土力学与地基基础复习资料

1、土力学复习资料绪言一、概念1土力学：是利用力学的基本原理和土工测试技术等方法，研究地表土的物理、力学特性和受力后的强度和体积变化规律的一门学科土力学中的“两个理论，一个原理”是强度理论、变形理论和有效应力原理土力学中的基本物理性质有多少？ 应力、变形、强度、渗流。2支撑基础：基础的土体或岩体。 分类：天然地基、人工地基3基础：结构的各种作用传递给地基上的结构构成部分。 根据基础埋设深度分为：深基础、浅基础4土：连续坚固的岩石因风化而形成的大小粒子，是经过不同的搬运方式，在各种自然环境中生成的堆积物。二、知识点1土的工程用途：(1)建筑物的基础(2)建筑材料(3)建筑环境或媒体2地基和基础设计应

2、满足的三个条件：作用于地基的载荷效应(基础压力)不得超过地基的容许承载力特性值，保证挡土墙、边坡及地基基础有足够的安全储备以防止压曲破坏。 即满足土地稳定性、承载力的要求。 基础沉降不得超过地基变形容许值。 即，满足变形要求。 基础需要充分的强度、刚性、耐久性。3地基薄弱，承载力不符合设计要求时，如何处理？地基需要进行基础加固处理，如换土垫、深层实体、排水固结、化学加固、加固土技术等方法处理称为人工地基。土的结构组成和物理性质一、概念1粒群：工程上多把大小、性质相近的土粒分组，称为粒群2土的粒子倾斜：土中包含的各粒子的相对含量，以及土粒总重量的百分比表示。 点3结合水：指在电分子的吸引作用下吸

3、附在土粒表面的水4土的构造：指土粒的原始集合体的特征，粒的大小、形状，表面特征的相互排列和连接关系等要素形成的综合特征。5土的构造：指同一土层中成分和大小相近的粒子或粒子集合体的相互关系的特征6临界含水量：粘性土从一种状态变化到另一种状态的边界。 (名词解释4分)二、知识点1由三相系：固相(固体粒子)、液相(土水)、气相(气体)三部分构成.2粒群区分(图)的粒度分析方法是什么？使用条件？a :土的粒径和倾斜用土的粒子分析试验测定。 常用的方法有筛选法(d0.075mm毫米)3如何计算反映土的粒子倾斜情况的指标？ 沉降分析法(d0.075mm )粒度分析结果的显示方法：列表法和累计曲线法粒子倾斜

4、表示方法：曲线纵轴小于某一土粒的累积百分比，横轴是用对数表示的土的粒径。 曲线缓慢则粒径大小有很大差异，表示粒子不均匀，倾斜良好；相反，粒子均匀，倾斜差。反映土粒子倾斜不均匀度的指标：不均匀系数Cu和曲率系数Cc用于定量地说明天然土粒子的组成状况。 式： Cu=d60/d10 Cc=(d30) /d60d10在工程中，对于砾石系土和砂系土，在Cu5，且Cc=13的情况下，不能同时满足被认为其倾斜良好的上述条件的情况下，其排序不良。根据原因和成分的不同，土的矿物成分分为什么？成分区分：无机矿物粒子和有机质粘土矿物的主要类型：蒙脱石、伊利石、高岭石(吸水能力逐渐变小)。5土穴间隙水的分类？ 强弱结

5、合水的特性是？(1)分类：结合水(强、弱)、自由水(毛管水、重力水)(2)影响最大的是弱结合水(具有高粘性、弹性、剪切强度)。 不能传递静水压力也不能通电的冰点下0C )6土的结构和结构主要有哪些分类？土的结构(内部特征)三种基本类型：单粒结构：是粗粒土的主要结构形式。 (砂粒) (脱水)蜂窝结构：是粉粒的主要结构形式(中央)。絮凝结构：是粘粒的主要结构形式。 (不脱水)土的结构(外部特征) :层状结构分散结构结合状结构裂缝状结构一定的锤子动能(锤子重量63.5kg公斤落差76cm )，一定规格的开裂管式的贯入器通过打入钻孔底部的土中，打入土中的贯通电阻，判别土层的工程性质。贯入阻抗用贯入器土

6、中30cm的锤整数N63.5也被称为N63.5或标准贯通数。7土的物理性质：直接反映土的松密、硬软等物理状态，也间接反映土的工程性质。 土的松密和硬软的程度主要取决于土的三相分别占数量的比例关系。用8土的三相草图求出各指标(重点) P14 (看背面)反映泥沙致密度的指标是空隙比e、相对致密度Dr作为标准贯入式试验的锤数n。实体度状态判断界限是？11 .粘性土的物理特性：稠度可塑性：具有可塑性状态的土(即粘性土)可以在外力的作用下成形任何形状都不会产生裂纹，即使外力去除后，也能维持原来的形状。液限：用WL表示从塑性状态变化到流动状态的极限含水量。塑性极限：土从半固体变化为塑性状态的极限含水量用W

7、p表示。缩限：土从半固体中不断蒸发水分，体积逐渐缩小，直到体积不缩小为止，土的极限含水量用Ws表示。土中应力计算一、概念1 .自重应力(cz):由于土体自身的有效重量而在土体上产生的应力。2 .附加应力(z):土的有效自重以外的负荷在土体上产生的应力的增加。3 .弹性理论公式：即把地基土视为均匀、各向同性的半无限弹性体。 在计算地基附加应力之前，首先确定作用于地理表面(基础底面)的压力。3 .基础压力(P):的各种载荷通过基础底面传递到地基上表面，即在基础底面和地基上表面之间产生的接触应力。 的双曲正切值。4 .基础加压力(P0):通常是由于新增加的建筑物施加力所产生的压力。 使地基产生附加变

8、形的部分的基础压力5 .地基附加应力：建筑物的负荷引起的应力增加二、知识点1垂直自重应力分布规律：土的自重应力分布线是折线，折点是土层的边界或地下水位，在不透水水平处理布线时有突变自重应力随着深度增加而变大在同一水平自重应力的各点相等。8 .地基附加应力的分布规律：(1)自重应力分布线的倾斜是严重的(2)自重应力在等重度地基上按深度直线分布(3)自重应力在成层地基中呈折线分布(4)在土层界面和地下水位转换。(5)有不透水层时，顶面下为上霸水土总重11、饱和土的有效应力原理：饱和土中的应力(总应力)是有效应力与孔隙水压力的和。12 .地下水位的升降，对土的自重应力的影响是？ 地下水位上升时，由于

9、浮力的存在，土中的自重应力减少，相反地，地下水位下降时，土中的自重应力增大。13 .地下水位升降应注意的问题是什么？深基坑降水回灌严格控制抽水量。14 .自重应力的计算15 .基础压力的计算16 .附加压力的计算土的变形性质和地基沉降计算一、概念1可压缩性：土在压力下体力缩小的特性。2土的固结：土的压缩随时间增加的过程3压缩弹性模量Es :指土体在有限条件下垂直施加的应力和垂直变形的比。 PS4变向弹性率Eo :指土体在无侧限条件下的垂直附加应力和垂直应变的比。 PS5固结度Uz、t:P84是外负荷的作用，是经过时间t的有效应力和总应力的比。6平均固结度Ut :某个时间t的有效努力面积和追加的

10、努力面积之比。7单向渗透固结：当可压缩的土层是厚度不太大的饱和软粘土层，其上或下(或两者)有排水砂层时，如果土层表面有均匀的纵向载荷，该层的土中孔隙水主要沿垂直方向流动(排出)的现场称为单向渗透固结。8预固结压力：天然土层历史上受到的最大固结应力(指土体在固结过程中受到的最大垂直有效应力)。9超固结比OCR :天然土层受到的预固结应力Pc与现在受到的自重压力p的比。二、知识点1 .如何理解地基土已被压缩？ 由于土是三相分散系统，固体土粒子被压缩土中的水和封闭气体被压缩水和气体被从空隙中挤出。 (本质(内因) :土细孔体积缩小的外因：外负荷p的作用)2 .压缩实验研究：土的压缩性的大小及其特征的

11、室内试验方法。 土层厚度小时，采用了极限压缩试验研究。3 .评价土体压缩性的指标是什么？这些指标是如何确定的？评价土体压缩性的指标是：压缩系数、压缩指数、压缩弹性模量。压缩系数(斜率)的确定：tan=e/p=(e1-e2)/p2-p14 .压缩弹性模量的确定：5、天然土层分为三个固结状态：超固结状态、正常固结状态、固结不足状态。 (填补问题)6、地基下沉量的计算方法：分层总和法、规范法。7、分层总和法：假定地基土为直线变形体，外载荷引起的变形仅在有限厚度范围内(即压缩层)发生，将压缩层厚度内的地基土分为几层，求出各个分层地基的应力，使用土的应力-应变关系式求出各层的变形量，总15 .分层总和法

12、的假设地基土是均质的各向同性的半无限线形体。 (土中应力可以用弹性理论计算)地基土在外负荷下纵向变形，不在横向膨胀变形。 (侧限条件下的压缩性指标。 (请参见。)使用基础中心点的附加应力计算地基变形量。 (为了避免由假设条件引起的误差，用基础中心的沉降来代表基础整体的平均沉降。 (请参见。)16 .层次总和法的计算步骤P69简述规范法(也称为应力面积法)是被简化和修正的分层总和法。 其关键是引进平均附加应力系数的概念，在总结了许多实践经验的基础上，重新规定了地基下沉计算深度的标准和地基下沉计算经验系数17 .饱和土的有效应力原理要点：(1)施加在饱和土体内哪个平面上的总应力分为2个部分和u。(

13、2)土的变形和强度仅依赖于有效应力。19 .一维固结的基本假设(1土层均质、各向同性、完全饱和(2土的压缩完全是由于空隙体积的减少，土粒和水不能压缩(3土的压缩和排水只产生单向(4土的水的渗透流遵循达西定律(5渗透固结过程中，土的渗透系数k和压缩系数a视为常数(6外负荷一次瞬间施加20 .固结系数Cv=k(1 e)/(rwa )是综合指标，与土的渗透系数(k )、渗流固结前的土的空隙比(e )、水的重量(rw )、土的压缩系数(a )有关系21 .对于特性相同的土层，厚度相等，达到相同的固结程度，为单面排水使用时间t1和用于双面排水的时间t2之比是4/1 (导出P85 )。第五章土的抗剪强度1

14、 .土的抗剪强度：土体抵抗剪切破坏的极限能力。 土的强度。 (名词解释)2 .地基破坏分类：变形破坏：沉降、位移、不均匀沉降等超过规定的限制值。强度破坏：整体或局部滑动、隆起、土工构筑物的压曲、滑坡。3 .库仑定律：土的剪切强度的简述是剪切面上法线总应力的线性函数。 全应力法砂土：f=tan粘性土：f=ctan有效应力法P91砂土：f=(-u)tan粘性土：f=c tan4 .摩尔库仑强度理论：当土体中某点在平面上的剪应力等于土的剪应力时，该点濒临破坏的临界状态称为“极限平衡状态”。 这种状态下各种应力的关系称为“极限平衡条件”。 (如果一个面上有剪切应力的剪切强度：被破坏。 (请参见。)5

15、.土中剪切应力最大的一面在哪里？应力最大的一面是最危险的一面吗？地基压缩的原因1 )外因：建筑物荷载作用地下水位大幅下降的施工影响，基槽持力层土结构紊乱振动的影响，振动陷阱产生的温度变化的影响，冻融浸水下沉2 )内因：固相矿物本身被压缩，极小，可忽略的液相水的压缩小，可忽略的土的水和气体受到压力从空隙中挤出，空隙的体积减少，土的空隙减少。土体强度问题在工程实践中的应用如下(1)地基承载力和地基稳定性(2)挡土墙及地下结构(3)土坡稳定性问题。土发生剪切破坏的平面不一定是剪切应力最大的面，当土的内摩擦角=0时，破坏面和最大剪切应力一致7 .直剪试验的优缺点：优点：设备简单，操作方便，测试时间短其

16、结果，整理工作变得容易。 缺点：剪切面是人为固定的剪切面剪切应力状态复杂剪切面的面积逐渐减少排水条件不明8土的极限平衡条件P9310 .三轴试验方法(3种) :固结不排水剪切(也称为固结快剪切，符号CU)固结不排水剪切(也称为快剪切，符号UU)固结排水剪切(也称为缓剪切，符号CD)ucud11.UU试验：地基透水性差，饱和粘性土和排水不良，建筑物的施工速度快。 常用于施工期间的强度和稳定管理。12 .三轴试验的优点和缺点：优点：缺点：设备结构和操作比较复杂，无法在现场试验1 .应力状态明确2排水条件明确，3破坏面没有人为固定4个结果是确实的。12 .无侧限抗压强度试验对应UU试验，也能测定饱和粘土的灵敏度。13 .灵敏度：原状土与重建土的无侧限抗压强度之比(St=qu/q0 )是表示土结构强弱的指标，即低灵敏度土1 St2中灵敏度土2 4 P96土