土力学与地基基础复习要点

1、绪论1地基：受建筑物荷载的影响，建筑物下一定范围内的土层将产生 应力和变形，应力和变形值不可忽略的那部分土层称为地基。2、基础：起支撑上部结构，并将上部结构荷载传给地基的作用的这 部分位于上部结构和地基之间的部分称为基础。3、持力层：基础以下的第一层土称为持力层。4、软弱下卧层：在地基范围内持力层以下的土层称为下卧层，若下 卧层的承载力低于持力层，则称为软卧下卧层。5、作为承托建筑物的地基应满足的要求：（1）地基的承载能力不小于作用于地基的压力，在防止地基整体破 坏和建筑物失稳方面必须有足够的安全储备。（2）地基的变形值不 能过大，保证建筑物不因沉降量过大而破坏或影响正常使用。 第一章 土的物

2、理性质（一）土的形成1形成：土是由原岩经过风化、剥蚀、搬运、沉积而成的。2、化作用的分类：（1）物理风化：由于温度变化和岩石裂隙中的 水的冻结以及岩类的结晶引起岩石表面逐渐破碎崩解，称为物理风 化。（2）化学风化：地表岩石在水溶液、大气以及有机体的化学作用或 生物化学作用下引起的破坏过程称为化学风化。如氧化、水化、水 解、岩溶、碳酸化等。（3）生物风化：生物活动过程中对岩石产生 的破坏称为生物风化。风化作用结果：导致岩石的强度降低、透水性增强。3、残积物：残积物中残留碎屑的矿物成分在很大程度上与下卧基岩 一致，无层理，无分选。4、坡积物：其矿物成分与下卧基岩没有直接关系，有分选、无层理。5、洪

3、积物：有层理、有分选。分为三个部分1.靠近山区部分，地 下水位元元元较低，地势较高，且地基承载力较高，是良好的天然 地基。2.离山区较远地段，周期性干旱作用，土体被析出的可溶盐 胶结而坚硬密实，承载力较高。3中间过渡阶段，土质较弱，承载 力较低。6、冲积物：有明显的层理构造和分选现象。（二）土的组成1、土的三项体系：固相、液相、气相，其中饱和土和干土属于二项体系2、土的粒径级配：土中土粒的大小及组成情况，通常以各个粒组的相对含量来表示，称为土的粒径级配。3、界限粒径：粒组与粒组之间的分界尺寸称为界限粒径。4、土粒粒组的划分：六大粒组：漂石或块石、卵石或碎石、圆砾或角砾、砂粒、粉粒及粘粒。界限粒

4、径分别是200mm 20mm 2mm 0.075mm 0.005mm这 5 个。5、颗粒分析方法有筛分法、密度计法或移液管法。筛分法适用于粒径大于0.075mm的土。6、粒径级配曲线：由于土的粒径相差悬殊，所以采用对数表示。若 曲线较陡，土粒均匀，土粒级配不良。反之，曲线平缓，分布范围广粒径相差悬殊，则土粒级配良好。7、不均匀系数：常用不均匀系数Cu来反映粒径级配的不均匀程度。Cu=do/dio即限制粒径与有效粒径之比。若 Cu5 级配良好。Cu越大，土粒越不均匀。8土中的水：分为结合水和自由水。结合水又为强结合水和弱结合 水，都不能传递静水压力。（三）土的结构和构造1、土的结构类型：单粒结构

5、、蜂窝结构、絮状结构。蜂窝结构和絮 状结构土统称为有结构性土。土粒之间的连接强度会由于长期的压 密作用和胶结作用而加强。2、土的构造特点：成层性和裂隙性。（四）土的三项比例指标（重点）（五）土的物理性质1、无粘性土：砂土和碎石土统称为无粘性土。2、砂土的密实度的判别方法：1. 天然孔隙比的大小；2. 砂土相对密度Dr：若Dr趋近于1, 土样越实；若Dr趋近于 0，土样越松散。3. 现场标准贯入实验锤击数N, N越大越密。4. 重型圆锥动力触探锤击数 N53.55、野外鉴别法3、粘性土随含水率增加处的状态：固态、半固态、可塑及流塑状态4、界限含水率：粘性土由一种状态转到另一种状态的分界含水率。5

6、、液限：土由可塑状态转到流塑状态的界限含水率，VL 塑限：由半固态转到可塑状态的界限含水率 VP6、塑性指数：液限和塑限的差值为塑性指数Ip。去掉百分号。塑性 指数越大，可塑性越好。液性指数：粘性土的天然含水率和塑限的差值与塑性指数之比Il7、粘性土的状态划分及例题第二章土的力学性质（一）土中应力 土中应力的分类：土中应力按其产生原因分为自重应力的附加应力。自重应力：由土的自重在地基内产生的应力所产生的应力。以地面 为起量点，计算公式33页。自重应力的变化规律：1.随深度线性增加；2. 土的自重应力分布曲 线是一条折线，拐点在土层交界处和地下水位处； 3同一土层的自 重应力按直线变化。当地下水

7、位下降时，自重应力增加。附加应力：由建筑物荷载和其它外荷载在地基内产生的应力。以基地面为起量点基底压力：又称接触应力，它是建筑物的荷载通过基础传给地基的 压力，也是地基作用于基础地面上的反力。方向竖直向上，单位KPa中心荷载下的基底压力：计算公式见37页，注意G的定义及计算 偏心荷载作用下基底压力的分布规律：当el/6时，基底压力重新分 布。地基附加应力分布规律：附加应力在向四周和向下逐渐扩散，数值 并逐渐减小。角点法计算竖向附加应力（二）土的压缩性1 土的压缩性：地基土在压力作用下体积缩小的特性称为压缩性。2、土体变形的原因：（1） 土颗粒发相对移动，土中水及气体从空 隙中排出，使空隙体积

8、W减小，是根本原因。（2）封闭在土中的气 体被压缩；（3） 土颗粒和土中的水被压缩。3、测压条件下的压缩试验：金属环刀及护环的限制，土样在压力的 作用下只能发生竖向压缩，而无侧向变形。4、压缩曲线：横坐标表示压力P,纵坐标表示孔隙比e绘出的曲线。5、压缩指标：（1）压缩系数，压缩曲线上任一点的切线斜率为压 缩系数a，a值越大，曲线越陡，压缩性越大，单位 MPa ；（2）压 缩模量：是指在完全侧限条件下的竖向附加应力与相应的应变增量的比值，用Es表示，Es越大，压缩性越低，单位 MPa（三）地基的最终沉降量1分层总和法步骤（四）地基变形与时间的关系1达西定律：水的渗透速度与水头差成正比，与渗透路

9、径成反比。 达西定律测得的速度值偏小。2、影响土的渗透性的因素：（1） 土粒的大小和级配 级配越好渗透性越低；（2） 土的孔隙比 孔隙比越小渗透性越小；（3）水的温度 温度越高，渗透性越好；（4） 土中封闭气体的含量气泡越多渗透性越小。3、有效应力原理：在整个渗透固结过程中，附加应力（T z等于有效 应力。与孔隙水压力u之和，即为有效应力原理。4、固结度U:是指任一时刻沉降量St与最终沉降量S的比值。St=US5、关于沉降量的计算题，注意单面排水与双面排水固结时间规律。（五）土的抗剪强度与地基承载力1 土的抗剪强度表达式2、土的两个抗剪强度度指标：c 土的粘聚力； 土的内摩擦角3、土的极限平衡

10、状态：当土中任意点在某一平面上的切应力达到抗 剪强度时，称该点处于极限平衡状态。4、土中任一平面上的正应力和剪应力计算公式5、土的极限平衡条件公式6、关于摩尔应力圆的更多知识点7、三轴剪切试验：橡皮膜包裹的作用是以使试样中的孔隙水与膜外液体完全隔开。三轴剪切试验根据试样中的固结情况和排水条件分为：不固结不排水试验UU固结不排水试验CU固结排水试验CD8地基土的破坏形式：整体剪切破坏、局部剪切破坏、冲剪破坏。9、临塑荷载：是指基础边缘地基中刚要出现塑性变形时基地单位面 积上所承担的荷载。Zmax=0极限荷载：指地基在外荷载作用下产生的应力达到极限平衡时的荷载界限荷载：塑性区的最大深度Zmax可控

11、制在基础宽度的1/4，相应的荷载用P1/4表示，称为界限荷载。Zmax=1/4c。10、地基极限承载力公式各部分的意义：CN滑动面上粘聚力产生的抗力；qNc基础两侧基础底面均布载荷 丫 d产生的抗力；丫 Ny滑动以上，基础底面以的土体自重产生的抗力第三章地基勘察与测试1、地质作用分类：根据能量来源不同分为内力作用和外力作用。其 中内力作用包括岩浆活动、地壳活动、地震作用和变质作用；外力 作用包括风化、剥蚀、搬运与沉积作用。2、地质构造：褶皱和断裂（节理和断层）断层不是简单平面带有宽度3、地下水分类：上层滞水、潜水、承压水4、潜水定义：埋藏在地表以下第一个稳定隔水层以上具有自由水面 的地下水称为

12、潜水。 承压水：是指充满于两个稳定隔水层之间的含 水层中的地下水。承受一定的进水压力。5、勘察工作：分为可行性研究勘察、初步勘察和详细勘察三个阶段。6、勘察的结果：地基勘察报告书7、勘探方法：钻探、井探槽探和洞探、地球物理勘探。其中地球物 理勘探兼有勘探和测试的双重功能。第四章 天然地基上的浅基础1基础分类：天然地基上的基础，根据埋置深度和施工方法的不同， 可分为浅基础和深基础两大类。一般埋置深度小于 5米，用一般施 工方法即可施工的基础称为浅基础；若埋置深度大于 5米，需用特 殊方法施工的基础称为深基础。2、设计地基基础应该满足的要求：（1）地基应该有足够的强度和 稳定性（2）基础的沉降量应

13、小于地基的允许变形值。3、地基变形特征：（1）沉降量：基础中心的沉降量s;（2）沉降 差：两相邻基础沉降量的差值；（3）倾斜：指单独基础倾斜方向两 端点的沉降差与其距离的比值；（4）局部倾斜：指砌体称重结构沿 纵墙6-10m之内基础两点间的沉降差与距离的比值，墙身开裂，大 多数都是墙身局部倾斜超过允许值所引起的。4、地基承载力特征值的计算公式Fa-修正后的地基承载力特征值；Fak-地基承载力特征值；n b、nd-基础宽度和埋置深度的地基承载力修正系数。丫 -基础底面以下土的重度；b基础底面宽度；丫 m-基础底面以上土的加权平均重度；d-基础埋置深度5、基础埋置深度的影响因素：(1) 建筑物的用

14、途及基础构造的影响；(2) 作用在基础上的荷载大小和性质的影响；(3) 工程地质和水文地质条件的影响；(4) 相邻建筑物基础的影响；(5) 地基冻胀性的影响：要求基础埋置深度大于冻结深度。第五章桩基础1、桩分类：(1)按施工方法分为预制桩和灌注桩。(2) 按承台与地面相对位置不同，分为低承台桩和高承台桩。(3) 按桩的形状和竖向受力情况分为摩擦型桩和端承型桩。摩擦型 桩的桩顶竖向荷载主要由桩侧阻力承受；端承型桩的桩顶竖向荷载 主要由桩端阻力承受。(4) 按桩的设置效应分为挤土桩、部分挤土桩和非挤土桩。2、单桩竖向荷载专递过程：(1)桩身位移和桩身荷载随深度递减(2)桩侧摩阻力自上而下逐步发挥。

15、3、负摩阻力定义：桩在轴向荷载作用下，桩身和桩端土将产生压缩 变形，如果桩周土层由于某种原因而下沉，并且它的下沉量大于桩 身的下沉量时，在桩侧将会产生向下的摩阻力，称为负摩阻力。4、单桩承载力根据桩身的材料强度和土对桩的支承力两方面确定。5、桩基的破坏模式：桩身破坏和地基破坏。6、裙桩效应：竖向荷载作用下的群桩基础，由于承台、桩、土相互 作用，其桩基的承载力和沉降性状往往与相同地质条件和设置方法 的同样单桩有明显差别，这种现象称为群桩效应。第六章 土压力和边坡稳定1计算挡土墙土压力时主要考虑的因素：位移方向和位移量2、土压力的类型：（1）静止土压力E0:如果挡土墙静止不动，在土压力的作用下不

16、向任何方向发生移动或转动，此时作用在墙身背后的土压力称为静 止土压力E0。（2）主动土压力Ea：如果挡土墙向离开土体方向已定或转动，墙 后土压力逐渐减小。当位移达到一定值是，墙后土体即将出现滑裂 面，此时作用在墙身背上的土压力称为主动土压力 Ea。（3）被动土压力Ep：挡土墙在外力作用下，向墙背方向已定或转 动时，墙挤压土体，墙后土压力逐渐增大，当到达一定位移量时， 土体即将上隆，此时土压力达到最大值，该土压力称为被动主压力Ep3、朗肯土压力结论：（1）EaE0Ep;（2）相同条件下，达到被动土 压力时的位移圆圆大于主动土压力的位移。4、朗肯土压力假设条件：（1）挡土墙是无限均质土体的一部分；（2）墙背垂直光滑；（3）墙后填土是水平的。5、粘性土压力的组成部分：（1）粘聚力c引起的负侧压力（2） 由土的自重应力引起的正侧压力。6、主动土压力计算机及分布图7、库伦土压力假设条件：库伦土压力是从滑动楔体处于极限平衡状