土力学全知识点

第一章：土的物理性质及工程分类第二节、粒度成分的表示方法特征。常用的粒度成分的表示方法有表格法、累计曲线法和二角坐标法。2)累计曲线法某一粒径的土粒的百分含量。级配的指标：不均匀系数C=d÷du 60 10C=d2／﹙d×d﹚s 30 60 10式中：d10、d20、d60—分别相当于累计百分含量为10％、30％和60％的粒径，d10称为有效粒径；d60称为限制粒径。不均匀系数Cucu曲率系数则是报述累计曲线整体形状的指标。土粒的形状圆度好的颗粒之间容易滑动，土体的稳定性比较差用体积系数和形状系数描述土粒形状Vc=6V/﹙πd3﹚m式中：V———土粒体积(mm3)；dm——土粒的最大粒径(mm)。V愈小，土粒愈接近于圆形。圆球状的Vc＝1,立方体的Vc＝o．37：棱角状的土粒Vc更小形状系数FF=AC/B2式中：A、B、C分别为土粒的最大、中间和最小粒径第三节土的三相比例指标一、试验指标土的密度由土的质量产生的单位体积的重力称为重力密度γ，简称为重度γ=ρg=W／V土粒比重Gs 土粒质量m同体4℃时纯水的质量之比Gs=m／﹙Vsρ﹚=ρ／ρs s w1 s w1土的含水量ω是土中水的质量m与团体(土粒)质量m之比，ω=mm100％w s w s二、换算指标干密度ρ是土的颗粒质量m与土的总体积VmVd s d=s土的干密度越大，土越密实，强度就越高，水稳定性也好。土的饱和密度是当土的孔隙中全部为水所充满时的密度，即全部充满孔隙的水的质量m与固相质量m之和与土的w s总体积V之比﹙m+Vvρ﹚／V 土的孔隙体积sat= s w当上浸没在水中时，土的固相受到水的浮力作用，单位土体积中土粒的重力扣除同体积水的重力后，即为单位土体积中土粒的有效重度，单位kN／m3

γ’=(mg－Vsρ)／V=γ γs w sat－ w土的孔隙比eVvVse=Vv／Vs土的孔隙率n是孔隙隙的体积Vv与土的总体积V之比 n=Vv／V×100％6土的饱和度Sr是孔隙中水的体积Vw与土的总体积Vv之比 三三相比例指标第四节黏性土的界限含水率液限ωL塑限ωp缩限ωs塑性指数Ip=ωL－ωp 无％，黏粒越多，塑性指数越大液性指数IL=﹙ωL－ωp﹚／Ip=﹙ω－ωp﹚／﹙ωL－ωp﹚有％沙土相对密度当沙土处于最密实状态时其孔隙比称为最小孔隙比emin而处于最松散状态时称为最大孔隙比 相密度Dr=﹙emax－e﹚／﹙emax－emin﹚ 当Dr接1时最密实，当Dr接近时最松散第六节土的工程分类粉土和粘质粉土第二章粘性土的物理化学性质胶体活动性指数在工程实践中，提出了一个既能反映粘土矿物成分，又能反映粘土颗粒形状的综合指标Ac Ac=Ip／p＜0.002 是黏粒㎜﹚非活动性粘土，0.75＜Ac＜1.25＞1.25活动性粘性土，Ac越大黏粒对土的可塑性影响越大灵敏度St，把原状结构的强度与结构破坏后的强度之比定义为灵敏度，一般粘性土St=2~4，灵敏性粘性土4~8，高灵敏性粘性土≥8触变性）物颗粒吸附大量水化离子和水分子，由于颗粒的水膜很厚，颗粒与颗粒之间的引力很薄弱，可以长时期悬浮在水中。当悬浮液在静止状态时，颗粒之间的微弱引力，使其聚集起来，悬液便成为一种糊状、粘滞度较大的流体，可是。一旦受到振动或扰动时，颗粒之间的联结会立刻丧失，又恢复成为流动的液体，这种性质称为触变性第三章土中水的运动规律第二节达西定律vkI或qkIFv-水头梯度I=ΔH／ΔL=﹙H-H﹚／Lk---渗透系数1 2（m／s） q---渗透流量／s）F---截面积v=k（I－I）I 粘土的起始水头梯度3 0 0-土的渗透系数k=QL／ΔHFt-----常水头;k=al／Ft﹙H／H﹚=2.3al／Ft﹙HH﹚1 2 1 2动水力：GD

G水流作用在单位体积土体中土颗粒上的力，也称为渗流力

ThL

Iw

(kN/m3)流沙现象Gγ这时土颗粒间的压力等土颗粒将处于悬浮状态而失去稳定这种现象称为流沙现象﹙土D sat－ w体表面，细沙粉砂粉土中﹚Icr=γ’／γγ／γ1容许水头梯度I≦[I]＝Icr／K细小颗粒在动w sat w水力作用下通过粗颗粒的孔隙被水流带走，称为管涌﹙局部扩大，任何土﹚第四章土中应力计算 Z I I I第二节自重应力cz 。砂性土考虑浮重。黏性土：L》考虑浮重，L<0不考虑浮重L<1视情况定。p N max

N

6e) b第三节基底压力1.中心荷载

pF 2

p Fmin

b e，当

6时，基底压力

pmin

0，基底压力重新分布，

pmax

2N 2NKLbKL-e)L2

第五节土中竖向应力

z

，掌握角点法。 e e

第五章土的压缩性与地基沉降计算e第二节压缩系数

atan

P

1 2PP2 1

(MPa-1)，P

=100kPa，P

=200kPa所得到的a

12

作为评定土压缩性1212 12 高低的指标则，a 0.5MPa-I为高压缩性土，0.1a 0.5MPa-1为中压缩性土，1212 12 P 1eE 1压缩模量s a (MPa，天然土层的划分为正常固结土OCR=、超固结土OCR>）和欠固结土P（OCR<1）,

OCR= CP0.三大模量：1、压缩模量Es是根据室内压缩试验得到的，它是指土在完全侧限条件下，竖向正应力与相应的变形稳定情况下正应变的比值；2、变形模量E0是根据现场载荷试验得到的，它是指土在无侧限（侧向自由膨胀）条件下正应力与相应的正应变的比值E0=ωpb﹙1－μ﹚／s s荷载板下沉量荷载板宽度泊松比沉降影响系数、2弹性模量E是指正应力σ与弹性正应变ε的比值，测法有静力法和动力法。压缩和变形模量的应变为总应变，弹模之d包含弹性应变E0=βEs

Pis ihi第三节地基沉降第i层土压缩模量

E isi ,ΔsεHi=﹙ee﹚／﹙1+e﹚×Hi=a﹙pp﹚／﹙1+e﹚×Hi，εe第ii i 1i－2i 1i i 2i－1i 1i i 1i自重应力值的平均值p=﹙σ +σcz﹚／2从土的压缩曲线上得到的孔隙比1i cz﹙i－1﹚第四节固结度：深度z的A点在t时刻竖向有效应力σ’与起始超孔隙水压力p的比值，称为A点t时刻的固结t度Ut=1－t时刻面积／起始面积 固结度系数Cv，固结度是时间因数的函数，时间因数Tv越大，固结度Ut越大。Tv=Cv×t／H2

Cv=k﹙1＋e﹚／aγ :13、次固结沉降20为基础及w日填土的平均重度

第六章土的抗剪强度

tan

（kpa

tan2(451 3

)2ctan(45 2 2

，小主应力 3

tan2(45 )2ctan(45 )1 2 2 ，剪切破裂面与大主应力1

452抗剪强度指标的试验测定方法：直接剪切试验、三轴剪切试验、无侧限抗压试验、十字板剪切试验饱和粘性土剪切试验方法的选择：1．不固结不排水剪(或称快剪)2．固结不排水剪(或称固结快剪)3．在实际工程中应当具体采用上述哪种试验方法，要根据地基土的实际受力情况和排水条件而定。鉴于近年来国内(GBJ7—89)建议采用不排水剪，以保证工程的安全。该规范还规定，对于施工周期较长，结构荷载增长速率较慢的工程，宜根据建筑物的荷载及预压荷载作用下地基的固结程度，采用固结不排水剪。第七章土压力计算土压力、被动土压力p主动土压力aK力系数K

zKa

2cKaK

Katan245,

22， c土的黏聚力ψ内摩擦角 Ka主动土压 Kah Ka

E 1(HhzK 2c )0拉力区高度

Ea距离墙底（H-

0）/3 a 2 0 a a p被动土压力p

zKa2c

Katan245,

2 ，填土面有均布荷载主动土压力2Kap zKaa 2cKa库仑土压力理论Ea=Qmax=1／2×γH2Ka Eax=EaCOSθ=1／2×γH2Kacosθ Eay=Easinθ=1／2×γH2KaEa位置C=H／31第八章土坡稳定性分析tanK土坡滑动系数﹙土坡未定安全系数﹚

tan，

——土坡坡角，

——土的内摩擦角。第三圆弧滑动面 滑动力矩Ms=Wa W重力，a－W对圆心o的力臂 稳定力矩Mr=τfLR τf土的抗剪度L圆弧长R半径第九章地基承载力地基承载力是指地基土单位面积上所能承受菷载的能力，kPaP地基破坏过程：压密、剪切、破坏阶段，临朔荷载cr、Nq、Ncψ

Nq

DcN0

P，临界荷载1/4

Nq

DcN0 c B基名名称用试验指标计算用其他指标计算的符号三相比例表达式的公式 公式孔隙比eeVVveGs(1)1eGssrseGs1d饱和重度W Vsv(G 1)G)sssatsatVsat(G e)1essat换算指标饱和度ss rrG )sssGesr干重度dWsgdd1GsdVd1en孔隙率n v100%VVn1G)s ne1有效重度