《土力学与地基：含试验指导（智媒体版）》课件 邢焕兰 第1-3章 土的物理性质与工程分类-土中应力计算

第一章土的物理性质与工程分类1.土的生成及沉积形式2.土的三相组成及各相对土工程性质的影响3.土的三相图、三个基本试验指标及六个导出指标4.粗粒土密实度的判定、细粒土软硬程度的判定5.根据规范进行土的工程分类6.土的击实性、击实试验及影响击实效果的因素主要内容第一节

土的生成一、土的生成土是岩石风化后的产物，即覆盖在地表上松散的、没有胶结或胶结很弱的颗粒堆积物。形成过程形成条件影响物理性质与力学性质搬运、沉积风化作用岩石地球土地球3生物循环物理风化化学风化量变无黏性土原生矿物质变黏性土次生矿物动植物的活动风化作用有机质岩石受各种气候因素的影响产生胀缩而发生裂缝,或在运动过程中因碰撞和摩擦而破碎母岩表面和碎散的颗粒受环境因素的作用而改变其矿物的化学成分，形成新的矿物物理风化化学风化5二、土的沉积形式残积土无搬运运积土有搬运土质较好残积土颗粒表面粗糙多棱角粗细不均无层理母岩表层经风化作用破碎成岩屑或细小颗粒后，未经搬运残留在原地的堆积物风化所形成的土颗粒，受自然力的作用搬运到远近不同的地点所沉积的堆积物6运积土有搬运风：风积土重力:坡积土流水:洪积土冲积土冰川:冰积土土粒粗细不同，性质不均匀有分选性，近粗远细浑圆度分选性明显，土层交迭土粒粗细变化较大，性质不均匀颗粒均匀，层厚而不具层理二、土的沉积形式基岩残积土坡积土洪积土冲积土风积土（黄土高原风成学说）雅丹地貌（风蚀作用形成）土的沉积形式甘肃张掖、新疆五彩滩丹霞地貌9气相air固相solid液相water++构成土骨架，起决定作用重要影响土体次要作用第二节

土的组成、结构与构造一、土的组成两种两相土体：饱和土、干土一、土的组成（一）固体颗粒1.颗粒的矿物成分和颗粒分组（1）原生矿物：即物理风化所产生的粗颗粒矿物。长石1长石2（1）原生矿物角闪石1角闪石2石英1石英2（1）原生矿物云母1云母2（2）次生矿物黏土是化学风化后产生的矿物，如颗粒极细的黏土矿物。常见的有高岭土、伊里土和蒙脱土等。13粒组：按粗细进行分组，将粒径接近的归成一类粒度：颗粒粒径的大小1.颗粒的矿物成分和颗粒分组颗粒分组《铁路桥涵地基和基础设计规范》(TB10093-2017)土的颗粒分组,见表1-2颗粒名称粒径

（mm）主要特征漂石（浑圆、圆棱）或块石（尖棱）大d＞800无黏性，透水性很大、毛细水上升高度很小中400＜d≤800小200＜d≤400卵石（浑圆、圆棱）或碎石（尖棱）大100＜d≤200小60＜d≤100粗圆砾（浑圆、圆棱）或粗角砾（尖棱）大40＜d≤60小20＜d≤40细圆砾（浑圆、圆棱）或细角砾大10＜d≤20中5＜d≤10小2＜d≤5砂粒粗0.5＜d≤2无黏性，易透水，有一定毛细水上升高度中0.25＜d≤0.5细0.075＜d≤0.25粉粒0.005≤d≤0.075湿时有黏性，透水性小，毛细水上升高度较大黏粒d＜0.005有黏性和可塑性，透水性极微，其性质随含水量有较大变化粒组名称粒径（mm）一般特性巨粒组漂石、块石大于200无黏性、孔隙比大、透水性大、毛细水上升高度极微，不能保持水分，能承受很大静压，压缩性小卵石、小块石60～200粗粒组砾、角砾粗20～60无黏性、易透水、毛细水上升高度不大，遇水不膨胀，干燥时不收缩且松散，不呈现可塑性，能保持水分，能承受较大静水压力，压缩性较小中5～20细2～5砂粗0.5～2中0.25～0.5细0.075～0.25细粒组粉粒0.002～0.075湿润时出现轻微黏性，透水性小，遇水膨胀或干缩都不显著，毛细水上升较快,上升高度较大黏粒小于0.002黏性大，几乎不透水，湿润时呈现可塑性，遇水膨胀或干缩都较显著，压缩性大表1-3《公路桥涵地基和基础设计规范》（JTG3363-2019）土的颗粒分组2.粒径级配分析方法颗粒级配：各粒组的质量占干土土样总质量的百分数。粒径分析方法筛分法（粒径0.075mm以上）√密度计法（粒径0.075mm以下）移液管法（粒径0.075mm以下）筛分法的标准筛分粗筛和细筛(1)粗筛孔径：200、150、100、75、60、40、20、10、5、2mm。(2)细筛孔径：2.0、1.0、0.5、0.25、0.075mm。根据最大颗粒粒径取样，见表1-4水分法最大颗粒粒径（mm）试样用量（g）＜2100～300＜10300～1000＜201000～2000＜402000～4000＜60≥5000＜75≥6000＜100≥8000＜150≥10000＜200≥10000表1-4

土的颗粒分析试样用量表粗筛分析用的风干试样质量=5000g，小于0.075mm的试样质量占总质量的百分数=6.7%细筛分析用小于2mm试样质量=300g，小于2mm的试样质量占总质量的百分数=80%筛类别孔径(mm)分计留筛试样质量(g)累计留筛试样质量(g)小于该孔径试样的质量(g)小于该孔径试样质量百分数(%)小于该孔径试样质量占总试样质量百分数(%)粗筛6000500010010040475475452590.590.52025500450090.090.01050550445089.089.05150700430086.086.023001000400080.080.0细筛200300100100×0.8=80.0152.552.5247.582.582.5×0.8=66.00.5101.1153.6146.448.848.8×0.8=39.00.2578.9232.267.522.522.5×0.8=18.00.07542.3274.825.28.48.4×0.8=6.7筛底存留(g)23.22982.00.70.7×0.8=0.6表1-5《铁路工程土工试验规程》筛析试验成果记录表1-6《公路工程土工试验规程》筛析试验成果记录筛前总土质量=3000g小于取样试样质量=870g小于2mm土质量=870g

小于土占总土质量=27%粗筛分析细筛分析孔径(mm)累积留筛土质量(g)小于该孔径土质量(g)小于该孔径土质量百分数(%)孔径(mm)累积留筛土质量(g)小于该孔径土质量(g)小于该孔径土质量百分数(%)占总土质量百分比(%)40030001002.0219081010027.020350265088.31.0241059072.819.710920208069.30.5274026032.18.751600140046.70.252920809.92.72219081027.00.0752980202.50.7工程名称

试验者

土样编号

计算者

土样说明

试验日期

校核者

（1）表格法粒径(mm)＞2010～205～102～51～20.5～1.00.25～0.50.25～0.075小于0.075百分数11.7%19.0%22.6%19.7%7.3%11.0%6.0%2%0.7%粒径(mm)＞2010～205～102～51～20.5～1.00.25～0.50.25～0.075小于0.075百分数10.0%1.0%3.0%6.0%14.0%27.0%21.0%11.3%6.7%表1-5用表格法表示表1-6用表格法表示筛析结果处理方法211009080706050403020100小于某粒径之土质量百分数（％）105.01.00.50.100.050.010.0050.001粒径(mm)土的粒径级配曲线d60d50d10d30d60d10d30CuCc0.330.0050.063662.41特征粒径:

d50

:中间粒径d60:限制粒径d10:有效粒径d30

：平均粒径不均匀程度：Cu=d60/d10连续程度:

Cc=d302

/(d60×d10)

—曲率系数—不均匀系数Cu

≥5,级配不均匀粗细程度：用d50

表示

（2）颗粒级配曲线法221009080706050403020100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d60d10d30曲线d60d10d30CuCcL0.330.0050.081663.98M0.0632.41R0.0300.545斜率：某粒径范围内颗粒的含量陡：相应粒组质量集中缓：相应粒组含量少,不均匀性好平台：相应粒组缺乏连续程度:

Cc=d302

/(d60×d10)

—曲率系数较大颗粒缺少Cc

减小较小颗粒缺少Cc

增大Cc=1~3,级配连续性好Cu

≥5,级配不均匀23粒径级配粒径级配累积曲线及指标的用途：1）粒组含量用于土的分类定名；2）不均匀系数Cu用于判定土的不均匀程度：Cu≥5,不均匀土；Cu<5,均匀土3）曲率系数Cc用于判定土的连续程度：Cc

=1~3,级配连续土；Cc>3或Cc<1,级配不连续土4）不均匀系数Cu和曲率系数Cc用于判定土的级配优劣：

如果Cu≥5且

Cc

=1~3，级配良好的土；如果Cu<5或Cc>3或Cc<1,级配不良的土图1-2颗粒级配曲线

排列致密、定向性强密度>1g/cm3冰点处于零下几十度具有固体的特性温度高于100°C时可蒸发强结合水(吸着水)位于强结合水之外，电场引力作用范围之内外力作用下可以移动不因重力而移动，有粘滞性弱结合水（薄膜水）（二）土中水

结合水吸附在土颗粒表面的水非结合水电场引力作用范围之外的水对黏性土工程性质影响最大26非结合水(自由水)重力水毛细水在重力作用下可在土中自由流动

存在于固气之间在重力与表面张力作用下可在土粒间空隙中自由移动（三）

土中气体自由气体：与大气连通，对土的性质影响不大封闭气体：增加土的弹性；阻塞渗流通道土的结构：土粒或土粒集合体的大小、形状，相互排列与联结等综合特征二、土中结构影响力学特性土的压缩性土的渗透性土的相对移动性1.单粒结构生成时重力起主要作用，颗粒之间以机械作用为主。粗粒土：单粒结构疏松状态（左图）在荷载作用下，会使土粒移向更稳定的位置而更加密实，同时产生较大的变形密实状态（右图）比较稳定2.蜂窝结构粉土：蜂窝结构土粒下沉过程中，接触点引力大于下沉土粒重量形成链环状单元，在粉土、黏土类中遇到微小的黏粒，重量极轻，靠其自重在水中下沉，极为缓慢，土粒表面常带有同号电荷，因而悬浮在水中作分子热运动，不能相互碰撞结成粒团下沉。在悬液介质发生变化时，土表面的弱吸着水厚度减薄，运动着的黏粒相互聚合，以面对边或者面对角的接触，并凝结成3.絮状结构特点：孔隙很大，强度低、压缩性高、对扰动比较敏感，土粒间的联接强度会由于压密和胶结作用而逐渐得到加强。三、土的构造1．层理构造土粒在沉积过程中，由于不同的地质作用和沉积环境条件，物质成分大体相同的土粒在水平方向沉积成一定厚度，呈现出成层特征。图1-7土的层理构造1.淤泥夹黏土透镜体；2．黏土尖灭层；3．砂土夹黏土层；4．砾石层；5．基岩在细粒土中明显掺有大颗粒或聚集的铁质、钙质等结合体、贝壳等杂物称为结核构造。2．裂隙构造裂隙构造是指土层中存在的各种裂隙，裂隙中往往有盐类的沉淀，如黄土构造3．结核构造第三节

土的物理性质指标一、土的三相图真实状态VaVwVsVvV水气体固体颗粒ma=0mwmsm质量体积三相图33三相图水气体固体颗粒VaVwVsVvVma=0mwmsm质量体积已知关系五个:共有九个参数:

VVvVsVaVw

/msmwmam剩下三个独立变量三相草图法物性指标是比例关系:可假设任一参数为1一般设V

(Vs)=1对于饱和土,Va=0干土，Vw=0剩下两个独立变量实验室测定其它指标是一种简单而实用的方法二、确定三相比例关系的基本试验指标土的密度、土粒相对密度、土的含水率水气体固体Vm质量体积1.土的密度定义:单位体积土的质量有时也称土的天然密度表达式:单位:kg/m3

或g/cm3一般范围:1.60-2.20

g/cm3相关指标:γ=ρg单位:kN/m3

一般范围:16.0-22.0

kN/m3

表1-８

土的密度的测定方法测定方法适用条件环刀法粉土、黏性土蜡封法环刀难以切削并易破裂的土灌砂法现场测定最大粒径小于75mm的土灌水法现场测定最大粒径小于200mm的土气囊法现场测定最大粒径小于40mm的土核子射线法现场测定填料为细粒土、粗粒土的压实密度362.土粒相对密度（比密度）Gs

s:土粒的密度，单位体积土粒的质量单位:无量纲土粒相对密度一般范围:

黏性土2.70~2.75砂土2.654˚C时纯蒸馏水的密度定义:土粒密度与4˚C时纯蒸馏水密度的比值表达式:试验方法：比重瓶法水气体固体VaVwVs=1VvVma=0mwmsm质量体积γs=ρsg土粒密度一般范围:

黏性土2.70~2.75砂土2.65(g/cm3)土粒重度一般范围:

黏性土27.0~27.5砂土26.5

(kN/m3)373.土的含水率定义:土中水的质量与土粒质量之比,

用百分数表示注意:

其实是含水比,可达到或超过100％表达式:水气体固体VaVwVsVvVma=0mwmsm质量体积测定方法适用条件烘干法测定含水率的标准方法，适用于各类土碳化钙减量法适用于各类土酒精燃烧法适用于不含有机质的砂类土、粉土和黏性土核子射线法现场原位测定填料为细粒土和粗粒土的含水率，测定前宜用灌砂法的结果进行标定表1-10土的含水率的测定方法38表示土中孔隙含量的指标：孔隙比e、孔隙率n孔隙比孔隙率(孔隙度)三、确定三相比例关系的其它常用指标在某种程度上反映土的松密砂类土：28-35%黏性土：30-50%有的可达60-70%定义:土中孔隙体积与固体颗粒体积之比,无量纲,可≥1表达式:水气体固体VaVwVsVvV体积定义:土中孔隙体积与总体积之比,用百分数表示表达式:用三个基本试验指标表示孔隙比总质量守恒水气体固体VaVwVs=1Vv=eV=1+ema=0mw=wρsms=ρsm质量体积孔隙度可以用三个基本试验指标表示同理孔隙度也可用三个基本试验指标表示表示土中孔隙含量的指标：孔隙比e、孔隙率n假设土颗粒体积为Vs=1，总体积V=1总质量m=ρ·V=ρ·(1+e)总质量m=ms+mw=ρs+ρs·w=ρs·(1+w)40表示土中孔隙含量的指标三、确定三相比例关系的其它常用指标水气体固体体积水气体固体体积关系:Vs=1Vv=eV=1+eVs=1-nVv=nV=141表示土中含水程度的指标含水率饱和度表达式:定义:土中水的体积与孔隙体积的比值饱和度表示孔隙中充满水的程度Sr=0:干土0＜Sr＜1:一般土Sr=1:饱和土三、确定三相比例关系的其它常用指标

水气体固体VaVwVs=1Vv=eV=1+ema=0mw=wρsms=ρsm质量体积42表示土的密度和重度的指标干密度干重度水气体固体VaVwVs=1VvV=1+ema=0mwmsm质量体积单位:kg/m3

或g/cm3单位:kN/m3

定义:

土被完全烘干时的密度,等于单位体积内土粒的质量表达式:三、确定三相比例关系的其它常用指标范围:1.4-1.8

g/cm3范围:14-18

kN/m3

43表示土的密度和重度的指标饱和密度饱和重度水固体Vw=VvVsV=1+emwmsm质量体积三、确定三相比例关系的其它常用指标定义：土体孔隙中全部充满水时，单位体积土体的质量范围:1.8-2.3

g/cm3范围:18-23

kN/m3

44表示土的密度和重度的指标浮重度水固体Vw=VvVsV=1+emwmsm质量体积三、确定三相比例关系的其它常用指标范围:8-13

kN/m3

定义：单位体积土体中的土粒重力减去与土粒体积相同水的重力所剩余的重力第四节土的物理状态一、土的物理状态土的物理性质指标(三相间的比例关系)表现土的物理状态粗粒土的松密程度黏性土的软硬程度影响力学特性46emax与emin

：最大与最小孔隙比1.粗粒土（无黏性土）的密实度密实度如何衡量?单位体积中固体颗粒含量的多少或孔隙含量的多少优点：简单方便缺点：不能反映级配的影响只能用于同一种土对策相对密度干密度ρd或孔隙比e或孔隙率nemin

=0.35emin

=0.20一、无黏性土的物理状态47相对密度1.粗粒土（无黏性土）的密实度将孔隙比代入相对密度计算公式48emax:最大孔隙比；采用漏斗法或量筒法测定。将松散的风干土样通过长颈漏斗轻轻地倒入容器，避免重力冲击，求得土的最小干密度再经换算得到最大孔隙比emin:最小孔隙比；采用振动锤击法测定。将松散的风干土样装入金属容器内，按规定方法振动和锤击，直至密度不再提高，求得土的最大干密度再经换算得到最小孔隙比emax与emin：最大与最小孔隙比的测定注意：室内测得土的最大与最小孔隙比有时很困难，公路规范已取消按相对密度确定砂土的密实程度1.粗粒土（无黏性土）的密实度491.粗粒土（无黏性土）的密实度表1-12砂类土密度程度划分标准（铁路规范TB10093-2017）锤击数

相对密度

密实度锤击数

相对密度

密实度N≤10Dr≤0.33松散15＜N

≤300.4＜

Dr≤0.67中密10＜N≤150.33＜

Dr≤0.4稍密N＞30Dr＞0.67密实锤击数

密实度锤击数

密实度N≤10松散15＜

N≤30中密10＜

N≤15稍密N＞30密实表1-13砂类土密度程度划分标准（公路规范JTG3363-2019）

标准贯入试验

标准贯入数：N63.5锤重：63.5kg

落距：760mm

打入深度：300mm图1-12标准贯入试验设备（单位：mm）1-穿心锤；2-锤垫；3-触探杆；4-贯入器头；5-出水孔；6-贯入器身；7-贯入器靴1.粗粒土（无黏性土）的密实度标准贯入试验密实程度结构特征天然坡和开挖情况钻探情况密实骨架颗粒交错紧贴连续接触，孔隙填满，密实天然陡坡稳定，坎下堆积物较少。镐挖困难，用撬棍方能松动，坑壁稳定。从坑壁取出大颗粒后，能保持凹面形状钻进困难，钻探时，钻具跳动剧烈，孔壁较稳定中密骨架颗粒排列疏密不匀，部分颗粒不接触，孔隙填满，但不密实天然坡不易陡立或坎下堆积物较多。天然坡大于粗颗粒的安息角。镐可挖掘，坑壁有掉块现象。充填物为砂类土，从坑壁取出大颗粒后，不易保持凹面形状钻进较难，钻探时钻杆，钻具跳动剧烈，孔壁有坍塌现象稍密多数骨架颗粒不接触，孔隙基本填满，但较松散不易形成陡坎，天然坡略大于粗颗粒的安息角。镐较易挖掘。坑壁易掉块，从坑壁取出大颗粒后易坍塌钻进较难，钻探时钻，钻具有跳动剧，孔壁较易坍塌松散骨架颗粒有较大孔隙，充填物少，且松散锹可以挖掘，天然坡多为主要颗粒的安息角，井壁易坍塌。钻进较容易，钻进中孔壁易坍塌

表1-14碎石类土密实程度的划分（铁路规范）P27密实度骨架颗粒含量和排列可挖性可钻性松散骨架颗粒质量小于总质量的60%，排列混乱，大部分不接触锹可以挖掘，井壁易坍塌，从井壁取出大颗粒后，立即坍塌钻进较易，钻杆稍有跳动，孔壁易坍塌中密骨架颗粒质量等于总质量的60%～70%，呈交错排列，大部分接触锹镐可挖掘，井壁有掉块现象，从井壁取出大颗粒后，能保持凹面形状钻进较困难，钻杆、吊锤跳动不剧烈，孔壁有坍塌现象密实骨架颗粒质量等于总质量的70%，呈交错排列，连续接触锹镐挖掘困难，用手撬棍方能松动，井壁较稳定性钻进困难，钻杆、吊锤跳动剧烈，孔壁较稳定表1—15碎石类土密实程度野外鉴别（公路规范）P282．粗颗粒土（无黏性土）的潮湿程度表1-16碎石类土及砂类土潮湿程度划分标准潮湿程度饱和度

潮湿程度饱和度

稍湿Sr≤0.5饱和Sr＞0.8潮湿0.5＜

Sr≤0.855塑限wp液限wl稠度界限黏性土的稠度反映土中水的形态固态或半固态塑态

流态

强结合水膜最大出现自由水强结合水弱结合水自由水稠度状态含水率土中水的形态w土颗粒强结合水弱结合水土颗粒强结合水土颗粒自由水弱结合水强结合水吸附弱结合水的能力塑性指数二.黏性土的物理状态黏性土的稠度界限颗粒水VsVs+Va固态wLwPws缩限shrinking塑限plastic液限liquid半固态可塑态液态wVOSolidstatesemi-SolidPlasticstateflowstateSemiliquidstate二.黏性土的物理状态二.黏性土的物理状态液限测定方法：锥式仪法、液塑限联合测定法、蝶式仪法塑限测定方法：搓条法、液塑限联合测定法二.黏性土的物理状态wLwP含水率与圆锥入土深度关系线1.用于了解土的物理性质及国际交流时，采用76g平衡锤下沉深度17mm时的含水率或蝶式仪法确定液限2.进行黏性土分类和确定黏性土承载力标准时，需按锥体沉入土中10mm确定的液限二.黏性土的物理状态表1-18粉土及黏性土的按塑性指数分类塑性指数

土的名称IP

＞17黏土10＜IP

≤17粉质黏土IP

≤10粉土塑性指数：液限和塑限之差的百分数值（去掉百分号）称为塑性指数反映黏性土可塑性的范围大小，也是黏性土能够吸附弱结合水的能力,大小决定于土的比表面积和矿物成分二.黏性土的物理状态61相对稠度注意：仅适用于重塑土即使含水率相同，稠度可能不同液性指数对不同的黏土，wp、wL

大小不同定义：wpwwlIL<0IL=0～1IL>1坚硬状态可塑状流态对同一种黏土，含水率可反映其稠度问题：二.黏性土的物理状态w表1-19黏性土的状态分类（铁路规范）液性指数

状态液性指数

状态IL≤0坚硬0.5＜IL

≤1软塑0＜IL

≤0.5硬塑IL＞1流塑表1-20黏性土的状态分类（公路规范）液性指数

状态液性指数

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可塑第五节土的工程分类一、土的工程分类的依据为了工程实践和研究工作的需要，把各类土按其组成、生成年代、生成条件等进行分类和定名，以便根据分类或定名大致判定其工程特性。能反映土的工程性质土的组成土的状态土的结构土粗粒土：土的粒径大小、颗粒级配细粒土：粒径大小、颗粒级配、矿物成分和比表面积颗粒名称粒径

（mm）主要特征漂石（浑圆、圆棱）或块石（尖棱）大d＞800无黏性，透水性很大、毛细水上升高度很小中400＜d≤800小200＜d≤400卵石（浑圆、圆棱）或碎石（尖棱）大100＜d≤200小60＜d≤100粗圆砾（浑圆、圆棱）或粗角砾（尖棱）大40＜d≤60小20＜d≤40细圆砾（浑圆、圆棱）或细角砾大10＜d≤20中5＜d≤10小2＜d≤5砂粒粗0.5＜d≤2无黏性，易透水，有一定毛细水上升高度中0.25＜d≤0.5细0.075＜d≤0.25粉粒0.005≤d≤0.075湿时有黏性，透水性小，毛细水上升高度较大黏粒d＜0.005有黏性和可塑性，透水性极微，其性质随含水量有较大变化土的颗粒分组二、《铁路桥涵地基和基础设计规范》（TB10093-2017）分类法分为岩石、碎石土、砂土、粉土、黏性土和特殊性岩土等。（一）岩石1．根据强度进行坚硬程度分级，见表1-22岩石单轴饱和抗压强度（MPa）Rc＞6060≥

Rc＞3030≥Rc

＞1515≥Rc＞5Rc≤5坚硬程度极硬岩硬岩较软岩软岩极软岩岩石为颗粒间具有连接牢固、呈整体或具有节理裂隙的地质体。铁路中以能反映土的工程特性的主要因素作为分类依据。2．新鲜岩石抗风化能力的分级分级指标和特征项目不易风化的易风化的软化性不易软化的易软化的耐冻性耐冻的不耐冻的岩浆岩的结构细粒的粗粒的造岩矿物以石英为主长石、辉石角闪石较多黄铁矿、橄榄石、黑云母含量较多胶结物硅质的钙质的泥质的耐风化时间暴露一两年尚不易风化暴露后数日至数月即出现风化3．岩石按软化系数分类岩石按软化系数可分为易软化岩石和不易软化岩石，当软化系数等于或小于0.75时，应定为易软化岩石，大于0.75时，定为不易软化岩石。软化系数:同一岩体中单轴饱和抗压强度与风干状态下岩石单轴抗压强度之比。另外，作为地基的岩体还可以按照节理宽度、节理发育程度、受地质构造影响程度、岩体完整程度、风化程度划分特殊性岩石，如易溶性岩石、膨胀性岩石、崩解性岩石、盐渍化岩石等。（二）碎石类土碎石类土为粒径大于2mm的颗粒含量超过总质量50%的土。1．碎石土按颗粒粒形状与粒组含量分为8类表1-24碎石土的分类土的名称颗粒形状粒组含量漂石土浑圆或圆棱形为主粒径大于200mm的颗粒含量超过总质量50%块石土尖棱状为主卵石土浑圆或圆棱形为主粒径大于60mm的颗粒含量超过总质量50%碎石土尖棱状为主粗圆砾土浑圆或圆棱形为主粒径大于20mm的颗粒含量超过总质量50%粗角砾土尖棱状为主细圆砾土浑圆或圆棱形为主粒径大于2mm的颗粒含量超过总质量50%细角砾土尖棱状为主注：1.分类时应根据粒径分组，从大到小，以最先符合者确定。2．碎石土按密实程度分类，表1-14（三）砂类土砂类土为粒径大于2mm的颗粒含量不超过总质量50%、粒径大于0.075mm的颗粒超过总质量50%的土。1．砂土根据粒组含量分类土的名称粒组含量砾砂粒径大于2mm的颗粒的质量占总质量25%～50%粗砂粒径大于0.5mm的颗粒的质量超过总质量50%中砂粒径大于0.25mm的颗粒的质量超过总质量50%细砂粒径大于0.075mm的颗粒的质量超过总质量85%粉砂粒径大于0.075mm的颗粒的质量超过总质量50%表1-25砂土根据粒组含量的分类注：分类时应根据颗粒级配，从大到小，以最先符合者确定。2．砂土按密实程度分类，表1-12划分3.砂类潮湿程度，按表1-17划分（四）粉土粉土为塑性指数IP≤10且粒径大于0.075mm的颗粒含量少于总质量的50%的土。表1-26粉土的按密实程度与潮湿程度分类密实程度分类潮湿程度分类孔隙比

密实度天然含水率

潮湿程度e＜0.75密实w＜20稍湿0.75≤e≤0.90中密20≤w

≤30潮湿e＞0.90稍密w＞30饱和（五）黏性土黏性土为塑性指数IP＞10且粒径大于0.075的颗粒含量不超过总质量的50%的土。1．黏性土根据塑性指数分类，液限采用76g平衡锤，入土深度10mm的数值。2．黏性土的根据液性指数

进行软硬状态分类3．黏性土的根据沉积年代分类，见表1-27沉积年代土的分类第四纪晚更新世（Q3）及以前老黏性土第四纪晚全新世（Q4）一般黏性土第四纪晚全新世（Q4）以后新近沉积黏性土（六）塑性图细粒土分类法表1-28细粒土按塑性图分类表一级名称二级名称粉土塑性指数IP≤10且粒径大于0.075的颗粒含量少于总质量的50%的土WL＜40%低液限粉土WL≥40%高液限粉土黏性土粉质黏土10＜IP≤17WL＜40%低液限粉质黏土WL≥40%高液限粉质黏土黏土IP＞17WL＜40%低液限黏土WL≥40%高液限黏土有机土有机质含量大于5%图中代号C为黏土，M为粉土；H为高液限，L为低液限，如ML代表低液限粉土。第三代号O表示有机质土三、《公路桥涵地基和基础设计规范》（JTG3363-2019）分类法(略)74击实：指通过夯打、振动、碾压等，使土体变得密实、以提高土的强度、减小土的压缩性和渗透性击实性：指土在一定压实能量作用下密度增长的特性研究击实性的目的：

以最小的能量消耗获得最大的压实密度击实方法：室内击实试验现场试验:夯打、振动、碾压第六节土的击实性一、击实试验手动击实仪电动击实仪试验类型编号击实仪规格试验条件击锤击实筒护筒层数每层击数最大粒径质量锤底直径落距内径筒高容积高度(KG)(mm)(mm)(mm)(mm)(cm3)(mm)(mm)轻型Q12.551305102116947.4503255Q22.5513051521162103.95035620重型Z14.551457102116947.4505255Z24.5514571521162103.95055620Z34.5514571521162103.95059440铁路工程试验规程（TB10102-2010）1.击实曲线特点：①具有峰值②位于饱和曲线之下

黏性土渗透系数很小，压实过程中含水率几乎不变，要想击实到饱和状态是不可能的。681012141618含水率w(%)2.01.81.61.4干密度

d(g/cm3)饱和曲线

dmax=1.86wopt=12.1最大干密度最优含水率水膜润滑作用效果最佳;尚没有形成封闭气泡，气体易于排出;颗粒表面水膜很薄，摩擦力较大，相对移动困难水膜润滑作用不明显;封闭气泡难以排出;增加水的相对含量ω

ωopt,ρd

ρdmaxω<ωopt,ρd<

ρdmaxω>ωopt,ρd<

ρdmax

681012141618含水率w(%)2.01.81.61.4干密度

d(g/cm3)饱和曲线

dmax=1.86wop=16.1二、影响最大干密度（或最大干重度）的几个因素(一)含水率的影响79(二)击实功能的影响（三）土的种类不同、级配不同，土的击实性不同E二、影响最大干密度（或最大干重度）的几个因素土中黏粒含量越多，最优含水率越大，最大干密度越小级配良好的土，在击实荷载的作用下，容易挤紧。同类型的土，级配不同，最优含水率和最大干密度也不同塑性指数Ip最大干密度ρ最优含水率wopt101.8213%10～141.72～1.8213%～15%14～171.67～1.7215%～17%17～201.62～1.6717%～19%20～221.57～1.6219%～21%最大干密度和最优含水率经验值81三、填土含水率和碾压标准控制1.黏性土存在最优含水率ωopt，在填土施工中应该将土料的含水率控制控制在ωopt左右，以期得到ρdmax。在ωopt的干侧：常具有凝聚结构。土质比较均匀，强度较高，较脆硬，不易压密；但浸水时易产生附加沉降。在ωopt的湿侧：常具有分散结构。土体可塑性大，适应变形的能力强；但强度较低，具有各向异性。在设计土料时应根据填土的要求和当地土料的天然含水率，选定合适的含水率，一般要求为：2.击实方式：夯实、辗压、振动；夯实、辗压适用于黏土；振动适用于无黏性土表1-41路堤压实度标准（公路路基设计规范JTGD30-2015）1.工程上常采用压实系数(压实度)K控制（作为填方密度控制标准）路基部位路面底面以下深度（m）压实度

（%）高速公路一级公路二级公路三、四级公路上路床0～0.3≥96≥95≥94下路床轻、中等及重交通0.3～0.8≥96≥95≥94特重、极重交通0.3～1.2—上路堤轻、中等及重交通0.8～1.5≥94≥94≥93特重、极重交通1.2～1.9—下路堤轻、中等及重交通＞1.5m≥93≥92≥90特重、极重交通＞1.9m表1-41基床以下路堤填料的压实标准（铁路路基设计规范TB10001-2016）铁路等级与设计时速填料压实标准压实系数

地基系数

（MPa/m）7d饱和无侧限抗压强度（kPa）客货共线铁路、城际铁路有砟轨道200km/h细粒土≥0.9≥90-砂类土、细砾土≥0.9≥110-碎石类土及粗砾土≥0.9≥130-化学改良土≥0.9-≥250160km/h120km/h细粒土、砂类土≥0.9≥80-砾石类、碎石类土≥0.9≥110-块石类≥0.9≥130-化学改良土≥0.9-≥200高速铁路及无砟轨道客货共线铁路、城际铁路砂类土及细砾土≥0.92≥110-碎石类土及粗砾土≥0.92≥130-化学改良土≥0.92-≥250重载铁路细粒土、砂类土≥0.92≥90-细砾土≥0.92≥110-碎石类土及粗砾土≥0.92≥130

化学改良土≥0.92-≥2502．地基系数

:是通过验测得的直径30cm荷载板下沉1.25mm时对应的荷载强度加载顺序压力表或

测力计读数(MPa)承载板

荷载强度(MPa)百分表读数（0.01mm）累计沉降量S(mm)123平均预压0.10.011311／120.12复位0.00.0000／00.0011.10.043937／380.3822.70.086060／600.6034.20.128183／820.8245.80.16102100／1011.0157.30.20125125／1251.25表1-42地基系数K30试验结果表(柳南客专数据)3.相对密度Dr4.孔隙率n选择代表性地点，放基板沿基板挖土，装入塑料袋称基坑中挖出土质量称量桶+水质量，将水倒入基坑称量剩余桶+水质量称量铝盒+土质量，烘干，测含水率89①不存在最优含水率；②在完全风干和饱和两种状态下易于击实；③潮湿状态下ρd明显降低。

击实曲线特点20%粗砂

ω

=4~5%中砂

ω=7%；时，干密度最小

理论分析对粗粒土，击实过程中可以自由排水，不存在细粒土中出现的现象。在潮湿状态下，存在着假凝聚力，加大了阻力。压实标准常用相对密度控制Dr>0.7~0.75施工过程中要么风干，要么就充分洒水，使土料饱和四、粗粒土的压实性台后填土的压实：小型夯击机牵引车与冲击式压路机92第二章土的渗透性主要内容2.1达西定律及其适用范围2.2渗透系数与渗透力2.3土的渗透变形潜水承压水上层滞水含水层地下水埋藏方式简介地下水位面天然地面补给源不透水层碎散性多孔介质三相体系孔隙流体流动渗流水在土体孔隙中流动的现象渗透性土具有被水、气等流体透过的性质渗透特性强度特性变形特性能量差土颗粒土中水渗流土的渗透问题概述土的渗透问题概述浸润线流线等势线下游上游土坝蓄水后水透过坝身流向下游H隧道开挖时，地下水向隧道内流动在水头差作用下，水透过土体孔隙产生流动的现象称为渗透

98渗水压力渗流量渗透变形透水层不透水层基坑板桩墙板桩围护下的基坑渗流开挖基坑时的渗流100流线：水的质点运动轨迹。地下水流动的基本形式：层流和紊流层流：流速较小、流线互相平行的水流紊流：流速较大，水的质点运动轨迹不规则，流线互相交错，产生局部漩涡的水流由于土中孔隙一般非常微小，水在土体中流动时的黏滞阻力很大，流速缓慢，一般认为是层流。土的渗透问题概述ABLH1H2zAzBΔh00基准面水力坡降线一、达西定律i=(H1-H2)/L=△h/L水力坡降，即沿渗流方向单位距离的水头损失压力水头z位置水头总水头H1.水力坡降的概念水头差△h一、达西定律1856年法国学者Darcy对砂土的渗透性进行研究水在土中的渗透速度与试样的水力坡降成正比v=ki达西定律:A=1t=1渗透系数k:单位水力坡降时的渗透速度cm/s，m/d思考：v计算与v实际关系△H土的类别渗透系数m/dcm/s黏土＜0.005＜6×10-6粉质黏土0.005～0.16×10-6～1×10-4黏质粉土0.1～0.51×10-4～6×10-4黄土0.25～103×10-4～1×10-2粉土0.5～1.06×10-4～1×10-3粉砂1.0～51×10-3～6×10-3细砂5～106×10-3～1×10-2中砂10～201×10-2～2×10-2均质中砂35～504×10-2～6×10-2粗砂20～502×10-2～6×10-2均质粗砂60～757×10-2～8×10-2圆砾50～1006×10-2～1×10-1卵石100～5001×10-1～6×10-1无填充物卵石500～10006×10-1～1×10-0土的渗透系数的范围表2-1二、达西定律适用范围讨论：砂土的渗透速度与水力坡降呈线性关系

达西定律iv0砂土v=ki0iv密实黏土ib起始水力坡降密实的黏土，需要克服结合水的粘滞阻力后才能发生渗透;同时渗透系数与水力坡降的规律还偏离达西定律而呈非线性关系达西定律适用于层流，不适用于紊流(一)试验方法（室内）1.常水头试验—整个试验过程中水头保持不变适用于透水性大（k=10-2～10-3cm/s）的土，例如砂土。时间t内流出的水量一、渗透系数第二节渗透系数与渗透力Q2.变水头试验-整个试验过程水头随时间变化适用于透水性差，渗透系数小的黏性土截面面积a任一时刻t的水头差为h，经时段dt后，细玻璃管中水位降落dh，在时段dt内流经试样的水量dQ=－adh

在时段dt内流经试样的水量dQ=kiAdt=kAh/Ldt

管内减少水量＝流经试样水量

－adh=kAh/Ldt

分离变量并积分（二）渗透系数的影响因素1.土的性质对渗透系数的影响（1）土粒大小与级配细粒含量愈多，土的渗透性愈小，例如砂土中粉粒及黏粒含量愈多时，砂土的渗透系数就会大大减小。（2）孔隙比

同种土在不同的密实状态下具有不同的渗透系数，土的密实度增大，孔隙比降低，土的渗透性也减小。（3）矿物成分与黏土含量

黏性土的渗透系数在很大程度上取决于矿物成分及黏粒含量。（4）土的结构土的结构也是影响渗透系数值的重要因素之一，特别是对黏性土其影响更为突出。凝聚结构将比分散结构具有更大的透水性土层水平方向的透水性远大于垂直层面方向的透水性饱和度sr(%)渗透系数k(10-3cm/s)8090100（5）土体的饱和度封闭气泡对k影响很大，可减少有效渗透面积，还可以堵塞孔隙的通道2.渗透水的性质对K的影响温度高粘滞性低渗透系数大K20=kT×μT/μ20（三）成层土的渗透系数H1H2H3k1k2k3Hqxq1xq2xq3x通过整个土层的总渗流量qx应为各土层渗流量之总和

达西定律平均渗透系数整个土层与层面平行的等效渗透系数

1.平行于层面(方向)的渗透情况2.垂直渗透系数

H1H2H3k1k2k3Hqyq1yq2yq3y根据水流连续定理，通过整个土层的渗流量等于通过各土层的渗流量

总水头损失等于各层水头损失之和

代入整个土层与层面垂直的等效渗透系数

二、渗透力渗透力——渗透水流施加于单位体积土体内土颗粒骨架上的力2h1h21L△h水流流经这段土体，受到土颗粒的阻力，阻力引起的水头损失为△h渗流力和土粒对水流的阻力大小相等，方向相反截面1处水产生的作用力截面2处水剩余的作用力土粒对水流的阻力应为

截面1与2力的差值为渗透力渗透力是渗流作用于单位体积土体内土颗粒骨架上的力说明：渗透力j是一种体积力，其大小与水力坡降成正比，作用方向与渗流方向一致，单位为kN/m3

abc渗透力方向与重力一致，促使土体压密、强度提高，有利于土体稳定渗流方向近乎水平，使土粒产生向下游移动的趋势，对稳定不利渗流力与重力方向相反，当渗透力大于土体的有效重度，土粒将被水流冲出第三节土的渗透变形

渗透水流将土体的细颗粒冲走、带走或局部土体产生移动，导致土体变形——渗透变形问题（流土，管涌）（一）流土——在渗流作用下，局部土体表面隆起，或某一范围内土粒群同时发生移动的现象一、渗透变形的基本形式（二）管涌——在渗透水流作用下，土中的细颗粒在粗颗粒形成的孔隙中移动、流失，随着土的孔隙不断扩大，渗流速度不断增加，较粗颗粒也被带走，最后形成贯通通道，造成土体塌陷的现象。原因：内因——有足够多的粗颗粒形成大于细粒径的孔隙通道外因——渗透力足够大

2013年２月１５日７时，山西省洪洞县曲亭水库灌溉输水洞洞顶垮塌，导致坝体出现管涌，目前坝体已塌陷，致大坝在涵管处坍塌过水。流土与管涌的比较118流土土体局部范围的颗粒同时发生移动管涌只发生在水流渗出的表层只要渗透力足够大，可发生在任何土中破坏过程短导致下游坡面产生局部滑动等现象位置土类历时后果土体内细颗粒通过粗粒形成的孔隙通道移动可发生于土体内部和渗流溢出处一般发生在特定级配的无黏性土或分散性黏土破坏过程相对较长导致结构发生塌陷或溃口二.渗透破坏类型的判别——渗透变形的形式与土的类别、颗粒级配以及水力条件等因素有关（一）流土可能性的判别黏性土由于粒间具有黏聚力，粘结较紧，一般不出现管涌而只发生流土破坏；一般认为不均匀系数Cu＜10的匀粒砂土，在一定的水力坡降作用下，局部地区较易发生流土破坏土体处于稳定状态土体处于流土状态土体处于临界状态对Cu>10的砂和砾石、卵石，分两种情况：（2）级配连续（根据平均孔隙直径）（二）管涌可能性的判别1、几何条件对Cu＜10的均匀土，颗粒粗细相差不多，形成的孔隙通道不比细颗粒大，细颗粒不能在孔隙中移动，不可能产生管涌。（1）级配不连续：根据孔隙中细粒含量土体内细颗粒通过粗粒形成的孔隙通道移动121较均匀土（Cu≤10）管涌几何条件水力条件一般发生在无黏性土中级配孔隙及细粒判定非管涌土粗粒形成的孔隙通道小于细粒径不均匀土（Cu>10）不连续连续D0=0.25d20细粒含量>35%细粒含量<25%细粒含量=25-35%D0

<d3D0

>d5D0=d3-d5管涌土过渡型土非管涌土非管涌土管涌土过渡型土几何条件P(%)lgd骨架充填料p5p3d5d3（二）管涌可能性的判别三、渗透变形的防治措施1.水工建筑物渗流处理措施

水工建筑物的防渗工程措施一般以“上堵下疏”为原则，上游截渗、延长渗径，下游通畅渗透水流，减小渗透压力，防止渗透变形①垂直截渗

主要目的:延长渗径，降低上、下游的水力坡降，若垂直截渗能完全截断透水层，防渗效果更好。垂直截渗墙、帷幕灌浆、板桩等均属于垂直截渗②设置水平铺盖上游设置水平铺盖，与坝体防渗体连接，延长了水流渗透路径

黏土铺盖③设置反滤层砂垫层水位加筋土工布回填中粗砂抛石棱体设置反滤层，既可通畅水流，又起到保护土体、防止细粒流失而产生渗透变形的作用。反滤层可由粒径不等的无粘性土组成，也可由土工布代替，上图为某河堤基础加筋土工布反滤层

④排水减压黏性土含水层减压井为减小下游渗透压力，在水工建筑物下游、基坑开挖时，设置减压井或深挖排水槽

2.基坑开挖防渗措施①工程降水采用明沟排水和井点降水的方法人工降低地下水位原地下水位明沟排水在基坑内（外）设置排水沟、集水井，用抽水设备将地下水从排水沟或集水井排出原水位面一级抽水后水位二级抽水后水位多级井点降水要求地下水位降得较深，采用井点降水。在基坑周围布置一排至几排井点，从井中抽水降低水位②设置板桩沿坑壁打入板桩，它一方面可以加固坑壁，同时增加了地下水的渗流路径，减小水力坡降钢板桩③水下挖掘在基坑或沉井中用机械在水下挖掘，避免因排水而造成流砂的水头差。为了增加砂的稳定性，也可向基坑中注水，并同时进行挖掘

蓄水反压反滤倒渗反滤围井常见措施第三章土中应力计算主要内容§3.3基底压力的分布与计算§3.2土中自重应力的分布及计算§3.4附加应力的计算§3.1土中应力简介本章知识要点1.自重应力概念、计算方法及其分布规律2.基础底面压力的分布与计算3.附加应力的概念及其分布规律4.面积荷载和条形荷载作用下土中附加应力的计算及其分布规律研究目的：建筑荷载在地基中产生应力，应力产生应变，研究应力计算和分布规律，作为地基变形与强度计算依据。学习要点：掌握地基中自重应力计算与附加应力查表计算方法，清楚计算假定。注意：需要运用材料力学基本知识。计算假定：地基为连续（均质）各向同性，半无限弹性体，表面水平。第一节土中应力简介上部结构、基础、地基示意图均质软弱地基整体下沉自重应力：由上覆土体本身重量引起的应力称为自重应力，也称原存应力或常驻应力。自重应力可以确定土体初始应力状态。对于正常固结的地基土不会引起地基产生新的沉降。第二节土中自重应力的分布与计算zσczσcz=z

一、均匀土体中自重应力11天然地面z特点：土体中自重应力随深度增加而线性增加

说明：非均质土中自重应力沿深度呈折线分布，线性增加二、成层土体中的自重应力1.计算2.分布天然地面

1h1

1h1+2h2

1h1+2h2+3h3

h1h2h3

2

1

三、水位面与不透水层的影响(一)水位面的影响水位面下为透水土河床面hwh1

w

水位面z水位面下为不透水土层位于水位面下的不透水土，要用饱和重度计算自重应力。黏性土透水性判定：长期位于水位面下的土，液性指数IL≤0，按不透水土考虑；

IL≥1，按透水土考虑；当0＜IL＜1，按两种情况考虑取不利者。h1h2hw水位面河床面不透水土※复杂情况下土中自重应力的计算1.水位面上土用天然重度计算自重应力2.水位面下透水土考虑浮力影响，用浮重度计算自重应力3.水位面下不透水土则考虑水压力影响，用饱和重度计算自重应力4.透水土层与不透水层面分界处自重应力有突变，如右图第三、四层分界面应力有变化，变化量是不透水土层上所有的水产生的压力。不透水层①②③下③上④地基剖面图透水层透水层h4h1h3h2自重应力是指土颗粒之间接触点传递的粒间应力，故称有效自重应力。1.新近沉积或堆积的土层，在自重应力作用下会产生变形。2.地下水位升降会引起土中自重应力的变化。抽取地下水会引起原水位面以下土的重度改变，有效自重应力增加，从而造成地表大面积下沉。反之，如地下水位上升会引起地基承载力降低。图3-7地下水位升降对土中自重应力的影响（虚线线表示原来自重应力分布线；实线表示地下水位变动后自重应力分布线）第三节基底压力的分布与计算一、基底压力的分布基底压力：建筑物上部结构荷载和基础自重通过基础传递给地基，地基与基础在接触面上存在的接触应力，称为基底压力。基底压力可用于地基应力、变形及基础结构的计算。图3-8柔性基础基底压力分布（a）理想柔性基础（b）路堤下地基反力分布hγh柔性基础：受荷载作用后，允许一定变形的基础。例如土质路堤、土质堤坝、钢筋混凝土基础等。刚性基础基底压力分布形式与荷载大小及分布，基础埋深，基底面积、地基土性质有关。图3-9刚性基础基底压力分布图(a)马鞍形

(b)抛物线形

(c)钟形刚性基础：外力作用下绝对不变形，只能承受压力的基础，如混凝土基础、石砌基础、砖基础、片石混凝土基础等。Pq圣维南原理基底压力的具体分布形式对地基应力计算的影响仅局限于一定深度范围；超出此范围以后，地基中附加应力的分布将与基底压力的分布关系不大，而只取决于荷载的大小、方向和合力的位置。二、基底压力的简化计算计算假定：（1）基础为绝对刚体；

受荷载作用后基础底面为平面；（2）压力与沉降成正比.1.中心受压基础(偏心距e=0，基底压力为矩形)面积基础条形基础P=F+G（1）当e<b/6时,σmax、σmin>0，基底压力呈梯形分布

W：抗弯截面系数（常见抗弯截面系数见下页表）σmaxePσminP/AM/WP/AM/WPM=Pe2.单向偏心受压基础（2）当e=b/6时，σmax>0，σmin=0，基底压力呈三角形分布

（3）当e>b/6时，σmax>0，σmin<0，基底出现拉应力，基底压力重分布σmaxσmin=0e=b/6σmin=0基底压力重分布最大应力的推导偏心荷载作用点在基底压力分布图形的形心上

σmaxePPM=Pex=3(b/2-e)矩形的惯性矩及抗弯截面系数：zbhba有一矩形桥墩基础a=8m，b=6

m，受到沿b方向的单向竖直偏心荷载P=12000kN的作用。试求(1)当偏心距e=0.9m时，基底最大应力为多少？(2)当偏心距e=1.2m时，基底最大应力为多少？例题3-2基底压力分布为梯形分布。（2）当偏心距e=1.2m时，e＞b/6=1（1）当偏心距e=0.9m时，e＜b/6=1(kpa)基底压力产生重分布1.基础埋置深度：基础底面至一般冲刷线的距离2.基底附加应力:建筑物建成后使基础底面净增加的压力。h（1）建筑物建造前（2）基坑开挖后（3）建筑物建造后hh建筑物建成后基底附加应力三、基底附加压力的计算【例题】一矩形桥墩基础，作用在基底上力P=12000KN，基底面积4m×6m;基础埋深内土分为两层，第一层厚1m，第二层土厚度1.5m，，求基底附加压力。解：基底压力：基底埋深范围土的加权平均重度：基底附加应力：第四节附加应力的计算附加应力：由于建筑物荷载在土体中产生的，附加于原有应力之上的应力。计算假定：地基土为均质，各向同性，用弹性理论计算。竖直集中力矩形面积,竖直均布荷载矩形面积竖直三角形荷载竖直线布荷载条形面积竖直均布荷载条形面积竖直三角形荷载圆形面积竖直均布荷载1885年法国学者布幸内斯克解

α1:附加应力系数,为r/z的函数

化简一、竖直集中荷载作用下的地基附加应力计算α1:查表3-10.50.40.30.20.10α10.51.01.52.02.53.0r/zyzxoPMxyzrRβM’α86页表3-1集中荷载作用下的竖向附加应力系数附加应力分布规律：（1）距离地面越深，附加应力的分布范围越广（3）距P作用线为r竖直线上的附加应力随深度先增加再减小（2）在距地面为z的平面上，集中力作用线下的附加应力最大，向两侧逐渐减小（4）在集中力作用线上，当z＝0时，σz→∞，随着深度增加，σz逐渐减小集中力作用下附加应力分布图(5)等值线：在竖直剖面上将压力相等的连起来得等值线或等压线竖向集中力作用下附加应力向深处向四周传播，在传播过程中，应力强度不断降低.(6)应力叠加

由几个集中力共同作用时所产生应力，等于每个外力单独作用时所引起的该参数值的代数和zP1P2P1力作用下的附加应力P2力作用下的附加应力P1、P2力共同作用下的附加应力1.矩形面积受均布荷载作用下土中的附加应力二、面积荷载作用下的土中附加应力取小单元dA作为集中力，根据布辛涅斯克解求出小单元dA产生的附加应力对dσz积分得σz(1)中心点下的附加应力矩形基础中点下的竖向附加应力系数,查表3-2zdApz/b矩形的长宽比a／ba/b≥10条型基础11.21.41.61.822.42.83.2450.01111111111110.10.9800.9840.9860.9870.9870.9880.9880.9880.9890.9890.9890.9890.20.9600.9680.9720.9740.9750.9760.9760.9770.9770.9770.9770.9770.30.8800.8990.9100.9170.9200.9230.9250.9260.9280.9290.9290.9290.40.8000.8300.8480.8590.8660.8700.8750.8780.8790.8800.8810.8810.50.7030.7410.7650.7810.7910.7990.8090.8120.8140.8170.8180.8190.60.6060.6510.6820.7030.7170.7270.7400.7460.7490.7530.7540.7550.70.5270.5740.6070.6300.6460.6600.6740.6850.6900.6940.6970.6980.80.4490.4960.5320.5580.5790.5930.6120.6230.6300.6360.6390.6420.90.9320.4370.4730.4990.5180.5360.5590.5720.5790.5880.5920.5961.00.3340.3730.4140.4410.4630.4810.5050.5200.5290.5400.5450.5501.10.2950.3350.3690.396