
【化】 extra-stress; subsidiary stress
附加应力(Additional Stress)是材料力学与工程地质学中的核心概念,指物体在原有应力基础上因外部条件变化而产生的额外应力分量。其英文对应术语为"additional stress"或"superimposed stress",常见于《工程力学双语词典》和《岩土工程术语标准》等专业文献。
根据清华大学《土力学》(第三版)定义,附加应力特指地基在外荷载作用下,土体内部产生的超过初始自重应力的增量应力场。这种应力状态满足弹性力学平衡方程:
$$
sigma_{ij,j} + Fi = 0
$$
其中$sigma{ij}$为应力张量,$F_i$为体积力分量。
在中国科学院力学研究所的实验指南中,附加应力被证实具有三向传导特性,其分布模式符合Boussinesq解:
$$
sigma_z = frac{3P}{2pi z} left( frac{1}{1+(r/z)} right)^{5/2}
$$
式中$P$为集中荷载,$z$为计算深度,$r$为水平距离。
工程实践中,附加应力计算需参照《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2011)规定的分层总和法,该标准由中国建筑工业出版社正式发布。美国土木工程师学会ASCE期刊的多篇研究也证实,附加应力累积是导致软土地基沉降的主因。
附加应力是工程学和材料力学中的重要概念,其具体含义因应用领域不同而有所差异,以下是综合解释:
附加应力指由外部荷载或变形引起的应力增量,区别于物体原有的应力状态。其核心特征是:
指建筑物荷载通过基础传递到地基后,扣除原有自重应力后的新增应力。例如:
金属塑性变形时,因各部分变形不均匀产生的自平衡内应力。表现为:
对比项 | 附加应力 | 残余应力 | 有效应力 |
---|---|---|---|
产生原因 | 外部荷载或变形 | 加工过程残留 | 土体颗粒间传递 |
存在状态 | 动态变化 | 静态稳定 | 持续存在 |
计算方法 | 布辛涅斯克理论 | 需通过退火消除 | 太沙基公式 |
注:实质应力(考虑初始应力各向异性)与附加应力的区别在于是否包含初始应力状态的影响。
地基设计中需重点控制附加应力,其过大会导致:
建议参考《土力学》教材第四章或岩土工程规范GB 50007-2011获取详细计算方法。
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