土力學(xué)與基礎(chǔ)工程

關(guān)于土力學(xué)與基礎(chǔ)工程第1頁，課件共206頁，創(chuàng)作于2023年2月1緒論

土力學(xué)是力學(xué)的一個分支，是一門研究土的學(xué)科，是為了解決工程中有關(guān)土的問題。第2頁，課件共206頁，創(chuàng)作于2023年2月一、土力學(xué)的概念

土力學(xué)：利用力學(xué)的一般原理，研究土的物理、化學(xué)和力學(xué)性質(zhì)及土體在荷載、水、溫度等外界因素作用下工程性狀的應(yīng)用科學(xué)。第3頁，課件共206頁，創(chuàng)作于2023年2月二、土力學(xué)的研究對象

土力學(xué)研究對象：與工程建設(shè)有關(guān)的土。就土木工程領(lǐng)域而言，土是指覆蓋在地表的沒有膠結(jié)和弱膠結(jié)的顆粒堆積物。土與巖石的區(qū)分僅在于顆粒間膠結(jié)的強(qiáng)弱。第4頁，課件共206頁，創(chuàng)作于2023年2月二、土力學(xué)的研究對象土的形成：

土是由地殼表層的整體巖石經(jīng)受風(fēng)化作用后形成的大小懸殊的顆粒，經(jīng)過不同的搬運(yùn)方式，在各種自然環(huán)境中生成的沉積物。第5頁，課件共206頁，創(chuàng)作于2023年2月二、土力學(xué)的研究對象風(fēng)化作用：

物理風(fēng)化：不改變原來礦物成分

化學(xué)風(fēng)化：改變原來礦物成分

生物風(fēng)化：動、植物等對巖體的破壞第6頁，課件共206頁，創(chuàng)作于2023年2月二、土力學(xué)的研究對象土的特點：松散性孔隙性多相性自然變異性第7頁，課件共206頁，創(chuàng)作于2023年2月二、土力學(xué)的研究對象土的兩個延伸概念：土具有成層性。物質(zhì)組成、物理化學(xué)狀態(tài)基本一致，工程性質(zhì)大體相仿的同一層土稱為土層。由若干厚度不等、性質(zhì)各異、以一定上下層序組在一起的土層集合體稱為土體。第8頁，課件共206頁，創(chuàng)作于2023年2月三、土力學(xué)的研究內(nèi)容

土力學(xué)不僅研究土體當(dāng)前的性狀，也要分析其性質(zhì)的形成條件，并結(jié)合自然條件和建筑物修建后對土體的影響，分析并預(yù)測土體性質(zhì)的可能變化，提出有關(guān)的工程措施，以滿足各類工程建筑的要求。第9頁，課件共206頁，創(chuàng)作于2023年2月四、地基與基礎(chǔ)

支承基礎(chǔ)的土體或巖體稱為地基。地基可分為天然地基與人工地基。

基礎(chǔ)是將結(jié)構(gòu)承受的各種作用傳遞到地基上的結(jié)構(gòu)組成部分。第10頁，課件共206頁，創(chuàng)作于2023年2月第11頁，課件共206頁，創(chuàng)作于2023年2月地基與基礎(chǔ)設(shè)計必須滿足的基本條件：1、作用在地基上的荷載效應(yīng)（基底壓應(yīng)力）不得超過地基容許承載力；2、基礎(chǔ)沉降不得超過地基變形容許值；3、擋土墻、邊坡以及地基基礎(chǔ)保證具有足夠防失穩(wěn)破壞的安全儲備。第12頁，課件共206頁，創(chuàng)作于2023年2月五、由土引起的工程問題上海樓房倒塌事件第13頁，課件共206頁，創(chuàng)作于2023年2月上海樓房倒塌事件第14頁，課件共206頁，創(chuàng)作于2023年2月上海樓房倒塌事件第15頁，課件共206頁，創(chuàng)作于2023年2月杭州地鐵事故

第16頁，課件共206頁，創(chuàng)作于2023年2月杭州地鐵事故

第17頁，課件共206頁，創(chuàng)作于2023年2月杭州地鐵事故——地面開裂

第18頁，課件共206頁，創(chuàng)作于2023年2月杭州地鐵事故——塌陷示意圖

第19頁，課件共206頁，創(chuàng)作于2023年2月

基礎(chǔ)建在一半是軟粘土一半是砂卵石的地基上。塔高56.7m。近一個世紀(jì)以來，塔已向南傾斜了大約30厘米，斜度達(dá)到8度，塔身超過垂直平面5.1米。按南側(cè)每年沉降1.4mm推算，2003或2004年斜塔可能倒塌。比薩斜塔：

第20頁，課件共206頁，創(chuàng)作于2023年2月

在斜塔北側(cè)的塔基下碼放了數(shù)百噸重的鉛塊，并使用鋼絲繩從斜塔的腰部向北側(cè)拽住，還抽走了斜塔北側(cè)的許多淤泥，并在塔基地下打入10根50米長的鋼柱。歷時10年半的比薩斜塔拯救工作已全部結(jié)束。糾偏校斜43．8厘米，除自然因素外，可確保3個世紀(jì)內(nèi)不發(fā)生倒塌危險。

比薩斜塔治理措施：

第21頁，課件共206頁，創(chuàng)作于2023年2月

目前該塔傾斜嚴(yán)重塔頂偏離中心線2.31m。經(jīng)勘探發(fā)現(xiàn)，該塔位于傾斜基巖上，復(fù)蓋層一邊深3.8m，另一邊為5.8m。由于在一千余年前建造該塔時，沒有采用擴(kuò)大基礎(chǔ)，直接將塔身置于地基上，造成了不均勻沉降，引起塔身傾斜，危及安全。蘇州虎丘塔：第22頁，課件共206頁，創(chuàng)作于2023年2月處理：在塔四周建造一圈樁排式地下連續(xù)墻并對塔周圍與塔基進(jìn)行鉆孔注漿和打設(shè)樹根樁加固塔身，獲得成功.。

原因：坐落于不均勻粉質(zhì)粘土層上，產(chǎn)生不均勻沉降。第23頁，課件共206頁，創(chuàng)作于2023年2月與土有關(guān)的工程問題加拿大特朗斯康谷倉事故：1913年9月裝谷物，10月17日裝了31822Ｔ谷物時，1小時豎向沉降達(dá)30.5cm24小時傾斜26°53ˊ西端下沉7.32m

東端上抬1.52m上部鋼混筒倉完好無損概況：長59.4m，寬23.5m，高31.0m，共65個圓筒倉。鋼混筏板基礎(chǔ)，厚61cm，埋深3.66m。1911年動工，1913年完工，自重20000T。第24頁，課件共206頁，創(chuàng)作于2023年2月加拿大特朗斯康谷倉原因：地基土事先未進(jìn)行調(diào)查，據(jù)鄰近結(jié)構(gòu)物基槽開挖取土試驗結(jié)果，計算地基承載力應(yīng)用到此谷倉。1952年經(jīng)勘察試驗與計算，地基實際承載力遠(yuǎn)小于谷倉破壞時發(fā)生的基底壓力。因此，谷倉地基因超載發(fā)生強(qiáng)度破壞而滑動。處理：事后在下面做了七十多個支撐于基巖上的混凝土墩，使用388個50t千斤頂以及支撐系統(tǒng)，才把倉體逐漸糾正過來，但其位置比原來降低了４米。第25頁，課件共206頁，創(chuàng)作于2023年2月五、由土引起的工程問題變形問題：變形超過限度。穩(wěn)定問題：受力超過限度，取決于土的強(qiáng)度。第26頁，課件共206頁，創(chuàng)作于2023年2月六、土力學(xué)課程的特點土力學(xué)的研究必須注意土的本質(zhì)特性。土力學(xué)的研究必須注意實踐性。土力學(xué)的研究必須注意工程實用性。土力學(xué)是一門偏于計算的學(xué)科。第27頁，課件共206頁，創(chuàng)作于2023年2月2土的性質(zhì)及工程分類學(xué)習(xí)要求：

了解土的成因和三相組成，掌握土的物理性質(zhì)和物理狀態(tài)指標(biāo)的定義、物理概念、計算公式和單位。要求熟練地掌握物理指標(biāo)的三相換算。了解地基土的工程分類依據(jù)與準(zhǔn)確定名。第28頁，課件共206頁，創(chuàng)作于2023年2月2.1概述

土是由固、液、氣相組成的三相分散系。固相——包括多種礦物成分組成土的骨架，骨架間的空隙為液相和氣相填滿，這些空隙是相互連通的，形成多孔介質(zhì)；液相——主要是水；氣相——主要是空氣、水蒸氣。第29頁，課件共206頁，創(chuàng)作于2023年2月思考：不同的土體三相比例是固定不變的嗎？同一種土體三相比例的改變是否會對性質(zhì)產(chǎn)生影響呢？第30頁，課件共206頁，創(chuàng)作于2023年2月

土體三相比例不同，土的狀態(tài)和工程性質(zhì)也隨之各異，例如：

固體+氣體（液體=0）為干土，此時粘土呈堅硬狀態(tài)，砂土呈松散狀態(tài)；

固體+液體+氣體為濕土，此時粘土多為可塑狀態(tài)；

固體+液體（氣體=0）為飽和土，此時粉細(xì)砂或粉土遇強(qiáng)烈地震，可能產(chǎn)生液化，而使工程遭受破壞；粘土地基受建筑物荷載作用發(fā)生沉降需幾十年才能穩(wěn)定。第31頁，課件共206頁，創(chuàng)作于2023年2月2.2土的三相組成及土的結(jié)構(gòu)2.2.1土的固體顆粒（固相）2.2.2土中水和氣2.2.3土的結(jié)構(gòu)和構(gòu)造第32頁，課件共206頁，創(chuàng)作于2023年2月2.2.1土的固體顆粒（固相）

土是巖石風(fēng)化的產(chǎn)物。因此土粒的礦物組成將取決于成土母巖的礦物組成及其所經(jīng)受的風(fēng)化作用。成土礦物可分為兩大類：原生礦物和次生礦物。第33頁，課件共206頁，創(chuàng)作于2023年2月原生礦物次生礦物由巖石經(jīng)物理風(fēng)化生成的。由原生礦物經(jīng)化學(xué)風(fēng)化生成的新礦物。顆粒成分與母巖的相同。它的成分與母巖的完全不同。常見的有石英、長石和云母。有高嶺石、伊利石和蒙脫石粘土礦物。顆粒較粗，多呈渾圓形狀。顆粒極細(xì)，且多呈片狀。吸附水的能力弱，無塑性。性質(zhì)活潑，吸附水能力強(qiáng)，具塑性。第34頁，課件共206頁，創(chuàng)作于2023年2月巖石物理風(fēng)化化學(xué)風(fēng)化土原生礦物次生礦物顆粒通常是由一種或幾種原生礦物所組成，它的成分與母巖的相同，顆粒一般較粗，吸附水的能力弱，性質(zhì)比較穩(wěn)，無塑性?；瘜W(xué)風(fēng)化僅使巖石產(chǎn)生質(zhì)的變化物理風(fēng)化僅使巖石產(chǎn)生量的變化原生礦物經(jīng)化學(xué)風(fēng)化生成的新礦物，它的成分與母巖的完全不同。顆粒極細(xì)，性質(zhì)活潑，有較強(qiáng)的吸附水能力，具塑性。土粒的粒徑由粗到細(xì)逐漸變化時，土的性質(zhì)相應(yīng)地發(fā)生變化土粒的大小及其組成粘土顆粒性質(zhì)第35頁，課件共206頁，創(chuàng)作于2023年2月2.2.1土的固體顆粒（固相）

土粒的大小稱為粒度；大小、性質(zhì)相近的土粒合并為一組,

稱為粒組，可劃分為：

2006020.0750.005mm漂石卵石礫石砂粒粉粒粘粒劃分粒組的分界尺寸稱為界限粒徑。第36頁，課件共206頁，創(chuàng)作于2023年2月第37頁，課件共206頁，創(chuàng)作于2023年2月粘土細(xì)砂粗砂碎石卵石碎石粘土第38頁，課件共206頁，創(chuàng)作于2023年2月2.2.1土的固體顆粒（固相）試驗方法篩分法：適用于0.075mm≤d≤60mm沉降分析法:適用于d＜0.075mm第39頁，課件共206頁，創(chuàng)作于2023年2月?lián)u擺式篩析機(jī)篩分法>0.075mm第40頁，課件共206頁，創(chuàng)作于2023年2月沉降分析法

利用不同大小的土粒在水中的沉降速度不同來確定小于某粒徑的土粒含量。沉降分析法<0.075mm第41頁，課件共206頁，創(chuàng)作于2023年2月2.2.1土的固體顆粒（固相）土的顆粒級配

通常以土中各個粒組的相對含量來表示，稱為土的顆粒級配。顆粒分析試驗結(jié)果，繪制圖的粒徑級配曲線。用半對數(shù)坐標(biāo)繪制。縱坐標(biāo)表示小于某粒徑的土重占總土重的百分?jǐn)?shù)，橫坐標(biāo)用對數(shù)坐標(biāo)表示土的粒徑。第42頁，課件共206頁，創(chuàng)作于2023年2月

如曲線平緩表示粒徑大小相差懸殊，顆粒不均勻，級配良好；反之，則顆粒均勻，級配不良。第43頁，課件共206頁，創(chuàng)作于2023年2月2.2.1土的固體顆粒（固相）工程上常用不均勻系數(shù)Cu描述顆粒級配的不均勻程度。曲率系數(shù)Cc描述顆粒級配曲線整體形態(tài)，表明某粒組是否缺失情況。第44頁，課件共206頁，創(chuàng)作于2023年2月2.2.1土的固體顆粒（固相）

Cu愈大，表示土粒愈不均勻。工程上把Cu＜5的土視為級配不良的土；Cu＞5的土視為級配良好的土。

對于礫類土或砂類土，同時滿足Cu≥5和Cc=1～3時，定名為良好級配砂或良好級配礫。第45頁，課件共206頁，創(chuàng)作于2023年2月1009080706050403020100小于某粒徑之土質(zhì)量百分?jǐn)?shù)（％）105.01.00.50.100.050.010.0050.001粒徑(mm)土的粒徑級配累積曲線d60d10d30CuCc0.330.0050.063662.41第46頁，課件共206頁，創(chuàng)作于2023年2月1009080706050403020100小于某粒徑之土質(zhì)量百分?jǐn)?shù)（％）105.01.00.50.100.050.010.0050.001粒徑(mm)土的粒徑級配累積曲線d60d10d30曲線d60d10d30CuCcL0.330.0050.081663.98M0.0632.41R0.0300.545第47頁，課件共206頁，創(chuàng)作于2023年2月粒徑級配累積曲線及指標(biāo)的用途：1）粒組含量用于土的分類定名；2）不均勻系數(shù)Cu用于判定土的不均勻程度：

Cu≥5,不均勻土；Cu<5,均勻土3）曲率系數(shù)Cc用于判定土的連續(xù)程度：Cc=1~3,

級配連續(xù)土；Cc>3或Cc<1,級配不連續(xù)土4）不均勻系數(shù)Cu和曲率系數(shù)Cc用于判定土的級配優(yōu)劣：

如果Cu≥5且Cc=1~3，級配良好的土；如果Cu<5或Cc>3或Cc<1,級配不良的土第48頁，課件共206頁，創(chuàng)作于2023年2月2.2.2土中水和氣

土中水處于不同位置和溫度條件下，可具有不同的物理狀態(tài)——固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)。液態(tài)水是土中孔隙水的主要存在狀態(tài)，因其受土粒表面雙電層影響程度的不同可分為結(jié)合水、毛細(xì)水、重力水。后兩者也稱為非結(jié)合水（自由水）。第49頁，課件共206頁，創(chuàng)作于2023年2月第50頁，課件共206頁，創(chuàng)作于2023年2月2.2.2土中水和氣土中的氣體成分與大氣相通壓縮性高；與大氣隔絕降低透水性一般空氣中成分；微生物產(chǎn)生可燃?xì)怏w（H2S）第51頁，課件共206頁，創(chuàng)作于2023年2月2.2.2土的結(jié)構(gòu)和構(gòu)造

土的結(jié)構(gòu)是指土粒單元的大小、形狀、相互排列及其聯(lián)結(jié)關(guān)系等因素形成的綜合特征。

單粒結(jié)構(gòu)砂層，礫石層土的結(jié)構(gòu)蜂窩結(jié)構(gòu)粉粒絮狀結(jié)構(gòu)粘粒第52頁，課件共206頁，創(chuàng)作于2023年2月2.2.2土的結(jié)構(gòu)和構(gòu)造1、單粒結(jié)構(gòu)密實狀態(tài)疏松狀態(tài)第53頁，課件共206頁，創(chuàng)作于2023年2月2.2.2土的結(jié)構(gòu)和構(gòu)造2、蜂窩結(jié)構(gòu)3、絮狀結(jié)構(gòu)蜂窩結(jié)構(gòu)絮狀結(jié)構(gòu)第54頁，課件共206頁，創(chuàng)作于2023年2月2.2.2土的結(jié)構(gòu)和構(gòu)造土的構(gòu)造

土的構(gòu)造是指土體中各結(jié)構(gòu)單元之間的關(guān)系。主要特征是土的成層性和裂隙性,即層理構(gòu)造和裂隙構(gòu)造，二者都造成了土的不均勻性。第55頁，課件共206頁，創(chuàng)作于2023年2月2.2.2土的結(jié)構(gòu)和構(gòu)造土的結(jié)構(gòu)和構(gòu)造的概念區(qū)別：土的結(jié)構(gòu)：指的是微觀結(jié)構(gòu)，借助于顯微鏡對實體掃描、放大鑒定到的細(xì)節(jié)。土的構(gòu)造：是指整個土層（土體）空間構(gòu)成上特征的總和，借助肉眼或放大鏡鑒別。第56頁，課件共206頁，創(chuàng)作于2023年2月2.3土的物理性質(zhì)指標(biāo)

土是三相分散體系；從物理性質(zhì)上可利用三相在體積上和重量上的比例關(guān)系來反映土的干濕程度和松密程度。反映三相關(guān)系的指標(biāo)稱為基本物理性質(zhì)指標(biāo)。第57頁，課件共206頁，創(chuàng)作于2023年2月2.3土的物理性質(zhì)指標(biāo)可分為兩類：一類是必須通過試驗測定的，如含水率、密度和土粒比重，稱為直接指標(biāo)；另一類是根據(jù)直接指標(biāo)換算的，如孔隙比、孔隙率、飽和度等，稱為間接指標(biāo)。第58頁，課件共206頁，創(chuàng)作于2023年2月2.3土的物理性質(zhì)指標(biāo)一、土的三相圖（已知的關(guān)系）氣水土粒msmwmVsVwVVa質(zhì)量m(mass)體積V(volume)Vv孔隙v(vacancy)氣相：air液相：water固相：solid第59頁，課件共206頁，創(chuàng)作于2023年2月2.3土的物理性質(zhì)指標(biāo)二、基本指標(biāo)3個1、土的密度ρ

：單位體積土的質(zhì)量氣水土粒msmwmVsVwVVaVv質(zhì)量體積工程中常用重度來表示單位體積土的重力第60頁，課件共206頁，創(chuàng)作于2023年2月2.3土的物理性質(zhì)指標(biāo)

測定方法：環(huán)刀法環(huán)刀法第61頁，課件共206頁，創(chuàng)作于2023年2月2.3土的物理性質(zhì)指標(biāo)2、土的含水量ω

土中水的質(zhì)量與土粒質(zhì)量之比，以百分?jǐn)?shù)表示。氣水土粒msmwmVsVwVVaVv質(zhì)量體積第62頁，課件共206頁，創(chuàng)作于2023年2月2.3土的物理性質(zhì)指標(biāo)測定方法：烘干法酒精燃燒法第63頁，課件共206頁，創(chuàng)作于2023年2月2.3土的物理性質(zhì)指標(biāo)3.土粒相對密度ds（土粒比重）土的固體顆粒質(zhì)量與同體積4℃時純水的質(zhì)量之比，稱為土粒相對密度（或比重）。比重瓶法第64頁，課件共206頁，創(chuàng)作于2023年2月2.3土的物理性質(zhì)指標(biāo)干密度ρd

：單位體積土中固體顆粒部分的質(zhì)量。氣土粒msmVsVVa質(zhì)量m體積V第65頁，課件共206頁，創(chuàng)作于2023年2月2.3土的物理性質(zhì)指標(biāo)不同狀態(tài)下土的密度和重度飽和密度ρsat

：土體中孔隙完全被水充滿時的土的密度。水土粒msmwmVsVwV質(zhì)量m體積V第66頁，課件共206頁，創(chuàng)作于2023年2月2.3土的物理性質(zhì)指標(biāo)有效密度ρ

：土單位體積內(nèi)土粒質(zhì)量與同體積水的質(zhì)量之差。氣水土粒msmwmVsVwVVaVv質(zhì)量體積第67頁，課件共206頁，創(chuàng)作于2023年2月2.3土的物理性質(zhì)指標(biāo)

土的三相比例指標(biāo)中的質(zhì)量密度指標(biāo)共有4個:

土的密度ρ，飽和密度ρsat，干密度ρd，有效密度ρ

單位：(kg/m3);第68頁，課件共206頁，創(chuàng)作于2023年2月2.3土的物理性質(zhì)指標(biāo)相應(yīng)的重度指標(biāo)也有4個:

土的重度，飽和重度sat，干重度d，有效重度

單位：(kN/m3)

這些物理指標(biāo)側(cè)重評價土的作為荷載體的性質(zhì)。第69頁，課件共206頁，創(chuàng)作于2023年2月2.3土的物理性質(zhì)指標(biāo)4、換算指標(biāo)6個孔隙比e和孔隙率n孔隙比e

：土中孔隙體積與土粒體積之比孔隙率n

：土中孔隙體積與總體積之比，

以百分?jǐn)?shù)表示。

第70頁，課件共206頁，創(chuàng)作于2023年2月2.3土的物理性質(zhì)指標(biāo)土的飽和度Sr

土中孔隙水的體積與孔隙總體積之比，以百分?jǐn)?shù)表示。第71頁，課件共206頁，創(chuàng)作于2023年2月2.3土的物理性質(zhì)指標(biāo)飽和度描述土中孔隙被水充滿的程度。干土Sr=0;飽和土Sr=100%。砂土根據(jù)飽和度分為三種狀態(tài):Sr≤50%稍濕；50％＜Sr≤80%很濕；Sr＞80%飽和。第72頁，課件共206頁，創(chuàng)作于2023年2月三相草圖法WaterAirSoilVaVwVsVvVma=0mwmsm質(zhì)量體積第73頁，課件共206頁，創(chuàng)作于2023年2月常用的物理性質(zhì)指標(biāo)間的換算關(guān)系（一）孔隙比與孔隙率的關(guān)系設(shè)土體內(nèi)土粒的體積為1，則e=Vv/V可知，孔隙的體積Vv為e，土體的體積V為（1＋e），于是有：第74頁，課件共206頁，創(chuàng)作于2023年2月（二）干密度與濕密度和含水率的關(guān)系設(shè)土體的體積V為1，則ρd=ms/V，土體內(nèi)土粒的質(zhì)量ms為ρd，由w=mw/ms，水的質(zhì)量mw為wρd。于是，按定義可得：

第75頁，課件共206頁，創(chuàng)作于2023年2月（三）孔隙比與比重和干密度的關(guān)系設(shè)土體內(nèi)土粒的體積為1，則按e=Vv/Vs，孔隙的體積Vv為e；由ρs

＝ms/Vs，得土粒的質(zhì)量ms為ρs。于是，按ρd的定義可得：整理得：

第76頁，課件共206頁，創(chuàng)作于2023年2月（四）飽和度與含水率、比重和孔隙比得關(guān)系設(shè)土體內(nèi)土粒的體積為1，則按e=Vv/Vs，得體積Vv=e；由ρs＝ms/Vs，得土粒的質(zhì)量ms=ρs。按w=mw/ms

，水得質(zhì)量mw=wρs，則水得體積Vw=mw/ρw=wρs/ρw。于是，Sr定義可得：

當(dāng)土飽和時，即Sr為100％，則：式中：wsat——飽和含水率。第77頁，課件共206頁，創(chuàng)作于2023年2月（五）有效密度與比重和孔隙比得關(guān)系設(shè)土體內(nèi)土粒體積為1，則按e=Vv/Vs，孔隙的體積Vv為e；由ρs

＝ms/Vs得土粒的質(zhì)量ms為ρs。于是，則可得：第78頁，課件共206頁，創(chuàng)作于2023年2月2.3土的物理性質(zhì)指標(biāo)【例】某土樣經(jīng)試驗測得體積為100cm3，濕土質(zhì)量為187g，烘干后，干土質(zhì)量為167g。若土粒的相對密度ds為2.66，求該土樣的含水量ω、密度ρ、重度、干重度d

、孔隙比e、飽和重度sat和有效重度。第79頁，課件共206頁，創(chuàng)作于2023年2月【解答】第80頁，課件共206頁，創(chuàng)作于2023年2月習(xí)題1

有一完全飽和的原狀土樣切滿于容積為21.7cm3的環(huán)刀內(nèi)，稱得總質(zhì)量為72.49g，經(jīng)烘干至恒重為61.28g，已知環(huán)刀質(zhì)量為32.54g，土粒相對密度為2.74，試求該土樣的密度、含水量、干密度及孔隙比。第81頁，課件共206頁，創(chuàng)作于2023年2月習(xí)題2

某原狀土樣，試驗測得土的天然密度為1.7t/m3，含水量為22%，土粒相對密度2.72。試求該土樣的孔隙比，孔隙率，飽和度、干重度、飽和重度及浮重度。第82頁，課件共206頁，創(chuàng)作于2023年2月習(xí)題3

一干砂試樣的密度為1.66g/cm3，土粒相對密度為2.70，將此干砂試樣置于雨中，若砂樣體積不變，飽和度增加到0.60，試計算此濕砂的密度和含水量。第83頁，課件共206頁，創(chuàng)作于2023年2月2.4無粘性土的密實度★所謂土的物理狀態(tài)，對于無粘性土是指土的密實度；對于粘性土是指土的軟硬程度或稱粘性土的稠度。土的密實度通常是指單位體積中固體顆粒充滿的程度.密實度反映無粘性土工程性質(zhì)的主要指標(biāo)。判別砂土的密實度有以下三種方法。第84頁，課件共206頁，創(chuàng)作于2023年2月1.用孔隙比e為標(biāo)準(zhǔn)

表1砂土的密實度（74規(guī)范）

密實度土的名稱密實中密稍密松散礫砂、粗砂、中砂e〈0.60.6〈

e〈0.750.75〈

e〈0.85e〉0.85細(xì)砂、粉砂e〈0.70.7〈

e〈0.850.85〈

e〈0.95e〉0.95評價：（1）優(yōu)點簡捷方便；（2）缺點無法反映土的粒徑級配因素。第85頁，課件共206頁，創(chuàng)作于2023年2月

2.用相對密實度Dr為標(biāo)準(zhǔn)

Dr—土的相對密實度；emax—土的最大孔隙比；emin—土的最小孔隙比；e—土的天然孔隙比。評價：（1）優(yōu)點理論上完善；

（2）缺點實際上難以操作。第86頁，課件共206頁，創(chuàng)作于2023年2月emin

=0.35emin

=0.20第87頁，課件共206頁，創(chuàng)作于2023年2月emax:

最大孔隙比；將松散的風(fēng)干土樣通過長頸漏斗輕輕地倒入容器，避免重力沖擊，求得土的最小干密度再經(jīng)換算得到最大孔隙比emin:

最小孔隙比；將松散的風(fēng)干土樣裝入金屬容器內(nèi)，按規(guī)定方法振動和錘擊，直至密度不再提高，求得土的最大干密度再經(jīng)換算得到最小孔隙比emax與emin

：最大與最小孔隙比注：室內(nèi)測得理論上的最大與最小孔隙比有時很困難第88頁，課件共206頁，創(chuàng)作于2023年2月粗粒土的密實狀態(tài)指標(biāo)

判別標(biāo)準(zhǔn)：Dr

=1,最密狀態(tài)

Dr

=0,最松狀態(tài)

Dr≤1/3,疏松狀態(tài)

1/3<Dr≤2/3,中密狀態(tài)

Dr>2/3,密實狀態(tài)相對密度第89頁，課件共206頁，創(chuàng)作于2023年2月3.用標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗N為標(biāo)準(zhǔn)

該實驗的的應(yīng)用主要有評定砂土的相對密度、評定地基土承載力、估算單樁承載力等。

第90頁，課件共206頁，創(chuàng)作于2023年2月

標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(SPT)是動力觸探的一種，它利用一定的錘擊動能（錘重63.5kg，落距76cm），將一定規(guī)格的對開管式的貫入器打入鉆孔孔底的土中，根據(jù)打入土中的貫阻抗，判別土層的工程性質(zhì)。貫入阻抗用貫入器貫入土中30cm的錘擊數(shù)N63.5表示，

N63.5也稱為標(biāo)貫擊數(shù)。第91頁，課件共206頁，創(chuàng)作于2023年2月第92頁，課件共206頁，創(chuàng)作于2023年2月第93頁，課件共206頁，創(chuàng)作于2023年2月第94頁，課件共206頁，創(chuàng)作于2023年2月2.5粘性土的物理特性

粘性土：具有可塑性質(zhì)的土，在外力作用下，可塑成任何形狀而不發(fā)生開裂；當(dāng)外力取消后，仍可保持原來形狀不變。土的這種性質(zhì)稱為可塑性。

稠度是指土的軟硬程度或土受外力作用所引起變形或破壞的抵抗能力,是粘性土最主要的物理狀態(tài)特征。第95頁，課件共206頁，創(chuàng)作于2023年2月

粘性土的軟硬狀態(tài)也稱稠度狀態(tài)稠度狀態(tài)與含水量有關(guān)粘性土含水量較硬變軟流動2.5粘性土的物理特性第96頁，課件共206頁，創(chuàng)作于2023年2月塑限ωp液限ωl稠度界限粘性土的稠度反映土中水的形態(tài)固態(tài)或半固態(tài)塑態(tài)

流態(tài)

強(qiáng)結(jié)合水膜最大出現(xiàn)自由水強(qiáng)結(jié)合水弱結(jié)合水自由水稠度狀態(tài)含水量土中水的形態(tài)w第97頁，課件共206頁，創(chuàng)作于2023年2月2.5粘性土的物理特性0固態(tài)或半固態(tài)可塑狀態(tài)流動狀態(tài)ω塑限ωP液限ωL粘性土的界限含水量圖界限含水量粘性土由一種狀態(tài)轉(zhuǎn)到另一種狀態(tài)時的分界含水量。液限wL

流動狀態(tài)與可塑狀態(tài)間的分界含水量塑限wp

可塑狀態(tài)與半固體狀態(tài)間分界含水量縮限ws

半固體狀態(tài)與固體狀態(tài)間分界含水量（亦即粘性土隨著含水率的減小而體積開始不變時的含水率。）第98頁，課件共206頁，創(chuàng)作于2023年2月測試方法1.用搓條法測定塑限wp2.用平衡錐式液限儀測定液限wL3.采取的液限塑限聯(lián)合測定法第99頁，課件共206頁，創(chuàng)作于2023年2月1.用搓條法測定塑限wp搓條法：搓到土條直徑為3mm，出現(xiàn)裂紋，自然斷開，這時土條的含水量就是塑限Wp值。搓好的泥條第100頁，課件共206頁，創(chuàng)作于2023年2月2.用平衡錐式液限儀測定液限wL判斷標(biāo)準(zhǔn)：若圓錐體經(jīng)15秒種恰好沉入10mm深度，這時杯內(nèi)土樣的含水量就是液限Wl。錐式液限儀第101頁，課件共206頁，創(chuàng)作于2023年2月3.采取的液限塑限聯(lián)合測定法液塑限聯(lián)合測定儀第102頁，課件共206頁，創(chuàng)作于2023年2月圓錐入土深度與含水量關(guān)系下沉深度為10mm所對應(yīng)的含水量為液限;下沉深度為2mm處所對應(yīng)的含水量為塑限。第103頁，課件共206頁，創(chuàng)作于2023年2月2.5粘性土的物理特性粘性土的塑性指數(shù)和液性指數(shù)

塑性指數(shù)IP是液限和塑限的差值(習(xí)慣上不帶%表示)，即土處在可塑狀態(tài)的含水量變化范圍。第104頁，課件共206頁，創(chuàng)作于2023年2月2.5粘性土的物理特性

塑性指數(shù)的大小取決于土顆粒吸附結(jié)合水的能力，即與土中粘粒含量有關(guān)。IP越大，表明土的顆粒越細(xì)，比表面積越大，土的粘粒含量就越高，土處于可塑狀態(tài)的含水量變化范圍就越大。粘粒含量越多,塑性指數(shù)就越高。第105頁，課件共206頁，創(chuàng)作于2023年2月塑性指數(shù)常作為細(xì)粒土工程分類的依據(jù)缺點：不能充分反映粘土顆粒含量

不同的粘土礦物結(jié)合水的能力不同去掉百分號2.5粘性土的物理特性第106頁，課件共206頁，創(chuàng)作于2023年2月107原生礦物

石英、長石、云母等次生礦物

主要是粘土礦物，包括三種類型

高嶺石、伊里石、蒙脫石粘土礦物:由硅片和鋁片構(gòu)成的晶包所組合而成第107頁，課件共206頁，創(chuàng)作于2023年2月108硅片的結(jié)構(gòu)第108頁，課件共206頁，創(chuàng)作于2023年2月109鋁片的結(jié)構(gòu)第109頁，課件共206頁，創(chuàng)作于2023年2月粘土礦物的晶格構(gòu)造高嶺石蒙脫石伊利石粒徑比表面積脹縮性滲透性強(qiáng)度壓縮性大10-20m2/g小大大小中80-100m2/g中中中中小800m2/g大小小大比表面積：單位質(zhì)量土顆粒所擁有的總表面積9克蒙脫土的總表面積大約與一個足球場一樣大第110頁，課件共206頁，創(chuàng)作于2023年2月2.5粘性土的物理特性

液性指數(shù)IL是粘性土的天然含水量和塑限的差值與塑性指數(shù)之比。第111頁，課件共206頁，創(chuàng)作于2023年2月2.5粘性土的物理特性

液性指數(shù)表征土的天然含水量與界限含水量間的相對關(guān)系。當(dāng)IL≤0時,ω≤ωP,土處于堅硬狀態(tài);當(dāng)IL＞1時,ω＞ωL,土處于流動狀態(tài)。根據(jù)IL值可以直接判定土的軟硬狀態(tài)。問題：僅適用于重塑土第112頁，課件共206頁，創(chuàng)作于2023年2月2.5粘性土的物理特性狀態(tài)液性指數(shù)堅硬硬塑可塑軟塑流塑IL≤00＜IL≤0.250.25＜IL≤0.750.75＜IL≤1IL＞1粘性土的狀態(tài)第113頁，課件共206頁，創(chuàng)作于2023年2月靈敏度（St）

（1）定義：是指粘性土的原狀土的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度qu與重塑土的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度qu′比值，用St表示。

St=qu/qu′（2）物理意義：反映了粘性土的結(jié)構(gòu)性的強(qiáng)弱。（3）工程應(yīng)用：保護(hù)基槽，以免破壞破壞其結(jié)構(gòu)，降低地基強(qiáng)度。原狀土結(jié)構(gòu)性

相同含水量密度粉碎重塑重塑土強(qiáng)度降低第114頁，課件共206頁，創(chuàng)作于2023年2月含水量不變，密度不變，因重塑而強(qiáng)度降低，又因靜置而逐漸強(qiáng)化，強(qiáng)度逐漸恢復(fù)的現(xiàn)象，稱為觸變性。土的觸變性是土結(jié)構(gòu)中聯(lián)結(jié)形態(tài)發(fā)生變化引起的，是土結(jié)構(gòu)隨時間變化的宏觀表現(xiàn)。目前尚沒有合理的描述土觸變性的方法和指標(biāo)。粘性土的觸變性

2.5粘性土的物理特性第115頁，課件共206頁，創(chuàng)作于2023年2月2.6土的滲透及滲流

土體是由多相組成的，在其孔隙中存在著氣、液相介質(zhì)。當(dāng)孔隙連通且不同位置存在水位差時，流體可在不平衡的勢能情況下發(fā)生流動。碎散性多孔介質(zhì)三相體系能量差孔隙流體流動第116頁，課件共206頁，創(chuàng)作于2023年2月滲流滲透性土具有被水、氣等液體透過的性質(zhì)水、氣等在土體孔隙中流動的現(xiàn)象2.6土的滲透及滲流

在水頭差的作用下，流體可以透過土體孔隙而產(chǎn)生流動。這種現(xiàn)象稱為滲流。對于飽和土，流體是水；對于非飽和土，流體是水和空氣。

土體具有被流體透過的性能，稱為土的滲透性。第117頁，課件共206頁，創(chuàng)作于2023年2月滲流量滲透變形土石壩防滲斜墻及鋪蓋浸潤線透水層不透水層2.6土的滲透及滲流第118頁，課件共206頁，創(chuàng)作于2023年2月滲透壓力滲流量滲透變形透水層不透水層基坑板樁墻板樁圍護(hù)下的基坑滲流第119頁，課件共206頁，創(chuàng)作于2023年2月滲流量透水層不透水層天然水面漏斗狀潛水面Q第120頁，課件共206頁，創(chuàng)作于2023年2月滲流量原地下水位滲流時地下水位渠道滲流第121頁，課件共206頁，創(chuàng)作于2023年2月達(dá)西定律1856年法國學(xué)者Darcy對砂土的滲透性進(jìn)行研究結(jié)論：水在土中的滲透速度與試樣的水力梯度成正比v=ki達(dá)西定律水力梯度，即沿滲流方向單位距離的水頭損失

第122頁，課件共206頁，創(chuàng)作于2023年2月達(dá)西定律的適用范圍

達(dá)西定律是由砂質(zhì)土體實驗得到的，后來推廣應(yīng)用于其他土體如粘土和具有細(xì)裂隙的巖石等。

(a)細(xì)粒土的v-i關(guān)系(b)粗粒土的v-i關(guān)系①顆粒極細(xì)的粘土②砂土、一般粘土;

第123頁，課件共206頁，創(chuàng)作于2023年2月AV：假想滲流速度，土體試樣全斷面的平均滲流速度Vs：實際平均滲流速度，孔隙斷面的平均滲流速度A>AvAvQ＝VA

＝VsAv第124頁，課件共206頁，創(chuàng)作于2023年2月滲透系數(shù)的確定

1.實驗室測定法

2.現(xiàn)場測定法

3.經(jīng)驗估算法第125頁，課件共206頁，創(chuàng)作于2023年2月常水頭試驗——整個試驗過程中水頭保持不變適用于透水性大（k>10-3cm/s）的土，例如砂土。時間t內(nèi)流出的水量Q滲透系數(shù)的確定第126頁，課件共206頁，創(chuàng)作于2023年2月

室內(nèi)試驗方法2—變水頭試驗法試驗裝置：如圖試驗條件:Δh變化，A，L=const量測變量:Δh

，t透水性較小的粘性土常水頭法僅適用于：

透水性較大的砂性土第127頁，課件共206頁，創(chuàng)作于2023年2月2.現(xiàn)場測定法

有野外注水試驗和抽水試驗等，是在現(xiàn)場鉆井孔或挖試坑，在往地基中注水或抽水時，量測地基中的水頭高度和滲流量，再根據(jù)相應(yīng)的理論公式求出滲透系數(shù)k值。(a)無壓完整井抽水試驗;(b)無壓非完整井抽水試驗

優(yōu)點：可獲得現(xiàn)場較為可靠的平均滲透系數(shù)缺點：費用較高，耗時較長第128頁，課件共206頁，創(chuàng)作于2023年2月3.經(jīng)驗估算法

1991年哈森提出用有效粒徑d10計算較均勻砂土的公式:

1955年，太沙基提出考慮土體孔隙比e的經(jīng)驗公式:

第129頁，課件共206頁，創(chuàng)作于2023年2月2.6土的滲透及滲流影響滲透系數(shù)的因素1、土粒大小與級配細(xì)粒含量愈多，土的滲透性愈小，例如砂土中粉粒及粘粒含量愈多時，砂土的滲透系數(shù)就會大大減小。第130頁，課件共206頁，創(chuàng)作于2023年2月2.6土的滲透及滲流2、土的密實度同種土在不同的密實狀態(tài)下具有不同的滲透系數(shù)，土的密實度增大，孔隙比降低，土的滲透性也減小。第131頁，課件共206頁，創(chuàng)作于2023年2月2.6土的滲透及滲流3、土中封閉氣體含量土中封閉氣體阻塞滲流通道，使土的滲透系數(shù)降低。封閉氣體含量愈多，土的滲透性愈小。第132頁，課件共206頁，創(chuàng)作于2023年2月2.6土的滲透及滲流4、土的礦物成分粘土礦物的結(jié)合水占據(jù)孔隙蒙脫土膨脹，阻塞孔隙；淤泥不透水——含有機(jī)質(zhì)。第133頁，課件共206頁，創(chuàng)作于2023年2月2.6.2二維滲流及流網(wǎng)滲流中的水頭與水力坡降伯努利方程（液體流動能量方程）h：總水頭水頭：單位質(zhì)量水體所具有的機(jī)械量hz：位置水頭u/gw：壓力水頭v2/2g：流速水頭流速水頭≈0由總水頭高的點向總水頭低的點滲流第134頁，課件共206頁，創(chuàng)作于2023年2月2.6.2二維滲流及流網(wǎng)滲流中的水頭與水力坡降水力坡降A(chǔ)BLh1h2zAzBΔh00基準(zhǔn)面水力坡降線A點總水頭：B點總水頭：水力坡降：第135頁，課件共206頁，創(chuàng)作于2023年2月2.6.2二維滲流及流網(wǎng)

在實際工程中，滲流問題的邊界條件往往比較復(fù)雜，其嚴(yán)密的解析解一般都很難求得。因此對滲流問題的求解，最常用的是圖解法即流網(wǎng)解法。第136頁，課件共206頁，創(chuàng)作于2023年2月2.6.2二維滲流及流網(wǎng)流網(wǎng)的幾個基本概念流網(wǎng)——滲流場中的兩族相互正交曲線——

等勢線和流線所形成的網(wǎng)絡(luò)狀曲線簇。流線——水質(zhì)點運(yùn)動的軌跡線。等勢線——測管水頭相同的點之連線。流網(wǎng)法——通過繪制流線與勢線的網(wǎng)絡(luò)狀曲線簇來求解滲流問題。第137頁，課件共206頁，創(chuàng)作于2023年2月基本要求1.正交性：流線與等勢線必須正交H△h0lsls2.各個網(wǎng)格的長寬比c應(yīng)為常數(shù)。取c=1，即為曲邊正方形3.在邊界上滿足流場邊界條件要求，保證解的唯一性。第138頁，課件共206頁，創(chuàng)作于2023年2月2.6.2二維滲流及流網(wǎng)近似作圖法（手描法）其步驟大致為：先按流動趨勢畫出流線，然后根據(jù)流網(wǎng)正交性畫出等勢線，形成流網(wǎng)。如發(fā)現(xiàn)所畫的流網(wǎng)不成曲邊正方形時，需反復(fù)修改等勢線和流線直至滿足要求。第139頁，課件共206頁，創(chuàng)作于2023年2月流網(wǎng)的特點：等勢線上各點測管水頭h相等；相鄰等勢線間的水頭損失相等；各流槽的滲流量相等。H△h0lsls第140頁，課件共206頁，創(chuàng)作于2023年2月測管水頭h

實際應(yīng)用

確定孔壓

確定流速

確定流量水力坡降H△h0lsls第141頁，課件共206頁，創(chuàng)作于2023年2月Δh2h1h21L沿水流方向放置兩個測壓管，測壓管水面高差Δh土體對水流的阻力應(yīng)為：水流流經(jīng)這段土體，受到土顆粒的阻力，阻力引起的水頭損失為Δh根據(jù)牛頓第三定律，試樣的總滲流力J和土粒對水流的阻力F大小相等，方向相反

滲流作用于土體的力：2.6.3滲流力與滲流穩(wěn)定性分析滲流力——滲流水流施加于單位土粒上的拖曳力。第142頁，課件共206頁，創(chuàng)作于2023年2月2.6.3滲流力與滲流穩(wěn)定性分析滲流作用于單位土體的力說明：滲透力j是滲流對單位土體的作用力，是一種體積力，其大小與水力坡降成正比，作用方向與滲流方向一致，單位為kN/m3第143頁，課件共206頁，創(chuàng)作于2023年2月abc滲透力方向與重力一致，促使土體壓密、強(qiáng)度提高，有利于土體穩(wěn)定滲流方向近乎水平，使土粒產(chǎn)生向下游移動的趨勢，對穩(wěn)定不利滲流力與重力方向相反，當(dāng)滲透力大于土體的有效重度，土粒將被水流沖出

滲透力的存在，將使土體內(nèi)部受力發(fā)生變化，這種變化對土體穩(wěn)定性有顯著的影響。第144頁，課件共206頁，創(chuàng)作于2023年2月2.6.3滲流力與滲流穩(wěn)定性分析臨界水頭梯度GJ當(dāng)土顆粒的重力與滲透力相等時，土顆粒不受任何力作用，好像處于懸浮狀態(tài)，這時的水力坡降即為臨界水頭梯度。第145頁，課件共206頁，創(chuàng)作于2023年2月2.6.3滲流力與滲流穩(wěn)定性分析或

在工程計算中，將土的臨界水頭梯度除以某一安全系數(shù)Fs(2～3)，作為允許水頭梯度[i]。設(shè)計時，為保證建筑物的安全，將滲流逸出處的水頭梯度控制在允許坡降[i]內(nèi)第146頁，課件共206頁，創(chuàng)作于2023年2月2.6.3滲流力與滲流穩(wěn)定性分析【例】某土壩地基土的比重ds=2.68，孔隙比e=0.82，下游滲流出口處經(jīng)計算水力坡降i為0.2，若取安全系數(shù)Fs為2.5，試問該土壩地基出口處土體是否會發(fā)生流土破壞？

第147頁，課件共206頁，創(chuàng)作于2023年2月2.6.3滲流力與滲流穩(wěn)定性分析【解答】臨界水力坡降允許水力坡降

由于實際水力坡降i

<[i]，故土壩地基出口處土體不會發(fā)生流土破壞。第148頁，課件共206頁，創(chuàng)作于2023年2月2.6.4滲透破壞與控制滲流土體內(nèi)部應(yīng)力狀態(tài)變化土體的局部穩(wěn)定問題土體的整體穩(wěn)定問題管涌、流土等水庫塌岸岸坡、土壩在水位降落時引起的滑動第149頁，課件共206頁，創(chuàng)作于2023年2月整體破壞－水庫塌岸第150頁，課件共206頁，創(chuàng)作于2023年2月滲透變形的形式

按照滲透水流引起的局部破壞特征，滲透變形可分為流土和管涌兩種基本形式。流土是指在滲流作用下局部土體表面隆起，或土粒群同時起動而流失的現(xiàn)象。它主要發(fā)生在地基或土壩下游滲流逸出處?；踊蚯篱_挖時所出現(xiàn)的流砂現(xiàn)象是流土的一種常見形式。第151頁，課件共206頁，創(chuàng)作于2023年2月流土

在向上的滲透作用下，表層局部土體顆粒同時發(fā)生懸浮移動的現(xiàn)象。粘性土k1<<k2砂性土k2壩體滲流第152頁，課件共206頁，創(chuàng)作于2023年2月流土第153頁，課件共206頁，創(chuàng)作于2023年2月流土第154頁，課件共206頁，創(chuàng)作于2023年2月管涌管涌原因：內(nèi)因——有足夠多的粗顆粒形成大于細(xì)粒直徑的孔隙外因——滲透力足夠大

在滲流作用下，一定級配的無粘性土中的細(xì)小顆粒，通過較大顆粒所形成的孔隙發(fā)生移動，最終在土中形成與地表貫通的管道。管涌破壞第155頁，課件共206頁，創(chuàng)作于2023年2月管涌

管涌指在滲流作用下土體的細(xì)土粒在粗土粒形成的孔隙通道中發(fā)生移動并被帶出的現(xiàn)象。主要發(fā)生在砂礫土中。第156頁，課件共206頁，創(chuàng)作于2023年2月2002.8.22湘江大堤望城靖港鎮(zhèn)東湖責(zé)任段出現(xiàn)散浸，并有個別散浸點轉(zhuǎn)化為管涌，經(jīng)搶險隊伍用砂卵石將散浸口和管涌口壓住，其他管涌和也被砂卵石填壓。大堤從凌晨1時出現(xiàn)的險情到下午5點得到了完全控制。最大的管涌處最大的管涌處第157頁，課件共206頁，創(chuàng)作于2023年2月第158頁，課件共206頁，創(chuàng)作于2023年2月土的類型與滲透變形型式粘性土無粘性土過渡型土只有流土而無管涌與土的顆粒組成、級配和密度等因素有關(guān)與密度有關(guān)，大密度流土，小密度管涌第159頁，課件共206頁，創(chuàng)作于2023年2月流土與管涌的比較

流土土體局部范圍的顆粒同時發(fā)生移動管涌只發(fā)生在水流滲出的表層只要滲透力足夠大，可發(fā)生在任何土中破壞過程短導(dǎo)致下游坡面產(chǎn)生局部滑動等現(xiàn)象位置土類歷時后果土體細(xì)顆粒通過粗粒形成的孔隙通道移動可發(fā)生于土體內(nèi)部和滲流溢出處一般發(fā)生在特定級配的無粘性土或分散性粘土破壞過程相對較長導(dǎo)致結(jié)構(gòu)發(fā)生塌陷或潰口第160頁，課件共206頁，創(chuàng)作于2023年2月3.防治措施

增大[i]：下游增加透水蓋重

防治流土土石壩防滲斜墻及鋪蓋浸潤線透水層不透水層減小i：上游延長滲徑；下游減小水壓防治管涌改善幾何條件：設(shè)反濾層等改善水力條件：減小滲透坡降第161頁，課件共206頁，創(chuàng)作于2023年2月管涌的治理反濾倒?jié)B第162頁，課件共206頁，創(chuàng)作于2023年2月管涌的治理反濾圍井第163頁，課件共206頁，創(chuàng)作于2023年2月管涌的治理蓄水反壓第164頁，課件共206頁，創(chuàng)作于2023年2月2.7土的動力特性荷載靜荷載動荷載天然：地震、風(fēng)、波浪等人工：車輛荷載、爆破、打樁、機(jī)械振動等第165頁，課件共206頁，創(chuàng)作于2023年2月2.7土的動力特性壓土機(jī)對路基進(jìn)行壓實第166頁，課件共206頁，創(chuàng)作于2023年2月2.7.1土的壓實原理壓實原理：

對土體施加外部能量，使得土顆粒靠近，將其中的氣體驅(qū)趕出來，使得土體干密度提高，強(qiáng)度增大。第167頁，課件共206頁，創(chuàng)作于2023年2月2.7.1土的壓實原理對于粘土：過濕的情況，難以壓實；很干的情況，也不能充分壓實；在適當(dāng)?shù)暮糠秶鷥?nèi)才能壓實。對于粗粒土：在完全干燥或者充分灑水飽和的情況下容易壓實到較大的干密度。第168頁，課件共206頁，創(chuàng)作于2023年2月2.7.1土的壓實原理

在一定的壓實功能下使土最容易壓實，并能達(dá)到最大密度時的含水量稱為土的最佳含水量，用表示；與其相對應(yīng)的干密度則稱為最大干密度。第169頁，課件共206頁，創(chuàng)作于2023年2月2.7.2擊實試驗及其影響因素?fù)魧嵧沧o(hù)筒擊錘導(dǎo)筒擊實試驗土第170頁，課件共206頁，創(chuàng)作于2023年2月輕型擊實試驗（試驗課）擊實筒容積為997cm3擊錘質(zhì)量為2.5kg擊錘落高為30cm

分3層擊實，每層27擊根據(jù)擊實后土樣的密度和實測含水量計算相應(yīng)的干密度實驗步驟：1、制作預(yù)定含水量的松散土樣2、擊實，測量擊實試樣質(zhì)量m,得ρ濕=m/V3、測量土樣含水量ω4、計算得到ρd=ρ濕/(1+ω)5、繪制ω—ρd曲線第171頁，課件共206頁，創(chuàng)作于2023年2月2.7.2擊實試驗及其影響因素?fù)魧嵡€第172頁，課件共206頁，創(chuàng)作于2023年2月2.7.2擊實試驗及其影響因素ρdmaxωρd0ωop擊實曲線1.含水率的影響第173頁，課件共206頁，創(chuàng)作于2023年2月2.7.2擊實試驗及其影響因素

當(dāng)含水量較低時，擊實后的干密度隨含水量的增加而增大。而當(dāng)干密度增大到某一值后，含水量的繼續(xù)增加反而使得干密度減小。干密度的這一最大值稱為該擊數(shù)下的最大干密度，與它對應(yīng)的含水量稱為最佳含水量。第174頁，課件共206頁，創(chuàng)作于2023年2月2.7.2擊實試驗及其影響因素

說明：當(dāng)擊數(shù)一定時，只有在某一含水量下才獲得最佳的擊實效果。第175頁，課件共206頁，創(chuàng)作于2023年2月2.7.2擊實試驗及其影響因素2、擊實功能的影響ω0ρd擊數(shù)403020飽和線第176頁，課件共206頁，創(chuàng)作于2023年2月2.7.2擊實試驗及其影響因素1）土料的最大干密度和最佳含水量不是常數(shù)。最大干密度隨擊數(shù)的增加而逐漸增大,最佳含水量逐漸減小。然而，這種變化速率是遞減的。同時，光憑增加擊實功能來提高土的最大干密度是有限的。第177頁，課件共206頁，創(chuàng)作于2023年2月2.7.2擊實試驗及其影響因素2）當(dāng)含水量較低時擊數(shù)的影響較顯著。當(dāng)含水量較高時，含水量與干密度關(guān)系曲線趨近于飽和線，這時提高擊實功能是無效的。第178頁，課件共206頁，創(chuàng)作于2023年2月2.7.2擊實試驗及其影響因素3、土類和級配的影響

擊實試驗表明，在相同擊實功能下，粘性土粘粒含量愈高或塑性指數(shù)愈大，壓實愈困難，最大干密度愈小，最優(yōu)含水量愈大。

第179頁，課件共206頁，創(chuàng)作于2023年2月2.7.2擊實試驗及其影響因素?zé)o粘性土的擊實曲線無粘性土的擊實曲線和粘性土擊實曲線不同，在含水量較大時得到較高的干密度，因此在無粘性土實際填筑中，通常要不斷灑水使其在較高的含水量下壓實。

20%第180頁，課件共206頁，創(chuàng)作于2023年2月2.7.2擊實試驗及其影響因素說明：土的級配對土的壓實性影響很大。級配良好的土，易于壓實，級配不良的土，不易壓實，因為級配良好的土有足夠的細(xì)粒去充填較粗粒形成的孔隙，因而能獲得較高的干密度。第181頁，課件共206頁，創(chuàng)作于2023年2月2.7.3土的振動液化土體液化的概念：指飽和狀態(tài)砂土和粉土在一定強(qiáng)度的動荷載作用下表現(xiàn)出類似液體性質(zhì)而完全喪失承載力的現(xiàn)象。第182頁，課件共206頁，創(chuàng)作于2023年2月2.7.3土的振動液化砂土液化造成災(zāi)害的宏觀表現(xiàn)：1）噴砂冒水；2）震陷；3）滑坡；4）上浮。第183頁，課件共206頁，創(chuàng)作于2023年2月2.7.3土的振動液化砂土液化的機(jī)理：在由松變密的過程中，如果土是飽和的，孔隙內(nèi)充滿水，且孔隙水在振動的短促時間內(nèi)排不出去，就將出現(xiàn)從松到密的過渡階段。這時顆粒離開原來位置，而又未落到新的穩(wěn)定位置上，與四周顆粒脫離接觸，處于懸浮狀態(tài)。這種情況下顆粒的自重，連同作用在顆粒上的荷載將全部由水承擔(dān)。第184頁，課件共206頁，創(chuàng)作于2023年2月2.7.3土的振動液化影響土液化的主要因素：1）土類；2）土的密度；3）土的初始應(yīng)力狀態(tài)；4）往復(fù)應(yīng)力強(qiáng)度與往復(fù)次數(shù)。第185頁，課件共206頁，創(chuàng)作于2023年2月2.7.3土的振動液化

防止土體液化的措施，主要從加強(qiáng)基礎(chǔ)和清除或減輕液化可能性兩方面入手。前者可采用樁基等深基礎(chǔ)，使樁穿過液化土層，樁端進(jìn)入到穩(wěn)定土層中去；后者有換土、加密、膠結(jié)及設(shè)置排水系統(tǒng)等地基處理方法。第186頁，課件共206頁，創(chuàng)作于2023年2月2.8地基土（巖）的工程分類分類的目的

土的分類體系就是根據(jù)土的工程性質(zhì)差異將土劃分成一定的類別，目的在于通過通用的鑒別標(biāo)準(zhǔn)，便于在不同土類間作有價值的比較、評價、積累以及學(xué)術(shù)與經(jīng)驗的交流。第187頁，課件共206頁，創(chuàng)作于2023年2月2.8地基土（巖）的工程分類分類原則：1、分類要簡明，既要能綜合反映土的主要工程性質(zhì)，又要測定方法簡單，使用方便。2、土的分類體系所采用的指標(biāo)要在一定程度上反映不同類工程用土的不同特性。第188頁，課件共206頁，創(chuàng)作于2023年2月2.8地基土（巖）的工程分類分類體系：1、建筑工程系統(tǒng)分類體系側(cè)重把土作為建筑地基和環(huán)境，研究對象為原狀土，例如：《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》(GB50007-2002)地基土分類方法。第189頁，課件共206頁，創(chuàng)作于2023年2月2.8地基土（巖）的工程分類2、工程材料系統(tǒng)分類體系側(cè)重把土作為建筑材料，用于路堤、土壩和填土地基工程。研究對象為擾動土，例如：《土的分類標(biāo)準(zhǔn)》(GBJ145-90)工程用土的分類和《公路土工試驗