2023年土力学全知识点

：土的物理性质及工程分类第二节、粒度成分的表达方法土的粒度成分是指土中各种不同粒组的相对含量(以干土质量的比例表达),它用以描述土中不同粒径土粒的分布特性。常用的粒度成分的表达方法有表格法、累计曲线法和二角坐标法。２)累计曲线法:是——种图示的方法，通常用半对数纸绘制，横坐标(核对数比例尺)表达某—粒径,纵坐标表达小于某一粒径的土粒的百分含量。级配的指标：不均匀系数Cu=d６０÷d10曲率系数Ｃs=ｄ3０2/﹙d６0×ｄ1０﹚式中：ｄ10、ｄ2０、d６0—分别相称于累计百分含量为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Cｕ反映大小不同粒织的分布情况，Ｃu<5的土称为匀粒土，级配不良；Cｕ越大，表达粒组分布范围比较广,Cu>=５,Ｃs=1～3的土级配良好。但如ｃｕ过大,表达也许缺失中间粒径,属不连续级配，故需同时用曲率系数来评价。曲率系数则是报述累计曲线整体形状的指标。土粒的形状土粒形状对丁土的密实度和十的强度有显著的影响，棱角状的颗粒互相嵌挤咬合形成比较稳定的结构．强度较高；磨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体积系数Vｃ=6Ｖ/﹙πdm3﹚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、实验指标

1．土的密度是单位体积土的质量,ρ=m／V

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／V2.土粒比重Ｇs土粒质量ｍs同体积４℃时纯水的质量之比Gs=ms/﹙Vsρw1﹚=ρs／ρw1

3.土的含水量ω是土中水的质量ｍw与团队(土粒)质量ｍs之比,ω=mｗ／ｍs×10０％

二、换算指标ﻫ1.干密度ρd是土的颗粒质量ｍs与土的总体积V之比,ρd=ms／V

土的干密度越大,土越密实，强度就越高，水稳定性也好。ﻫ２．土的饱和密度是当土的孔隙中所有为水所充满时的密度，即所有充满孔隙的水的质量mw与固相质量ms之和与土的总体积V之比，ρｓat＝﹙ｍｓ+Vｖρw﹚／ＶＶ--土的孔隙体积

３.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／m3γ’=(ｍｓｇ－Vsρw）／V=γsat-γw

4.土的孔隙比是e孔隙隙的体积Ｖv与土粒体积Ｖｓ之比，以小数计,ｅ=Ｖv／Vsﻫ5．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Sr=Vw/V×100%

三、第四节黏性土的界线含水率粘性土从一种状态转到另一种状态的分界含水率;流动状态与可塑状态间的界线含水率成为液限ωL;可塑状态与半固体间称为塑限ωp;半固体状态与固体状态称为缩限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:当沙土处在最密实状态时，其孔隙比称为最小孔隙比ｅmin而处在最松散状态时称为最大孔隙比相对密度Dｒ=﹙emaｘ-e﹚/﹙emax-ｅmｉn﹚当Dr接近1时最密实,当Ｄｒ接近０时最松散土的工程分类粉土是介于沙土和粘性土之间的过渡土类，它具有沙土和粘性土的某些特性,根据黏粒含量可以将粉土再划分为砂质粉土和粘质粉土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ＡcAc=Ip／ｐ<0．00２p<0.002是黏粒﹙＜０.002㎜﹚的百分含量;Ac＜０.７5非活动性粘土，0.75＜Aｃ<1．２5正常粘性土，Ac>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触变性在工程建设中，可运用粘土矿物颗粒带电的特性来为生产服务。将纯粘土矿物(高岭石或蒙脱石）与水制成泥浆时,矿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，颗粒之间的薄弱引力，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土中水的运动规律第二节ﻩ达西定律:或v渗透速度,I－--水头梯度I=ΔH/ΔＬ=﹙H1-H2﹚／Lk－--渗透系数（m／ｓ）q-－－渗透流量(m3／s)F---截面积ｖ=k(I-I0）I０-－－-－粘土的起始水头梯度土的渗透系数k=QＬ/ΔHFt-－---常水头;k=ａl/Ft㏑﹙H1/H２﹚=２．３ａl/Ｆt㏒﹙Ｈ1／H2﹚动水力:ＧD水流作用在单位体积土体中土颗粒上的力,也称为渗流力(ｋN/m３)流沙现象GD=γ’=γsat－γw这时土颗粒间的压力等于0，土颗粒将处在悬浮状态而失去稳定，这种现象称为流沙现象﹙土体表面,细沙粉砂粉土中﹚临界水头梯度Icｒ=γ’/γw=γsａt／γw－１允许水头梯度Ｉ≦[Ｉ］＝Ｉcr/Ｋ细小颗粒在动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 土中应力计算第二节自重应力。砂性土考虑浮重。黏性土：》1考虑浮重，<0不考虑浮重,0<<1视情况定。第三节基底压力1.中心荷载2、偏心荷载,当时,基底压力，基底压力重新分布，第五节土中竖向应力，掌握角点法。第五章土的压缩性与地基沉降计算第二节压缩系数(MPa-1),=10０kPａ，=2００kＰa所得到的作为评估土压缩性高低的指标则,为高压缩性土，为中压缩性土，为低压缩性土压缩模量(MＰa)，天然土层的划分为正常固结土（OCR=1）、超固结土(OCＲ>１)和欠固结土(OCR<1)，.三大模量:1、压缩模量Eｓ是根据室内压缩实验得到的,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是根据现场载荷实验得到的,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－μ2﹚／ｓs荷载板下沉量,b荷载板宽度,μ泊松比，ω沉降影响系数;3、弹性模量Ｅ是指正应力σ与弹性正应变εd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,弹模之包含弹性应变E0＝βEs地基沉降地基沉降是假定地基是均质的、各向同性的、线弹性的半无限体。第层土压缩模量，Δsi=εｉHｉ=﹙e1ｉ-e２ｉ﹚／﹙1+e1i﹚×Ｈi=ａｉ﹙p2i-p1i﹚／﹙1+e１i﹚×Hｉ，εｉ平均压缩应变，Hｉ土厚,ｅ１i第i层上下层面自重应力值的平均值p１i＝﹙σcz﹙i－1﹚+σcｚ﹚／2从土的压缩曲线上得到的孔隙比固结度:深度z的Ａ点在t时刻竖向有效应力σt’与起始超孔隙水压力p的比值，称为Ａ点t时刻的固结度。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/H2Cv=ｋ﹙1＋e﹚/ａγw粘性土地基沉降的三阶段:１、瞬时沉降2、固结沉降３、次固结沉降2０为基础及日填土的平均重度土的抗剪强度土的抗剪强度（kpa）,大主应力，小主应力，剪切破裂面与大主应力作用平面的夹角为抗剪强度指标的实验测定方法:直接剪切实验、三轴剪切实验、无侧限抗压实验、十字板剪切实验饱和粘性土剪切实验方法的选择: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.固结排水剪(或称慢剪)在实际工程中应当具体采用上述哪种实验方法，要根据地基土的实际受力情况和排水条件而定。鉴于近年来国内房屋建筑施工周期缩短,结构荷载增长速率较快,因此验算施工结束时的地基短期承载力时，《建筑地基基础设计规范》(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限度，采用固结不排水剪。第七章土压力计算土压力：挡土结构都承受着来自他们与土体界面上侧向压力的作用，土压力就是这些侧向压力的总称。分为１、静止土压力2、积极土压力3、被动土压力积极土压力 ,，ﻩｃ土的黏聚力ψ内摩擦角Kａ积极土压力系数拉力区高度距离墙底（H-)/3被动土压力ﻩ,，填土面有均布荷载积极土压力库仑土压力理论 Ea=Qｍax=1/2×γＨ2KaEａｘ=EaＣOSθ＝１／2×γH2KacoｓθＥay＝Easinθ=1／2×γH2KasinθEa位置C１=H/３第八章土坡稳定性分析土坡滑动系数﹙土坡未定安全系数﹚，——土坡坡角，——土的内摩擦角。圆弧滑动面滑动力矩Ｍｓ=WａW重力，a－W对圆心ｏ的力臂稳定力矩Mr＝τｆＬRτf土的抗剪强度L圆弧长R半径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，kPa地基破坏过程：压密、剪切、破坏阶段，临朔荷载,临界荷载B基础宽度,Nγ、Nq、Nc承载力系数与ψ有关,c黏聚力名称符号三相比例表达式用实验指标计算的公式用其他指标计算的公式换算指标孔隙比饱和重