土力学与基础工程学习报告

土力学与基础工程

学习报告

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学生姓名指导教师

学院专业名称

班级学号

2013年6月10日

通过一学期对土力学与地基基础工程的学习，了解到土力学这门课程中主要是研究土体的变形、强度和渗透特性等内容。土力学具有两方面特征。首先，作为一门力学课程，主要是利用力学的基本原理去解决问题。比如理论力学、材料力学、弹性力学等内容。第二，土力学作为研究土体的一门专门的力学，所研究的问题具有鲜明的土的特征。从土体本身的特性，如散碎性、三相体系、自然变异性推导其出力学特性：变形特性、强度特性以及渗透特性。研究方法是将连续介质力学的基本知识和描述碎散体特性的理论（压缩性、渗透性、粒间接触、强度特性）结合起来，研究土的变形、强度和渗透特性以及与此有关的工程问题。首先第一章土的物理性质及工程分类

这章讲述的是土的生成和组成、土的物理性质指标、黏性土的物理性质和土的压实性及土的工程分类。

土的成因类型

建筑工程中遇到的地基土，多数属于第四纪沉积物;它是原岩受到风化作用，经剥蚀、搬运、沉积而未结硬的松散沉积物。按其成因类型分为：残积土、坡积土、冲积土、淤积土、冰积土和风积土等。

1.残积土残积土是岩石经物理风化而残留于原地的碎屑堆积物。其成分与母岩相关，由于未经搬运，碎屑物呈棱角状，不均匀，无层理，具有较大的孔隙。

2.坡积土风化碎屑物由水流沿斜坡搬运，或由本身重力作用在斜坡上或坡脚处堆积而成。坡积土颗粒分选性差，层理不明显，厚度变化较大，在陡坡上较薄，坡脚地段较厚。由于坡积土堆积于倾斜的山坡上，容易沿基岩面发生滑动;为不良地质条件。

3.冲积土分洪积和冲积两类。由于暴雨或融雪等暂时性洪流，把山区或高地堆积的风化碎屑物携带到山谷冲沟出口处或山前平原堆积而成的为洪积土。这类土的主要特征是颗粒具有一定的分选性;在洪积扇顶部颗粒较粗，而边缘处颗粒较细。由于历次洪水能量不尽相同，因此洪积物常具有不规则的交错状层理，透镜体和夹层。一般离山前较近的洪积土具有较高的强度，常为较好的地基;离山前较远的地段，颗粒较细，成分均匀，厚度较大，地下水埋藏较深，通常也是较好的地基。但在上述两部分之间地区，常因地下水溢出地面而形成沼泽地带，是不良的建筑地基。

河流流水冲刷两岸基岩及其上的覆盖物，经搬运沉积在河流坡降平缓地带而形成的为冲积土。冲积土的主要特征，在河流上游颗粒较粗，向下逐渐变细，分选性和磨圆度较好，具有明显的层理构造。冲积土又可分为山区河流冲积土、平原河流冲积土和三角洲冲积土等类型。

山区河谷两岸陡峭、河流流速很大，故沉积物颗粒较粗，大多为砂粒所充填的卵石、圆砾等。河谷宽阔处有河漫滩冲积物，多为含教土的砾石层，有倾斜层理，厚度不大。土的透水性大，压缩性小，是良好的建筑物地基。

平原河床两侧|建设工程教育网|是宽广的河漫滩。河流受地壳运动而变化时，形成平台状河流阶地。河床沉积物特征大多为中密的砂砾，压缩性较低，承载力较高。河漫滩沉积物下层常为砂、卵石层与河床沉积物相连，上层为河流泛滥的沉积物，颗粒较细并夹有局部淤泥、泥炭等软弱土层，地下水埋藏浅，压缩性大承载力低，是不良的建筑地基。河流阶地沉积物是河床沉积物和河漫滩沉积物上升演变而来，由于经过干燥作用，土的强度一般较高。

在河流入湖或入海口，携带的大量细小颗粒沉积下来，形成面积广而厚度很大的三角洲沉积土，在三角洲地带，地下水位很高，水系密布，沉积土由含水量

较大的软黏性土所组成，呈饱和状态，压缩性高，承载力低，作为建筑物地基时应慎重对待。

4.淤积土在静水或缓慢的流水环境下沉积，并伴有生物化学作用而成的。如海相、湖泊相、沼泽相沉积的土。土的颗粒以粉粒和教粒为主，且含有一定数量的有机质或盐类;土质松软，含水量高，有时为淤泥质结性土、粉土与粉砂互层，具有清晰的薄层理。沼泽土主要含有半腐烂的植物残余体(泥炭)组成，含|建设工程教育网|水量极高(可超过百分之百)，压缩性高且不均匀。因此，永久性建筑物不宜以泥炭层作为地基。

5.冰积土和风积土由冰川搬运堆积而成的土称为冰积土。这类土的颗粒以巨大块石、碎石、砂、粉土、教性土混合组成，分选性极差，无层理。

风积土是在干旱气候条件下，碎屑物被风吹扬，降落堆积而成。颗粒以粉粒为主，土质均匀、孔隙大，结构松散。

第二章土的渗透性与渗流

讲述了土的渗透性与渗流的基本概念及达西定律、土的渗透系数、有效应力原理、渗透力和渗透稳定性二维渗流与流网简介。

土是一种由碎散矿物颗粒组成，并具有连续孔隙的多孔介质。水是土的三相组成部分之一。当土中孔隙完全被水饱和时，由于水所处位置的不同，存在能量的差异，水就从高位向低位流动。水通过土中连续孔隙流动称为渗流。土被水渗流通过的性能称为渗透性。水在土孔隙中渗流，水与土相互作用，必然导致土体中应力状态的改变、变形和强度特性的变化，甚至出现水体的渗漏和土的渗流变形等，从而影响建筑地基的变形与稳定

达西渗透定律

水在土中渗流，只要存在一定的水力梯度，水就沿着渗透路径以一定的流速流动，或产生一定的渗流量。在不同性质的土中，水的流速或流量的大小差别很大，这是因为各类土的颗粒大小、外形及其孔隙的形态十分复杂，对水流的阻力大小差异甚大的缘故。因此，土中的渗透流速、渗流量和水力梯度与土性质的相互关系是研究土中渗流最基本的问题，也是工程上有实用意义的问题。由于水流通过曲折连通孔隙中流动，在孔隙中真实的渗透路径

和真实的水流速度是难以度量的，然而水流通过孔隙流过的流量却是可度量的。据此，达西于1856年用图32—3的试验装置，在稳定流和层流条件下，用粗颗粒土进行了大量的渗透试验，测定水流通过土试样单位截面积的渗流量，获得了渗流量与水力梯度的关系，从而得到渗流速度与水力梯度和土的渗透性质的基本规律，即渗流的基本规律—达西渗透定律。

试验装置主要包括一个竖立的开口圆筒，筒底部为碎石，上覆多孔滤板，粗颗粒土试样置于滤板之上，断面积为A，长度为L，两测压管分别置于试样的两端部1和2过水断面处。水从上部进水管a注入筒内，并装有溢流装置，保持上部水位稳定不变；下部装有泄水管d及阀门和量水容器。

第三章土的应力和地基沉降量计算

讲述了土的自重应力计算基地压力计算、土的附加应力计算、土的压缩性、地基最终沉降量计算及地基变形和时间的关系。

土的自重应力：土的自重应力一般是指土的自身有效重力在土体中引起的应力。地面以下深度z处的土体因自身重量产生的应力可取该水平截面上单位面积的土柱体的重力，对于均匀土自重应力与深度成正比，对于成层土可通过各层土的自重应力求和得到。若土层位于地下水位以下，则应以地下水位面作为分层界