土力学复习教材

土力学部分1第四纪沉积层岩石---风化、剥蚀、搬运、沉积—土残积层；坡积层；洪积层；冲积层；海积层；湖积层；风积层

岩石经风化后未被搬运而残留于原地的碎屑物质所组成的土体，它处于岩石风化壳的上部。雨水将山坡高处的风化碎屑物顺坡冲洗，堆积在较平缓的山坡脚处而形成土体。概念

2．地下水流土：当动水力的数值等于或大于土的浮重度时，土体被水冲起来的现象叫流土。基坑计算h0rsat＞hY式中：

---动水力，---水的重力密度，

---水力坡降，

h/L3土的结构和构造土的结构：土的颗粒之间的相互排列和联接形式称土的结构；

单粒结构；蜂窝结构；絮状结构工程性质单粒较好土的构造：同一土层中，土颗粒之间相互关系的特征。种类：层状构造(组成层理）分散构造（土层中颗粒分布均匀，性质相近）结核状构造（分布粗粒）；裂隙状构造（有不连续的小裂隙）。4土的工程特性压缩性高反映材料压缩性高低的参数是弹性模量“E”，土称为变形模量。强度低：抗剪强度透水性大：土是不匀均，不连续，各向异性的特点5土的三相组成固体颗粒

粒组:（6组）

按粗细进行分组，将粒径接近的归成一类土的粒径级配:颗粒大小,各粒径成分在土中占的比例6土的粒径级配累积曲线不均匀程度：不均匀系数Cu=d60/d101009080706050403020100小于某粒径之土质量百分数（％）105.01.00.50.100.050.010.0050.001粒径(mm)土的粒径级配累积曲线d60d50d10d30连续程度:曲率系数Cc=d302/(d60×d10)Cu≥5,且Cc=1-3

为级配良好如果Cu<5或Cc>3或Cc<1,级配不良的土。7土中水结晶水矿物内部的水

结合水吸附在土颗粒表面的水强结合水弱结合水

自由水重力水毛细水电场引力作用范围之外的水(在重力作用下可在土中自由流动-能传递静水压力)8土物理性质指标

共有九个参数:

VsVω

VaVVvmsmωma

m

其它由实验室确定土的密度、土粒比重、土的含水量孔隙率(孔隙度)：土中孔隙体积与总体积之比,用百分数表示饱和度土中水的体积与孔隙体积的比值其它导出参数9土的物理状态粗粒土的松密程度和粘性土的软硬状态，从而影响了土的力学特性。砂土相对密度粘性土的物理特征

（1）液性指数IL（2）塑性指数Ip常作为细粒土工程分类的依据状态确定坚硬状态、可塑状态、流态10工程土的命名土的名称粒组含量砾砂粒径大于2mm的颗粒占全质量25--50%粗砂粒径大于0.5mm的颗粒超过全质量50%中砂粒径大于0.25mm的颗粒超过全质量50%，细砂粒径大于0.075mm的颗粒超过全质量85%粉砂粒径大于0.075mm的颗粒超过全质量50%定名时以从上到下优先符合者确定判断砂土的状态标贯锤击数N密实度N≤10松散10＜N≤15稍密15＜N≤30中密N＞30密实判断粘性土的状态液性指数IL状态液性指数IL状态IL

≤0坚硬0.75＜IL≤1软塑0＜IL≤0.25硬塑IL＞1流塑0.25＜IL≤0.75可塑11土的压缩系数12侧限压缩模量与压缩系数关系计算土层的压缩量

地基最终沉降量

13土层的自重应力竖直向：成层地基:竖直向：水平向：γ2γ3γ114地基中附加应力分布规律：

有一独立基础按荷载准永久组合求得基底净反力p0=200kN/㎡，基底面积为2×1㎡，如图所示，基础下第一层为粘土层厚度为1.0m，底面均为透水层。该土的初始平均孔隙比e=0.9，压缩系数a=0.50MPa-1。求:（1）基础中心点下0和1m深度处的附加应力；（2）该粘土层的压缩模量；（3）该粘土层的压缩变形量。

15土中的应力状态与摩尔圆

3

1

斜截面上的应力

土体内一点处不同方位的截面上应力的集合（剪应力

和法向应力

）

摩尔圆莫尔圆可以表示土体中一点的应力状态；莫尔圆圆周上各点的坐标表示相应平面上的正应力和剪应力。

3

1

O

1

3

2A(,)砂土剪切试验结论：

f=tan砂土

f式中：

f

---抗剪强度

---内摩擦角粘性土剪切试验结论：

f=c+tan粘土c

f抗剪强度指标式中：

f

---抗剪强度

c---粘聚力

---内摩擦角

16土的极限平衡状态

3强度包线极限应力圆无粘性土的极限平衡条件

3

1c

2A

1/2(1+3)极限平衡条件表达式：粘性土的极限平衡条件

3

1c

f2

fA

cctg

1/2(1+3)极限平衡条件表达式：由式

【例

】为研究内蒙露天矿高边坡稳定性，为安全生产提供科学依据，对边坡土层中点的应力状态进行测试,其中有一点的主应力为，。土的抗剪强度指标为,。试问该点处于什么状态,并判断是否存在滑坡的可能？解：可得，土体处于极限平衡状态时，与最小主应力对应的最大主应力为：

可得，土体处于极限平衡状态时，与最小主应力对应的最大主应力为：

故可判定该点接近极限平衡状态，存在滑坡的可能性。17抗剪强度指标的确（三轴实验）

f

：

土的抗剪强度

tg

：

摩擦强度-正比于压力c：

粘聚强度-与所受压力无关库仑定律影响土的摩擦强度的主要因素：密度（e,

粒径级配（Cu,Cc）颗粒的矿物成分：对于

：砂土>粘性土；高岭石>伊里石>蒙特石粒径的形状（颗粒的棱角与长宽比）

在其他条件相同时：对于砂土，颗粒的棱角提高了内摩擦角

对于碎石土，颗粒的棱角可能降低其内摩擦角

粘聚强度影响因素地质历史粘土颗粒矿物成分密度离子价与离子浓度18地基的临塑荷载pS临塑荷载极限荷载极限破坏状态弹性压密状态弹塑性工作状态临界荷载

20地基的极限荷载

1.重力式挡土墙21挡土墙设计墙顶墙基墙趾墙面墙背墙趾墙踵立壁钢筋2.悬臂式挡土墙墙趾墙踵扶壁3.扶壁式挡土墙朗肯土压力理论朗肯土压力理论使用条件1.挡土墙背面竖直

2.墙背光滑

3.墙后填土面水平库仑土压力理论适用条件1.墙背倾斜、墙后填土表面倾斜；

2.墙后的填土是理想的散粒体（粘聚力c=0）；

3.滑动破坏面为一通过墙踵的平