土力学与地基基础复习总结

1、第1章 绪论1、根本概念土力学：是用力学的观点研究土各种性能一门科学地基：直接承受建筑物荷载的那一局部土层根底：将上部结构的荷载传递到地基中的结构的一局部,通常称为下部结构持力层：直接与根底地面接触的土层下卧层：地基内持力层下面的土层软弱下卧层：地基承载力低于持力层的下卧层天然地基：未经人工处理就可满足设计要求的地基人工地基：地层承载力不能满足设计要求,需进行加固处理的地基根底埋深：从设计地面(一般从室外地面)到根底底面的垂直距离浅根底：埋深小于 5m,只需挖槽、排水等普通施工程序即可建造的根底深根底：借助于特殊施工方法建造的根底.如桩基、墩基、沉井和地下连续墙2、地基与根底设计的根本条件(1

2、)作用于地基上的荷载效应不得超过地基容许承载力值.(2)根底沉降不得超过地基变形容许值.(3)具有足够预防失稳破坏的平安储藏.第2章 土的物理性质和工程分类1、土的结构:(1)单粒结构；(2)蜂窝结构；(3)絮状结构2、土的构造(1)层状构造；(2)分散构造；(3)裂隙构造(4)结核状构造3、土的工程特性(1)压缩性高； (2)强度低；(3)透水性大4、土的颗粒级配(1) 土的粒径：d60 一限制粒径d10 有效粒径 d30 一中值粒径(3)连续程度：(2)不均匀程度：Cu = d60 / d10 不均匀系数Cu >5,级配不均匀Cc = d302 / (d60 Xd10 )一曲率系数5

3、、土的物理性质(1) 土的物理性质指标1) 土的密度、有效密度、饱和密度、干密度 土的重度、有效重度、饱和重度、干重度2) 土粒的比重3) 土的饱和度4) 土的含水量砥 士校5) 土的孔隙比和空隙率(2)无粘性土的密实度：D,emaxemaxemin取圣体点(3)粘性土的物理性质：(4)液性指数和塑性指数1 P L pIl(5)粘性土的灵敏度(6)粘性土的触变性饱和粘性土受到扰动后,稠度状念固态或半固悬可型状态 流动状态含水量1楣晦界限聚用啦副液限皱Lz7.强结合木膜展大一朝自由术s二生原状 电无网限优比强僮私量电土的王嘛航强度结构产生破坏,土的强度降低.当扰动停止后,土的强度随时间又会逐渐恢

4、复的现象,称为触变性.土的触变性是土的结构联结形态发生变化引起的, 是土微观结构随时间变化的宏观表现第3章土的渗透性与工程降水. u v h =z + + -1、水在土中任意一点的水头：如果忽略速度水头,上式可以写成:2、水力坡降i :单位渗流长度上的水头损失3、达西定律=(7 = kF =比同tL4、动水力J 土体中渗流的水对单位体积土体的骨架作用的力,是水流对土体施加的体积力,kN/m3.水在土中流动的过程中将受到土阻力的作用,使水头逐渐损失.同时,水 的渗透将对土骨架产生拖曳力,导致土体中的应力与变形发生变化.这种渗透水流作用对土骨架产生的拖曳力称为动水压力.J _ F _ ywhA渗流

5、作用于笔位上休的力在工程计算中,将士的临界水力坡降除以某一平安系数Fs(23),作为允许水力坡降ii：设计时,为保证建筑物的平安,将渗流逸出处的水力坡降限制在允许坡降i i5、流土和管涌A:流土：地下水流动时,假设水流的方向由上向下,此时动水力的方向与重力方向一致,使 土颗粒压得更紧,对工程有利.如果地下水水流方向相反,动水力的方向与重力方向相反. 当动水力足够大时,会将土体冲起,造成破坏.当动水力GD的数值等于或者大于土的浮重 度时,土体被水冲起的现象,称为流土.icr称为临界水力坡降,即将产生流土,； =B：管涌叱 /卬当土体颗粒级配不连续时,水流可将土体粗粒孔隙中充填的细粒土冲走,破坏土

6、的结构, 这种作用称作管涌.长期管涌的结果,形成地下土洞,土洞由小变大,可导致地表塌陷. C:流土与管涌的区别a：流土发生时水力梯度i大于临界水力梯度icr,而管涌可以发生在任何的情况下 b:流土发生的部位在渗流逸出处,而管涌发生的部位可在渗流逸出处,也可在土体内部； c：流土破坏往往是突发的, 而管涌破坏一般有一个时间开展过程,是一种渐进性质的破坏;d:流土发生时水流方向向上,而管涌发生时那么没有此限制；e：只要水力梯度到达一定数值,任何类型的士都可以发生流土破坏；而管涌只发生在有一 定级配如不均匀系数 Cu>10 的无粘性土中,且土中粗颗粒所构成的孔隙直径必须大于 细颗粒的直径.第4

7、章 土的应力与有效应力原理1、土中的自重应力1竖向自重应力c 1 z12z2n znZ. i 1 i i二科二工1b由ftCZ分布可知竖向自重应力的分布规律为：1 土的自重应力分布线是一条折线,折点在土层交界处和地下水位处,在不透水层面处分布线有突变;2同一层土的自重应力按直线变化；3自重应力随深度增加而增大；4在同一平面自重应力各点相等.2水平向的自重应力(3)地下水位的变化对自重应力的影响原地下水位2、根底底面的压力(1)轴心荷载下的基底压力0Fk GkPkA八下降后地下水位0室内室外XX上升后地下水便原地下水位(2)偏心荷载下的基底压力Pt mailibPk m扛Ph nhlb£

8、;=":基航正力三角形分布 e<l/6:基底正方里都形分率庄力重新分布Pkmax -2区 + &)3、基底附加压力一默摘泥下,皇筑物建造苜美抵土盘笈看童作用下的文形 早已转束.因此,只有基底附加压力才能引起电基妁附加应力和更用0角点法具体儆法：通过乩声做一些相应的辅助线,使M点成为几个小矩形的公典角 点,乩去以下任意深度工处的附加应力,就等于这几块小矩影荷载在 该深度处所引起的应力之和.基喘慎面4、地基中的附加应力天那他无Ecmax"mas卷底附加压力是考虑根底有一定埋 董深度,对天然地基而言开挖基槽相 当于卸去一局部自重应力,即：a“=、.连 d注：M点为地

9、基中任意一点在基底平面上的投影点.偏心苻我时:(1) M及或矩形假设我而以内(2) M点在矩形苻料面边缘(3)“点在矩形着我面以外(4)用龙芯矩形看我面意宣,外阑轴心假设我时:s之比1) M点在矩形荷载而以内仃工=(£+ Kdu+ Kciv)Po2) M点在矩步荷载而边堤仁一(,+ %) po3) M瓦在矩形荷载面以外.,.金S/C?Ea.弓1 .土匕/ Kuecdh emhaf)Po4) X点在矩形荷载面角点外侧仃工一- K亡 Kmfbh +Kqe m g)Po第5章土的压缩和固结1、有关概念：固结：饱和土压缩的全过程叫做土的固结瞬时沉降：施加荷载后,土体在很短时间内产生的沉降主固

10、结沉降：依赖于孔隙水压力变化而产生的固结次固结沉降：指孔隙水压力完全消散,主固结沉降完成后的那局部沉降压缩系数：一般取压缩曲线上M1M2两点切线的斜率值,称为土的压缩系数压缩指数：压缩模量：土在完全侧限条件下竖向应力增量与相应的应变增量的比值变形模量：指的是土体在无侧限的情况下单轴受压时的应力和应变之比体积压缩系数：先期固结压力：土体在固结过程中所受的最大竖向有效应力正常固结土：先期固结压力等于现时的土压力pc=p1超固结土：先期固结压力大于现时的土压力pc>p1欠固结土：先期固结压力小于现时的土压力pc<p1固结度(Ut): 土的固结过程中某一时间 t的固结沉降量s1与固结稳定的

11、最终沉降量究上在不同压力作用下,孔隙比变化视音受荷后土样的高度变 化:设初始高度%受 压后的高度均,剜 fl1Tli一孙 £为舟裁作 用F的变形学4 =- £_ -(】十弓) 匕 1 +刍 人 一7 12、地基沉降量计算的分层总和法1划分薄层hi不同土层界面；地下水位标高处；每层厚度w 0.4b根底宽度；2分别计算每分层界面处的自重应力和附加应力,并画出应力图形3确定地基中压力层厚度zn.采用应力比：一般土层:软粘土层:(T(Tz/ osz <0.2;z/ osz <0.1 ;4计算每薄层土沉降量 Si5计算地基最终沉降量,实际就是将各薄层土沉降量之和3、地基变

12、形分类1沉降量2沉降差3倾斜4局部倾斜s= Si1、土的抗剪强度第6章土的抗剪强度库伦公式t 1 =<? + btan.金素来嫌于黏聚力其次内埠热力无就住土靠剪连度： 泉源于土的内摩建力颗粒之间外表摩擦力;内摩擦力.颗粒之间的相互嵌入和互锁作用产生的啖合力.¥力野ICT所有的力在库尔图4触表示土体中一 照的西力壮志T摩尔网阈 周上各羔的受标就泰示嫉 京在阑府平而上的正点力.4 ,：上中奖金,的应 力裁卷可用庠 尔曲力国糊建斜面上的座力根据平衡条件蹩直球命用于此水平来向等于肌列出两个中衢方程:b =+ct3) +(丐-)0012&. 22r = (T - 2aQ曲力同与强

13、度筑相剌同3?：,摩尔-库仑破坏准那么.面成中的夹角.因此,土的剪切破坏并不是由最大剪成 力皿所限制,第7章土压力1、土压力的种类挡土墙上压力的大小及其分布理律受到墙体可能的移动方向、埼后肚的种类、填土面的瞬式、靖的IESM腹和地基的朝等一系列因素崎,.根据墙的位移情况和墙后土体敏的应力限,土压力可分为以下三和二馥心城力：当岩上后静止不动,不发生任何位移平移和候量土体 处于粤性瞄状态时,土体对墙背产生帆晌压力施为静止士压力,一般用 f o主硝比力当管士培向前位移,墙后填土松动下滑,当土体网极限 平衡状态时,土体对精背产生的他向压力称为主动土压力,一般用上表示.被动汪力:当岩土墙向后位移,使墙后

14、填土被挤压,当土体到达崛 平衡状态时,土体对培普产生峋他向压力再为被动土压力用表示.2、土压力的计算主动土压力无粘性土作用于单位长度墙上的总主动土压力反为:均享汨瓦一主动土压力系数,Ka<KQ七.的作用点应在墙高的1/3处, 水平方向.被动土压力无粘性土作用于单位长度墙上的总被动土压力扁为:1 1E 二一K 心尸2 "匹一被动土压力系数,%的作用点应在墙高的1/3处,水平方向.K胪3、朗肯土压力理论1搭土墙墙背要直、光滑.2填土袤密水平并且与挡土墙等工某用这样锻定的目的是简化计算.并且将挡土墙和肚视为无限延伸,沿代度方向取单位长度Inu 所以班力合力靴为岬一.主动土压力强度%

15、=%二丐tarr45' 一一-2ctan45 -=-2cK令 ,一一2<3小彳式中；1-45小 巴=他长,一2c后上£尸0时,M口：土压力分布图形由于黏索力存在,在嗔土外表出现拄应力,其分布离度为.由免示：求得临界深度二土压力图暇呈三角形分布,其合力 大小等于土压力分布图膨画和,E.=；湎匕-2r/Ch -z0卜一z合力作用点位于T处7工%=%,力最大主应力与二巴为最小主应力当z=Q当z=% 一口/(4三十岸上式成: 一% = /K J 2c区q=2强% = 7hjg匹所以土压力分布图形呈梯形分布 挡土墙上的总主动土压力为 %=gyh,Kp十女h师二、被动土压力强度 _

16、 _皿力仲外.,内 外 由极限平衡条件可知% = 5 ="加11 «5 +-)+2cxtan(45 +-)nIB. . fl|lop = ' =<rtin (45*) +2cxtan(45*+-)合力点位于幡形形处,水平向左垂直于墙背被溟统土药无粘性土 fc=OJ ,而±6豆动土压力强度即z "耳是由靠直囱压应力jrw与4的束积短成.4、库伦土压力理论库伦土压力理论的根本假设:(1 )墙后的填土是理想的散粒体(粘聚力c=0 );(2)滑动楔体为刚体；(3)楔体沿着墙背及一个通过墙踵的平面滑动.5、特殊情况下土压力的计算(1)填土外表有均布荷

17、载(2)墙后填土分层(c=0)第8章地基的承载力质下界面说明：合力大小为分布图形的画 租,作用点位于分布图形的膨心处下-i 7M(3)墙后有地下水水压力强度地基变形的三个阶段：压缩阶段；剪切阶段；塑性流动阶段地基破坏的三个模式：整体剪切破坏；局部剪切破坏；冲切剪切破坏(1)临塑荷载：指在外荷载作用下,地基中刚刚开始产生塑性变形(局部剪切破坏)时基 础底面单位面积上所承受的荷载.对应荷载一一沉降曲线上的Pcr的值.上_,点上界面 L,点下界面,点上界面三工 V'laT档土墙后有地下水时,作用在埼背 上的土体压力有土压力和水压力两 局部,可分作两层计算一般惺设地下水位上下土层采用相 同.值

18、.水位以下的重度要考虑淳力詈响, 用有效重度/来代替“(曲(2)临界荷载：地基中塑性变形到达一定深度时,根底底面的压力.土压力强度档土墙后有几层不同类的土层,先 求聂向自重应力,然后素以该土层 的主动土压力系数,得到相应的主 动土压力强度作用在墙背的总压力为 土压力和永压力之而, 作用点在合力分布图语 的以矽b(3)极限荷载：地基在外荷载作用下产生的应力到达极限平衡时的荷载.对应荷载 降曲线上的pu值.地基的容许承载力：fab b 3 d 0 d 0.5第9章土坡稳定分析简单土坡的稳定分析：坡面滑动力为T =阴 sin #由N引起的摩擦力Tz = N lan(p = W cos z?tg抗滑力

19、与滑动力之此祚为稳定平安系数K之 _ W cos B tan (p _ tan <pT W sin 3 tan (3一般要求1.5.第10章浅根底1、确定根底埋置深度应考虑的因素2、无筋扩展根底的设计(1)根底底面积确实定1)中央受压：FkfaGd7 13AigbFkfa7102偏心受压:7 14FkA 1.1 : 1.4 A.1.1 : 1.4 KfaGd(2)根底高度确实定刚性角(3)软弱下卧层承载力的验算3、扩展根底的设计(1)墙下条形根底1.根底底版厚度根底底板如图同倒置的悬臂板,在地基净反力作用下,根底的最大 内力实际发生在悬臂板的根部(墙外边舞垂直截面优).计算根底 反力时,

20、沿条形根底长度方向取单位长度进行计算.号基净反力为：Pj式中1.35氏根底任意截面17处(如图)的弯距N和剪力V为：1rl .v 二必=Pj%条形思础底板厚度(即基触高度)确实定,制以下两种方法:(1 )根据经验,一照取h=h/£ ( h为基砒宽度)进行抗剪验算,即：V <0.7B, f hhn*右2门上?1 时上冰,°式中b相当于尸1m时J2)根据算力M值,接受其承载力条件,求将条形基岫的截面有效高度1根底底板熔度:Vlu >0.7d工b0枯=(800/% 产P3受剪切承我方森南高度影响 系数,hO小于800miD时,取 R OOnn,. hO大于2 00Om

21、ni时 , 取 2 0(1 Omni +当没垮层时当无垫层时h = h.+ 70根底底板厚度的最后航值,应以5.111nl为模双磷定.2、基加1底*板,fir,筋,xr基阕:底板配筋按下式计算二A,=学09h内(2)柱下独立根底设计-松下铜筋界凝土单独基硼的底板身度(即基釉高度)主要由受冲切永栽力.,对矩形截面柱的矩形根底,应验算柱与根底交接处以及根底变阶处的受冲切承武力；受冲切承载力应按以下公式验算:3一冲切破坏椎体最不利一例计异长度；他一冲切破坏雄体最不利一侧斜截面的上边长,当计建柱与根底交接处的受冲切点我力时,取柱宽：当it即基此变阶处的受冲切承致力时取上阶宽;4、减轻建筑物有害变形的举

22、措(1)建筑举措(2)结构举措(3)施工举措第11章桩根底1、桩根底的分类摩擦型桩和端承桩 按实用功能分:1竖向抗压桩摩擦型桩和端承桩；2竖向抗拔桩；3水平受荷桩；4复合受荷桩 按桩身材料分；摩擦型桩 桩根底端承型桩摩擦桩端承摩擦桩端承桩摩擦端承桩1混凝土桩；2钢桩；3组合材料桩按施工方法分：1灌注桩沉管灌注桩、钻孔灌注桩、挖孔灌注桩2预制桩按成桩过程的挤土效应分：1非挤土桩；2挤土桩；3局部挤土桩 2、桩根底的构造要求 3、单桩承载力确实定1单桩竖向极限承载力标准值2单桩竖向特征值4、桩的负摩阻力定义：土和桩身发生相对位移时, 土对桩侧的摩擦力才能发挥出来.假设桩的沉降大于周围土体的沉降,土就