土力学复习资料.doc

基础：建筑物最底下的这一部分结构。 地基：承受由基础传来荷载的土层 （或岩层）。 持力层：位于基础底面下的第一层土。 下卧层：持力层下的土层。 地基的分类： 按地质情况分：土基、岩基。 按设计施工情况分： 天然地基：不需处理而直接利用的地基。 人工地基：经过人工处理而达到设计要求的地基。 土的特点： 碎散性、压缩性、固体颗粒间的相对移动性及透水性。连续介质的固体材料。 土的用途： 作为地基；作为建筑材料（e.g.路基，堤坎） 土力学的研究对象： 研究土的本构关系以及土与结构物相互作用的规律。 土的本构关系： 即土的应力应变强度时间四变量之间的内在联系。 地基设计中，必须满足的两个技术条件： 1、地基的变形条件：（沉降量、沉降差、倾斜、局部倾斜）保证建筑物不因地基变形而损坏或者影响其正常使用。 2、地基的强度条件：要求作用于地基的荷载不超过地基的承载力，保证地基在防止整体破坏方面有足够的安全储备。 基础设计中，必须满足的两个技术条件： 基础应当具有足够的强度和耐久性。 土的概念: 土是岩石风化的产物，是母岩风化后经搬运、沉积等地质作用形成的岩石碎屑和土颗粒组成的集合体。 土的分类 （1）按有机质含量 :有机土；无机土（2）按粒间粘聚程度: 粘性土,无粘性土土力学的概念 :以土和土体为研究对象，研究其物理、力学特性、稳定性以及土与结构的相互作用的一门学科。 土的性质包括 :物理性质 ,力学性质 ,水理性质 ,工程性质 土的成因 :土的形成要经历风化、剥蚀、搬运、沉积等作用过程。 残积土:残积土是残留在原地未被搬运的那一部分岩石风化剥蚀后的碎屑堆积物，其成分与母岩相同，一般没有层理构造，均质性差，孔隙度较大，作为建筑物地基容易引起不均匀沉降。 洪积土:是指在山区或高地由暂时性水流(山洪急流)作用，将大量的残积物、坡积物搬运堆积在山谷中或山前平原上的堆积物。冲积土:是由河流流水的地质作用，将两岸基岩及其上部覆盖的坡积、洪积物质剥蚀后搬运沉积在河流平缓地带形成的沉积物。土的三相：固液气相颗粒级配：土中土粒的大小及其组成情况，通常以土中各个粒组的相对含量来表示，称为土的颗粒级配。 分析方法： 筛分法：适用于粗粒土 孔径大小不同的筛子 沉降分析法：适用于细粒土 常采用比重计法 表述方法: 粒径级配曲线 土中气体：土中气体存在于土孔隙中未被水占据的部分，分为与大气连通的非封闭气体和与大气不连通的封闭气体 1. 非封闭气体：受外荷作用时被挤出土体外，对土的性质影响不大 2. 封闭气体：受外荷作用，不能逸出，被压缩或溶解于水中，压力减小时能有所复原，对土的性质有较大的影响，使土的渗透性减小，弹性增大和延长土体受力后变形达到稳定的历时 土的结构 ：1.单粒结构：粗矿物颗粒在水或空气中在自重作用下沉落形成的单粒结构，其特点是土粒间存在点与点的接触。根据形成条件不同，可分为疏松状态和密实状态2.蜂窝结构：颗粒间点与点接触，由于彼此之间引力大于重力，接触后，不再继续下沉，形成链环单位,很多链环联结起来，形成孔隙较大的蜂窝状结构 3.絮状结构：细微粘粒大都呈针状或片状，质量极轻，在水中处于悬浮状态。当悬液介质发生变化时，土粒表面的弱结合水厚度减薄，粘粒互相接近，凝聚成絮状物下沉，形成孔隙较大的絮状结构 土的工程性质的最基本的性能指标：土的干燥与潮湿、坚硬与软弱、紧密与疏松土的含水量是标志土含水程度的一个重要物理指标。天然土层含水量变化范围较大，与土的种类、埋藏条件及其所处的自然地理环境等有关。含水量越小，土越干。 土的含水量测定方法：通常用烘干法，称量天然土的质量后，将其烘干，称出其干土质量ms，湿土质量与干土质量之差即为图中水的质量mw。亦可近似用酒精燃烧法。粘性土的物理特征：粘性土的含水量低时，强度高；含水量高时，强度低，并且随着含水量的变化，粘性土会呈现出不同的物理状态。粘性土物理状态：固态，半固态，可塑状态，流动状态 可塑状态：就是当粘性土在某含水量范围内，可用外力塑成任何形状而不发生裂纹，并当外力移去后仍然能保持既得的形状，土的这种状态叫可塑状态。 界限含水量：粘性土由一种状态转变到另一种状态的分界含水量液限：由可塑状态转到流动状态的界限含水量塑限：土由半固状态转到可塑状态的界限含水量缩限：土由半固状态不断蒸发水分，则体积逐渐减小，直到体积不再缩小时土的界限含水量。自重应力：由于土体本身自重引起的应力 附加应力：（外）荷载在地基中引起自重应力分布曲线的变化规律：1.土的自重应力分布曲线是一条折线，拐点在土层交界处和地下水位处。2.同一层土的自重应力按直线变化。 3.自重应力随深度的增加而增大。1. 地基 -直接承担建筑物的全部荷载，并在其影响下产生应力与变形的那一部分地层称为地基。 根据地基与基础的接触关系，地基中的地层分为覆盖层、持力层和下卧层。 1)地基持力层是直接承托基础底面的地层。地基基础设计时，通常应选择强度较高、变形较小、稳定性较强的地层作为地基的持力层。 2)覆盖层是位于持力层以上的所有地层。 3)下卧层是位于持力层以下的地层。 当地基下卧层中有较持力层更软弱的地层时，该地层称为软弱下卧层。 当下卧层中具有如岩层之类的强度很高的地层时，这种地层称为刚性下卧层。 地基可分为天然地基和人工地基 地基基础设计要满足三个基本原则 ：1.强度条件（按承载力极限状态设计）即作用于地基的荷载不超过地基的承载能力；经常承受水平荷载的高耸结构、挡土墙需进行稳定性验算；地下水较浅，地下室或地下构筑物还应进行抗浮验算。 2.变形条件（按正常使用极限状态设计）即控制基础沉降使之不超过地基变形的允许值。 3.基础的材料、型式、尺寸和构造除应满足承载力和变形要求外,还应满足对基础结构的强度、刚度、耐久性的要求。 无筋扩展基础(刚性基础）：1.定义：由素混凝土、砖、毛石、灰土和三合土等抗压性能好、而抗弯抗剪性能差的材料砌筑而成，通常由台阶的容许宽高比或刚性角控制设计。 2. 特点： （1）砖、石、灰土、素混凝土等材料抗拉强度很低 （2）有基础台阶宽高比(刚性角)要求 3.适用条件：多层民用建筑和轻型厂房 按基础外形和结构型式分类 ：1.单独基础（独立基础）柱下单独基础 2.条形基础墙下条形基础，柱下条形基础 3.十字交叉条形基础 4.筏板基础 5.箱形基础扩展基础 ：概念：柱下钢筋混泥土独立基础和墙下钢筋混泥土条形基础。基础埋置深度确定原则：1.在保证安全可靠的前提下，尽量浅埋。2.注意：1）基础埋深不小于0.5m（表土一般松软，易受雨水及外界影响）；随建筑物高度适当增大。2)基础顶面低于设计地面0.1m以上，避免基础外露，受外界破坏。3)桥要求在冲刷深度以下不小于1m处。影响基础埋置深度选择的因素: 1.建筑上部结构 2.工程地质条件3.水文地质条件 4.与场地环境条件 5.地基冻融条件 土的冻胀现象:地下一定深度范围内，土的温度随气温而变化。在寒冷地区，冬季时，上层土中，水因温度降低而冻结。此时，土中水的体积膨胀，因而整个土层的体积也跟着膨胀。发生冻胀的条件：（1） 土的条件 一般是细颗粒土。 砂土的毛细高度小，发生冰冻时体积膨胀，孔隙水排走，骨架不变。太细的土，水分供应不及时，冻胀也不明显。 （2） 温度条件 低于冻结温度 （3） 水力条件 含水量，具有开放性条件，如粉土冻胀最严重 地基承载力：是指地基承受荷载的能力。地基的允许承载力：具有一定安全度和不引起不许可沉降量的荷载。地基承载力的影响因素：1.地基土的成因与堆积年代堆积年代越久，