土力学与基础工程(赵明华)华版全解

名词解释

1.土力学—利用力学的一般原理，研究土的物理、化学和力学性质及土体在荷载、水、温度等外界因素

作用下工程性状的应用科学。它是力学的一个分支。

2.地基：为支承基础的土体或岩体。在结构物基础底面下，承受由基础传来的荷载，受建筑物影响的那

部分地层。地基分为天然地基、人工地基。

3.基础：将结构承受的各种作用传递到地基上的结构组成部分。基础依据埋置深度不同划分为浅基础、

深基础

2土的性质及工程分类

1. 土的三相：水（液态、固态）气体（包括水气）固体颗粒（骨架）

2. 原生矿物。即岩浆在冷凝过程中形成的矿物。

3. 次生矿物。系原生矿物经化学风化作用后而形成新的矿物

4.粘土矿物特点：粘土矿物是一种复合的铝—硅酸盐晶体，颗粒成片状，是由硅片和铝片构成的晶胞所

组叠而成。

5.粒组:介于一定粒度范围内的土粒。

界限粒径：划分粒组的分界尺寸称为

颗粒级配:土中各粒组的相对含量就称为土的颗粒级配。（d > 0.075mm时，用筛分法；d <0.075，沉降分析）

颗粒级配曲线：曲线平缓，表示粒径大小相差悬殊，土粒不均匀，即级配良好。

不均匀系数:C u=d60/d10，反映土粒大小的均匀程度，C u 越大表示粒度分布范围越大，土粒越不均

匀，其级配越好。

曲率系数:C c=d302/(d60*d10)，反映累计曲线的整体形状，Cc 越大，表示曲线向左凸，粗粒越多。

（d60 为小于某粒径的土重累计百分量为60% ，d30 、d11 分别为限制粒径、中值粒径、有效

粒径）

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，级配曲线上呈台阶状，采用单一指标Cu难以全面有效地判断

土级配好坏，需同时满足Cu>5和Cc=1~3两个条件时，才为级配良好，反之则级配不良。

6.结合水－指受电分子吸引力作用吸附于土粒表面的土中水。这种电分子吸引力高达几千到几万个大

气压，使水分子和土粒表面牢固地粘结在一起。结合水分为强结合水和弱结合水两种。

强结合水：紧靠于土颗粒的表面，受电场作用很大，无安全不能移动，表现出固态特性

弱结合水：强结合水外，电场作用范围内的水，是一种粘质水膜，受力时可以从水膜厚处向薄处移动，也可因电场引力从一个土粒周围转移到另一个土粒周围，担在重力作用下不会发生移动。

毛细水:受到水与空气交界面处表面张力的作用,存在于地下水位以上透水层中的自由水。

毛细现象：指土中水在表面张力作用下，沿细的孔隙向上及其它方向移动的现象。

重力水:地下水面以下,土颗粒电分子引力范围以外的水,仅受重力作用.传递静水压力产生浮托力.

7.土的结构:指土粒单元的大小、形状、相互排列及其联结关系等因素形成的综合特征。土的结构和

构造对土的性质有很大影响。（单粒结构、蜂窝结构、絮凝结构）

土的构造:物质成分和颗粒大小等都相近的同一土层及其各土层之间的相互关系的特征称之。（层理构造、裂隙构造、分散构造）

8.相对密实度:

()

()

d

d

d

d

d

d

r e

e

e

e

D

ρ

ρ

ρ

ρ

ρ

ρ

min

max

max

min

min

max

max

-

-

=

-

-

=

界限含水量：粘性土由一种状态转到另外一种状态的分界含水量。液限(

L

ω)：粘性土由可塑状态转到流动状态的界限含水量。

塑限(P ω)：粘性土由半固态转到可塑状态的界限含水量。

塑性指数：液限与塑限之差（去掉%）称为塑性指数，用下式表示：100)(⨯-=p L p

w w I 。

反映粘粒含量的多少,反映粘性土处在可塑状态的含水量变化范围。

液性指数(I L ): P P P L P L I I ωωωωωω-=--= 反映土的软硬成度 9.灵敏度：在不排水条件下，原状土的无侧限抗压强度与重塑土的无侧限抗压强度之比，用t S 表示。

固结度：地基在荷载作用下，经历了时间t 的沉降量t s 与最终沉降量s 之比值称为固结度，它表示时间t 地基

完成的固结程度。<达同一固结度，单面排水时间是双面排水时间的4倍>

土的触变性：在土的含水量和密度不变的情况下，土因重塑而软化，又因静置而逐渐硬化，强度有所恢复的

性质。

10.潜蚀：在渗流情况下，地下水对岩土的矿物、化学成分产生溶蚀、溶滤后这些成分被带走以及水流将细

小颗粒从较大颗粒的空隙中直接带走，这种作用称为潜蚀，前者称化学潜蚀，后者称机械潜蚀。

管涌：水在砂性土中渗流时，细小颗粒在动水力的作用下，通过粗颗粒形成的孔隙，而被水流带走的现象叫

管涌。

流砂或流土：当Δh 增大到某一数值(有效重度)时, 向上的渗流力克服了土体向下的重力, 土体浮起而处

于悬浮状态失去稳定, 土粒随水流动的现象。

11.最佳含水量：在一定压实功作用下，使土最容易压实，并能达到最大干密度时的含水量。

3土中应力计算

1.、土的应力分类：自重应力、基地应力、地基附加应力

自重应力：由土体重力引起的应力。（自重应力一般是自土形成之日起就在土中

产生）附加应力：由于外荷载的作用，在土中产生的应力增量。基底压力：在基

础底面与地基之间产生接触压力。（基底压力分为：柔性基础基底压力和刚性基

础基底压力）

基底附加压力（p 0）

地基附加应力：由建筑物荷载引起的应力增量。

2.有效应力原理

σ —总应力; σ ’—有效应力; u —孔隙水压力。

饱和土的有效应力原理的完整表述：土的的有效应力等于总应力减去孔隙水压力；

②土的有效应力控制了土的变形和强度性能

三个基本物理指标:天然密度（环刀法）,比重或相对密度（比重瓶法）,含水量（烘干法）

换算指标：天然密度ρ:天然状态下土单位体积的质量(g/cm3)

干密度ρd :土单位体积中固体颗粒部分的质量( g/cm3)

饱和密度ρsat :土孔隙中充满水时的单位体积质量(g/cm3)

d p p 00γ-=u +'=σσ