地下結(jié)構(gòu)工程第11章11地基與結(jié)構(gòu)的非線性特征和共同作用土的應力—應變關(guān)系土的變形特征和本構(gòu)模型鋼筋混凝土的材料變形性質(zhì)的非線性特征地基土與基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的非線性共同作用和反演分析理論11.1概述應力—應變關(guān)系：亦稱本構(gòu)關(guān)系，是在整理分析試驗數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上提出來的。在試驗基礎(chǔ)上提出某種數(shù)學模型，把特定條件下的試驗結(jié)果推廣到一般情況，這種數(shù)學模型就叫做本構(gòu)模型。彈性變形、塑性變形一般情況下巖土類介質(zhì)在應力超過一定限度（彈性極限或稱屈服應力）后，其變形在卸載后有一部分變形可恢復，另一部分變形是不可恢復的，前者稱可逆變形或彈性變形，后者一般稱為不可逆變形或是塑性變形。傳統(tǒng)的彈性理論是基于金屬材料的變形機制發(fā)展起來的。巖土的變形性態(tài)不完全等同于金屬材料，土有別于金屬和混凝土等連續(xù)的統(tǒng)一體固體材料，需要研究巖土彈塑性狀態(tài)下特有的屬性。應力與應變應力球張量和應力偏張量

I1J1J2共同作用分析結(jié)構(gòu)物的重量由土的支承力和地下水的浮力來平衡，即通常所說的靜力平衡。上部結(jié)構(gòu)與其基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)和支承介質(zhì)地基土組成靜力平衡體系，這三部分是彼此不可分離的整體，每一部分的工作性狀都是三者共同作用的結(jié)果。11.3土的本構(gòu)模型11.3.1土的變形特性三軸壓縮試驗：真三軸，常規(guī)三軸1）非線性和彈塑性土體應力-應變關(guān)系(a)硬化型(b)軟化型土體具有的剪縮和剪脹特征統(tǒng)稱剪脹性。對于軟土和松砂，剪應力引起土體壓縮，稱為剪縮；對于密實粘土和緊砂，剪應力引起土體膨脹，稱為剪脹。砂土的剪脹性正常固結(jié)粘土與松砂應力－應變雙曲線超固結(jié)粘土或密實砂2）應力路徑和應力歷史的影響應力路徑是指應力空間中代表應力狀態(tài)點在加載時移動的軌跡。不同的應力路徑代表不同的加荷方式。應力歷史即指歷史上的應力路徑，也影響著土體今后的變形。3）中主應力的影響中主應力σ2對土體變形有影響。4）固結(jié)壓力的影響在土體的三軸試驗中，大幅度地改變固結(jié)壓力σ3將發(fā)現(xiàn)其（σ1-σ3）~εa和εa~εv曲線的特征有所不同。統(tǒng)統(tǒng)表現(xiàn)出剪縮和硬化現(xiàn)象。三軸壓縮試驗：常規(guī)三軸5）各向異性地基土的各向異性分原生和再生兩種。原生各向異性是由于地基土水平向成層，水平和豎向土的結(jié)構(gòu)有差異，導致土體應力-應變關(guān)系和滲透性的各向異性。再生各向異性是土體各向應力狀態(tài)不同引起的新的各向異性。6）流變性具有彈性、塑性和粘滯性的粘彈塑性體。土體的應變和強度除與有效應力有關(guān)外，還受到時間的影響，這種特征稱為土的流變性質(zhì)。本講

本講要點了解共同作用分析；理解土的變形特性11云.3販.2釀彈駛性非支線性胃模型1.鍵Du必nc減an掠-c年ha徒ng蔑模型彼；Du屠nc起an廁等人毛利用道常規(guī)握三軸團壓縮繡試驗角所得論的一翅組試摟驗曲寄線，宿找出弟其共匪同數(shù)要學公齡式，且從這葛一數(shù)臂學公哄式導吸出切壁線彈典性模班量Et的變化謀公式：第一類較是以彈傘性模量處和泊松蔑比兩個迎常數(shù)表服達，稱興作背非線性藍彈性模響型；第二樣類稱方作堅非線綁性模涂型國內(nèi)浴外廣茄泛采極用，委既適道用于濫粘性宣土，羅也適跑用于返砂土己，但毫不適支應于服密砂羽，超褲固結(jié)梁土。主要優(yōu)點：可以床利用催常規(guī)漲三軸桑剪切眾實驗兄所確墻定的鉛計算述參數(shù)艷。局限性：非線蝦性彈炭性模享型一恒般只封適用花于荷稍載不帖太大輪的條翻件，廊不太光接近吉破壞然的條桿件。此模搬型應忙用單謹一剪蛇切試付驗結(jié)鹽果進尚行全發(fā)部應凈力應初變分攝析，姨均根場據(jù)圍躲壓為痰常量首的試蠟驗結(jié)咐果推很算，部因此璃它適忌應于蕩土體塘的穩(wěn)睜定分由析為駐主的勒工程位。Dun界can丟-ch弱ang睡模型沒促有考慮剪脹扛性和禍應力股路徑匯問題11瓣.3途.3修彈圾塑性朵模型彈塑蔬性模宰型把總應變滔分為彈吸性應變稻和塑性夸應變兩巖部分。LA須DE才-D言AN霉CA杏N模鐮型，寺清華新大學祝的模艙型。從能領(lǐng)量公點式出厚發(fā)，白推導專其屈泊服函腿數(shù)，麥并選谷出加悼工硬追化定僑律，里從而臣建立禁應力萌應變敲關(guān)系狼，如塊著名劍橋模寄型。11飲.4疑鋼筋續(xù)混凝飛土材始料變梁形性胃質(zhì)的西非線守性特愧征鋼筋索混凝說土梁圈M~焰n試院驗曲碼線①在農(nóng)混凝打土出借現(xiàn)裂曲縫之表前，史即圖礙中O蟲A段睛：②混飽凝土禿出現(xiàn)山裂縫情后，升鋼筋揉進入糖流動蓮狀態(tài)喊之前陵，即引圖中捉AB綿段③長期洽剛度B葡為式中Mq和MK為按沖荷載蒜效應飼的準成永久演組合唱、標脅準組然合計敢算的并彎矩既，按《崗混凝堡土結(jié)汽構(gòu)設(shè)介計規(guī)夏范》木（G究BJ楊50炭01省0-貸20狂02阻）中繞第條村采用屈。11恩.5歐地誓基土乎與基某礎(chǔ)結(jié)密構(gòu)的艇非線哪性共臨同作援用對地哄基土筐和基炸礎(chǔ)結(jié)品構(gòu)材對料（排鋼筋德混凝汪土）刃分別餡采用怒前述店的非慨線性訪本構(gòu)鋒關(guān)系止，用土荷載抓增量嚇法，若即可怕按共筒同作耕用方晉程進新行非群線性廚共同辜作用范分析陰。對每級職荷載建事立平衡挑方程，冷地基土陶和基礎(chǔ)資結(jié)構(gòu)的布剛度系供按上一灶級荷載辟施加后我累計的港應力水房誠平來確順定。（1延）地險基上映的有婦限大斷板考慮基越礎(chǔ)材料慘的非線宗性可大匯大提高害承載能妖力的估倘計值。（2滴）地錯基上爸的無曲限大街板(3)風空間問菊題的試紋驗驗證地基哲與基蓋礎(chǔ)不東同非屬線性錫組合評下共末同作瘋用的掩結(jié)果①板為嘗線彈性浩，地基哪土亦為習線彈性侄；②板為肚非線性怠彈性，袖地基土杠仍為線禮彈性；③板為食線彈性此，地基忠土為非霧線性彈譯性。④板和覺地基土每均為非膚線性彈蘭性。剛性板堂:地基仗土的非盾線性對基尼底反維力和茫板內(nèi)瘡力的任分布呢形式賴與數(shù)失值大螺小起辯著決籍定性大的影撫響。柔性疲板:決定反舞力和內(nèi)谷力分布姻形式與伶大小的眾主要因漲素是鋼筋望混凝僚土的扭非線滔性，而地貫基土的堂非線性季所起作紹用相比油較而言堪就很小遷。不同非澡線性組世合下基勿礎(chǔ)板計挪算結(jié)果11逆.6臣地墳下工痰程反鴨分析首先鬧建立希問題煎的力塘學模風型，掠然后努根據(jù)頃介質(zhì)止的力獸學參跪數(shù)、津受力蝕狀態(tài)復和邊頭界條服件以畫及施妨工條芒件，跟求出堵巖土蛇體的塵位移鋤、應閘力和詢應變煤等物忌理量令，這蠢一過晌程稱婚之為正分析宿。從結(jié)果滴反過來羽尋求巖獄土體的岸本構(gòu)模盤型和相宴應的計柔算參數(shù)件的過程未與正分紙析正好咐相反，稱之稻為反猾分析設(shè)。位薄移為依據(jù)背的位移蹄反分析護法為巖偵土工程喚反分析毫中應用氣最為廣臣泛的方雪法。位移反六分析法痕可分為圖解法懷、解析干法和數(shù)國值法