土力学与基础工程重点概念总结

土力学与基础工程覆盖在地表上碎散的、没有胶结或胶结很弱的颗粒堆积物。土的主要矿物成分：原生矿物：石英、长石、云母次生矿物：主要是粘土矿物，包括三种类型高岭石、伊里石、蒙脱石粒径：颗粒的大小通常以直径表示。称为粒径（mm）或粒度。粒集合。粒组的划分：巨粒(>200mm)粗粒(0.075~200mm) 卵石或碎石颗粒(20~200mm)圆砾或角砾颗粒(2~20mm)砂(0.075~2mm)细粒(<0.075mm) 粉粒(0.005~0.075mm)粘粒(<0.005mm)质主要取决于不同粒组的土粒的相对含量。土的颗粒级配就是指大小土粒的搭配情况。级配曲线法：纵坐标：小于某粒径的土粒累积含量但对土的性质可能有主要影响的颗粒部分清楚地表达出来.不均匀系数：可以反映大小不同粒组的分布情况，Cu粒大小分布范围广，级配良好。曲率系数：描述累积曲线的分布范围，反映曲线的整体形状土中水-土中水是土的液体相组成部分。水对无粘性土的工程地质性质影响较小，但粘性土中水是控制其工程地质性质的重要因素，如粘性土的可塑性、压缩性及其抗剪性水量有关。结晶水：土粒矿物内部的水。结合水：受电分子吸引力作用吸附于土粒表面的土中水。自由水：存在于土粒表面电场影响范围以外的土中水。表示土的三相组成部分质量、体积之间的比例关系的指标，称为比重、天然密度、含水量（个指标需用实验室实测）干密度、饱和密度、孔隙率、孔隙比和饱和度。质称为粘性土的稠度。处于固态、半固态、可塑状态及流动状态。由一种状态转变到另一种状态的分界含水量，叫界限含水量可塑状态时的含水量的变化范围来衡量，从液限到塑限含水量的变化范围越大，土的可塑性越好。的差值（号的含水量IP表示。吸附结合水的能力，即与土中粘粒含量有关，粘粒含量越高，塑性指数越高（粘土矿物成分、水溶液。IL表示。

液性指数表证天然含水量与界限含水量间的相对关系，可塑状态0~10，土处于固态或半固体状态。渗透，而土被水流透过的性质，称为土的渗透性。土的结构构造、水的粘滞度、土中气体渗流力、动水压力。当渗流力和土的有效重度相同且方向相反时，土颗粒间的压力等流土时的水头梯度成为icr。而流失的现象。它主要发生在地基或土坝下游渗流逸出处。生移动并被带出的现象。主要发生在砂砾土中。体能够压实到某种密实程度的性质。密度增加到某一值后，含水率继续增加反而使干密度减小。干密度的这一最大值称为该击数下的最大干密度，此时对应的含水率称为最优含水率地基变形的原因是由于土体具有可压缩性的内在因素附加压力的作用的外在因素。只有通过土粒接触点传递的粒间应力，才能使土粒彼此挤紧，从而引起土的变形，而粒间应力又是影响土体强度的一个重要因素，所以粒间应力又称为有效应力。因此，土中自重应力可定义为土自身有效重力在土体中引起的应力。土中竖向和侧向的自重应力一般均指有效自重应力。为简便起见，常把σCZ称为自重应力，用σ表示。影响基底接触压力大小和分布的因素：A、地基土种类（土性B、基础埋深。C、荷载大小及分布情况。D、地基与基础的相对刚度。E、基础平面形状、尺寸大小基底附加压力：有的自重应力后，新增加于基底的压力。附加应力：由建筑物荷载在地基中产生的应力有效应力：应力才能使得土体产生压缩（或固结）和强度。孔隙水应力：u表示。孔隙水应力的特性与通常的静水压力一样，方向始终垂直于作用面，任一点的孔隙水应力在各个方向是相等的。孔隙水应力减小（增大）等于有效应力的等量增加（减小）土的压缩性：地基土在压力作用下体积减小的特性。土体积缩小包括两个方面：39.固结：土的压缩随时间增长的过程称为固结。对于透水性大的无粘性土，其压缩过程在很短时间内就可以完成。而透水性小的粘性土，其压缩稳定所需的时间要比砂土长得多。土的压缩性：在附加应力作用下，地基土产生体积缩小沉降：建筑物基础的竖直方向的位移（或下沉）为了保证建筑物的安全和正常使用，我们必须预先对建筑物基最大沉降量和沉降差，在规定的允许范围之内，那么该建筑物的安全和正常使用一般是有保证的；否则，是没有保证的。对后一种情况，我们必须采取相应的工程措施以确保建筑物的安全和正常使用。压缩系数：用单位压力增量所引起的孔隙比的改变，即压缩曲C在较高的压力范围内，压缩曲线近似为一直线，压缩模量E土在完全侧限条件下竖向应力增量p与相应的变增量 的比值——侧限压缩模量，MPa土体如果曾承受过比现在大的压力，其压缩性将降低，也就是应力历史对压缩性有很大影响。E变形模量与压缩模量之间的关系：E情况下的竖向应变的比值。E况下的竖向应变的比值。分层总和法的基本假定：土的压缩完全是由于孔隙体积减小导应力历史：土体在历史上曾经受过的应力状态。固结应力：能够使土体产生固结或压缩的应力土在历史上曾受到过的最pc抗剪强度：土体抵抗剪切破坏的极限能力。破坏准则：土体达到破坏状态时的应力组合称为破坏准则。在直剪试验过程中，不能量测孔隙水应力，也不能控制排水，慢剪直剪试验的缺点：剪切破坏面固定为上下盒之间的水平面；试土压力：挡土墙后的填土因自重或外荷载作用对墙背产生的侧压力土压力的大小和分布规律不仅与挡土墙的高度、填土的性质有E0、0挡土墙为刚性，不动时土处于弹性平衡状态，不产生位移和变形，此时作用在挡土墙上的土压力称为静止土压力。主动土压力E、 a挡土墙背离填土方向转动或移动时，随着位移量的逐渐增加，墙后

被动土压力Ep、p挡土墙向填土方向转动或移动时，随着位移量的逐渐增加，墙后土体受到挤压而引起土压力逐渐增大，当墙后填土达到极限平衡状态时，土压力增大为最大值，这时作用在挡土墙上的土压力成为被动土压力。朗肯土压力理论：元体都处于极限平衡状态，然后根据土单元体处于极限平衡状态时应力所满足的条件来建立土压力的计算公式。这样假定的目的是控制墙后单元体在水平和竖直方向的主应力方向。库伦土压力理论破坏面为平面滑动体为刚体滑动体整体处于极限平衡状态，在滑动面上抗剪强度已充分发挥。64.朗肯与库仑土压力理论存在的主要问题：朗肯理论基于土单元体的应力极限平衡条件来建立，采用的假定是墙背竖直光滑，填土面为水平，其计算结果偏于保守。库仑土压力理论基于滑动块体的静力平衡条件来建立，采用的假定是破坏面为平面。但当墙背与填土的摩擦角较大时，在土体中产生的滑动面往往是一个曲面，会产生较大的误差。被动土压力的计算常采用朗肯理论。65.朗肯理论与库伦理论比较：、基本假定：前者假定挡墙光滑、直立、填土面水平；后（=0。、基本方法：前者应用半空间中应力状态和极限平衡理论、结果比较：朗肯理论忽略了墙背与填土之间的摩擦影响23设计方法：先假定截面尺寸，然后验算稳定性及强稳定性验算，包（2）（3）土坡：具有倾斜坡面的土体边坡：具有倾斜坡面的岩土体。土坡种类：天然土坡、人工土坡。一部分土体在外因作用下，相对于另一部分土体滑动滑坡的根本原因：边坡中土体内部某个面上的剪应力达到了它73(1)的坡高增加、渗流作用使下滑力产生渗透力、降雨使土体饱和，容重增加、地震作用等；(2)土体软化、含水量减小使土体干裂，抗滑面面积减小、地下水位上升使有效应力减小等。土坡的稳定分析就是利用土力学理论研究发生滑坡时滑面可能以及如何采取措施等问题。土坡的稳定安全度用安全系数表示。剪切破坏的型式:整体剪切破坏、冲剪破坏、局部剪切破坏冲剪破坏：土的较大压缩以至于基础呈现连续刺入。地基不出现连续滑动面，基础侧面地面不出现隆起，因而基础边缘下的地基垂直剪切破坏。77.局部剪切破坏：也不呈现冲剪破坏那样的明显的陡降。当基底压力达到一定数值即相应的极限荷载时，基础两侧微微隆起，然而剪切破坏区仅仅被限制在地基内部的某一区域，未形成延伸至底面的连续滑动面。地基的破坏形式，主要与地基土的性质尤其是与压缩性质有关。软弱粘土或松砂土地基，具有中高压缩性，常常呈现局部剪切破坏或者冲剪破坏。与基础埋埋深有关。地基、基础的类型：天然地基 人工地基浅基础 深基础人工地基：种经过人工加固后的土层上。这种地基叫做人工地基。桩基础：由桩传到地基深处较为坚实的土层。这种基础叫做桩基础。深基础：把基础做在地基深处承载力较高的土层上。埋置深度大5m响。这类基础叫做深基础。地基基础设计的基本原则：性，应具有足够的安全度；控制地基的变形量，使之不超过建筑物的地基特征变形允许值；基础本身应具有足够的强度、刚度和耐久性。天然地基上的浅基础：5米的一般基础（柱基或墙基）5的大尺寸基础刚性基础：材料所建造的基础。柔性基础：阶宽高比限制，可宽基浅埋。地基基础设计分甲、乙、丙三个设计等级。基础埋置深度（一般指设计地面的距离。基础埋深选择的意义：建筑物的安全和正常使用；基础施工技术变形的影响；基础由于冻胀或水影响下的耐久性。基础埋深选择的原则：在保证建筑物安全、稳定、耐久使用的前提下，应尽量浅埋，以便节省投资，方便施工。除基岩外，一般不0.5100mm避免基础外露。影响基础埋深的因素：及性质：工程地质条件水文地质条件、地基土冻胀和融陷条件、场地环境条件沉降量：基础某点的沉降值；沉降差：基础两点或相邻柱基中点的沉降量之差；倾斜：基础倾斜方向两端点的沉降差与其距离的比值；砌体结构沿纵向6~10m的比值。0.002~0.003；

2、排架结构：应控制柱基的沉降量和沉降差；3、框架结构：应控制