体则是弹塑性物质，它的应力应变关系是呈非线性的和弹塑性的，且应力卸除后，应变也不能完全恢复。为此进行假设土的应变关系为直线，以便直接用弹性理论求土中的应力分布，但对沉降有特殊要求的建筑物，这种假设误差过大。 3、关于均质、等向问题 理想弹性体应是均质的各向同性体。 而天然地基往往是由成层土组成，为非均质各向异性体。 为此进行假设，天然地基作为均质的各向同性体。 二、地基中的几种应力状态 计算地基应力时，一般将地基当作半无限空间弹性体来考虑；即把地基看作是一个具有水平界面、深度和广度都无限大的空间弹性体。（见教材P66图3－2）常见的地基中的应力状态有如下三种：

土中应力计算__

第2章土中应力计算 一、知识点： 概述土中自重应力基底压力(接触应力) 2.3.1 基底压力的简化计算基底附加压力 地基附加应力 2.4.1 竖向集中力下的地基附加应力 2.4.2 矩形基础下的地基附加应力 2.4.3 线荷载和条形荷载下的地基附加应力非均质和各向异性地基中的附加应力 地基沉降的弹性力学公式 二、考试内容： 重点掌握内容 1．自重应力在地基土中的分布规律，均匀土、分层土和有地下水位时土中自重应力的计算方法。2．基底接触压力的概念，基底附加压力的概念及计算方法。 3．基底附加压力的概念，基底附加压力在地基土中的分布规律。应用角点法计算地基土中任意一点的竖向附加应力。 三、本章内容： § 概述 建筑物的建造使地基土中原有的应力状态发生变化，从而引起地基变形，出现基础沉降。由于建筑物荷载差异和地基不均匀等原因，基础各部分的沉降或多或少总是不均匀的，使得上部结构之中相应地产生额外的应力和变形。基础不均匀沉降超过了一定的限度，将导致建筑物的开裂、歪斜甚至破坏，例如砖墙出现裂缝、吊车轮子出现卡轨或滑轨、高耸构筑物倾斜、机器转轴偏斜以及与建筑物连接管道断裂等等。因此，研究地基变形，对于保证建筑物的正常使用、经济和牢固，都具有很大的意义。 地基的沉降，必须要从土的应力与应变的基本关系出发来研究。对于地基土的应力一般要考虑基底附加应力、地基自重应力和地基附加应力。地基的变形是由地基的附加应力导致，变形都有一个由开始到稳定的过程。我们把地基稳定后的累计变形量称为最终沉降量。地基应力一般包括由土自重引起的自重应力和由建筑物引起的附加应力，这两种应力的产生条件不相同，计算方法也有很大差别。此外，以常规方法计算由建筑物引起的地基附加应力时，事先确定基础底面的压力分布是不可缺少的条件。 从地基和基础相互作用的假设出发，来分析地基上梁或板的内力和变形，以便设计这类结构复杂的连续基础时，也要以本章的有关内容为前提。 地基土的变形都有一个由开始到稳定的过程，各种土随着荷载大小等条件的不同，其所需时间的差别很大，关于地基变形随时间而增长的过程是土力学中固结理论的研究内容。它是本章的一个重要组成部分。在工程实践中，往往需要确定施工期间和完工后某一时间的基础沉降量，以便控制施工速度，确定建筑物的使用措施，并要考虑建筑物有关部分之间的预留净空和连接方式，还必须考虑地基沉降与时间的关系。 § 土中自重应力 土是由土粒、水和气所组成的非连续介质。若把土体简化为连续体，而应用连续体力学(例如弹性力学)来研究土中应力的分布时，应注意到，土中任意截面上都包括有骨架和孔隙的面积在内，所

土力学常见简答题集锦

土力学常见简答题集锦 ⒈简述砂土直剪试验的原理和试验步骤 答：试验原理： (2分) ①一定法向应用力下，随位移增大，剪应力增大，得τmax ； ②不同法向应力得：τmax １，τmax ２，τmax ３ ③不同法向应力对应剪破坏，三点可连线，在纵标的截距为c ，与水平方向夹角为φ。 试验步骤： （３分） ① 对准上下盒，插入固定销； ②称103克砂，进行装砂样； ③加法向应力； ④拔出销钉，施加剪应力，； ⑤根据百分表不动或回退时，记录最大位移量，并换算剪应力； ⑥重复①～⑤，做出不同法向应力下的剪应力，从而得到抗剪强度指标。 ⒉ 什么是附加应力？绘图说明地基中附加应力在水平方向和垂直方向的分布规律。 答：附加应力指除土自重力外，由外荷载引起在土中分布应力（增量）。 ２分 规律：基础中点下方，随深度而渐减小 在同一深度范围内，从中心向两侧减小。 ３分 ⒊ 确定地基承载力有哪几种方法？ 答：①极限理论公式计算法，再用极限承载力除以大于１的安全系统得允许承载力；１分 ②原位测试法：标准贯入试验法，静力触探法等； １分 ③工程地质类比法； １分 ④规范法。 １分 ⑤用临塑荷载公式，临界荷载公式（或控制塑性区的深度） 4. 通过击实实验可以确定土体的最优含水量和最大干密度，请简述实验过程，并谈谈它在工程建设中的实际意义。 答：①以塑限为中心，相差2%含水量制备５个试样； τmax C φ

②安装好击实仪，轻型击实仪分三层击实，轻型每层25击； ③第一层松土厚度约击实筒容积的2/3,击实后约为击实筒的1/3,击完后刨毛；第二层松土与击实筒平，第三层松土与与护筒平，每层层面间均应刨毛，最后一层最高可高于击实筒6mm 。 ④卸下护筒，修平击实筒土面，称筒与土总质量，准确至１g ，并计算湿密度； ⑤推出土样，取两个代表性试样测定含水率。并计算干密度； ⑥重复②～⑤，完成其余4个样的击实。 ⑦根据以下数据，绘制如下图的曲线，得到最大干密度和最优含水率。 击实试验 1.80 1.85 1.90 1.95 2.00 2.05 61116ω(%)ρd (g /c m 3) ……………步骤＋图４分） 实际意义：当土处于最优含水量压实时，土体易于压实，压实效果最好。工程上常用Ｄc ＝ρd /ρdmax 来评定路基土的压实度。 ……………（工程实践1分） 5.什么是附加应力？在带状均布荷载下作用下地基中附加应力分布有何规律？ 答：附加应力：在外荷载作用下，地基中所引起的应力（增加部分）称为附加应力；…..（2分） 分布规律如下图所示：①中心点下，从上到下非线性减小； ②水平上，中间大，向两边非线性减小； ……..（3分） ③远离均布荷载时，从上到下，附加应力从０增加到一定值后又减小。（此条可以不答） 或用下图说明： 6. 简述分层总和法确定地基最终沉降量的计算步骤？（5分） 答：分层总和法步骤： ①地基分层，分层原则每层不大于0.4b ； ②计算各薄层界面上自重应力q zi ； ③计算基底净压力p0； …………..（2分） ④计算基础中心垂线上各薄层分界面上的附加应力σzi ； ⑤确定计算深度q zi ≥5σzi ； ⑥计算各薄层的平均附加应力； ⑦计算各薄层的沉降量si ； ⑧计算压缩层的计算量总

土中基底应力与附加应力计算[详细]

土中应力计算 1 土中自重应力 地基中的 应力分: 自重应力——地基中的 自重应力是指由土体本身的 有效重力产生的 应力. 附加应力——由建筑物荷载在地基土体中产生的 应力,在附加应力的 作用下,地基土将产生压缩变形,引起基础沉降. 计算土中应力时所用的 假定条件: 假定地基土为连续、匀质、各向同性的 半无限弹性体、按弹性理论计算. 地基中除有作用于水平面上的 竖向自重应力外,在竖直面上还作用有水平向的 侧向自重应力.由于沿任一水平面上均匀地无限分布,所以地基土在自重作用下只能产生竖向变形,而不能有侧向变形和剪切变形. 3.1.1均质土的 自重应力 a 、假定:在计算土中自重应力时,假设天然地面是一个无限大的 水平面,因而在任意竖直面和水平面上均无剪应力存在.可取作用于该水平面上任一单位面积的 土柱体自重计算. b 、均质土层Z 深度处单位面积上的 自重应力为: 应力图形为直线形. z cz γσ= σcz 随深度成正比例增加;沿水平面则为均匀分布. 必须指出,只有通过土粒接 触点传递的 粒间应力,才能使土

粒彼此挤紧,从而引起土体的 变形,而且粒间应力又是影响土体强度的 —个重要因素,所以粒间应力又称为有效应力.因此,土中自重应力可定义为土自身有效重力在土体中引起的 应力.土中竖向和侧向的 自重应力一般均指有效自重应力.并用符号σcz 表示 . 3.1.2成层土的 自重应力 地基土往往是成层的 ,成层土自重应力的 计算公式:∑== n i i i cz z 1 γ σ 结论:土的 自重应力随深度Z ↑而↑.其应力图形为折线形. 自然界中的 天然土层,一般形成至今已有很长的 地质年代,它在自重作用下的 变形早巳稳定.但对于近期沉积或堆积的 土层,应考虑它在自重应力作用下的 变形.此外,地下水位的 升降会引起土中自重应力的 变化(图2—4). 3.1.3 1、地下水对自重应力的 影响 地下水位以下的 土,受到水的 浮力作用,使土的 重度减轻.计算时采用水下土的 重度(w sat γγγ-=') 2、不透水层的 影响

第二章土体应力计算

第二章 土体应力计算 2-1如图所示为某地基剖面图，各土层的重度及地下水位如图，试求土的自重应力并绘出应力分布图。 习题2-1附图 2-2如图所示为一矩形基础，埋深1m，上部结构传至设计地面标高处的荷载为P=2106 kN，荷载为单偏心，偏心距e=0.3m。试求基底中心点O，边点A和B下4m深处的竖向附加应力。 习题 2-2附图 2-3甲乙两个基础，它们的尺寸和相对位置，及每个基础下的基底净压力均示于下图中，试求甲基础O点下2m深处的竖向附加应力。 200kPa200kPa 100kPa 习题2-3附图

2-4 某挡土墙建于图示地基上，埋深2m ，尺寸如图所示。墙受上部竖向荷载和墙身自重为F v =1000 kN/m ，其作用位置距墙前趾A 点为3.83m ；墙背受有总水平推力F h =350 kN/m ，其作用点距墙底为3.5m 。（不计墙后填土影响）试求： （1）M ，N 点的竖向自重应力； （2）M ，N 点处的竖向附加应力。 习题 2-4附图 2-5 某矩形基础长度分别3m 和2m ，基础剖面和地基条件如图所示。试求基础中点O 及其以下点M 和N 的自重应力、竖向附加应力以及静孔隙水应力。 习题 2-5附图 2-6 粉质粘土层下部有承压水，测压管水位高出地下水位1.5m ，形成向上的稳定渗流，现在地表突 然加无限均布荷载p=40kPa ，试按图所示数据计算施加p 后瞬间（t=0），A 点的垂直有效应力' z σ。 习题 2-6附图

2-7 试绘出下图所示两种情况下土中总应力、有效应力及孔隙水压力分布图。 习题 2-7附图 2-8 绘出下图所示自重应力分布图及作用在基岩层面处的水土总压力。 3 习题 2-8附图 2-9 从钻孔中获得下列资料：0～-3m ，细砂，饱和密度ρsat =1.92 t/m 3；-3～-7m ，粘土，饱和密度ρsat =2 t/m 3，7.0m 以下为中砂。试计算和绘制自重应力随深度的变化图。 （地下水位在地面±0.00处） 2-10 已知某均布受荷面积如图所示，求深度10m 处A 点与O 点的竖向附加应力比值。 (用符号表示 ) 习题 2-10附图

《土力学》第四章习题集及详细解答

《土力学》第四章习题集及详细解答 第4章土中应力 一填空题 1.土中应力按成因可分为和。 2.土中应力按土骨架和土中孔隙的分担作用可分为和。 3.地下水位下降则原水位出处的有效自重应力。 4.计算土的自重应力应从算起。 5.计算土的自重应力时，地下水位以下的重度应取。 二选择题 1．建筑物基础作用于地基表面的压力，称为（ A ）。 (A)基底压力；(B)基底附加压力；(C)基底净反力；(D)附加应力 2．在隔水层中计算土的自重应力c时，存在如下关系（ B ）。 (A) =静水压力 (B) =总应力，且静水压力为零 (C) =总应力，但静水压力大于零 (D)=总应力—静水压力，且静水压力大于零 3．当各土层中仅存在潜水而不存在毛细水和承压水时，在潜水位以下的土中自重应力为（ C ）。 (A)静水压力 (B)总应力 (C)有效应力，但不等于总应力 (D)有效应力，但等于总应力 4．地下水位长时间下降，会使（ A ）。 (A)地基中原水位以下的自重应力增加 (B)地基中原水位以上的自重应力增加 (C)地基土的抗剪强度减小 (D)土中孔隙水压力增大 5．通过土粒承受和传递的应力称为（ A ）。 (A)有效应力；(B)总应力；(C)附加应力；(D)孔隙水压力 6．某场地表层为4m厚的粉质黏土，天然重度=18kN/m3，其下为饱和重度sat=19 kN/m3的很厚的黏土层，地下水位在地表下4m处，经计算地表以下2m处土的竖向自重应力为（ B ）。 (A)72kPa ； (B)36kPa ；(C)16kPa ；(D)38kPa 7．同上题，地表以下5m处土的竖向自重应力为（ A ）。 (A)91kPa ； (B)81kPa ；(C)72kPa ；(D)41kPa 8．某柱作用于基础顶面的荷载为800kN，从室外地面算起的基础深度为1.5m，室内地面比室外地面高0.3m，基础底面积为4m2，地基土的重度为17kN/m3，则基底压力为（ C ）。 (A)229.7kPa ； (B)230 kPa ； (C)233 kPa ；(D)236 kPa 9．由建筑物的荷载在地基内产生的应力称为（ B ）。

土中应力的计算

第2章土中应力分布及计算 一、思考题 1、自重应力，附加应力的大小与地基土的性质是否相关？ 2、自重应力与附加应力在地基中的分布各有何特点？ 3、基底压力分布的主要影响因素有哪些？ 4、在基底总压力不变的前提下，增大基础埋深对土中应力分布有什么影响？ 5、宽度相同的矩形和条形基础，其基底压力相同，在同一深度处，哪一个基础下产生的附加应力大？ 6、地下水位升降，对土中应力分布有何影响？ 7、自重应力，附加应力计算时的起算点是否相同？ 二、选择题 1、有两个不同的基础，其基础总压力相同，问在同一深度处，哪一个基础产生的附加应力大？（） A、宽度小的基础产生的附加应力大 B、宽度小的基础产生的附加应力小 C、宽度大的基础产生的附加应力小 D、两个基础产生的附加应力相等 2、某场地自上而下的土层分布为：第一层粉土，厚3m，重度γ=18kN/m3；第二层粘土，厚5m，重度γ=18.4kN/m3，饱和重度γsat =19kN/m3，地下水位距地表5m，试求地表下6m处土的竖向自重应力（） A、99.8kPa B、109.8kPa C、111kPa D、109.2kPa 3、成层地基土中的自重应力（） A、均匀分布 B、直线分布 C、曲线分布 D、折线分布 4、有一基础埋置深度d＝1.5m，建筑物荷载及基础和台阶土重传至基底总压力为100KN/m2，若基底以上土的重度为18 KN/m2，基底以下土的重度为17 KN/m2，地下水位在地表处，则基底竖向附加压力为多少（） A、85 KN/m2 B、73 KN/m2 C、88 KN/m2 5、一矩形基础，短边b＝3m，长边l＝4m，在长边方向作用一偏心荷载F＋G=1200KN，偏心距为多少时，基底不会出现拉应力（） A、0.5m B、0.57m C、0.67m 6、由建筑物荷载或其它外载在地基内产生的应力称为（） A、自重应力 B、附加应力 C、基底压力 D、基底附加压力 7、土的自重应力计算中假定的应力状态为（） A、σ z ≠0、σ x ≠0、τ xz ≠0 B、σ z ≠0、σ x ≠0、τ xz =0 C、σ z ≠0、σ x =0、τ xz =0 8、当上部结构荷载的合力不变时，荷载偏心距越大，则基底压力平均值（） A、越大 B、越小 C、不变

土力学名词解释重点

第一章 名词解释： 1.塑性指数：去掉%的液限塑限的差值定义。 2.液性指数：土天然状态含水量和界限含水量之间相对应的关系的指标。 3.土的灵敏度：原状土和重塑土试样的无侧限抗压强度之比。 简答题： 1.粘性土的软硬状态与含水量有关，为何不用含水量直接判断粘性土的软硬状态？ 答：土的比表面积和矿物成分不同，吸附结合水的能力不同，当含水量相同，比表面积不同时：对于粘性高的土，水的形态可能是结合水，对于粘性低的土，则有可能有相当部分的自由水了。 第二章 名词解释： 1.渗透变形：土体在地下水渗透力（动水压力）的作用下，部分颗 粒或整体发生移动，引起岩土体的变形和破坏的作用和现象。 2.水力坡降：单位渗流长度上的水头损失。 3.渗流力：渗透水流施于单位土体内土粒上的拖曳力。 4.临界水力梯度：濒临渗透破坏时的水力坡降 5.流土：在渗流作用下，在粘土或者无粘性土中某一范围的颗粒同 时发生移动的现象。 6.管涌：在渗流作用下，无粘性土中细小颗粒通过粗大颗粒形成的

孔隙通道中发生移动并被带出的现象。 问答题： 1.讨论室内渗透试验的优缺点。 答：优点：费用低，简单易做，可研究渗透系数与孔隙比等参数关系缺点：未考虑土体的结构构造，结果不准确，难以获得代表性土样。 2.流土和管涌的区别。 答：流土粘性土核无黏性都可以发生，且是在渗流出逸处；管涌发生在无粘性土，可发生在内部和出逸处。 第三章 名词解释： 1.自重应力：土的有效重量在土中产生的应力 2.基底压力：建筑物荷载通过基础传给地基的压力 3.有效应力：饱和土中总应力与孔隙水压力的差值 4.基地附加应力：由建筑物建造后的基底压力中扣除基底标高处原 有的土中自重应力 简答题： 1.地下水位上升或下降与土中有效应力有何关系？ 答：地面以上水深变化时，有效应力不会发生变化，地面以下水深发生变化，才会引起有效应力的变化 2.在其它条件相同时，条形荷载与矩形荷载所产生的附加应力有何 不同？见书86页