软土地基与深基础工程讲义讲稿7.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,软土地基与深基础工程,主要内容,软土工程性质,地基处理,基坑开挖,桩基础,地基与基础共同作用,软土工程性质,一、,软土一般工程特性,二、,土的本构关系,三、,地基应力与沉降,四、,地基固结与流变,五、,地基承载力,六、,土坡稳定与计算,讨论,解决岩土工程问题的程序,1.针对工程要求，现场调查，搞清岩土工程条件。,2.提出问题，抓主要的，并作一定简化。,3.确定数学模型及分析计算原理。,4.获取有关资料。,5.选择所用参数。,6.加上工程经验，作出判断、预测、评价及处理方案。,7.检验及修正认识。,二、土的本构关系,土的本构关系又称为本构模型，即描述土的应力应变关系的数学表达式。土的 关系很复杂，具有非线性、粘弹塑性，同时强度发挥程度、应力历史以及土的组成状态和结构等对其都有影响。目前，已建立的本构模型很多，重要的有以下几类：,1.弹性模型-Winkler、弹性半空间、分层地基,2.非线性弹性模型-D-C,3.弹塑性模型-剑桥,4.粘弹性模型,5.边界面模型,6.内蕴时间模型,（一）土体的变形特性,1.非线性和非弹性,2.塑性体积应变和剪胀性,3.塑性剪应变,4.硬化和软化,5.应力路径和应力历史对变形的影响,6.中主应力对变形的影响,7.高固结压力的影响,8.各向异性,（二）非线性弹性地基模型,具有代表性的邓肯张模型（Duncan-Chang model，1970）,（1）特点,如图a所示，实际上加荷路径不等于卸荷路径，为非弹性。现假定卸荷路径与加荷路径相同，即与路径无关，只考虑OA，认为AB与OA重合，即为非线性。,图a 非线性弹性地基模型,（2）D-C模型的假设和表达式,Duncan-Chang(1970)根据Kondner的建议，假设在常规三轴试验条件下的加载和卸载应力应变曲线均为双曲线，并利用摩尔库仑准则导出了非线性弹性地基模型的切线模量公式。,图b 双曲线应力应变关系,（3）地基中任一点切线模量 表达式,（3）,试验曲线 f 点为破坏点，则定义破坏比 为：,如图c所示。,（4）,图c 破坏时的偏应力值,由摩尔库仑准则，破坏时 可表示为 函数：,（5）,根据Janbu（1963）建议，土体初始模量可表示为：,（6）,(4)、(5)、(6)代入(3)得：,（7）,Rf、k、n为确定Et的五个参数。,（4）D-C模型的切线泊松比方程应用很少。,（5）适用性和优缺点,D-C模型适用于荷载不太接近破坏的条件下模型土的 非线性情况。,优点：该模型能用于上部结构与地基基础共同作用分析。,缺点：忽略了应力路径和剪胀性的影响。,（6）卸载和重复加载时弹性模量,（8）,（三）弹塑性模型,把总的变形分成弹性变形和塑性变形两部分，用虎克定律求“弹变”，用塑性理论求“塑变”。对于塑性变形有三个假定：破坏准则和屈服准则；硬化规律；流动法则。,1.破坏准则,破坏准则为判别破坏与否的标准。,（1）Tresca（屈雷斯卡）准则,（2）Mises（米塞斯）准则,（3）Mohr-Coulomb（摩尔库仑）准则,（4）Lade-Duncan（拉德邓肯）准则,2.屈服准则,屈服准则为判别屈服与否的标准。,屈服函数屈服面屈服准则硬化规律,帽子类模型反映土的体积变形特性。,开口的锥形屈服面模型反映塑性剪切变形,双屈服面模型,3.硬化规律,当材料达到屈服后，屈服的标准要改变，随什么而变，如何变化，即硬化规律。,4.流动准则,又称正交定律，确定塑性应变增量方向的的一条规定。即应力状态为 时，产生的塑性应变增量 与通过该点的塑性势面成正比关系，即：,5.弹塑性矩阵,6.模型举例,（1）剑桥模型,（2）拉德模型,（3）椭圆抛物双屈面模型,（4）松冈元模型,剑桥模型Cambridge model,罗斯科(Roscoe)等（1958-1963）为正常固结粘土和弱超固结土建立的一个弹塑性模型，较好地反映土的变形特性。视土体为加工硬化材料，服从相关联流动规则，其屈服面方程为：,剑桥模型示意图,