土力学地基基础复习知识点汇总

1、第一章土的物理性质及工程分类I、土：是由岩石,经物理化学风化、剥蚀、搬运沉积,形成固体矿物、液体水和气体的一 种集合体.2 土的结构：土颗粒之间的相互排列和联接形式.3、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结构.4、 蜂窝状结构：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,形成孔隙较大的结构.5、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.悬液介质发 生变化时,土粒外表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 较大的结构.6、土的构造：在同一土层中的物质成分和颗粒大小等都相近的

2、各局部间的相互关系的特征.7、 土的工程特性：压缩性高、强度低特指抗剪强度、透水性大8、 土的三相组成：固相固体颗粒、液相土中水、气相土中气体9、粒度：土粒的大小10粒组：大小相近的土颗粒合并为一组II、土的粒径级配：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,占土粒 总质量的百分数来表示.12、级配曲线形状：陡竣、土粒大小均匀、级配差；平缓、土粒大小不均匀、级配好.13、不均匀系数： Cu=d 60/d10曲率系数：Cc= d 302/d10*d60d10 有效粒径、d30、d60 限定粒径：小于某粒径的土粒含量为10%、30%和60%时所对应的粒径.14、结合水：指受电分子吸引力

3、作用而吸附于土粒外表成薄膜状的水.15、自由水：土粒电场影响范围以外的水.16、重力水：受重力作用或压力差作用能自由流动的水.17、毛细水：受水与空气界面的外表张力作用而存在于土细孔隙中的自由水.14、土的重度丫 : 土单位体积的质量.15、 土粒比重土粒相对密度：土的固体颗粒质量与同体积的4C时纯水的质量之比.16、含水率w: 土中水的质量和土粒质量之比17、土的孔隙比e： 土的孔隙体积与土的颗粒体积之比18、土的孔隙率n： 土的孔隙体积与土的总体积之比19、饱和度Sr： 土中被水充满的孔隙体积与孔隙总体积之比20、干密度 d :单位土体体积干土中固体颗粒局部的质量21、 土的饱和密度sat

4、： 土孔隙中充满水时的单位土体体积质量22、土的密实度：单位体积土中固体颗粒的含量.23、相对密实度 Dr=e max-e/emax-emin24、稠度：粘性土因含水多少而表现出的稀稠软硬程度.25、土的稠度界限：粘性土由某一种状态过渡到另一状态的界限含水量.26、可塑性：粘性土在某含水量内,可用外力塑成任何形状而不发生裂纹,当移动外力后 仍能保持既得形状.27、液限wl：液性界限,相当于土从塑性状态转变为液性状态时的含水量.28、塑限wp：塑性界限,相当于土从半固体状态转变为塑性状态时的含水量.29、缩限ws：相当于土从固体状态转变为半固态状态时的含水量.30、 塑性指数Ip：液限与塑限的差

5、值,去掉百分数符号.Ip = wl wp *100Ip>17为粘土,17 A Ip>10为粉质粘土31、液性指数Il相对稠度：粘性土的天然含水率和塑限的差值与液限和塑限差值之比.I i=w-w p /W l-wp32、 活动度A：塑性指数与土中胶粒dv 0.002mm 的含量百分数的比值.A= I p/m33、灵敏度 St:粘性土的原状土无侧限抗压强度与原土结构完全破坏的重塑土的无侧限抗 压强度的比值.34、地基土岩的工程分类：岩石、碎石土、砂土、粘性土和人工填土.岩石：颗粒间牢固联结、呈整体或具有节理裂隙的岩体.碎石类土：粒径大于 2mm的颗粒含量超过全重 50%的土.角砾、圆砾

6、、碎石、卵石、块石、漂石砂类土：粒径大于 2mm的颗粒含量不超过 50%,粒径大于0.075mm的颗粒含量超过 50% 的土.粉砂、细砂、中砂、粗砂、砾砂粉土：粒径大于 0.075mm的颗粒含量不超过 50%,塑性指数Ip小于或等于10的土.粘性土：塑性指数Ip大于10的土.人工填土： 土由人类活动堆填形成的各类土.特殊土：具有特殊的成分、结构、构造、物理力学性质的土.软土：主要由细粒土组成、孔隙比大一般大于1.0、天然含水量高接近或大于液限、压缩性高a1-2>0.5MPa-1及强度低的土层.35、根底：建筑物最底下的一局部,由砖石、混凝土或钢筋混凝土等建筑材料建造,将上 部结构荷载扩散

7、并传递给地基.36、地基：受建筑物荷载的那一局部地层.37、土粒的矿物成分：原生矿物、次生矿物、有机质.38、土的粒径分组：粘粒、粉粒、砂粒、圆砾、乱石、漂石.第二章 土的压缩性与地基沉降计算1、土的压缩性：土在压力作用下体积缩小的特性.2、蠕变：粘性土在长期荷载作用下,变形随时间而缓慢持续的现象.3、饱和土体的渗流固结过程：土体孔隙中自由水逐渐排出；土体孔隙逐渐减小；由孔隙承 担的压力逐渐转移到土骨架来承受,成为有效应力.排水、压缩、压力转移,三者同时进 行.4、 主应力：作用在剪应力等于0平面上的法向应力.5、主应面：剪应力等于 0平面.1与最小主应力 3 ,6、莫尔应力圆：在 -直角坐标

8、系中,在横坐标上点出最大主应力 再以1- 3为直径作圆.;室内试验单轴7、土的应力与应变关系及测定方法：现场试验荷载试验、旁压试验压缩试验、侧限压缩试验、直剪试验、三轴压缩试验是限制土的体积变8、有效应力：土粒所传递的对土体的变形和强度变化有效的粒间应力.形和强度两者变化的土中应力9、孔隙应力：由土中水和土中气传递的应力.10、 有效应力原理：饱和土体所承受的总应力为有效应力 与孔隙水压力u之和.='+u.11、侧限条件：侧向限制不能变形,只有竖向单向压缩的条件.12、压缩系数a：单位压力增量作用下土的孔隙比的减小值.13、弹性模量：受力方向的应力与应变之比.压缩模量Es：在完全侧限条

9、件下,土的竖向应力 z与相应的应变增量z的之比.地基土的变形模量：无侧限情况下,单轴受压时的应力与应变之比.14、自重应力：土体受到重力作用而产生的应力.注意自重应力分布曲线绘制：计算各土层分界处土的自重应力、连成曲线即可15、附加应力：由于外荷载的作用,在土中产生的应力增量.注意地基中的附加应力计算角点法：竖向集中力、矩形荷载、条形荷载等16、 基底压力P接触压力：根底底面传递给地基外表的压力.中央荷载 P=N+G/A ;偏心 荷载 P=N+G/A± M/W17、 基底附加压力 P0：由于建筑物荷重使基底增加的压力.P0=P- cz=P- md18、影响土中应力分布的因素：地基与根

10、底的相对刚度、荷载大小与分布情况、根底埋深 大小、地基土的性质等.19、单向固结：土中的孔隙水,只沿一个方向渗流,同时土体也只沿一个方向压缩.20、 固结度：地基在固结过程中任一时刻t的固结沉降量 Sct与其最终固结沉降量 Sc之比21、地基应力与变形关系P-S曲线：直线变形阶段：地基压密局部剪切阶段：出现 塑性变形区完全破坏阶段：形成连续滑动面,地基完全破坏.22、地基承载力确实定： 假设pS线出现直线段,取 a点对应荷载为fak,即取fak=p1； 假设pu能定,且Pu<2p1,取极限荷载一半为 fak,即取fak=pu/2； 假设pS线不出现直线段,另行讨论粘性土：取S=0.02b

11、承压板宽度所对应的荷载作fak ,且P/2; 砂土：取s=0.010.015b承压板宽度所对应的荷载作fak,且viz P/2 n 3 时,且 fakmax 一 fakmin V 0.3fak ,计算 fak 的平均值.23、地基的最终沉降量：地基土层在建筑物荷载作用下,不断地产生压缩,直至压缩稳定 后地基外表的沉降量.注意地基的最终沉降量计算：分层总和法、标准法24、正常固结土： 土层历史上经受的最大压力,等于现有覆盖土的自重应力.25、超固结土： 土层历史上经受过最大压力,大于现有覆盖土的自重应力.26、欠固结土： 土层目前还未完全固结,实际固结压力小于土层自重压力.27、超固结比：前期固

12、结压力与现有土重压力之比.第三章土的抗剪强度及地基承载力1、土的抗剪强度：土体反抗剪切破坏的极限水平,其数值等于剪切破坏时滑动面上的剪应 力.2、破坏准那么：土体破坏时的应力组合关系.3、极限平衡状态：当土体中任一点在某方向的平面上的剪应力到达土的抗剪强度的状态.4、 莫尔破坏包线：当剪应力等于抗剪强度时该点就发生破坏,在破坏面上的剪应力f是法向应力 的函数,即 f= f .这个函数关系确定的曲线,称为莫尔破坏包线.5、 剪切试验：确定土的抗剪强度指标粘聚力c,内摩擦角0 的试验.直剪、三轴6、直剪试验根据排水条件可分为：快剪、固结快剪和慢剪.快剪试验：在试样施加竖向压力后,立即快速施加水平剪

13、应力使试样剪切破坏.固结快剪：允许试样在竖向压力下排水,待固结稳定后,再快速施加水平剪应力使试样剪切破坏.慢剪试验：允许试样在竖向压力下排水,待固结稳定后,以缓慢的速率施加水平剪应力使 试样剪切破坏.7、 直剪试验优缺点：优点：直接剪切仪构造简单, 操作方便.缺点： 限定的剪切面 剪 切面上剪应力分布不均匀在计算抗剪强度时按土样的原截面积计算试验时不能严格限制排水条件,不能量测孔隙水压力.8、三轴试验类型：按剪切前的固结程度和剪切过程中的排水条件分为：不固结不排水试验 UU、固结不排水试验CU、固结排水试验CD9、三轴压缩实验优缺点：优点：可严格限制排水条件可量测孔隙水压力破裂面在最软弱处.缺

14、点：2= 3,而实际上土体的受力状态未必都属于这类轴对称情况实验比较复杂.10、无粘性土抗剪强度的来源：摩擦强度摩擦力包括滑动摩擦和咬合摩擦.滑动摩擦：存在于颗粒外表间,土粒发生相对移动所产生的摩擦.咬合摩擦：相邻颗粒对于相对移动的约束作用.11、粘性土的抗剪强度包括：内摩擦力、粘聚力.12、影响抗剪强度指标的因素：土的物理化学性质：矿物成分、颗粒形状与级配、土的原始密度、的含水率、土的结构孔隙水压力13、地基承载力：指地基承担荷载的水平.14、 地基的临塑荷载 Pcr：指在外荷作用下,地基中刚开始产生塑性变形时根底底面单位面 积上所承受的界限荷载.Pcr=Ndd+Ncc15、 临界荷载：当地

15、基中的塑性变形区最大深度为：中央荷载 Zmax=b/4；偏心荷载Zmax=b/3； 与此对应的根底底面压力,分别以 Pi/4或P1/3表示.P1/4= N1/4 b+ Nd d+Ncc;P1/3= Ni/3 b+Nd d+N cc.16、 地基临塑压力：地基中仅个别点的应力到达极限平衡时的基底压力,记为pa.16、极限荷载：指塑性区已互相靠拢,形成了贯穿的滑动面,地基丧失稳定时基底单位面积上的压力,用符号 Pu表示.Pu= cN c+qNq+ b Nr/217、 太沙基公式适用于根底底面粗糙的条形、方形和圆形根底：理论假设：条形根底,均布荷载滑动面两端为直线,中间为曲线滑动土体分三个区. 条形

16、根底密实地基：Pu= b Nr/2+cN c+qNq 条形根底松软地基：Pu= b Nr'/2+2cNc'/3+ dNq' 方形根底：Pu= 0.4 b0 Nr + 1.2cNc+ dNq 圆形根底：Pu= 0.6 b0 Nr + 1.2cNc+ dNq地基承载力：f= Pu/K K > 318、 斯凯普顿公式适用于饱和软土地基、内摩擦角为0;浅根底、d<2.5b;矩形根底、考虑了 l/b 的影响：Pu=5c1+0.2b/l1+0.2d/b+d地基承载力：f= Pu/K K=1.11.519、汉森公式适用于倾斜荷载作用；矩形根底或条形根底；考虑根底埋深与宽度

17、之比Puv= 1b0Nr Sr ir/2+ cN c Scdci c+ qN q Sqdqi q 地基承载力：f= Pu/K K > 2.20、影响极限荷载的因素： 地基的破坏形式：整体滑动、局部剪切、冲切剪切 地基土的指标：土的内摩擦角、粘聚力c、重度 根底设计的尺寸：根底宽度b、埋深d 载荷作用方向：倾斜、竖向 载荷作用时间：短暂、长期第四章土压力及土坡稳定1、挡土墙：预防土体坍塌的构筑物.2、土压力：土体作用在挡土墙上的压力.3、挡土墙的结构类型：重力式、悬臂式、扶壁式、锚杆式、加筋土挡土墙.4、土压力种类：(Pa<P0<Pp( a<< p) 静止土压力Po

18、：挡土墙在土压力作用下,不向任何方向发生位移和转动时,墙后土体处 于弹性平衡状态,作用在墙背上的土压力. 主动土压力Pa：当挡土墙沿墙趾向离开填土方向转动或平行移动,且位移到达一定量时,墙后土体到达主动极限平衡状态, 填土中开始出现滑动面,这时作用在挡土墙上的土压力. 被动土压力Pp：当挡土墙在外力作用下向墙背填土方向转动或平行移动时,土压力逐渐 增大,当位移到达一定量时,潜在滑动面上的剪应力等于土的抗剪强度,墙后土体到达被动极限平衡状态,填土内开始出现滑动面,这时作用在挡土墙上的土压力增加至最大,称为被动土压力.5、极限平衡条件： 粘性土：1= 3tan2(45° + /2)+2c

19、tan(45 ° + /2); 3= itan2(45° - /2)-2ctan(45 ° - /2) 无粘性土：上式中c=0 得：1= 3tan 2(45 ° + /2); 3= 1tan2(45 ° - /2).6、影响土压力的因素：土压力与挡墙位移的关系、挡土墙形状、填土的性质.7、静止土压力计算条件：墙静止不动、位移和转角为 0.(地下式外墙；拱座；岩基上的挡土墙)公式：Po= K 0 z(K°=u/(1-u); K 0=1-巾')静止土压力的分布：p°沿深度Z呈线性分布,呈三角形.总静止土压力：Po= Ko

20、 H2/2(作用点距墙底为 H/3)8、朗肯土压力理论条件：半空间应力状态(假定挡墙墙背竖直=0、光滑 =0、填土面水平=0);A、主动土压力计算 无粘性土 ：公式：Pa= 3= z tan2(45° - /2)= z Ka Ka =tan2(45° - /2) 总主动土压力：Pa= K a H2/2(作用点距墙底为 H/3) 粘性土：公式：Pa= 3= 1tan2(45 ° - /2) -2ctan(45 ° - /2)= z Ka -2c Vka Ka =tan 2(45° - /2)总主动土压力：Pa=( H-Z 0)( HKa-2c -

21、ka)/2 = K a H2/2-2cH . ka +2c/(临界深度Z0=2c/(/ka);作用点距墙底为(H- Zo) /3)B、被动土压力计算 无粘性土：公式：Pp= 1= z tan2(45° + /2)= z Kp Kp =tan 2(45° + /2)总主动土压力：Pp= K p H2/2(作用点距墙底为H/3) 粘性土公式：Pp= 1= 3tan2(45° + /2)+2ctan(45 ° + /2)= z Kp +2c JkpKp=tan2(45° + /2)总主动土压力：Pp= K p h2/2 +2cH*kp (作用点经过梯

22、形的形心,yc=h(2a+b)/3(a+b)9、库仑土压力理论适用条件墙背府斜,倾角墙背粗糙,墙与土间摩擦角粘聚力c=0填土外表倾斜,坡脚无粘性土主动土压力Pa= K a H2/210、几种常见情况下的土压力计算 粘性土应用库仑土压力根据抗剪强度相等原理：fD=tan -1tan © +c/»根据土压力相等原理 tan45 °-©d /2= tan45 -f/2-2c/ H图解法：根本图解法、库尔曼图解法. 填土面有均布荷载 q当量土层厚度计算：墙背竖直、填土外表水平：h '=q/r墙背及填土外表倾斜：h ' =' h '

23、 cos*cos 3 /cos- 总土压力：Pa= K a H2/2+qH K a 墙后填土分层第一层按均质土计算；第二层时将第一层按重度换算看成q,即当量土层厚度：h'=加1/ r2 墙后填土有地下水土压力：水下,取浮重度.Pa= h2 Ka水压力：Pw= w h22/2总侧向压力：P = Pa + Pw11、挡土墙稳定性验算： 抗倾覆稳定性计算Kt=抗倾覆力矩 /倾覆力矩=W*a+Pay*b/Pax*h M 1.5不满足要求时,可增大挡墙断面尺寸；展宽墙趾；改变墙身面、背坡坡度；做卸荷平台 抗滑动稳定性验算Ks=抗滑力 /滑动力=W+Pay*u/Pax M 1.3不满足要求时,可设

24、逆坡；换土,以提升u值;修改挡墙尺寸,增大 G值；墙踵后加拖板 地基承载力验算中央荷载P f偏心荷载Pmax 1.2f 且 P MP Pmax+ Pmin /2 三 f12、 影响土坡稳定的因素：土坡坡度、土坡高度、土的性质、气象条件、静动水压力的作 用、地震13、滑坡：斜坡中一局部土体相对于另一局部土体滑动的现象.14、简单土坡：土质均一,坡度不变,无地下水的土坡.14、土坡稳定分析圆弧法：工程设计中常假定粘性土坡的滑动面为圆弧面,用圆弧滑动法极限平衡法的一种分析粘性土坡的稳定性.15、 土坡稳定分析方法：整体圆弧滑动法瑞典圆弧法、条分法条分法是将滑动土体竖 直分成假设干土条,把土条当成刚体

25、,分别求作用于各土条上的力对圆心的滑动力矩和抗滑力矩、瑞典条分法、毕肖普法、普遍条分法简布法.第五章天然地基上浅根底的设计1、地基：承受建筑物荷载的那一局部地层.2、根底：建筑物最底下的一局部,由砖石、混凝土或钢筋混凝土等建筑材料建造,将上部 结构荷载扩散、并传递到地基上.3、地基根底方案类型：天然地基上的浅根底、人工根底、桩根底、其它深根底4、浅根底按结构分类： 独立根底配置于整个结构物或柱之下的无筋或配筋的单个根底 条形根底根底长度远大于其宽度的一种根底形式 柱下十字形根底荷载较大的高层建筑采用的一种根底形式 片筏根底满堂根底地基软弱而荷载又很大,采用十字形根底仍不能满足要求或相邻 基槽距

26、离很小时采用的一种根底形式 箱形根底是由钢筋混凝土底板、顶板和纵横交叉的隔墙构成.具有很大的整体刚度的一 种高层建筑物根底形式 壳体根底材料省、造价低；弯矩为主转化为轴力为主；实际应用少 联合根底当为了满足地基土的强度要求,必须扩大根底平面尺寸,与相邻的单个根底在平面上相接甚至重叠时,那么可将它们连在一起成为联合根底5、 根底按材料分类：扩展根底：根底水平截面向下逐渐扩大的根底 无筋扩展根底刚性根底：由砖、毛石、混凝土等材料组成的无需配置钢筋的墙下条 形根底或柱下独立根底 钢筋混凝土扩展根底扩展根底/柔性根底：由钢筋混凝土等材料组成的能够承受弯矩和剪力的墙下条形根底或柱下独立根底6、承载力计算

27、与验算：中央荷载Pk= Fk +Gk/A; Pk fa偏心荷载Pk= Fk +Gk/A 土 Mk/W； Pkmax 1.2f a 且 Pk fa 即Pkmax+ Pkmin /2三 fa7、 地基承载力特征值fak及其影响因素：是指由载荷试验测定的地基土压力变形曲线线性 变形阶段内规定的变形所对应的压力值,其最大值为比例界限值.fak影响因素：地基土的成因类型地基土的物理力学性质地下水建筑物情况8、地基承载力特征值确定方法： 根据标准?承载力表格确定 根据载荷试验P-S曲线确定1 假设pS线出现直线段,取 a点对应荷载为fak,即取fak = p1；2 假设pu能定,且Pu<2p1,取极

28、限荷载一半为fak,即取fak=pu/2；3 假设ps线不出现直线段,另行讨论 粘性土：取s=0.02b承压板宽度所对应的荷载作fak ,且v习P/2; 砂土：取s=0.010.015b承压板宽度所对应的荷载作 fak ,且v习P/2.4n 3 时,且 fakmax fakmin < 0.3fak ,计算 fak 的平均值. 根据理论公式确定1临塑荷载公式：f a=Pcr=N d d+N cc2临界荷载公式：中央荷载：fa=P1/4= N 1/4 b+ Nd d + N cc;偏心荷载：fa=P1/3= N 1/3 b+ Nd d + N cc.3 极限荷载除以平安系数 fa=Pu/K

29、;太沙基公式KA 3;斯凯普顿公式 K取1.11.54 标准?公式偏心距 e 0.033b: fa= Mb b+ M d md+M kckb :根底底面宽度,大于 6m时按6m考虑；对于砂土,小于 3m时按3m考虑 根据当地建筑经验确定9、 地基承载力的修正 :fa=fak + brb 3 + drmd 0.5:基底以下土的重度,地下水位以下取有效重度；b:根底底面宽度m,当基底宽小于3m取3m考虑,大于6m按6m考虑；m：基底以上土的加权平均重度m=E ihi/E hi)10、最不利荷载组合：指组合起来的荷载,应产生相应的最大力学效应.11、 软弱下卧层的验算：(思路 z + cz fz)(

30、注cz= (d+z) , Z按第二章方法计算)当Esl/ Es2M 3时,z简化计算：条基：z=pob/(b+2ztan0 ) 矩形：z=p olb/(l+2ztan0 ) *(b+2ztan 0)12、地基变形特征：沉降量：指根底中央点的沉降值.沉降差：指相邻单独根底中央或根底两点的沉降量之差；倾斜：指单独根底倾斜方向两端点的沉降差与其距离之比值；局部倾斜：指砌体承重结构沿纵墙610m之内根底两点的沉降差与其距离之比值.13、 地基稳定性计算：Kmin=抗滑力矩/滑动力矩 =Mr/MsM 1.214、根底尺寸设计：A、中央荷载：p=(N+G)/A < f ; A M N/(f- Gd)

31、(如根底底面位于地下水位以下,那么A M N/(f- Gd+ whw)B、 偏心荷载(试算法)：p=(N+G)/A =WI/W=(N+G)/A(1圮e/l) (W=bl 2) 地基承载力特征值计算：:f a=fak + br(b 3) + dr m(d 0.5) 先按中央荷载求 A中 考虑偏心影响 A偏=(1.11.5)A中 是否再次修正地基承载力特征值. 计算 Pkmax, Pkmin ； p=(N+G)/A 地/W (有水平荷载 Q 时 p=(N+G)/A 土( M+Qd ) /W) 验算Pkmax 1.2f且(Pkmax+ P kmin ) /2= f ,不满足那么加大根底底面积重新计算

32、.15、影响根底埋置深度的因素：与建筑物有关的条件(上部结构情况)工程地质条件 水文地质条件冻结深度场地环境条件.16、柔性结构：上部结构的变形与地基变形一致,地基的变形对上部结构不产生附加应力, 上部结构没有调整地基不均匀变形的水平,对根底的挠曲没有制约作用,即上部结构不参 与地基、根底的共同工作.17、刚性结构：在中央荷载作用下,均匀地基的沉降量相同,根底不发生挠曲.上部结构 具有调整地基应力、使沉降均匀的作用.18、 补偿性根底(浮根底)：利用卸除大量地基的自重应力,以抵消建筑物荷载的设计,称 为补偿性设计.这种空心根底称为补偿性根底(浮根底).18、天然地基上浅根底设计原那么、内容与步骤设计原那么：对地基：p<f, s<s,或 ;对地基：p<f, s<s,或 设计内容与