土力学与基础工程(赵明华)华版全解

rr名词解释土力学利用力学的一般原理，研究土的物理、化学和力学性质及土体在荷载、水、温度等外界素作用下工程性状的应用科学。它是力学的一个分支。地基：为支承基础的土体或岩体。在结构物基础底面下，承受由基础传来的荷载，受建筑物影的那部分地层。地基分为天然地基、人工地基。基础：将结构承受的各种作用传递到地基上的结构组成部分。基础依据埋置深度不同划分为浅础、深基础2的性质及工程分类土的三相：水（液态、固态）气体（包括水气）固体颗粒（骨架）原生矿物。即岩浆在冷凝过程中形成的矿物。次生矿物。系原生矿物经化学风化作用后而形成新的矿物粘土矿物特点：粘土矿物是一种复合的—酸盐晶体，颗粒成片状，是由硅片和铝片构成的晶胞所组叠而成。粒组:介于一定粒度范围内的土。界限粒径：划分粒组的分界尺寸称为颗粒级配土中各粒组的相对含就称为土的颗粒级配。d>0.075mm时用筛分法；d，沉降分析）颗粒级配曲线：曲线平缓，表示粒径大小相差悬殊，土粒不均匀，即级配良好。不均匀系数C=d/d，映土粒大小的均匀程度越表示粒度分布范围越大，土粒越不均匀，其级配越好。曲率系数C=d/(d*d)，反映计曲线的整体形状Cc越大，表示曲线向左凸，粗粒越多。（d60为于某粒径的土重累计分量为d30d11分别限制粒径、中值粒径、有效粒径）对于级配连续的土：Cu>5，级配良好；Cu<5级配不良。对于级配不连续的土，级配曲线上呈台阶状，采用单一指标难以全面有效地判断土级配好坏，需同时满足和Cc=1~3两个条件时，才为级配良好，反之则级配不良。6.结合水指受电分子吸引力作吸附于土粒表面的土中水电子吸引力高达几千到几万大气压，使水分子和土粒表面牢固地粘结在一起。结合水分为强结合水和弱结合水两种。强结合水：紧靠于土颗粒的表面受电场作用很大，无安全不能移动，表现出固态特性弱结合水：强结合水外，电场作范围内的水种粘质水膜，受力时可以从水膜厚处向薄处移动，也可因电场引力从一个土粒周围转移到另一个土粒周围，担在重力作用下不会发生移动。毛细水受水与空气交界面处表面张力的作,在于地下水位以上透水层中的自由水。毛细现象：指土中水在表面张力作用下，沿细的孔隙向上及其它方向移动的现象。重力水地水面以,土颗粒电子引力范围以外的,仅重力作用.传静水压力产生浮托力.7.土的结构指土粒单元的大小、形状、相互排列及其联结关系等因素形成的综合特征。土的结构和构造对土的性质有很大影响粒结构、蜂窝结构、絮凝结构）土的构造物成分和颗粒大小等都相近的同一土层及其各土层之间的相互关系的特征称之理构造、裂隙构造、分散构造）8.相对密实度

界限含水量：粘性土由一种状态转到另外一种状态的分界含水量。液限()：粘性土由可塑状态转到流动状态的界限水量。LLL塑限()：粘性土由半固态转到可塑状态的界限含量。P塑性指数：液限与塑限之差（去）称为塑性指数，用下式表示：反映粘粒含量的多少反映粘性土处在可塑状态的含水量变化范围。

I)p

。液性指数I):

IPI

反映土的软硬成度9.灵敏度：在不排水条件下，原土的无侧限抗压强度与重塑土的无侧限抗压强度之比，用表。固结度：地基在荷载作用下，经历了时t的降量s与最终沉降量之比值称为固结度，它表示时间地完成的固结程度<达同一固结度，单面排水时间是双面排水时间的4倍土的触变性：在土的含水量和密度不变的情况下，土因重塑而软化，又因静置而逐渐硬化，强有所恢复的性质。10.潜蚀：在渗流情况下，地下对岩土的矿物、化学成分产生溶蚀、溶滤后这些成分被带走以及水流将细小颗粒从较大颗粒的空隙中直接带走，这种作用称为潜蚀，前者称化学潜蚀，后者称机械潜蚀管涌：水在砂性土中渗流时，细小颗粒在动水力的作用下，通过粗颗粒形成的孔隙，而被水流走的现象叫管涌。流砂或流土大到某一数值(有效重度时向的流力克服了土体向下的重,土浮起而处于悬浮状态失去稳定土随水流动的现象。最佳含水量：在一定压实功作用下，土最容易压实，并能达到最大干密度时的含水量。3中应力计算1.、土的应力分类：自重应力、基地应力、地基附加应力自重应力由土体重力引起的应力自重应力一般是自土形成之日起就在土中产生）附加应力：由于外荷载的作用，在土中产生的应力增量基底压力：在基础底面与地基之间产生接触压力基底压力分为：柔性基础基底压力和刚性基础基底压力）

p

FA基底附加压力（p）

pp0

0

d地基附加应力：由建筑物荷载引起的应力增量。2.

有应原

—总力’—效力u—孔水力饱土有应原的整述土的效力于应减去隙压；②的效力制土变和度能三基物指:然密度（环刀法,比重或相对密度（比重瓶法,水量（烘干法）换指：然密ρ:然状态下土单位体积的质量(干密度ρ土单位体积中固体颗粒部分的质(g/cm3)饱和密度sat:土孔隙中充满水时的单位体积质(g/cm3)有效密度ρ:单土体积中土粒的有效质(g/cm3)土粒相对密(比重):土的固颗粒质量与同体积4时纯水的质量之比含水量w:土中水的质量与土粒质量之(孔隙比e:土中孔隙体积与土颗体积之比孔隙率:土中孔隙体积与总体积之(%)饱和度Sr:土中水的体积与孔隙体积之(%)、何附应？基的加力布何点答：建筑物荷载在地基中增加的应力称为附加应力。地基中的附加应力分布有一下规律：附加应力自基底起，随深度呈曲线衰减附加应力具有一定扩散性。它不仅分布在基底范围内，而且分布在基底荷载面积以外的相当大范围之3）基底下任意深度水平面上的加应力，在基地中轴线上最大，随居中轴线距离越远而越小、简饱土渗固过？答：饱和土的渗流固结过程如下：土体孔隙中自由水逐渐排出；土体孔隙体积逐渐减小；由孔隙水承担的压力逐渐转移到土骨架来承受，成为有效应力。、土中生切坏平，不剪力大平？在么况，切坏与大应面一的答：土体中发生剪切破坏的平面一般不是剪应力最大的平面。当土的莫尔破坏包线与轴行，即f

数

时，剪切破坏平面与最大剪应力面是一致的。莫库伦强度论:以库伦公式作为抗剪强度公,据剪力是否达到抗剪强度作为破坏准则的理论就称为莫尔库伦强度理论朗土力基假是库土力基假是（）肯压基原朗肯研究自重应力作用下无土体内各点的应力从弹性平衡状态发展为极限平很状态的条件出计算挡土墙土压力的理论。假条挡土墙背垂直．墙后填土表面水平．挡墙背面光滑即不考虑墙与土之间的摩擦力。（）伦压依的理楔体平衡理论基假：a墙的填土是理想散粒体滑动破坏面为通过墙踵的平面滑动土楔为一刚塑性体，本身无变形朗土力库土力的缺aaa1-aaa1-朗土力论应用半空间中的应力状态和极限平衡理论计算土压力念较明确式单，应用方便对粘性土和无粘性都可以用该公式直接计算在程中得到青睐但为了使墙后填土中的应力状态符合半空间应力状态，必须假设墙背是直立光滑的，填土面是水平的，因而使其应用范围受到限制由于该理论忽略了墙背与填土之间摩擦的影响计的主动土压力偏大，被动土压力偏小。库土力论根据墙后滑动土楔的静力平衡条件推导得出土压力计算公式，考虑了墙背与土之间的摩擦力并用于墙背倾斜填面倾斜的情况但由于该理论假设填土是无粘性土因此不能用库仑公式直接计算粘性填土的土压力仑土压力理论假设墙后填土破坏时裂面是一平面，而实际上是一曲面，因此，库仑土压力理论计算结果与按曲面的计算结果有出入，这种偏差在计算被动土压力时尤为严.．朗与仑压理的用朗肯理论求得的是墙背各点土压力强度分布，而库仑理论求得的是墙背上的总土压力朗肯理论适用于填土表面为水平的无粘性土或粘性土的土压力计算库仑理论只适用于填土表面为水平或倾斜的无粘性土，对粘性土只能用图解法计算被动土压力的计算常采用朗肯理论（）土墙在满足墙背直立光滑且填土面水平的条件下，库仑土压力理论与朗肯土压力理论计得到的土压力是一致的、饱和性不排条下抗强度标不结排剪：试验过程中试样含水量和体积保持不变,加压程只引起试样的孔隙水压力变化而效应力不变,故剪强度亦不变。固不水(过中试样含水量和体积减,剪切过程中保持不变,只孔隙水压力改变,破时孔隙水压力完全由样受剪引起。固排剪CD)：整试验过程中始终打开排水阀,让样充分排水固结保持隙水压力为零,有应力等于总应力。4的变形性质及地沉降计算土的压缩性：土在压力作用下体积缩小的的特性。（压缩快慢与渗透性有关

透水性大的无粘性土，压缩过程短；透水性小的粘性土，压缩时间长压缩试：研究土的压缩性大及其特征的室内试验方法。步骤：在压缩仪（或固结仪）中完成。试验时，先用金属环刀取土，然后将土样连同环刀一起放入压缩仪，上下各盖一块透水石，以便土样受压后能够自由排水，透水石上面再施加垂直荷载限）2.压缩性指标：①压缩系数是评价地基土压缩性高低的重要指标之一曲线上任一点的切线斜率，当外荷载引起的压力变化范围不大时，可近似a

ea＝12ppp21表示压力间隔由P1=100kp增加到P2=200时所得压缩系数评定土的压缩高低。<0.1Mpa时，为低压缩性土，0.1－≤

a

<

0.5Mpa－时，为低压缩性土、≥0.5－②压缩指数公式4.5、Cc来确定土的压缩性大小，Cc愈大。土的压缩性0E0E(1)愈高Cc<0.2时性土性土时，属高压缩性土。P71③压缩模量（或侧限压缩模土体在完全侧限条件下，竖向附加应σz与相应的应变增量εz之比，用符Es表示。（1+e/a一般认为Es<4Mpa时为高压缩性土时为低压缩性土4～15MPa时属中压缩性土3.载试：加荷稳压装置、反力装置、观测装置三部分组。变形模：土体在无侧限条件下，单轴受压时的应力与应变之，用E表弹性模：侧限条件下弹性阶段竖向应力与应变之比。E0与Es关土的荷试验终止加的条件（1）承载板周围的土明显侧向挤出或发生裂纹。(2)沉降s急剧增大，荷载-沉降（p-s）曲线出现陡降段。在某一荷载下，小时内沉降速度不能达到稳定标准。沉降s大于等于（b为承载板宽度或直径）4.

应历：在形成的地质年代中经受应力变化的情况应路:在外作用下土中某一点的应力变化过程在应力坐标图中的轨迹。地变与间关：要取决于土的渗透性和土层厚度和土的渗透固结过程是孔隙水压力向有效应力转化的过程。土固：体在外力作用下，压缩随时间增长的过程。天然土分为三种固状态①超固状态天然土层在地质历史上受到过的固结压力Pc大于目前的上覆压力P1，即OCR大于1.②.正常固状态土层在历史上最大固结压力作用下压缩稳定沉积后土层厚度无大变化，以后也没有受到过其他荷载的继续作用③.欠固结态土层逐渐沉积到现在地面，但没达到固结稳定状态。先固压力：在其生成历史中曾受过的最大有效固结压力。6.沉量组：瞬沉:载后地基瞬时发生的沉降;采用弹性理论采不排水变形模量sd

主结降饱和与接近饱和的粘土在基础荷载作用,随着超静孔隙水压力的消散,土骨架产生形所引起的沉降;sc次结降主固结结束后,在有应力不变的条件,土骨架仍随时间发生变形.利用S-lgt曲,次固结指数进行计算ss太沙一固理的基假:土体是均质弹性,完全饱;土粒和水不能压;水的渗出以及土的压缩只能沿竖向发;水的渗流服从Darcy定理,且渗透系数k不;孔隙比的变化与有效应力的变化成正压缩系数a变;ff(6)外载一次瞬时施加渗固：体中由附加应力引起的超静水压力随时间逐渐消散，附加应力转移到土骨架上，骨架上有效应力逐渐增加，土体发生固结的过程称为渗透固结。5的抗剪强度1.土的抗剪强度：土体抵抗剪切破坏的极限能力。（

土抗强的成⑴摩力滑动摩擦剪切土粒间表面粗糙所产生的摩擦咬合摩擦土粒相互嵌入所产生的咬合,其起土的剪胀颗粒的破碎与重排列⑵粘力土间的胶结作用和各种物化学键力作用的结果大小与土的矿物组成和压密程度有关静电引力包括仑力仑力和离静电力范德华力物质极化分子与相邻另一极化分子间通过相反的偶极吸引胶结力土水中碳、硅、铅铁等氧化物对土颗粒形成胶结作用，其粘聚力可达几百千帕表观粘聚力如细力、非饱和土中吸力等）2.

库定：土所受法向应力不很大时，土的抗剪强度与法向应力可近似用线性关系表示，这一表征体抗剪强度与法向应力的公式即为库仑定律表达式莫尔库强度理论（简答。自己结要点）莫尔年出当法向应力范围较大时抗强度线往往呈非线性质的曲线形状剪强度指标c和并恒值而由该点的切线性质决定随的大而增加φ随σ的增大而点的抗剪强度时，即土发生破坏。

达到该莫尔认为f曲线，=f直线（库仑定律：）替（将莫尔曲线简ff化为直线为尔库仑强度理论。4.述直接剪切试验三轴压试验间的优点和适用范。①直接剪切试验的优缺点优点：直剪仪构造简单，操作简便，并符合某些特定条件。缺点）剪切过程中试样内的剪应变和剪应力分布不均匀。（2）剪切面人为地限制在上、下盒的接触面上，而该平面并非是试样抗剪最弱的剪切面）剪切过程中试样面积逐渐减小，且垂直荷载发生偏心，但计算抗剪强度时却按受剪面积不变和剪应力均匀分布计算格控制排水条件，因而不能量测试样中的孔隙水压力）根据试样破坏时的法向应力和剪应力，虽可算出大、小主应1、3的数值，但中主应力2无法确定。②三轴压缩试验的优缺点缺点：试样制备和试验操作比较复杂，试样中的应力与应变仍然不够均匀。优点试验中能严格控制试样的排水条件准备测定试样在剪切过程中孔隙水压力变化从而可定量获得土中有效应力的变化情况与直剪试验对比起来，试样中的应力状态相对地较为明确和均匀，不硬性指定破裂面位置除抗剪强度指标外还可测定如土的灵敏度侧压力系数孔隙水压力系数等力学指标。6压力、地基承载和土坡稳定挡土墙（结）为了防止土体边坡的塌失稳，保护边坡的稳定，人工完成的构筑

挡土墙土压力：挡土墙后填土因自重或外荷载作用对墙背产生的侧向压力。土压力：①主动压力当挡土墙向离开土体方向偏移至墙后土体达到极限平衡状态时，作用在墙背上的土压力称为主动土压力。用表示。被动土力当挡土墙在外力作用下土体方向偏移至墙体后土体达到极限平衡状态时，作用在墙背上的土压力称为被动土压力。用表示。静止土力当挡土墙静止不动墙后土体处于弹性平衡状态时作用在墙背上的土压力称为静止土压力。用E。表示。止压力强度用公式σ

K0γZ提示：三者关Ea<E<Ep朗理论与库仑理论的比较（简答）相同点：朗肯与库仑土压力理论均属于极限状态，计算出的土压力都是墙后土体处于极限平衡态下的主动与被动土压力和。不同点：①研究出发点不同：朗肯理论是从研究土中一点的极限平衡应力状态出发，首先求出是