[求助]：各位网友请进，向您请教几个土力学上容易混淆的问题？（跟我有同样困惑的请帮

whscom

我在这方面是半路出家，提的不当之处，敬请原谅。
1、基础的刚性角与算附加应力中的应力分布角之间的联系与区别？可不可以认为一种材料的刚性角与外力作用在该种材料上形成的应力分布角在数值上是相同的？或者说两者就是一回事，只是叫法不同？例如混凝土的刚性角与应力分布角是否都是45°？
2、土的内摩擦角与土的天然休止角的联系与区别？天然土的内摩擦角与天然休止角在数值上是否相同？为什么？
3、在计算基础时，只要超过地基承载力，地基将被破坏，那么假设在地下十米处有一软弱土层，承载力为6吨/平方米，问题是即使不用再上附加荷载，上面十米的土的自重应力都远远超过软弱土层承载力，而软弱土层还能稳定，为什么？有人可能说软弱土层承载力应该按深度进行修正，但修正的原因是什么？一般材料强度是越修正越小，而土的承载力正相反，为什么？
4、一道题：某土层分三层，高都为h，容重土层都为Y，水为1。第一层与第三层为不透水层，第二层为水，求各层中间部位的自重应力？如果可能的话请画出自重应力分布图？
我的答案：1、f1=0.5*Y*h；2、f2=Y*h或f2=Y*h+0.5*1*h或f2=0（f2叫不准）3、f3=Y*h+1*h+0.5*Y*h？我认为f2=Y*h，对错与否，请告之。我有一种想法：在有地下水的土层中，土的自重应力不考虑水的自重，可能是自身自重与浮力相等的原因吧。
我比较苯，希望高手能用形象，浅显易懂的话解释一下，万分感谢。

Fengsha

试答第三题：
软弱土层既然存在，就必然有它的理由，假如给它一个宣泄的出口，它肯定支撑不住上面土的自重

郭余庆

第三题：想想地下水，可能对此有所理解。

n_n

好复杂

huangweid

第四题：水这层的土压力应该加上上层的土自重。

东方狐

1、不同点：刚性角是对刚性基础而言的，应力分布角主要是对地基土而言的；
相同点：材料不同，角度也不同；
两者是不同的概念。
2、不同点：土的内摩擦角表现在土层受剪切作用下错动层间产生的滑动面的角度，而天然休止角表现在土体自然崩塌时土层所能保留下来的角度；
相同点：土的内摩擦角和天然休止角都是土在外力作用下，土内部结构相互间的内聚力产生的；两者的来源相同，产生的结果不同。
3、这个问题与地下水能够在地下存在的道理一样，我想大家都知道，就不说了。
4、各层土中间部位的自重应力不仅仅是简单的各层土的应力的叠加，还应该考虑一定的扩散系数。

芸芸众生

1 基础刚性角和附加应力扩散角形式是相似,但意义不同.刚性角主要是从刚性材料的抗拉抗剪强度角度考虑，主要针对刚性材料，比如砼的剪切破坏角为45度，其刚性角就为45度。而附加应力扩散角是从应力扩散的角度来考虑的，它用在软弱下卧层和砂垫层的计算。通俗一点：刚性角是考虑力在刚性材料中产生剪切破坏的范围，是破坏，沿着刚性角一路开裂下来，所以要避开，刚性角着重在一个斜面。而应力扩散角是考虑力在地基中的影响范围，是影响，它最关心的不是扩散角这个斜面，而是最后达到的平面，即它影响的那部分土层的宽度面积情况，是个平面，这个平面上的承载力是否符合要求。不知道这样说明白否？

lh8888

同意二楼的说法，另外，第二层的应力，f2=0.5YH，仅第一层应力，第二层为零，应为浮容重为零。

芸芸众生

补充一点：刚性角用在基础，扩散角这词用在地基，应用的范围不一样
2土体内摩擦角和土体天然休止角是两个不同的概念，它们仅在砂土的土坡稳定中才有交集。
（1）        从对象来说：天然休止角主要是针对砂土，天然休止角可以这样形象地比喻：抓一把干砂，轻放，砂落地，砂堆天然形成的坡角就是天然休止角，对同一种干砂，天然休止角是定值的，砂越多，角度只是呈平行角一般向外移，不信试试，但一定要干砂，这时候可以假定天然休止角为土体内摩擦角，因为砂土没有粘聚力，其强度靠砂粒间的摩擦力维持。6楼楼主概念错误，内聚力即粘聚力和摩擦角怎能混为一谈？无论是砂土还是粘土，都有内摩擦角，内摩擦角是摩擦力的体现指标。土体只所以稳定，是因为土体有强度（靠是就是粘聚力[化学胶合力，砂土很不幸没有]和摩擦力[物理咬合力]），土体破坏不是颗粒粉碎，而是土体各颗粒之间在外力的作用下发生错动，形成滑裂面。话扯太远了。
（2）        从表征来看，天然休止角是个宏观的角度，是个坡角，而内摩擦角针对颗粒之间而言，是个变值，只是理想化了取一个值。很担心下笔千言，离题万里。
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地基土达到极限状态，有滑动面产生，基础底面以上两侧土体上拱，上覆土层的自重可抑制土体的上拱，从这个角度可增加地基承载力，埋深越深，压制上拱力越大，连续滑裂面不易产生，因此地基整体剪切破坏多发生在浅基，这大概是原因之一，上面的图是计算浅基础的地基极限承载力的普朗德尔理论的图型，因此要对埋深修正，且值增大，以此类推软弱下卧层的修正。
第4题，概念错误，不可能有这样的地形，不可能是中空的，除非有地下河道.
把握几个概念：地下水位以下的透水层（如第二层的砂土层，计算自重应力土体重度容重取浮重度（即有效重度，考虑浮力），即土体饱和重度γsat减去水重度γw或根据三相比例指标的公式计算）；一般不透水层一般为岩层或只含少量结合水的坚硬粘土层，在第二三层交接面计算图有突变，交接面顶属于透水层，土体重度容重仍取浮重度，交接面底已属不透水层，由于不透水层不存在水的浮力，所以要加上水重。

我简单做个地层，你理解后依此类推。如图，各层厚度为h，第二层为透水层，第三层为不透水层。
σ1 =γ1  h     σ2 =γ1  h＋γ2’h         
σ3 =γ1  h＋γ2’h＋γw h  
σ4 =γ1  h＋γ2’h＋γw h＋γ3 h
我画了图，可能会看不到！