中南大學高等土力學課件基本概念回顧.ppt

高等土力學, 基本概念回顧,土：是地殼表層的巖石風化后產(chǎn)生的碎屑堆積物。 土的特性：與其它建筑物相比，具有如下特性： 土是巖石風化后產(chǎn)生的碎屑堆積物，由土顆粒、水和氣體組成；透水性強；物理力學性質受水的影響很大，對擾動特別敏感；抗拉強度極低； 土的性質很不均勻，且與土的類型和應力歷史密切相關；,Advance Soil Mechnics,高等土力學,土具有復雜的應力應變關系（非線性，且不可逆），且不唯一，塑性顯著； 土的性質隨時間、應力和環(huán)境等諸多因素而變，具有地域性，因地而異； 土的變形特別是飽和粘土的變形要經(jīng)歷很長一段時間。, 基本概念回顧,Advance Soil Mechnics,高等土力學, Soil amongst most variable and difficult of all materials to understand and model: Complex stress-strain (non-linear, irreversible) Properties highly variable function of soil types and stress history Properties change with time, stress, environment, Every site has different soil conditions - new challenge Soil “hidden“ underground and data on small fraction of deposit, 基本概念回顧,Advance Soil Mechnics,高等土力學,地基：受建筑物荷載影響的那一部分地層（持力層+下臥層）。 基礎：直接與巖土接觸向其傳遞荷載的建筑物最下部分。 持力層和下臥層：直接支承基礎的地層稱為持力層；在其下方且仍受荷載影響的地層稱為下臥層。, 基本概念回顧,Advance Soil Mechnics,高等土力學,巖土工程：土木工程中涉及巖石、土的利用、處理和改良的科學技術。包括巖土力學、地基和基礎工程、路基工程、邊坡工程、支擋結構、地基處理（加固）、地下工程、工程地質勘察、垃圾填埋等。, 基本概念回顧,Advance Soil Mechnics,高等土力學,與上部結構工程相比，巖土工程的研究和計算分析有什么特點 與上部結構工程相比，巖土工程研究、計算與分析有下述幾大特點： 一般建筑材料可人為指定品種或型號，品種類型一旦確定，力學性質參數(shù)也就確定，差異性很?。煌羷t不同，以建筑物地基為例，擬建地點是什么土，不是人為選擇的，是天然產(chǎn)物，性質不是人來控制，只能通過一定的手段來了解，并且如何根據(jù)一定數(shù)量的測試結果，合理確定設計指標值，往往不太容易掌握。, 基本概念回顧,Advance Soil Mechnics,高等土力學,巖土工程的規(guī)模和尺寸比一般結構工程大得多，其實際范圍是空間半無限體，工程計算分析中采用的邊界是近似和模糊的。 巖土的各種參數(shù)是空間的函數(shù)，參數(shù)的變異性大，變異系數(shù)一般在0.10.35，有的可超超過0.4。并且土性之間或不同點的土性具有較強的相關性，包括互相關和自相關。 巖土是一種高度非線性材料，在不同的應力水平下具有很不相同的變形特性。巖土工程的極限狀態(tài)方程也經(jīng)常是高度非線性的。, 基本概念回顧,Advance Soil Mechnics,高等土力學,并且誘發(fā)極限狀態(tài)的 原因或作用多種多樣， 如右圖所示，為基礎 工程設計中的承載能 力極限狀態(tài)，對這些 不同原因和作用，會 有不同的極限狀態(tài)方程。, 基本概念回顧,Advance Soil Mechnics,高等土力學,巖土試樣性質與原狀土的性質往往存在較大差別，既使原位測試反映的也是巖土的“點”性質（如現(xiàn)場十字板強度試驗）或“線”性質（如靜力觸探）。而巖土工程的行為往往由它的整體空間平均性質控制，因此，在巖土工程研究、分析設計中，要注意“點”、“線”到“空間平均性”概率統(tǒng)計指標問題。, 基本概念回顧,Advance Soil Mechnics,高等土力學,由于上述巖土性質和巖土工程的不確定性加之推理的不確定性（如有目的的簡化），巖土工程的計算模型即極限狀態(tài)方程往往具有較大的不確定性或不精確性。并且除了上述中提到的在巖土工程中“對不同原因和作用，會有不同的極限狀態(tài)方程”外，對于同一個計算參數(shù)如地基土的極限承載力也還存在不同的計算表達式（即功能函數(shù)）。 巖土工程性質和功能，受施工工藝和施工質量和水平的影響很很大。, 基本概念回顧,Advance Soil Mechnics,高等土力學,巖土工程不確定性的顯著程度和變化幅度固有地存在于巖土工程設計和施工過程中，其來源歸納起來有四個主要類型： 荷載估計中不確定性。 與場地地質條件變異性有關的不確定性。 評價巖土材料特性的不確定性。 與模擬基礎結構和地基實際行為的計算分析模型有關的不確定性。, 基本概念回顧,Advance Soil Mechnics,高等土力學,土力學：研究土的物理、化學和力學性質及土體在荷載、水、溫度等外界因素