土中應力

地基垂直應力分在的規(guī)律如下：

①沿集中荷載作用線，應力逐新衰減。

②在地層內任一水平面上，應力呈鐘形分布，最大值在荷載作用線上。

③連接地基內z3/R3×R2等于某常量的點，得許多卵形線圈，稱壓力泡。

布森涅斯克解答還包括一點的水平應力和剪應力分量。由應力基本解答可知，土中水平應力分量還受土的泊松比的影響。另外，當地基土層由彈性模量截然不同的兩個分層構成時，如果上層的彈性模量大，則上層中的應力將比按均質土層算得的大，即產生應力集中現(xiàn)象；反之將比按均質土層算得的小，即出現(xiàn)應力擴散現(xiàn)象。

土中應力是指由于土體自重或荷載及其他原因，在土體中引起的單位面積上的作用力。對于地基。一般包括由覆蓋土層引起的自重應力和由地面荷載引起的附加應力。

根據不同的計算需要，應力區(qū)分為總應力和有效應力。土中應力是評價土體變形和穩(wěn)定性的必備資料。

實際工程中，常需要計算不同荷載截面形狀和不同荷載分布條件下地基中各點的應力。這時，可將荷截面分成多個分塊，將分塊范圍內的荷載合力視為集中荷載，然后按上述方法分別求各分荷載對同一點的應力，再予以疊加。對于某些形狀規(guī)則的荷載面(矩形、圓形、條形等）和荷載分布呈直線的情況，可以用積分法代替上述疊加法，這些結果已有現(xiàn)成的應力表或應力圖可查 。2100433B

由建筑物荷重在地基中引起的應力。能使地基土層發(fā)生壓縮而引起地基沉降,甚至使整個地基發(fā)生滑動。其大小與建筑物的荷重、基礎尺寸、類型、砌置深度及土層結構等有關。

由建筑物荷重在地基中引起的應力。能使地基土層發(fā)生壓縮而引起地基沉降,甚至使整個地基發(fā)生滑動。其大小與建筑物的荷重、基礎尺寸、類型、砌置深度及土層結構等有關。2100433B

中性應力和有效應力

土是一種以固體顆粒為骨架的有孔物質，孔隙中部分地或全部充滿著水，水不能承受剪應力，但能承受正應力，所以飽和土體中某平面上由荷載引起的剪應力只能由土骨架承受，而正應力則可能由土骨架和孔隙水共同承受。由于正應力中由孔隙水傳遞的那一部分只能對土粒四周或不透水邊界加壓，并不能使土骨架受力和產生體積壓縮，也不直接影響土的抗剪強度，土的壓縮和強度實際上是受土骨架傳遞的那一部分正應力所控制，所以土力學中常將由孔隙水傳遞的正應力部分，稱為中性應力(u),而將由土骨架傳遞的正應力部分，稱為有效應力(σ′),兩者的代數和稱總應力（σ）。為了確定實際控制土的力學效應的有效應力，需先確定被考慮平面上的總應力，然后按照該平面上孔隙水的受力條件確定中性應力（包括靜水壓力和可引起水流動的超靜水壓力）， 有效應力就可用代數式σ′=σ-u計算。

自重應力和初始應力

在研究自重應力時，通常把天然地面下的土體理想化成為一個以水平面為邊界的、水平向均質同性的半空間體，土層分界面也被假定成水平面。這樣的土體在水平面和垂直平面上都不會由于自重產生剪應力,所以這些面都是主平面,它的自重應力狀態(tài)就可用三個主應力表示（見圖）。對正常壓密的土層，距地面深度h處的垂直總應力為σ1=∑γihi，式中hi和γi分別為第i層土的厚度和容量。與σ1相應的有效應力σí=σ－u。當孔隙水處于或接近于靜止狀態(tài)時，在地下水位處u=0；在地下水位以下某一深度z處u=γwz;在地下水位以上的毛細水飽和區(qū)中的某一高度z′處u=－γwz′，式中γw為孔隙水容重。 距地面h深度處的水平有效應力則可表為σ姟=σ岉=K0σí,式中K0為計算點所在土層的靜止側壓力系數，可通過試驗或按經驗公式估計，其值一般小于 1。如果現(xiàn)地面是經過地質剝蝕后遺留下來的，或者所考慮的土層曾受過其他的超壓密作用,則K0可能大于1。這樣求得的σ1、σ2和σ3就代表天然土層中一點的應力狀態(tài)。

應變關系　土的變形和強度是土的最重要的工程性質。60年代以前，在工程上通常分別確定土的變形和強度指標，不考慮強度與變形間的相互影響。因為土的應力-應變關系是非線性的并具有彈塑性、 甚至粘彈塑性特征，而當時的計算技術，尚無法進行分析。隨著計算機和數值分析法的普及,已可能把土的應力-應變關系納入土工建筑物的分析計算中。正常固結粘土和松砂的剪應力和軸向應變的曲線呈雙曲線型，在整個剪切過程中，土的體積發(fā)生收縮，這類土具有應變硬化的特性。 超固結粘土和密實砂的應力-應變曲線則有峰值，其后應變再增大時,則土的強度下降,最后達穩(wěn)定值。剪切過程中,土的體積先有輕微壓縮,隨后即不斷膨脹，這類土具有應變軟化的特征。為了使用數學方程描述各類土的應力-應變特性,現(xiàn)已有各種非線性彈性、彈塑性和粘彈塑性模型。利用這些模型和數值分析法，可以分析一些復雜邊界條件和不均質土體的變形和穩(wěn)定問題。但是這些模型中所對應的土的參數,目前尚難正確測定,土體的原始應力狀態(tài)也難確定，因而還難于在工程中普遍應用。