土力学基本概念

1、.土是矿物或岩石碎屑构成的松软集合体地基：通常把支承基础的土体或岩体称为地基基础：是将结构承受的各种作用传递到地基上的结构组成部分地基与基础设计三个基本条件：1作用于地基上的荷载效应不得超过地基容许承载力或地基承载力特征值，保证建筑物不因地基承载力不足造成整体破坏或影响正常使用，具有足够防止整体破坏的安全储备2基础沉降不得超过地基变形容许值，保证建筑物不因地基变形而损坏或影响其正常使用3挡土墙、边坡以及地基基础保证具有足够防止失稳破坏的安全储备。固体颗粒构成土的骨架，其大小和形状、矿物成分及其组成情况是决定土物理力学性质的重要因素矿物颗粒两类：1原生矿物，即岩浆在冷凝过程中形成的矿物2次生矿物

2、，系原生矿物经化学风化作用后而形成新的矿物粒度：土粒的大小 界限粒径：划分粒组的分界尺寸颗粒级配：土中所含各粒组的相对含量，以土粒总重的百分数表示，称为土的颗粒级配结合水：是指受电分子吸引力作用吸附于土粒表面的土中水自由水：是存在于土粒表面电场影响范围以外的土中水重力水是存在地下水位以下，土颗粒电分子引力以外的水，在本身重力作用下运动毛细水：是受到水与空气交界面处表面张力的作用，存在与地下水位以上的透水层中自由水电泳：固体颗粒在直流电作用下向某一电极移动的现象电渗：水分子向相反电极移动的现象反离子：固定层和扩散层中所含的阳离子与土粒表面的负电荷的电位相反，故称为反离子强结合水：固定层中的机型水

3、分子形成的水膜 弱结合水：强结合水以外、扩散层内的水影响冻胀的因素：1土的因素2水的因素3温度的因素防冻胀措施：要将构筑物基础底面置于当地冻结深度以下，以防止冻害的影响土的结构：是指土粒单元的大小、形状、相互排列及其联结关系等因素形成的综合特征单粒 蜂窝 絮凝土的构造：在同一土层中的物质成分和颗粒大小等都相近的各部分之间的相互关系的特征成层性（层理构造） 裂隙型 重度 土的重力密度 密实度：影响砂、卵石等无粘性土工程性质的主要因素粘性土是指具有可塑状态性质的土，它们在外力作用下，可塑成任何形状而不发裂，仍可保持原形状不变界限含水量：粘性土从一种状态转变为另一种状态的分界含水量塑性指数：液限与塑

4、限之差值 液性指数：表征土的天然含水量与分界含水量之间相对关系的指标灵敏度：粘性土结构性对强度影响 触变性：粘性土随时间发展土体强度恢复的化学性质最优含水量：在一定的压实功能下使土最容易压实，并能达到最大密实度时的含水量土的液化是指饱和状态砂土或粉土在一定强度的动荷载作用下表现出类似液体性质而完全丧失承载力的现象有效应力：土颗粒间的接触应力在截面积上的平均应力渗透：水透过土孔隙流动的现象 渗流：土被水流透过的性质管涌：在渗透水流作用下，土中的细颗粒在粗颗粒形成的空隙中移动，以致流失；随着土的孔不断扩大，渗透速度不断增加，较粗的颗粒也相继被水流逐渐带走，最终导致土体内形成贯通的渗流管道，造成土体

5、塌陷基底压力：建筑物荷载是通过基础传给地基的，在基础底面与地基之间产生接触压力压缩性：土在压力作用下体积缩小的特性 超固结状态：天然土层在地质历史上受到过的固结压力pc大于目前的上覆压力p1正常固结状态：指的是土层在历史上最大固结压力作用下压缩稳定，但沉积后土层厚度无大变化，以后也没有受到过其他荷载的继续作用的情况欠固结状态：土层逐渐沉积到现在地面，但没达到固定稳定状态固结度：地基在任一时间t的固结沉降量sct与其最终沉降量sc之比称为固结度土的固结：土体在外力作用下，压缩随时间增长的过程土的变形模量是指土体在无侧限条件下的应力与应变的比值 E0土的抗剪强度是指土体抵抗剪切破坏的极限能力极限平

6、衡状态：当土体中某点任一平面上的剪应力等于土的抗剪强度时，将该点即濒于破坏的临界状态 极限平衡条件：表征该状态下各种应力之间的关系砂土液化：饱和沙土在动荷载作用下，其强度全部丧失而会像流体一样流动的现象翻浆：在孔隙水压力骤增引起的渗透压力作用下，粉土颗粒挤入粗粒材料，严重时可在粗粒材料的表面冒出主动土压力：当挡土墙向离开土体方向偏移至墙后土体达到极限平衡状态时，作用在墙背上的土压力称为主动土压力被动土压力：当挡土墙在外力作用下，向土体方向偏移至墙后土体达到极限平衡状态时，作用在墙背上的土压力称为被动土压力静止土压力：当挡土墙静止不动，墙后土体处于弹性平衡状态时，作用在墙背上的土压力库仑基本假定

7、：1墙后填土是理想的散粒体2滑动破裂面为通过墙踵的平面临塑荷载是指地基土中将要而尚未出现塑性变形区时的基底压力独立基础是桩基础中最常用和最经济的形式扩展基础系指柱下钢筋混凝土独立基础和墙下钢筋混凝土条形基础浅基础类型：1无筋扩展基础2扩展基础3柱下条形基础4筏形基础5壳体基础6岩层锚杆基础桩基础适用：1地基的上层土质太差而下层土质较好，或地基软硬不均或荷载不均，不能满足上部结构对不均匀变形的要求2地基软弱，采用地基加固措施不合适，或地基土性特殊3除承受较大垂直荷载外，尚有较大偏心荷载、水平荷载、动力或周期性荷载作用4上部结构对基础的不均匀沉降相当敏感，或建筑物受到大面积地面超载的影响5地下水位

8、很高，采用其他基础型式施工困难，或位于水中的构筑物基础6需要长期保存、具有重要历史意义的建筑物桩基设计内容：1选择桩的类型和几何尺寸2确定单桩竖向（和水平向）承载力设计值3确定桩的数量、间距和布桩方式4验算桩基的承载力和沉降5桩身结构设计6承台设计7绘制桩基施工图承载能力极状态对应于桩基达到最大承载能力导致整体失稳或发生不适于继续承载的变形正常使用极限状态：对应于桩基达到建筑物正常使用所规定的变形限值或达到耐久性要求的某项限值1所有桩基均应进行承载能力极限状态计算，内容包括：1桩基的竖向承载力和水平承载力计算，某些条件下尚应考虑桩、土承台相互作用产生的承载力群桩效应2桩端平面以下软弱下卧层承载力验算3桩基抗震承载力验算4承台及桩身承载力计算2以下桩基尚应进行变形验算：1桩端持力层为软弱土的一、二级建筑物以及桩端持力层为粘性土、粉土或存在软弱下卧层的一级建筑桩基的沉降验算，并宜考虑上部结构与桩基的相