土力學(xué)知識(shí)點(diǎn).doc

土的工程性質(zhì):分散性易變性復(fù)雜性飽和土：除了土顆粒外所有的空隙都由水填滿(mǎn)的土。結(jié)合水：當(dāng)土與水相互作用時(shí)土粒會(huì)吸附一部分水分子在土粒表面形成一定厚度的水膜成為結(jié)合水。結(jié)合水特點(diǎn)1受土粒表面引力控制不符合靜水力學(xué)規(guī)律自由流動(dòng)2氣節(jié)冰點(diǎn)低于零度3密度粘滯度比正常水高粒組界限值：巨粒組與粗粒組60mm 粗粒組與細(xì)粒組0.075mm 礫與砂2mm粒度：土的大小稱(chēng)為粒度。土粒大小的分析法：篩分法（0.075mm）沉降分析法（0.075mm）粒組： 在工程上常把大小相近的土合并為組。粒度成分：土中各種不同粒組的相對(duì)含量。粒度成分表示方法：表格法、累計(jì)曲線法、三角坐標(biāo)法土的塑性指標(biāo)：液限WL：土從液態(tài)向塑性狀態(tài)過(guò)渡的界限含水量塑限WP：土由可塑狀態(tài)向脆性狀態(tài)過(guò)渡的界限含水量。塑性指數(shù)IP=WL-WP粘性土的塑性大小，可用土處于塑性狀態(tài)的含水率變化范圍來(lái)衡量，該范圍即液限與塑限之差值，稱(chēng)為塑性指數(shù)。 液性指數(shù)IL= 一個(gè)能夠表示天然含水率與界限含水率關(guān)系的指標(biāo)，即液性指數(shù) W= 土處于液限 W= 土處于塑限狀態(tài) 可塑狀態(tài)土的工程分類(lèi)依據(jù):1、土的顆粒組成特征。2、土的塑性指標(biāo)（ ）3、土中有機(jī)質(zhì)存在情況毛細(xì)性：土能夠產(chǎn)生毛細(xì)現(xiàn)象的性質(zhì)稱(chēng)為毛細(xì)性。毛細(xì)現(xiàn)象：土中水在表面張力作用下向土及其他方向移動(dòng)的現(xiàn)象。土層中的毛細(xì)水帶的三個(gè)分類(lèi)：1，正常毛細(xì)水帶；2、毛細(xì)網(wǎng)狀水帶；3、毛細(xì)懸掛水帶流砂現(xiàn)象：若水的滲流方向自下而上，黨向上的動(dòng)力水與土的浮容重相等時(shí)，土顆粒間的壓力為零，土顆粒將處于懸浮狀態(tài)而失去穩(wěn)定，這種現(xiàn)象成為流砂現(xiàn)象。管涌：水在砂系土中滲透時(shí)，土中一些細(xì)小顆粒在動(dòng)土力的作用下，可能通過(guò)粗顆粒的孔隙被水帶走，稱(chēng)為管涌。凍土：在冰凍季節(jié)因大氣復(fù)溫影響使土中水分凍結(jié)成凍土。凍土現(xiàn)象：在凍土地區(qū)，隨著土中水的凍結(jié)和融化會(huì)發(fā)生一些獨(dú)特的現(xiàn)象稱(chēng)為凍土現(xiàn)象。凍土分類(lèi)：季節(jié)凍土：隔年凍土；多年凍土影響凍脹原因：土的因素；水的因素；溫度因素先期固結(jié)壓力：土層歷史上所曾經(jīng)承受過(guò)的最大固結(jié)壓力。土的壓縮性是指在外力作用下土體積縮小的性質(zhì)，特點(diǎn)：1、土顆粒的體積不變，土的壓縮主要由于孔隙的體積減小引起的;2、由于孔隙水的排出與時(shí)間有關(guān)，所以土的壓縮量隨著時(shí)間在增長(zhǎng)。自重應(yīng)力：由土體的重力產(chǎn)生的應(yīng)力附加應(yīng)力：由外荷載的作用在土中產(chǎn)生的壓力增加。土壓力的類(lèi)型：1、靜止土壓力：如果擋土墻靜止不動(dòng)，在土壓力的作用下不向任何方向發(fā)生移動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)，此時(shí)作用在墻背面上的土壓力稱(chēng)為靜止土壓力。2、主動(dòng)土壓力：如果擋土墻向離開(kāi)土體的方向移動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)，墻后土壓力逐漸減小。當(dāng)位移達(dá)到一定值時(shí)，墻后土體即將出現(xiàn)滑裂面，此時(shí).3、被動(dòng)土壓力：擋土墻在外荷載作用下，向墻背方向移動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，墻擠壓土體，墻后土壓力逐漸增大，當(dāng)達(dá)到某一位移時(shí)，土體即將上隆，此時(shí)土壓力達(dá)到最大值，該土壓為靜止土壓力假定條件：1、墻背豎直；2墻背的填土處于彈性平衡狀態(tài)；3、墻后填土水平。郎金土壓力理論假定條件：1、墻背豎直；2墻背光滑；3、填土水平庫(kù)倫土壓力理論假定條件：1、墻后填土為均勻砂性土；2、華東破裂面通過(guò)墻角的兩組平面；3、滑動(dòng)土體為楔形的剛性體土坡穩(wěn)定的目的：檢驗(yàn)所設(shè)計(jì)的土坡斷面是否安全與合理土坡穩(wěn)定分析的方法：土坡穩(wěn)定安全系數(shù)K= 擊實(shí)實(shí)驗(yàn)?zāi)康模捍_定最佳含水量和最大干密度。簡(jiǎn)答題(判斷級(jí)配)如何用累計(jì)曲線法判斷土地級(jí)配狀況？答：1、如果曲線緩：土粒分布范圍廣，土粒不均勻，級(jí)配良好：如果曲線陡：土粒分布范圍窄，土粒均勻，級(jí)配差。2、可用級(jí)配指標(biāo)來(lái)判斷土的級(jí)配狀況：不均勻系數(shù)CU5（CU= ）曲率系數(shù)Cc=13(Cc= )為級(jí)配良好的土管涌與流砂的區(qū)別？ 1、 發(fā)生位置不同：流砂發(fā)生在土體表層滲流一出處 管涌可以發(fā)生在土體表面滲流溢出處，也可以發(fā)生在土體內(nèi)部2、產(chǎn)生原因不同：向上的動(dòng)水力與土的浮容重相等 細(xì)小的顆粒被水流帶走3、發(fā)生地土體不同：流砂主要發(fā)生在細(xì)砂、粉砂及輕亞黏土中 管涌只發(fā)生在砂性土中（附加分布）簡(jiǎn)述集中荷載作用下附加應(yīng)力 的分布？ 答：1、在半無(wú)限土體內(nèi)，沿著集中力作用線上 值隨深度增加而急驟減小在半無(wú)限土體內(nèi)，任一水平面上，隨著與集中力作用點(diǎn)距離的增大， 值迅速減小在半無(wú)限土體內(nèi)，在不通過(guò)集中力作用線的任一豎直拋面上， 值隨著深度的增加其變化情況為，先從0開(kāi)始增加，在某一深度處達(dá)到最大值然后又減少。（庫(kù)朗區(qū)別）？1、假設(shè)條件不同：朗金理論：1、墻背豎直；2墻背光滑；3、填土水平 庫(kù)侖理論：1、墻后填土為均勻砂性土；2、滑動(dòng)破裂面通過(guò)墻角的兩組平面；3、滑動(dòng)土體為楔形的剛性體2、求土壓力的方法不同：朗金：是從土體處于極限平衡狀態(tài)時(shí)的應(yīng)力情況出發(fā)，利用應(yīng)力圓與破壞線相切的應(yīng)力大小求解的。庫(kù)侖：是根據(jù)剛性滑動(dòng)土體的靜力平衡條件，利用正弦定律求解的。3、適用范圍不同：朗金：多使用于檔土樁，板樁，錨樁，深井和剛性樁的土壓力計(jì)算。庫(kù)侖：適用于俯斜式、仰式、重力式擋土墻以及墻填土面傾斜等情況擋土墻的設(shè)計(jì)。2計(jì)算的結(jié)果：用朗金理論由于忽略墻背與填土之間的影響計(jì)算結(jié)果，主動(dòng)土壓力的計(jì)算結(jié)果比昆侖偏大，被動(dòng)土壓力計(jì)算結(jié)果比庫(kù)侖偏小。土坡滑動(dòng)失穩(wěn)的原因？ 答：1、外屆力的作用破壞了土體內(nèi)原有的應(yīng)力平衡2、土的抗剪強(qiáng)度由于外界各種因素的影響而降低，促使土坡失穩(wěn)破壞。（滲透因素）影響土滲透性的因素？ 答：1、土的顆粒及礦物成分：土顆粒越大，越渾圓，越均勻，滲透性越好。2、結(jié)合土膜厚度：厚度越大滲透性越小。3、土的結(jié)構(gòu)構(gòu)造4、土中氣體：密封的氣體（有效應(yīng)力）有效應(yīng)力原理的內(nèi)容？ 土的有效應(yīng)力等于總應(yīng)力減去孔隙水壓力1土的有效應(yīng)力控制著土的變形和強(qiáng)度性能（偏載分布）偏心荷載作用時(shí)，基地壓力如何分布？ 答：偏心荷載作用時(shí)，基底壓力按偏心受壓公式計(jì)算 (1- ) (1+ ) 1、當(dāng)eb/6時(shí) Pmin0 基底壓力呈梯形分布2、當(dāng)e=b/6時(shí) Pmin0 基底壓力呈三角形分布3.、當(dāng)eb/6時(shí) Pmin0 基底產(chǎn)生的應(yīng)力重新分布土的顆粒分析方法可分為篩分析法和靜水沉降法常用的粒度表示方法有：表格法、累計(jì)曲線法、三角坐標(biāo)法土的粒度成分是指土中各種不同粒組的相對(duì)含量。土的性質(zhì)有：分散性、易變性、復(fù)雜性。公路土工試驗(yàn)規(guī)程所列的分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)，其分類(lèi)依據(jù)為：1.土顆粒組成特征2.土的塑性指標(biāo)：液限wl、塑限wp和塑性指數(shù)Ip。3.土中有機(jī)質(zhì)的存在情況。土的毛細(xì)現(xiàn)象是是指土能夠產(chǎn)生毛細(xì)現(xiàn)象的性質(zhì)。土的毛細(xì)現(xiàn)象是指土中水在表面張力作用下，沿著細(xì)的孔隙向上及向其他方向移動(dòng)的現(xiàn)象。這種細(xì)微孔隙中的水被稱(chēng)為毛細(xì)水土中的毛細(xì)水可劃分為三個(gè)水帶：正常毛細(xì)水帶、毛細(xì)網(wǎng)狀水帶、毛細(xì)懸掛水帶。凍土現(xiàn)象是由凍結(jié)及其融化兩種作用引起的。某些細(xì)粒土層在凍結(jié)時(shí)，往往會(huì)發(fā)生土層體膨脹，使地面隆啟成丘，即所謂凍脹現(xiàn)象土的凍脹機(jī)理（原因）：水凍結(jié)成冰體積膨脹。凍結(jié)時(shí)土中水分向凍結(jié)區(qū)遷移和集聚的結(jié)果。影響凍脹的因素：1，土的因素。凍脹現(xiàn)象常發(fā)生在細(xì)粒土中，特別是粉土、粉質(zhì)黏土和粉沙等，凍結(jié)時(shí)水分遷移集聚最為強(qiáng)烈，凍脹現(xiàn)象嚴(yán)重。2水的因素。當(dāng)凍結(jié)區(qū)附近地下水位較高，毛細(xì)水上升高度能夠達(dá)到或接近凍結(jié)線，使凍結(jié)區(qū)能得到外部水源的不給時(shí)，將發(fā)生比較強(qiáng)烈的凍脹現(xiàn)象3，溫度的因素。當(dāng)氣溫緩慢下降，冷卻強(qiáng)度小，但負(fù)溫持續(xù)的時(shí)間較長(zhǎng)，則就能促使未凍結(jié)區(qū)水分不斷的向凍結(jié)去遷移集聚，在中形成冰夾層，出現(xiàn)明顯的凍脹現(xiàn)象分層總和法計(jì)算地基最終沉降量的基本原理與步驟（10分）?；驹恚海?）假設(shè)土層只發(fā)生豎向壓縮變形，設(shè)備側(cè)向變形，因此可用室內(nèi)側(cè)限壓縮試驗(yàn)得到的參數(shù)（e,a,Es）計(jì)算沉降量；（2）按土的特性、應(yīng)力狀態(tài)及地下水位將地基可能受到的壓縮層分為若干層，分別計(jì)算各分層的沉降量Si；（3）將各分層的沉降量按下式總和起來(lái)得地基最終沉降量。求解步驟：（1）計(jì)算與繪制基礎(chǔ)中心點(diǎn)下地基中的自重應(yīng)力與附加應(yīng)力分布曲線。（2）分層計(jì)算變形量（3）確定受壓層下限、計(jì)算最終沉降量。何謂土的不均勻系數(shù)？寫(xiě)出其表達(dá)式并加以解釋。其工程意義如何？土的不均勻系數(shù)是指工程上用來(lái)反映顆粒級(jí)配的不均勻程度的一個(gè)量，用CU或CC表示。其計(jì)算表達(dá)式為：CU=d60/d10式中：d60-小于某粒徑的土粒質(zhì)量占土總質(zhì)量60%時(shí)的粒徑，該粒徑稱(chēng)為限定粒徑；d10-小于某粒徑的土粒質(zhì)量占土總質(zhì)量10%時(shí)的粒徑，該粒徑稱(chēng)為有效粒徑。工程上，把CU10的土看作不均勻，即級(jí)配良好。在填土工程中，可根據(jù)不均勻系數(shù)CU值來(lái)選擇土料，CU較大的土，顆粒不均勻，可獲得較大的密實(shí)度，也易于夯實(shí)。土中應(yīng)力是指土體在本身重力作用下產(chǎn)生的自重應(yīng)力。建筑物荷載或其他外荷載引起的附加應(yīng)力、土中滲透水流引起的滲流應(yīng)力等。自重應(yīng)力是由土體自身重量所產(chǎn)生的應(yīng)力。附加應(yīng)力是由外部和在在土中產(chǎn)生的應(yīng)力增量+-基礎(chǔ)按剛度可分為柔性基礎(chǔ)和剛性基礎(chǔ)。柔性基礎(chǔ)是假定基礎(chǔ)沒(méi)有任何抗彎剛度，實(shí)際工程中石不存在的。柔性基礎(chǔ)的底面壓力分布與作用的荷載分布形狀相同。剛性基礎(chǔ)是假定基礎(chǔ)抗彎度為無(wú)窮大，在外荷載作用下，基礎(chǔ)不變形。剛性基礎(chǔ)的基地壓力分布圖形和作用的荷載大小有關(guān)p-s曲線由三個(gè)階段組成。1壓密階段2塑性變形階段3破壞階段普朗特爾三個(gè)假設(shè)：（1）假定均質(zhì)土體，并且不考慮圖的重力，（2）假定基底光滑。（3）對(duì)于埋藏深度小于基礎(chǔ)寬度的淺基礎(chǔ)，把基地平面當(dāng)成地基表面。確定地基容許承載力三種方法？1根據(jù)載荷試驗(yàn)的p-s曲線來(lái)確定承載力的基本值，在經(jīng)過(guò)修正確承載力設(shè)計(jì)值。2根據(jù)地基承載力理論公式確定。根據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)范確定。臨塑荷載時(shí)指在外部荷載的作用下，地基中剛開(kāi)始出現(xiàn)塑性變形區(qū)時(shí)，相應(yīng)得的基地底底面積上所承受的荷載。臨界荷載是指途中塑性區(qū)開(kāi)展到不同深度時(shí)，其相應(yīng)的荷載。整體剪切破壞常發(fā)生在淺埋基礎(chǔ)下的密沙或硬粘土等堅(jiān)實(shí)地基中。局部剪切破壞常發(fā)生于中等密實(shí)砂土中。刺入剪切破壞發(fā)生在松砂及軟土中。影響土的滲透系數(shù)的主要因素（1）土的力度成分及礦物成分。土的顆粒成分大小、形狀及級(jí)配影響土中孔隙大小及其形狀，因而影響土的滲透性。土顆粒越粗、越渾圓、越均勻時(shí)，滲透性就大。（2）結(jié)合水膜厚度。結(jié)合水膜較厚時(shí)，會(huì)阻塞土的孔隙，減低土的滲透性。（3）土的結(jié)構(gòu)構(gòu)造 4.土的粘滯度5土中氣體 臨塑荷載時(shí)指在外部荷載的作用下，地基中剛開(kāi)始出現(xiàn)塑性變形區(qū)時(shí)，相應(yīng)得的基地底底面積上所承受的荷載。臨界荷載是指途中塑性區(qū)開(kāi)展到不同深度時(shí)，其相應(yīng)的荷載。土坡的滑動(dòng)失穩(wěn)的原因：1外界的作用破壞了土體內(nèi)原來(lái)的應(yīng)力平衡狀態(tài)。2土的抗剪強(qiáng)度由于受到外界各種因素的影響而降低，促使土坡試問(wèn)破壞。圓筒滑動(dòng)面的形式一般有三種：1坡腳園，圓弧滑動(dòng)面通過(guò)坡腳。2坡面園，圓弧滑動(dòng)面通過(guò)坡面某一點(diǎn)。3、中點(diǎn)園，圓弧滑動(dòng)面通過(guò)坡腳以外的某一點(diǎn)，切園心位于中線上。土的抗剪強(qiáng)度是指土體對(duì)于外荷載所產(chǎn)生的剪應(yīng)力的極限抵抗能力。太沙基一維滲流固結(jié)理論基本假設(shè)1.土層是均質(zhì)的，飽和的；2.在固結(jié)過(guò)程中，土粒和孔隙水是不可壓縮的；3、土層盡在書(shū)香產(chǎn)生排水固結(jié)；4、土層的滲流系數(shù)k和壓縮系數(shù)a為常數(shù)；4