武汉工程大学：《岩土力学》课程教学课件（PPT讲稿）第二章 土体中的应力计算——应力路径分析

第二节应力路径分析方法 ■应力路径的概念 ■土体受力发生发展和变化的过程 C A 图2-5不同应力路径

    A B C D a b

K0,K和线的基本概念 K线 K线的特点: (1).若应力变化条 3′=K0G 件是沿K线走,标志着 土样的变形只有单向压 Or 缩而无側向变形 K0线 (2)若应力沿K线发 展,土样不会发生强度 破坏 (3)K线代表静止土 压力状态,即天然土的 K 自重压力状态,K线也 就是土层的天然条件 图26单向固结试验以及关 于K0线的概念

K0,Kf和f线的基本概念 • 一，K0线 • K0线的特点： • （１）．若应力变化条 件是沿K0线走，标志着 土样的变形只有单向压 缩而无側向变形 • （２）若应力沿K0线发 展，土样不会发生强度 破坏 • （３）K0线代表静止土 压力状态，即天然土的 自重压力状态，K0线也 就是土层的天然条件 σ3 ′ σ1 ′ σ1 ′ σ3 ′=K0 σ1′ D1 D 1 D2 D2 q q p′ σ1 ′ p′ K0 σ1′ K0线 图2-6 单向固结试验以及关 于K0线的概念

Kf和饯线 K和饯线关系: go--sina a-c cosd (q) p20 p 图2-7三轴极限状态及其应力路径

二 Kf和f线 τ(q) ε1 σ(p) τ(q) σ1 σ3 f φ p2 p2 α p1 p1 Kf和f线关系： tgφ=sinα a=c.cosα 三轴极限状态及其应力路径 Kf 图2-7

三K0.K和线 Kf为极限状态,一切 p Kf 应力条件都不可能超 越Kf,若在地面上增 坏园 加一个荷载,地基中 K0园 各点的应力只能在K0 03 图28K0.K和饯线的关系 与K线之间变化

三 K0.Kf和f线 Kf为极限状态，一切 应力条件都不可能超 越Kf，若在地面上增 加一个荷载，地基中 各点的应力只能在K0 与Kf线之间变化． • 图2-8 K0.Kf和f线的关系 τ K0园 破坏园 p f Kf K0 σ3′ σ1′ σ

结论:应力路径分析方法优点: (1)直观地反映出应力 发展全过程及土样性质 的影响 (1),(2)(3)为正常或低压 密土 应力路径 (4)为超压密土,OCR 越大,弯曲程度越大 (1)(2)(3) 图29三轴试验应力路径

结论：应力路径分析方法优点： （1）直观地反映出应力 发展全过程及土样性质 的影响 (1),(2),(3) 为正常或低压 密土 （4）为超压密土，OCR 越大，弯曲程度越大 kf 应力路径 (4) (1) (2) (3) q p 图2-9 三轴试验应力路径

土样破坏时的标准容易 向上转折 判别,土样破坏时,应 力点的走向发生变化 停滞 向上转折 向下转折 OCR=1 126 图2-10OCR对应力路径的影响)图2-11土样破坏时三种情况

• 土样破坏时的标准容易 判别，土样破坏时，应 力点的走向发生变化 图2-11 土样破坏时三种情况 向下转折 停滞 向上转折 向上转折 q p OCR=1 126 8 1.7 q p 图2-10 OCR对应力路径的影响）

室内常规试验的应力路径分析方法 △G 常规试验的应力的应力 Oc 条件可用公式表示: △G △G3=K△o1 K=1均匀压缩 q K=0不均匀压缩 u=0 K=K0土側向变形为零, ESP 即为单向压缩试验或有 側压缩试验 oc,ocPa O p (1)均匀压缩 图2-12均匀压缩 ESP TSP Oc′+△Oc p

图2-12 均匀压缩

不均匀压缩 q K线 △ov Oc Koc Oc c+△ov q K△ov K线 ESP TSP 图2-13不均匀压缩 Oc Oc+△ov us0

三轴压缩9 Oy p Oc Oc c+△ q ←OC Us TSP ESP 图2-14三轴压缩 UFOS

q p q p ESP TSP us u=us c c′ c′+v′ 45 u=0 图2-14三轴压缩

结论: (1)均匀加载,显然凡是平形P轴的应力路径均 指均匀加载 (2)按比例加载:O= arct(1-K/1+K),K可正可 负,K=-1时,是一条垂直于P的直线 1单向压缩试验的应力路径分析 2.三轴压缩试验的应力路径分析

• 结论： • （1）均匀加载,显然凡是平形P轴的应力路径均 • 指均匀加载 （2）按比例加载：=arctg(1-K/1+K),K可正可 • 负，K=－1 时，是一条垂直于P的直线 • 1.单向压缩试验的应力路径分析 • 2. 三轴压缩试验的应力路径分析