土力學(xué)參考復(fù)習(xí)資料

1、緒論1. 地基：直接承受建筑物荷載影響的那一部分地層稱為地基2. 基礎(chǔ)：基礎(chǔ)是將建筑物承受的各種荷載傳遞到地基上的下部結(jié)構(gòu)土的物理性質(zhì)與工程分類1. 累計曲線法：橫坐標(biāo)土顆粒的直徑mm縱坐標(biāo)小于（或大于）某粒徑土的累積含量，用百分比表示由累計曲線的坡度可以大致判斷土的均勻程度或級配是否良好。如曲線較陡，表示粒徑大小相差不多，土粒較均勻，級配不良；反之，曲線平緩，表示粒徑大小相差懸殊，土粒不均勻，級配良好。2粒徑級配曲線的應(yīng)用 不均勻系數(shù)：反應(yīng)大小不同粒組的分布情況，即土粒大小或粒度的均勻程度。10的土，屬級配良好。曲率系數(shù)：累計曲線分布的整體形態(tài)，反映了限制粒徑與有效粒徑之間各粒組含量的分布情

2、況。礫類土或砂類土同時滿足5及=1-3兩個條件時，則為良好級配礫或良好級配砂。對于粗粒土，不均勻系數(shù)和曲率系數(shù)也是評價滲透穩(wěn)定性的重要指標(biāo)。3黏土礦物的分類及其特性蒙脫石 顆粒細(xì)微，具有顯著的吸水膨脹、失水收縮的特性，或者說親水能力強(qiáng)。伊利石 其特征介于高嶺石和蒙脫石之間。高嶺石 顆粒較粗，不容易吸水膨脹，失水收縮，或者親水能力差。4土中水 土中水根據(jù)水與土相互作用程度的強(qiáng)度分為結(jié)合水和自由水。結(jié)合水因離顆粒表面遠(yuǎn)近不同，受電場作用力的大小不一樣，可以分為強(qiáng)結(jié)合水和弱結(jié)合水。強(qiáng)結(jié)合水：緊靠于顆粒表面的水分子，所受電場作用力很大，幾乎完全固定排列，喪失液體的特性而接近于固體，完全不能移動，這層水

3、稱為強(qiáng)結(jié)合水。其特征是：沒有溶解鹽類的能力，不能傳遞靜水壓力，只有吸熱變成蒸汽時才能移動；只含強(qiáng)結(jié)合水的土表現(xiàn)為固態(tài)；強(qiáng)結(jié)合水德冰點低于0C很多，密度要比自由水大，具有蠕變性。自由水按其移動所受作用力的不同可分為重力水和毛細(xì)水。5土的結(jié)構(gòu)類型土的結(jié)構(gòu)按其顆粒排列和聯(lián)結(jié)，可分為三種基本類型：單粒結(jié)構(gòu)、蜂窩結(jié)構(gòu)和絮狀結(jié)構(gòu)6土的三相比例指標(biāo)表示土的三相組成比例關(guān)系的指標(biāo)。7土的三個物理實驗與指標(biāo)土的密度 定義：土單位體積的質(zhì)量測定方法：一般用“環(huán)刀法”測定，用一個圓環(huán)刀（刀刃向下）放在削平地原狀土樣面上，徐徐削去外圍的土，邊削邊壓，使保持天然狀態(tài)的土樣壓滿環(huán)刀內(nèi)，稱得環(huán)刀內(nèi)的土樣質(zhì)量，求得它與環(huán)刀容

4、積之比值即為密度。土的相對密度（比重） 定義：土粒密度與4時純水密度之比測定方法：在實驗室內(nèi)用比重瓶法測定，使用于粒徑小于5mm或含少量5mm顆粒的土。原理是將顆粒放入盛有一定水的比重瓶中，排開的水量即為實驗的體積，土粒質(zhì)量可用精密天平測得。若土中含大量的可溶鹽類有機(jī)質(zhì)膠粒，則可用中性液體，如煤油、汽油、甲苯和二甲苯，此時必須用排氣法排氣。土的含水量 定義：土中水的質(zhì)量與土粒質(zhì)量之比測定方法：一般用“烘干法”測定。先稱小塊原狀土樣的濕土質(zhì)量，然后置于烘箱內(nèi)維持100-105烘至恒重，在稱干土質(zhì)量，濕、干土質(zhì)量之差與干土質(zhì)量的比值，就是土的含水量。8其他物理性質(zhì)指標(biāo)孔隙比：土中孔隙體積與土粒體積

5、之比孔隙率：土中孔隙所占體積與總體積之比，用百分?jǐn)?shù)表示飽和度：土中被水充滿的孔隙體積與孔隙總體積之比，以百分?jǐn)?shù)計干重度：土粒重力與總體積之比干密度：土粒質(zhì)量與總體積之比飽和重度：孔隙中全部充滿水的總重力與總體積之比，即飽和度為100%時土的重力密度飽和密度：土中孔隙完全被水充滿時的密度有效重度（浮重度）：土體淹沒在水下時的有效重力與總體積之比有效密度（浮密度）：土粒質(zhì)量與同體積水的質(zhì)量之差與總體積之比飽和重度重度干重度有效重度（浮重度）9無黏性土物理狀態(tài)指標(biāo)無黏性土一般指砂（類）土和碎石（類）土。其物理狀態(tài)主要決定于土的密實程度。密實度三個判定標(biāo)準(zhǔn)：孔隙比、相對密實度、現(xiàn)場標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗標(biāo)準(zhǔn)貫入

6、試驗是一種原位測試方法，是用規(guī)定的錘重（63.5kg）和落距（76cm）把標(biāo)準(zhǔn)貫入器（帶有刃口的對口器，外徑50mm，內(nèi)徑35mm）打入土中，記錄貫入一定深度（30cm）所需要的錘擊數(shù)N值的原位測試方法。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)貫入錘擊數(shù)N劃分砂土的密實度：N值 密實度N10 松散10N15 稍密15N30 中密N30 密實10黏性土的物理狀態(tài)指標(biāo)與物理特征黏性土最主要的物理狀態(tài)是稠度。稠度是指土的軟硬程度或土對外力引起變形或破壞的抵抗能力。稠度界限（界限含水量、阿太堡界限）：稠度狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)變界限。常用稠度界限有液性界限和塑性界限。液限：土從塑性狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)橐盒誀顟B(tài)時的含水量（液限儀測定）塑限：土從半固體狀態(tài)

7、轉(zhuǎn)變?yōu)樗苄誀顟B(tài)時的含水量（搓條法測定）塑性指數(shù)：液限與塑限的差值（去掉百分號）液性指數(shù)：黏性土天然含水量與塑限的差值和塑性指數(shù)之比狀態(tài)堅硬硬塑可塑軟塑流塑液性指數(shù)I00I0.250.25I0.750.75I1.0I1.0黏性土軟硬狀態(tài)的劃分計算塑性指數(shù)與液性指數(shù)，判定黏性土狀態(tài)P2711地基土地基土分成六大類，即巖土、碎石土、砂土、粉土、黏性土、人工填土。碎石土：指粒徑大于2mm顆粒含來那個超過總質(zhì)量50%的土砂土：指粒徑大于2mm的顆粒含量不超過總質(zhì)量的50%，而粒徑大于0.075mm的顆粒含量超過總質(zhì)量的50%的土黏性土：指塑性指數(shù)Ip10的土粉土：塑性指數(shù)Ip10且粒徑大于0.075mm

8、的顆粒不超過總質(zhì)量的50%的土。土的滲透性與滲流1. 滲透變形（滲透破壞）：土工建筑及地基由于滲透作用而出現(xiàn)變形或破壞。2. 滲透變形的類型流土：指在向上滲流作用下，局部土體表面隆起，或者顆粒群同時啟動而流失的現(xiàn)象。主要發(fā)生在地基或土壩下游滲流溢出處?；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。管涌：指在滲流作用下土體中的細(xì)顆粒在粗顆粒形成的孔隙-涌土。土中應(yīng)力分布與計算1. 自重應(yīng)力：指土體受到自重作用所產(chǎn)生的應(yīng)力2. 附加應(yīng)力：指由土體受外荷載以及地下滲流、地震等作用下附加 產(chǎn)生的應(yīng)力增量。土的壓縮性與地基沉降計算1 土的壓縮性及其指標(biāo)土的壓縮性：土體在壓力作用下體積縮小的特性。

9、壓縮性指標(biāo)：壓縮系數(shù)、壓縮指數(shù)、壓縮模量、土的體積壓縮系數(shù)壓縮系數(shù)a：土體在側(cè)限條件下孔隙比縮小量與豎向有效壓力增量的比值，即e-p曲線中某一壓力段的割線斜率。通常采用壓力段由=0.1MPa(100kPa)增加到=0.2MPa（200kPa）時的壓縮系數(shù)來評定土的壓縮性，如下：0.1MPa 低壓縮性土0.10.5MPa 中壓縮性土0.5MPa 高壓縮性土壓縮指數(shù)C：土體在側(cè)限條件下孔隙比減小量與豎向有效壓力常用對數(shù)值增量的比值，即e-lgp曲線中的某一壓力段的直線斜率。土的壓縮模量（側(cè)限模量）E：土體在側(cè)限條件下豎向附加壓應(yīng)力與豎向應(yīng)變的比值土的體積壓縮系數(shù)m：土體在側(cè)限條件下體積應(yīng)變與豎向壓

10、應(yīng)力增量之比，即在單位壓力作用下土體單位體積的體積變化。壓縮指數(shù)、壓縮系數(shù)、體積壓縮系數(shù)越大，土的壓縮性越高。土的壓縮模量值越小，土的壓縮性越高。2地基沉降隨時間的變化規(guī)律土中有效力：指土中固體顆粒（土粒）接觸點傳遞的粒間應(yīng)力飽和土中任意點的總應(yīng)力總是等于有效應(yīng)力加上孔隙水壓力或有效應(yīng)力總是等于總應(yīng)力減去孔隙水壓力土的固結(jié)度：指地基土在某一壓力作用下，經(jīng)歷時間t所產(chǎn)生的固結(jié)變形（沉降）量與最終固結(jié)變形（沉降）量之比3. 地基最終沉降量計算地基最終沉降量：地基變形完全穩(wěn)定時地基表面的最大豎向變形（一）按分層總和法計算最終沉降量基本假定：（1） 土受壓時，只產(chǎn)生土的壓縮變形，無側(cè)向位移（即按有側(cè)限

11、壓縮公式計算）（2） 地基土中的附加應(yīng)力按基礎(chǔ)中心點的最大值考慮（3） 地基最終沉降量只考慮土受壓層范圍內(nèi)各土層的壓縮量之和計算步驟（1） 計算基礎(chǔ)底面的附加壓力。（2） 計算地基土的自重應(yīng)力、附加應(yīng)力并繪出分布曲線（3） 按0.2（軟土取0.1）確定壓縮層厚度（從基地算起）（4） 按0.4b或1-2m（通常為1m）劃分地基土為若干層（對于成層土的層面和地下水面應(yīng)為分層面）（5） 低i層土厚度為h，其壓力由P（自重應(yīng)力平均值）增加到P（自重應(yīng)力平均值+附加應(yīng)力平均值），則第i層土的壓縮變形量，即沉降量為s，地基最終沉降量（二）按規(guī)范修正公式計算地基最終沉降量修正的分層總和法采用側(cè)限條件的壓縮指

12、標(biāo)，但引入了地基平均附加應(yīng)力系數(shù)計算，規(guī)定了地基沉降量計算深度的新標(biāo)準(zhǔn)以及提出了地基沉降量計算經(jīng)驗系數(shù)，使得計算成果接近于實測值。4. 應(yīng)力歷史對地基沉降的影響先（前）期固結(jié)壓力：天然土層在歷史上受過最大的固結(jié)壓力根據(jù)先期固結(jié)壓力劃分的三類土（主要為黏性土和粉土）：正常固結(jié)土 先期固結(jié)壓力等于現(xiàn)有覆蓋土重超固結(jié)土（超壓密土）先期固結(jié)壓力大于現(xiàn)有覆蓋土重欠固結(jié)土 先期固結(jié)壓力小于現(xiàn)有覆蓋土重影響土抗剪強(qiáng)度的因素（1） 土的礦物成分、顆粒形狀和級配的影響對黏性土來說，主要是礦物成分的影響。一般情況下，黏性土的抗剪強(qiáng)度隨黏粒和黏土礦物含量的增加和增大，隨膠體活動性的增強(qiáng)而增大。對砂性土來說，主要是顆

13、粒的形狀、大小及級配的影響。一般情況下，在土的顆粒級配中，粗顆粒越多、形狀越不規(guī)則、表面越粗糙，土內(nèi)摩擦角越大，抗剪強(qiáng)度也越高。（2） 含水量的影響隨含水量的增高土抗剪強(qiáng)度降低，含水量對砂土抗剪強(qiáng)度的影響很小，對黏性土抗剪強(qiáng)度影響很大。影響主要有兩方面：一粗顆粒之間的潤滑作用，摩阻力減?。欢ね令w粒表面結(jié)合水膜的增厚使原始黏聚力減小。（3） 原始密度的影響一般情況下，土原始密度越大，其抗剪強(qiáng)度越高（4） 黏性土觸變性的影響觸變性：黏性土的強(qiáng)度因受到擾動而削弱，但經(jīng)過靜置可得到一定程度的恢復(fù)在黏性土地基中進(jìn)行鉆探取樣時，土樣受到明顯擾動，由于黏性土的觸變性，試樣不能反映其天然強(qiáng)度，土靈敏度愈大，

14、影響愈明顯。（5）土的應(yīng)力歷史的影響土體受力歷史不同，影響土體強(qiáng)度的試驗結(jié)果土壓力與擋土墻設(shè)計1 土壓力類型同樣高度的擋土墻，作用有不同性質(zhì)的土壓力時，被動土壓力E靜止土壓力E主動土壓力E影響土壓力的因素：（1） 擋土墻的移動方向和位移量（2） 擋土墻的形狀、墻背的光滑程度和結(jié)構(gòu)形式（3） 墻后填土的性質(zhì)，包括填土的重度、含水量、內(nèi)摩擦角和黏聚力的大小及填土面的傾斜程度。2 朗肯土壓力理論假設(shè)條件：（1） 擋土墻背垂直（2） 墻后填土表面水平（3） 擋墻背面光滑即不考慮墻與土之間的摩擦力計算（書P152 例1 2 3 4）3 擋土墻設(shè)計擋土墻類型：重力式擋土墻 墻體穩(wěn)定性靠墻身自重。具有結(jié)構(gòu)簡

15、單、施工方便、能夠就地取材等優(yōu)點，是工程中應(yīng)用較廣的一種型式懸臂式擋土墻 墻體穩(wěn)定主要靠墻踵底板上的土重，墻內(nèi)拉應(yīng)力由鋼筋承擔(dān)。能充分利用鋼筋混凝土的受力特性，墻體截面較小。在市政工程以及廠礦貯庫中廣泛應(yīng)用這種擋墻。扶壁式擋土墻 當(dāng)擋土墻填土比較高時，為了增強(qiáng)懸臂式擋土墻中立臂的抗彎性能，常沿墻的縱向每隔一定距離設(shè)一道扶壁。錨定板與錨桿式擋土墻 依靠填土與結(jié)構(gòu)的相互作用力而維持其自身穩(wěn)定。與重力式擋土墻相比，其結(jié)構(gòu)輕、柔性大、工程量少、造價低、施工方便，特別適用于地基承載力不大的地區(qū)。必須保證錨定板的抗拔力大于墻面上的土壓力，并滿足土的摩擦阻力大于由土自重和超載引起的土壓力。其他類型擋土墻 板

16、樁墻式深基坑開挖的一種臨時性支護(hù)結(jié)構(gòu)。5. 擋土墻穩(wěn)定性驗算：抗傾覆穩(wěn)定性驗算：K1.6抗滑動穩(wěn)定性驗算：K1.36墻背傾斜型式仰斜、直立、俯斜對于墻背不同傾斜方向的擋土墻，如用相同的計算方法和計算指標(biāo)進(jìn)行計算，其主動土壓力以仰斜為最小，直立劇中，俯斜最大。因此就墻背所受的主動土壓力而言，仰斜墻背較為合理。如在開挖臨時邊坡以后筑墻，采用仰斜墻背可與邊坡緊密貼合，而俯斜墻則須在墻背回填土，因此仰斜墻比較合理。反之，如果在填方地段筑墻，仰斜墻背填土的夯實比俯斜墻或直立墻困難，此時俯斜墻和直立墻比較合理。從墻前地形的陡緩看，當(dāng)較為平坦時，用仰斜墻背較為合理。如墻前地形較陡，則宜用直立墻，因為俯斜墻的

17、土壓力較大，而用仰斜墻時，為了保證墻趾與墻前土坡面之間保持一定距離，就要加高墻身，時砌筑工程量增加。7排水措施（為什么要設(shè)置）擋土墻所在地段往往由于排水不良，大量雨水經(jīng)墻后填土下滲，結(jié)果使墻后土的抗剪強(qiáng)度降低，重度增高，土壓力增大，有的還受水的滲流或靜水壓力影響，在一定條件下，或因土壓力過大，或因地基軟化，結(jié)果造成擋土墻的破壞。并且若填土凍脹，則會使擋土墻開裂或倒塌。因此擋土墻必須有良好的排水設(shè)施，以免墻后填土因積水而造成地基松軟，從而導(dǎo)致承載力不足。土坡穩(wěn)定分析1 土坡的穩(wěn)定安全系數(shù)與坡高坡角關(guān)系2 瑞典條分法見書P161地基承載力1. 地基剪切破壞的三種模式及特點（1）整體剪切破壞當(dāng)基礎(chǔ)上

18、荷載較小時，基礎(chǔ)下形成一個三角壓密區(qū)I，這時p-s曲線呈現(xiàn)直線關(guān)系。隨著荷載增加，壓密區(qū)向兩側(cè)擠壓，土中出現(xiàn)塑性區(qū)，從基礎(chǔ)邊緣處逐步擴(kuò)展為II、III塑性區(qū)，這是p-s曲線呈現(xiàn)曲線性狀。當(dāng)荷載大道極限值以后，土中形成連續(xù)滑裂面，并延伸到地基土表面，土從基礎(chǔ)兩側(cè)擠出并隆起，地基沉降量急劇增加，導(dǎo)致地基失穩(wěn)破壞，如p-s曲線a所示有一個明顯的轉(zhuǎn)折點。整體剪切破壞一般出現(xiàn)在淺埋基礎(chǔ)下的密砂或者硬黏土等堅實地基中。（2）局部剪切破壞隨著荷載的增加，地基中也出現(xiàn)壓密區(qū)I和塑性區(qū)II，但是塑性區(qū)的發(fā)展被限制在地基中的某一范圍內(nèi)，地基中的滑裂面并不延伸到地基表面，僅在基礎(chǔ)兩側(cè)地面微微隆起，不出現(xiàn)明顯的裂縫。

19、其p-s曲線也有一個拐點，但不像整體剪切破壞那樣顯著，拐點以后的沉降也沒有出現(xiàn)類似整體破壞那樣的急劇增加。局部剪切破壞一般發(fā)生于中等密砂中。（3）沖剪破壞（刺入剪切破壞）隨著荷載增加，基礎(chǔ)下土層發(fā)生壓縮變形，基礎(chǔ)隨之下沉，當(dāng)荷載繼續(xù)增加，基礎(chǔ)周圍附近土體發(fā)生豎向剪切變形，使基礎(chǔ)刺入土中。地基的側(cè)向變形較小，基礎(chǔ)兩側(cè)的土體也沒有明顯移動以及隆起現(xiàn)象。隨著荷載的增大而增加，沖剪破壞的P-S圖曲線上沒有明顯的拐點，沒有比例極限和極限荷載。沖剪破壞通常發(fā)生在松砂及軟土地基中。2地基整體剪切破壞的三個階段（1）壓密階段（直線變形階段） p比例界限（臨塑荷載）（2）剪切階段 p地基的極限荷載（3）破壞階段

20、3地基容許承載力：考慮一定安全儲備后的地基承載力臨界荷載：把土中塑性區(qū)開展到不同深度時所對應(yīng)的荷載臨塑荷載：地基土中將要出現(xiàn)但是尚未出現(xiàn)塑性區(qū)，即塑性區(qū)開展深度為0時的淺基礎(chǔ)基地壓力（考題類似：以下哪個荷載最?。\基礎(chǔ)1淺基礎(chǔ)：通常將埋置深度較淺（一般在5m以內(nèi)），且施工簡單的基礎(chǔ)。2淺基礎(chǔ)的類型（考題類似：哪個不是深或淺基礎(chǔ)）（1）無筋擴(kuò)展基礎(chǔ)（剛性基礎(chǔ)）：指由磚、塊石、素混凝土、三合石和灰土等材料建造的基礎(chǔ)。（2）擴(kuò)展基礎(chǔ)（柔性基礎(chǔ)）：指柱下鋼筋混凝土獨立基礎(chǔ)（現(xiàn)澆臺階形基礎(chǔ)、現(xiàn)澆錐形基礎(chǔ)和預(yù)制柱的杯口形基礎(chǔ)）和墻下鋼筋混凝土條形基礎(chǔ)。（3）柱下鋼筋混凝土條形基礎(chǔ)和十字交叉鋼筋混凝土條形基

21、礎(chǔ)（4）筏板基礎(chǔ)：有柱下筏板基礎(chǔ)（平板式和梁板式（下梁板式、上梁板式）和墻下筏板基礎(chǔ)（5）箱型基礎(chǔ)3基礎(chǔ)埋置深度：一般是指基礎(chǔ)底面至設(shè)計底面的垂直距離。基礎(chǔ)的埋置深度（除巖石地基外）應(yīng)在天然地面以下不小于0.5m，基礎(chǔ)頂面應(yīng)低于設(shè)計地面0.1m以上。4基礎(chǔ)沉降分類沉降量：獨立基礎(chǔ)或剛性特別大地基礎(chǔ)中心的沉降量 對于單層排架結(jié)構(gòu)的樁基，應(yīng)限制其沉降量，尤其是多跨排架中受荷較大的中排樁基的沉降量，以免支承于其上的相鄰屋架發(fā)生相對傾斜而使兩端部相互碰撞。沉降差：兩相鄰獨立基礎(chǔ)中心點沉降量之差 對于框架結(jié)構(gòu)和單層排架結(jié)構(gòu)、砌體墻填充的邊排架，設(shè)計計算應(yīng)由沉降差來控制，并要求沉降量不宜過大。傾斜：獨立基礎(chǔ)在傾斜方向兩端點的沉降差與其距離的比值 對于高聳結(jié)構(gòu)物、高層建筑物，控制地基特征變形的主要是整體傾斜局部傾斜：砌體承重結(jié)構(gòu)沿縱向610m內(nèi)基礎(chǔ)兩點的沉降差與其距離的比值 對于砌體承重結(jié)構(gòu)，房屋的損壞主要是由于墻體撓曲引起的局部彎曲，而引起房屋外墻由拉應(yīng)變形成的裂縫，故地基變形主要由局部傾斜控制5剛性角：臺階寬度與其高度比值的允許值所對應(yīng)的角度6減輕