土力学与地基基础

土力学与地基基础土力学与地基基础项目一绪论1.地基、基础概念地基：地基则是用来承受基础传递过来的荷载，有天然地基，也有经过人工加固过的地基。基础：基础用来直接承受建筑物上部荷载，并把它传递给地基。它是建筑物的一部分，有条形基础、独立基础、箱形基础、筏形基础等。2.天然地基、人工地基天然地基：未经加固处理直接利用天然土层作为地基的，称为天然地基。人工地基：地基土较弱，工程性质较差，需对地基进行人工加固处理后才能作为建筑物地基的，称为人工地基。3.持力层、下卧层持力层：通常将直接与基础底面接触的土层称为持力层。下卧层：在基础范围内持力层以下的土层称为下卧层。4.简述地基基础设计的基本要求？(1)地基承载力要求:应使地基具有足够的承载力，在荷载的作用下地基不发生剪切破坏或失稳。(2)地基变形的要求：不使地基产生过大的沉降和不均匀沉降，保证建筑的正常使用。(3)基础结构本身应具有足够的强度和刚度，在地基反力作用下会发生强度破坏，并且具有改善地基沉降与不均匀沉降的能力。项目二土的物理性质及工程分类1.土由哪几部分组成？土中水分为哪几类？其特征如何？对土的工程性质影响如何？土体一般由固相、液相和气相三部分组成（即土的三相）。土中水按存在形态分为：液态水、固态水和气态水（液态水分为自由水和结合水，结合水分为强结合水和弱结合水，自由水又分为重力水和毛细水）。特征：固态水是指存在于颗粒矿物的晶体格架内部或是参与矿物构造的水，液态水是人们日常生活中不可缺少的物质，气态水是土中气的一部分。影响：土中水并非处于静止状态，而是运动着的。工程实践中的流沙、管涌、冻胀、渗透固结、渗流时的边坡稳定问题都与土中水的运用有关。2.土的不均匀系数Cu及曲率系数Cc的定义是什么？如何从土的颗粒级配曲线形态上，Cu和Cc数值上评价土的工程性质？不均匀系数Cu反映了大小不同粒组的分布情况。曲率系数Cc描述了级配曲线分布的整体形态，表示是否有某粒组缺失的情况。评价：（1）对于级配连续的土：Cu>5,级配良好；Cu<5，级配不良。（2）对于级配不连续的土：同时满足Cu>5和Cc=1~3，级配良好，反之则级配不良。3.说明土的天然重度、饱和重度、浮重度和干重度的物理概念和相互联系，比较同一种土各重度数值的大小。天然重度、饱和重度、浮重度和干重度分别表示单位体积的土分别在天然、饱和、湿润、干燥状态下的重量，它们反映了土在不同状态下质量的差异。饱和重度>天然重度>干重度>浮重度4.土的三相比例指标有哪些？哪些可以直接测定？哪些通过换算求得？为换算方便，什么情况下令V=1，什么情况下令Vs=1？三相比例指标有：天然密度、含水量、相对密度、干密度、饱和密度、有效密度、孔隙比、孔隙率、饱和度。直测指标：密度、含水量、相对密度。换算指标：孔隙比、孔隙率、饱和度。5.反映无黏性土密实度状态的指标有哪些？采用相对密实度判断砂土的密实度有何优点？而工程上为何应用得并不广泛？指标：孔隙比、最大孔隙比、最小孔隙比。优点：判断密实度最简便的方法是用孔隙比e来描述，但e未能考虑级配的因素，故引入密实度。应用不广泛的原因：天然状态砂土的孔隙比e值难测定，此外按规程方法室内测定孔隙比最大值和孔隙比最小值时，人为误差也较大。6.什么是塑限、液限和缩限？什么是液性指数、塑性指数？塑限：土由半固态转到可塑状态的界限含水量称为塑限（Wp）。液限：由可塑状态到流动状态的界限含水量称为液限。缩限：是土从半固态过渡到固态的稠度界限（Ws）。液性指数：对黏性土和粉质粘土来说，有一个指标叫液性指数，是判断土的软硬状态，表示天然含水率与界限含水率相对关系的指标。塑性指数：塑性是表征细粒土物理性能一个重要特征，一般用塑性指数来表示；液限与塑限的差值称为塑性指数IP，即IP=WL-WP。项目三地基土中的应力计算1.何谓土中应力？它有哪些分类和用途？土体在自重、建筑物荷载及其它因素的作用下均可产生土中应力。一般来说土中应力是指自重应力和附加应力。土中应力按其起因可分为自重应力和附加应力两种。自重应力是指土体在自身重力作用下产生的尚未完成的压缩变形，因而仍将产生土体或地基的变形。附加应力它是地基产生变形的的主要原因，也是导致地基土的强度破坏和失稳的重要原因。土中应力安土骨架和土中孔隙的分担作用可分为有效应力和孔隙应力两种。土中有效应力是指土粒所传递的粒间应力。它是控制土的体积（变形）和强度两者变化的土中应力。土中孔隙应力是指土中水和土中气所传递的应力。2.土的自重应力分布有何特点？均质土的自重应力沿水平面均匀分布，且于深度Z成正比，即随深度呈线性增加地下水位升高则土的自重应力减小，反之则增加。3.地下水位的升降对土中自重应力有何影响？在工程实践中，有哪些问题应充分考虑其影响？地下水下降，降水使地基中原水位以下的有效资中应力增加与降水前比较犹如产生了一个由于降水引起的应力增量，它使土体的固结沉降加大，故引起地表大面积沉降。地下水位长期上升（如筑坝蓄水）将减少土中有效自重应力。若地下水位上升至基础底面以上，它对基础形成浮力使地基土的承载力下降。地下水位上升，如遇到湿陷性黄土造成不良后果（塌陷）。地下水位上升，粘性土湿化抗剪强度降低。4.如何计算基底附加压力？在计算中为什么要减去基底自重应力？基底附加压力计算、一种是弹性理论方法；另一种是应力扩散角法。对建筑来说，有实际意义的是均布矩形荷载作用下地基中的附加应力，此类型附加应力的计算采用角点法。土的自重应力一般不引起地基变形，只有新增的建筑物荷载，即作用于地基表面的附加压力，才是使地基压缩变形的主要原因。项目四地基的变形1.什么是土的压缩性？土的压缩由哪几部分组成？土压缩性是：指土受压时体积压缩变小的性质。一般认为，这主要是