
【化】 extra-stress; subsidiary stress
附加應力(Additional Stress)是材料力學與工程地質學中的核心概念,指物體在原有應力基礎上因外部條件變化而産生的額外應力分量。其英文對應術語為"additional stress"或"superimposed stress",常見于《工程力學雙語詞典》和《岩土工程術語标準》等專業文獻。
根據清華大學《土力學》(第三版)定義,附加應力特指地基在外荷載作用下,土體内部産生的超過初始自重應力的增量應力場。這種應力狀态滿足彈性力學平衡方程:
$$
sigma_{ij,j} + Fi = 0
$$
其中$sigma{ij}$為應力張量,$F_i$為體積力分量。
在中國科學院力學研究所的實驗指南中,附加應力被證實具有三向傳導特性,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$P$為集中荷載,$z$為計算深度,$r$為水平距離。
工程實踐中,附加應力計算需參照《建築地基基礎設計規範》(GB50007-2011)規定的分層總和法,該标準由中國建築工業出版社正式發布。美國土木工程師學會ASCE期刊的多篇研究也證實,附加應力累積是導緻軟土地基沉降的主因。
附加應力是工程學和材料力學中的重要概念,其具體含義因應用領域不同而有所差異,以下是綜合解釋:
附加應力指由外部荷載或變形引起的應力增量,區别于物體原有的應力狀态。其核心特征是:
指建築物荷載通過基礎傳遞到地基後,扣除原有自重應力後的新增應力。例如:
金屬塑性變形時,因各部分變形不均勻産生的自平衡内應力。表現為:
對比項 | 附加應力 | 殘餘應力 | 有效應力 |
---|---|---|---|
産生原因 | 外部荷載或變形 | 加工過程殘留 | 土體顆粒間傳遞 |
存在狀态 | 動态變化 | 靜态穩定 | 持續存在 |
計算方法 | 布辛涅斯克理論 | 需通過退火消除 | 太沙基公式 |
注:實質應力(考慮初始應力各向異性)與附加應力的區别在于是否包含初始應力狀态的影響。
地基設計中需重點控制附加應力,其過大會導緻:
建議參考《土力學》教材第四章或岩土工程規範GB 50007-2011獲取詳細計算方法。
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