《土动力学》学习提纲
土动力学1
授课时间: 1 ~ 7 周 26 学时 课程性质:考试课 授课教师:王幼青 教材:
《土动力学》张克绪 谢君斐 著
参考书: 《土动力学原理》Braja M.Das 著
第一章 绪 论
1.1 土动力学的基本概念 1.2 动荷载及其特点 1.3 在动荷载作用下土的速率效应和疲劳效应 1.4 在动荷载作用下土的受力水平及工作状态 1.5 在动荷载作用下土的分类
① 动剪应力幅值或动剪应力幅值比 一般说,土的破坏是由剪切引起的,土所受的动剪应力越大,土越接近破坏。 因此,可以用动剪应力幅值表示土的受力水平。但是,土破坏所需的动剪应力幅值 随所受的有效静正应力的增大而增大。因此,即使同一种土当所受的动剪应力幅值 相同而有效静正应力不同时,其接近破坏的程度也不相同,因此,以动剪应力幅值 与有效静正应力比值代替动剪应力幅值表示土的受力水平更合理。
4.两种效应的意义 ①两种效应是土的动力性能与静力性能不同的根本原因。 ② 土的速率效应与疲劳效应是在动荷载作用下同时存在的两种相反作用。速率 效应使土的变形模量和强度增大,疲劳效应使土的强度降低。这样,在动荷作用下 土的力学性能取决于这两种效应哪一个占主导。如果速率效应占主导,则土具有较 好的动力学性能;如果疲劳效应占主导,则土具有较差的动力学性能。 ③不同的土类所表现出来的两种效应是不同的。一般结构易受破坏的土类,即 结构性强的土类,疲劳效应占主导作用;相反,则速率效应占主导作用。因此,不 同的土类,其动力学性能有明显差别。
1.2 动荷载及其特点
1.动荷载的定义 在荷载作用期间,其幅值随时间以某种形式发生变化的荷载。其变化包括: 1)只有幅值大小的改变:例如交通荷载。 2)除幅值大小变化外,还有频率、方向的改变,成为交变荷载,如地震荷载。
土动力学5--土的动力指标及其测定-121页
2021/3/1
土动力学
采用等效荷载试验时,必须全面验算由于 荷载图式改变对构筑物产生的各种影响。
当试验满足强度等效而整体变形条件不等 效时,则需进行变形修正
当取弯度等效时,尚需验算剪力对构筑物 的影响。
2021/3/1
2021/3/1
土动力学
正交试验设计
如果因子数和水平数增加,则试件数量随 之增加。
对于多因素问题,可采用正交试验设计法 利用正交表从尽可能少的试件试验中掌握 试验条件和试验结果之间的内在规律(参 阅有关正交试验设计的专著)
正交试验设计可以只需少量的试件得到主 要信息,从而对研究问题作出综合评价
必须保证试块材质的同一性、同批试件砌筑工艺的同 一性和试验龄期的同一性
必须按照标准方法进行材料试验,并注意试块尺寸效 应和试验加荷速率对材料强度可能产生的误差
2021/3/1
土动力学
试件组合数目设计实例
3个分析因子,各2种状态。由表可知:截面积增大,抗剪 强度降低;砂浆强度或垂直应力增大,抗剪强度增大
2021/3/1
土动力学
试件号 1、5 4、7 试件号 1、7 4、5
2021/3/1
砂浆强度(MPa) 0.5 2.5
垂直应力(MPa) 0.064 0.302
土动力学
模型试验的加载制度
试验加载制度是指模型试验进行期间控制 荷载与加载时间的关系,包括加载速度的 快慢、加载设计间歇的长短、分级荷载的 大小和加载卸载循环的次数等
试件的承载能力和变形性质与其所受荷载 作用的试件特征有关
对于不同性质的试验,必须根据试验的要 求制定不同的加载制度
土动力学
《土动力学》课程教学大纲课程编号:033027 学分:2.0 总学时:34+18(上机)大纲执笔人:杨德生大纲审核人:高彦斌本课程有配套实验课031157《土动力学实验》,0学分,13(0.75周)学时。
一、课程性质与目的《土动力学》是地质工程专业的专业课程,为必选课。
其主要教学目的为:让学生掌握土动力学基本理论(包括振动理论、波动理论)、土的动力特性、地震区的场地评价方法、砂土液化评价方法、动力基础设计方法、地基基础的抗震设计、地基土动力参数测试及桩基动力测试的基本理论及实验技能。
二、课程基本要求使学生掌握振动理论、波动理论的基本方法,了解土的动力特性,掌握地震区场地评价方法,了解砂土液化的基本概念及评价方法和处理措施,掌握基础振动分析方法并能够进行动力基础的设计,掌握地基基础的抗震强度验算方法以及抗震措施,掌握一些基本的实验方法如:地基土动力参数的测试、基础动力测试、桩基础动力检测等。
三、课程基本内容(一)绪论了解土动力学的必要性和重要性,了解土动力学的目的的要求,介绍土动力学的发展趋势。
(二)振动理论着重讲解质点振动理论及其在土动力学中的应用。
(三)波动理论讲授波在无限长度杆件、有限长度杆件中的传递理论及在弹性半空间体中的传递理论。
着重讲解利用波动理论推导共振柱法及桩基动力检测的基本公式,讲解共振柱法及桩基动力检测的实验过程及资料分析。
掌握共振柱法及桩基动力检测的基本实验技能。
(四)土的动力特性讲授土的动力特性及其非线性关系的基本理论,讲解室内实验(动三轴、共振柱试验)及野外试验(波速法)实验过程及资料分析方法。
掌握土的动力特性非线性关系的分析方法及野外试验(波速法)的基本实验技能。
(五)地震区的场地评价讲授地震区的场地评价的基本方法及场地地震反应分析法,简要介绍地震小区划分的基本要领及国内外的进展情况。
掌握地震区的场地评价的基本方法(包括场地的分类、液化场地判别的各种方法)。
(六)砂土液化讲授砂土液化的基本概念及分析评价方法,以及砂土液化的处理与防治。
高等土力学-复习大纲-Word-..
高等土力学考纲一、土质学 (1)知识点: (1)题目: (3)二、土的强度 (5)知识点: (5)题目: (8)三、本构理论 (9)知识点: (9)题目: (10)四、固结与流变 (12)知识点: (12)题目: (13)五、边坡稳定 (14)知识点: (14)题目: (15)一、土质学知识点:土的来源:土是母岩经过风化作用、搬运作用、沉积作用形成的松散堆积物质。
因此,土是由岩石风化而来的。
沉积岩是土经过成岩作用形成的岩石,因此,土和岩石实际上是互为物质来源,在地质历史时期是相互转化的。
举例:花岗岩风化作用,风力侵蚀(海蚀风、风蚀城堡、风蚀柱、风蚀蘑菇、风蚀洼地、戈壁滩),流水侵蚀(V形谷、沟谷、峡谷、瀑布),冰川侵蚀,海浪侵蚀。
成土作用:冰川堆积,风沙堆积,风力堆积(带有大量沙粒的气流,如果遇到灌丛或石块,风沙受阻堆积下来,就形成沙丘。
需利用植被阻滞),流水沉积。
土中矿物:原生矿物,次生矿物,水溶盐,有机质,次生氧化物和难容盐。
土的分类:按土堆积的地点与母岩关系分为残积土(母岩风化后未经搬运而与母岩处于同一地点的土叫残积土)、坡积土(母岩风化后经过重力短距离搬运的土)、运积土(岩石风化后经过搬运作用而存在于与母岩有一定距离的土),运积土按搬运力不同分为洪积土、冰渍土、冲积土、风积土;按土的沉积环境分残积土、动水沉积土(坡积土,洪积土,冲积土)、静水沉积土(湖相沉积土,海相沉积土)、风积土、冰渍土。
土的三相:指土矿物颗粒组成的固相,土孔隙中的水组成的液相和土孔隙中的气体组成的气相。
(三相之间的相互作用和三相比例的变化及各相的物质组成变化是土的性质变化的内因)土壤中的晶体粘土矿物是母岩在经受化学风化而成土过程中形成的层状硅酸盐晶体矿物粘土矿物具有可塑性、粘结性、膨胀性、阳离子交换与吸附特性等特殊性质,是土壤中最活跃的成分之一,因此成为土质学的主要研究对象(粘土矿物内部电荷经常处于不平衡状态,因此表面可吸附阳离子和水分子,在水中能分散成胶体悬浮状态)。
土动力学5概要
2018/9/1
土动力学
2018/9/1
土动力学
成果整理与应用
L vs t G vs2 ; E 2vs2 1 (5 - 1) (5 - 2)
2018/9/1
土动力学
成果分析
提出场地内各类土层的波速范围 按波速分层 对波速低的土层分析液化的可能性 估计场地的卓越周期 分析场地稳定性和边坡稳定性 为划分场地土的类别提供依据
2018/9/1 土动力学
2018/9/1
土动力学
2018/9/1
土动力学
自 动 触 发 式 声 波 仪
2018/9/1 土动力学
跨孔法
L vs t
2018/9/1 土动力学
(5 - 3)
表面振动法
2018/9/1
土动力学
试验原理 在地面施加一定频率的稳态振动,振 动能量以面波的形式向四周传播 面波的波速 vR = f L 土层的面波波速是一定的,面波波长 随波动频率的不同而变化 测试时,人为控制频率,只要测出面 波波长,就可以求得面波波速
土动力学
2018/9/1
土动力学
波速法在工程中的应用
岩土动力参数计算
Ed
v 3v 4v
2 s 2 p
2 s
v v
2 p 2 s 2 s 2 s
2 s
(5 - 8) (5 - 9)
Gd v
d
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v 2v 2 v v
2 p
2 p
土动力学
(5 - 1
土的抗剪强度参数(c、υ) 动模量(E、G) 泊松比μ 阻尼比λ 液化参数:循环剪应力比、循环变形和 孔隙水压力反应 由于动力试验条件的复杂性,一项动力参数可 以通过多种试验方法测求
土壤动力学基础
2xdx Ddz
于是
Z
W Bkzndx
0
Z
B k zn
D
dz
0
2x
Z
Bkzn
D
z ndz
0
2 D(Z z)
Z
Bk
D z ndz
02 Zz
用代换 t 2 Z z
dz 2tdt
得到
Z
W Bk D
D 2t(Z t 2 )n dt Bk
Z
D (Z t 2 )n dt
0 2t
(3)土壤抗剪强度
土壤的抗剪强度是指外力作用下土壤抵抗滑动(剪切) 时极限剪切应力。可用各类土壤剪切仪测定。
三、土壤的应力—应变关系
虽然土壤在一定条件下可看作为连续介质,并可用连续介质的 理论分析土壤的应力-应变问题,但由于土壤为多孔介质,所以在很 多时候讨论土壤中一点的应力与应变是没有意义的。另外,土壤在与 机器的相互过程中,往往产生很大的应变,但现有大部分力学理论都 是基于小应变的。所以,在土壤动力学研究中,最常用和简便的方法, 是据土壤与机具作用的特点,分析土壤的应力(力)与应变(变形) 间的关系。
4 土壤动力学的研究方法
• 经验法 • 半经验法 • 基本的科学研究方法 • 模型试验法
二、土壤的物理机械性质及土壤参数的测定
1.土壤的基础物理性质 • 土壤是一种非均质的、多相的、颗粒化的、分散的、多孔
的系统。 • 土壤的基本物理性质可用下面一些参数来表示:固体密度、
容重、饱和度、孔隙度和孔隙比、含水量、爱特伯极限、 粘附极限。
M.G Bekker利用土木工程中基础压力与下陷量的关系式:
P (B C)Z b
式中: B—基础宽;b、C—分别为土壤粘性成分和摩擦成分 所决定的变形模数。
土动力学4
2012-4-20
土动力学
动三轴试验指标换算关系
σd Ed = εd σd τd = γ d = ε d (1 + µ )
Ed Gd = 2(1 + µ )
2012-4-20 土动力学
2
(4 - 15)
2012-4-20
土动力学
2012-4-20
土动力学
动剪切模量可表示为:
最大动剪切模量需要在很小动应变的条件下测定,也可以 采用下列经验计算
沿水平方向不断发展
应力应变曲线为一矩形 A0=4σ0εd
2012-4-20
土动力学
3、粘性元件
粘性元件的应力应变关系
σ ε− m 2 σd cω + =1 2 2 σm σm cω
2
(4 - 1)
应力应变曲线为一椭圆
πσ A0 = cω
2012-4-20
2012-4-20
土动力学
& σ = σ e + σ c = Eε + cε (4 - 5)
σem E= εm σcm c= & εm
(4- 8) (4- 9)
2012-4-20
土动力学
πσ ∆W = ⋅ cω 2 (cω ) + E
2 m
2
(4 - 10) (4 - 11) (4 - 12)
σ 1 W= E 2 2 2 (cω ) + E
γ 4、
σ0 Gi = ki pa p a
y
ni
(4 - 19)
的变化
G2 γ y (γ m − γ y ) ∆W = 4G1 1 + G 1
土的动力学-概述说明以及解释
土的动力学-概述说明以及解释1.引言1.1 概述土的动力学是研究土壤在受力作用下的变形和破坏规律的学科,是土力学的一个重要分支。
土体是由颗粒、空隙和水组成的多相复合体,受到外部载荷作用后会发生各种变形和破坏现象。
土的动力学研究了这些现象的规律和机理,为工程实践提供了重要的理论支撑。
本文将从动力学的定义和基本概念入手,探讨土的动力学特性及其在土壤工程中的应用,同时也展望了土壤动力学研究的发展方向和前景。
通过对土的动力学的深入探讨,我们能更好地理解土体在外部载荷作用下的行为特性,为土地利用和工程建设提供科学依据。
1.2 文章结构文章结构部分的内容应包括作者对整篇文章的大致安排和组织方式的说明,以帮助读者更好地理解文章内容和结构。
以下是可能的内容:文章结构部分介绍了本文的整体组织框架,包括各个章节的内容概要和关系。
本文分为引言、正文和结论三个部分。
在引言部分,我们将简要概述土的动力学研究的背景和重要性,介绍本文的目的并提供整篇文章的概览。
在正文部分,我们将首先解释动力学的定义和基本概念,然后探讨土的动力学特性,包括其在土壤力学中的应用和意义。
最后,在结论部分,我们将总结动力学在土壤研究中的重要性和展望未来土壤动力学研究的发展方向。
通过这样的结构安排,我们希望读者能够全面了解土的动力学这一重要领域的知识和进展。
1.3 目的:本文的目的是探讨土的动力学特性以及动力学在土壤研究中的重要性。
通过对土的动力学定义和基本概念的介绍,以及对土的动力学特性的分析,希望能够深入了解土壤在外力作用下的行为和变化。
同时,通过总结动力学在土壤研究中的重要性,展望未来对土壤动力学的研究方向,进一步推动对土壤力学性质的认识和应用,为土壤工程和地质灾害研究提供理论支持和指导。
2.正文2.1 动力学的定义和基本概念动力学是研究物体运动的规律和机制的科学领域。
在土壤力学中,动力学则是指土壤颗粒在受力作用下产生变形和运动的过程。
土的动力学研究包括土体的变形、应力分布、应变速率、强度、稳定性等方面。
2011-12-18-土动力分析讲义
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土动力学
GeoHohai
目录
1 土体动力平衡方程形成 1.1 单自由度系统 1.2 反应谱 1.2 多自由度系统 1.3 自振特性 2 动力方程的求解方法 2.1振型叠加法; 振型叠加法; 振型叠加法 2.2逐步积分法 逐步积分法 3 土体总应力动力分析法 3.1 总应力分析方法 3.2 砂土液化 4 土体有效应力动力分析法 4.1 孔隙水压力计算模型 4.2 不排水有效应力分析 4.3 部分排水有效应力分析
两质点体系 (a)模型;(b)脱离体受力图
土动力学
GeoHohai
1.3 多质点系的地震反应
在某一瞬间, 在某一瞬间,作用在这两质点上 的各种力见脱离体受力图, 的各种力见脱离体受力图,这些 力包括弹性力F 惯性力F 力包括弹性力 s1,Fs2惯性力 l1, Fl2 ,阻尼力 D1,FD2 。 阻尼力F 图中弹性力和阻尼力均向左作用, 图中弹性力和阻尼力均向左作用, 因为它们阻止变形和速度的发展, 因为它们阻止变形和速度的发展, 惯性力与运动方向相反, 惯性力与运动方向相反,也向左 作用。 作用。
ɺ 这两个微分方程控制了受地震地面运动δɺg (t ) 影响的两质点 的位移 δ 1 (t ) 和 δ 2 (t )。 应该注意,这两个方程不是独立的,而是相互耦联 相互耦联的 应该注意,这两个方程不是独立的,而是相互耦联的,必 须联立求解才能确定位移反应。 须联立求解才能确定位移反应。
土动力学
GeoHohai
GeoHohai
1.2 反应谱
概念 单质点系对于实际地面运动的最大反应(可用加速 度、速度或位移表示)与体系自振周期之间的函数 关系 工程设计中, 工程设计中,人们最关心的是结构的最大反应 最大位移 最大速度 最大绝对加速度
土动力学1
t
车辆荷载 机器基础
动荷作用的共同特点:大小随时间而发生 变化; 动荷在随时间变化过程中的两种效应: 速率效应,即荷载在很短的时间内以很高 的速率加于土体所引起的效应; 循环效应,即荷载的增减,多次往复循环 地施加于土体所起的效应;
§1.3 动荷作用对工程建筑的影响
一、地基破坏 二、结构破坏
§1.4 土动力学的发展 动力机器基础(machine foundation): 20世纪30年代,以德国的E.Reissner和前苏 联的D.D.Barkan为代表。 防护工程(protective construction):二 次世界大战以后。 地震工程(earthquake engineering):60 年代以后,随几次大地震的发生,迅速 发展。
• 1977年第九届国际土力学及基础工程工 •
程学会会议上正式分列出土动力学问题 讨论为标志。 1981年Shamsher Prakash出版了专著 《Soil Dynamics》,1983年B.T.Das出版了 《Foundation of Soil Dynamics》)
1964年日本新泻地震、美国阿拉斯加地 震、 1971年美国圣费尔南多地震, 1995年 日本神户大地震等使土动力学和岩土地 震工程的研究达到了一个新的高潮,取得 了丰硕的成果.
土动力学
(SOIL DYNAMICS)
第一章
绪 论
§1.1 土动力学的任务、内容、研究途径 土动力学是土力学的一个分支,是 研究动荷载作用下土的变形和强度特性 及土体稳定性的一门学科。 土动力学的任务在于探求动荷载作 用下土变形强度特性变化的规律性,应 用近代力学的原理,分析研究土工建筑 物及建筑物土质地基在各种动力影响下 的变形稳定性和强度稳定性。
土动力学(第1章)-16页文档资料
14.01.2020
水利与建筑工程学院
12
土动力学的研究途径
土动力学问题的研究,必须建立在土力学、 地震工程学、结构动力学、土工抗震学等一 系列学科的基础上,并且充分运用现有室内 外试验量测技术,广泛积累原型观测和工程 实录资料,作出理论联系实际的分析,建立 科学的理论方法。目前解决这一问题的途径 有:
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10
土动力学的任务
土动力学的任务在于探求动荷载作用下 土变形强度特性变化的规律性,应用近 代力学的原理,分析土工建筑物及建筑 物土质地基在各种动力影响下的变形稳 定性和强度稳定性。
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土动力学涉及的内容
土动力学研究的内容包括土的动力特性和土 体的动力稳定性(包括土与结构物相互作用) 两大部分。一般说来,土动力学研究的问题 可以包括:
在土动力学的研究中,常根据主要的动荷 作用特点,基本上可以分为以下三类问题:
①单一的、单脉冲荷载问题,如爆破引起的动 力作用;
②多次重复的微幅振动问题,如机器基础引起 的振动作用;
③有限次的、无规律的振动问题,如地震引起 的振动问题。
14.01.2020
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4
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水利与建筑工程学院
5
动荷载对土体的作用特点
不同原因引起的动荷载具有不同的作用特点, 这要从动荷载作用的基本要素(即振幅、频 率、持续时间和波形的变化)来分析。各种 动荷作用的共同特点是它的大小随时间而发 生变化,必须注意动荷在变化过程中的两种 效应:
①速率效应,即荷载在很短时间内以很高的速 率施加于土体所引起的效应;
互作用; 从简单应力状态,到复杂应力状态; 从室内试验,到现场试验和模型试验。
土动力学与岩土地震工程(杜修力)
•
•
液化引起的大变形及其工程影响
土体液化后的传统分析方法
1)固体模型 2)流体模型 3)宾汉模型
液化后大变形对工程结构的影响评价
爆炸冲击和波浪作用下的土壤液化问题
4.土与结构动力相互作用
土与结构动力相互作用的研究方法
研究方法: 原型观测
模型试验
数理方法 数理方法:
整体法
子结构法 频域法
1. 土的动力特性和理论
⑴ ⑵ ⑶ ⑷ ⑸ ⑹
土的动力特性研究
土的应力-应变关系 土的动力强度特性 土的动力刚度(变形)特性 土的动阻尼特性与能量耗散 动荷载作用下土中孔隙水压力的产生、发展与耗散 饱和砂土的动力液化
土的动力特性研究的主要内容
土的动力特性的研究手段
以室内试验研究为主,辅以一定的原型试验和震害分析
土壤液化的判别和分析方法
• • •
常用方法 经验法 动剪应力对比法 发展趋势 概率统计分析、随机振动理论和动力可靠性分析以及模糊数学理 论和人工神经网络、HHT技术等应用于地震液化的分析和判别中。 • 两相介质理论的应用
土壤液化的试验研究
循环三轴仪、循环单剪仪 振动台试验、离心机模型试验
谢
谢!
2. 工程场地及岩土工程的动力反应、稳定分
析及震害预测
工程场地及岩土工程的动力反应分析 分析模型
基于等价粘弹性模型的等效线性分析模型 基于(粘)弹塑性模型的真非线性分析模型
总应力地震反应分析模型
有效应力地震反应分析模型(分为排水和不排水两种) 单相介质模型
多相介质模型
确定性模型 非确定性模型
研究手段
土动力学第2章PPT学习教案
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共振现象与稳态振动
在强迫振动时,如果干扰力也是一个周期作用力,其圆频率为ω1,则当其和 振动体系的自由振动频率ω相同时,运动的振幅将随振次的增大而迅速增大, 出现所谓的共振现象。
在一般频率条件下作有阻尼强迫振动时,由于阻尼的作用仅影响振动初期的 一个很短的时间,此后的影响很小,从而使振动出现一种所谓的稳态振动。
第14页/共22页
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振波在土介质中传播的规律及其应用
成层介质中振波的传播。当弹性体波(P波及S波)遇到不同特性 岩土的交界面或边界面时,将发生反射和折射。横波在界面上将 分为SV波和SH波两个分量。前者在包含传播方向的垂直平面内运 动,后者在平行于界面的水平平面内运动,纵波在界面上将会有 三种波:P、SV及SH。同时,当入射波为P波或SV波时,一般都能 产生反射的P波和SV波以及折射的P波和SV波,共四个合量波。
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图 2-8
图 2-9
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为了表示材料阻尼的影响,常采用不同的参数来反 映阻尼的大小。对于粘弹性体系,采用了阻尼系数c, 它是阻尼力R(t)与振动速度v(t)之间的比例常数, 即单位速度引起的阻尼力。另一个常用的参数为阻 尼值,比可λ,写它为规:定λ实,际阻阻尼尼比系在数土c与动临力界学阻中尼应系用数很c广c的,比 是一个重要的特性指标。除此之外,还有各种不同 的阻尼参数,如能量损失系数ψ,对数递减率δ,非 弹性阻力系数r,应力应变位相角φ及复合模量G*等, 使其对讨论问题的方便而得到应用。
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图 2-4
土动力学-绪论
t
车辆荷载 机器基础
动荷作用的共同特点:大小随时间而发生 变化; 动荷在随时间变化过程中的两种效应: 速率效应,即荷载在很短的时间内以很高 的速率加于土体所引起的效应; 循环效应,即荷载的增减,多次往复循环 地施加于土体所起的效应;
§1.3 动荷作用对工程建筑的影响
一、地基破坏 二、结构破坏
§1.4 土动力学的发展 动力机器基础(machine foundation): 20世纪30年代,以德国的E.Reissner和前苏 联的D.D.Barkan为代表。 防护工程(protective construction):二 次世界大战以后。 地震工程(earthquake engineering):60 年代以后,随几次大地震的发生,迅速 发展。
我国的土动力学发展较晚, 1961年我 国岩土学科创始人黄文熙先生率先发表 了有关饱和砂土地基及土坡液化稳定分 析成果,标志着土动力学这门学科在我国 的兴起。1966年我国邢台地震和1976年 我国唐山地震等许多实践课题促进了这 门学科的迅速发展。
地震作用下土的性状
地震时土的力学状态如果用应力应变来 表示地震作用力的大小,地震属于中变 形和大变形开始阶段
§1.2 动荷的类型及其对土体的作用特点
1、与静荷载区别 加荷时间:爆炸荷载的加荷时间几个毫 秒,一般动力荷载百分之几 秒或零点几秒。 周期效应:多次反复施加。 应变大小 <10-3 在动荷条件下研究 > 10-3在静荷条件下研究
动力与静力的区别在于动力必须具 备三个充要条件: 1.力的作用是循环往复的。 2.力的作用结果应当是导致受力物体的波 动变形或质点的往复位移。 3.力的作用伴随着交变的加速度。
分析了诸如试验方式、剪应力幅值、 超固结比等因素的影响,而Matsui的研 究则较多地关注了孔隙水压力的发展变 化,分析了残余孔压与剪应变之间的相 互关系以及循环荷载作用历史对剪切特 性的影响。Ba1igh曾给出一个较为完善 的循环荷载作用下的固结理论。
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《土动力学》学习提纲
第一部分:土动力学的研究对象及内容
要求:掌握土工中常见动荷载的作用特点、作用方式,土动力学的研究对象、研究内容与研究途径。
问题:
1 土工中常见的动荷载作用特点与作用方式是怎样的?
2 土动力学的研究对象与研究内容是什么?
第二部分:振动荷载作用下土的力学性状(土的动力特性)
要求:掌握动荷载作用下土的力学形状变化特点,表示土动力特性的方法、指标,它们的基本变化规律以及影响因素。
问题:
1 动荷载作用下土的力学形状变化特点是什么?
2 什么是土的动强度?
3 如何表示土的动强度?
4 土的动强度基本变化规律是怎样的?
5 影响土动强度的主要因素有哪些?
6 动荷载作用下不同类土的破坏特点与形式有何差异?
7 动荷载作用下土有那些变形特点?
8 什么是振动(震动)累积孔隙水压力?
9 为什么说振动累积孔隙水压力是影响土动力特性的主要因素?
10 用来描述振动累积孔隙水压力变化的主要模型有哪些?
第三部分:无粘性土与少粘性土的震动液化与判别
要求:掌握动荷载作用下无粘性土与少粘性土液化的基本变化规律以及影响因素,国内外判别震动液化的主要方法及判别步骤,国内规范中所使用的液
化判别方法,各种判别方法的特点和适用范围,增强地基抗液化能力的主要措施。
问题:
1 什么是无粘性土与少粘性土的液化?
2 影响液化的主要因素有哪些?
3 动荷载作用下液化的必要条件是什么?
4 地震荷载作用下,水平场地土层的应力状态如何?
5 震害调查历史表明地基土层液化的最大深度是多少?为什么?
6 国内外有哪些判别土层液化的方法及步骤是什么?
7 国内规范判别液化的方法及步骤是什么?
8 如何使用抗液化剪应力法判别液化?说明具体的步骤
9 如何使用剪切波速法判别液化?
10 有哪些增强地基抗液化能力的措施?
第四部分:动荷载作用下土的应力应变关系
要求:理解动荷载作用下土的应力应变关系变化特点,掌握等效线性模型,对弹塑性模型及非线性模型有所了解。
问题:
1 动荷载作用下土的应力应变关系变化特点是什么?
2 如何利用等效线性模型描述土的应力应变关系?
3 影响等效线性模型参数的主要因素是什么?
4 利用等效线性模型表示土的动应力应变关系有那些不足?怎样克服它?
第五部分:确定土动力特性参数的试验方法
要求:掌握动三轴试验原理,现场波速试验原理,了解共振柱试验、动单剪试验原理。
掌握利用动三轴试验确定等效线性关系参数的方法,确定土的动强度和液化强度的方法。
问题:
1 如何利用动三轴试验方法确定土的动强度?
2如何利用动三轴试验方法确定土的抗液化强度?
3如何利用动三轴试验方法确定等效线性关系中的参数?
4 共振柱试验原理是什么?共振柱试验能够测定土的什么参数?
5动单剪试验原理是什么?动单剪试验能够测定土的什么参数?
第六部分:土工抗震分析
要求:掌握利用等效线性模型进行场地地震响应分析的基本方法,理解土工构筑物动力计算方法的基本原理,理解计算土工构筑物永久变形方法的基本原理,了解土与结构物动力相互作用的基本特点与分析途径。
对动载作用下的地基承载力、挡土墙土压力以及土坡稳定性的变化特点有所了解。
问题:
1 有哪些分析场地地震响应的方法,其特点和适用范围是什么?
2 在地震响应分析中,如何使用等效线性模型?
3 如何确定场地的地震响应谱?
4 如何利用拟静力法计算土工构筑物的永久变形?
5 如何考虑动荷作用下地基的承载力?
6 如何分析动荷作用下边坡的稳定性?
7 动荷作用对挡土墙土压力有什么影响?
《土动力学》采用自学与讲授相结合的方法,分六个单元进行。
主要参考数目:
1 《土动力学》张克绪,谢君斐著,地震出版社,1989
2 《土动力学原理》[美]Braga M. Das著,吴失明,顾尧章译,浙江大学出版社,1984
3 《土动力学》谢定义编
4 《土动力学》[印度]S. 普拉卡什著,汪闻韶译,水利水电出版社。