土力学课件(清华大学).

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(清华大学土力学1)PPT课件-第四章-土的压缩性与地基沉降计算

(清华大学土力学1)PPT课件-第四章-土的压缩性与地基沉降计算

§4.2 土的压缩性测试方法
室内试验
• 侧限压缩试验 • 三轴压缩试验 • 其他特殊试验
现场试验
• 荷载试验 • 旁压试验
一维问题 三轴应力状态
土的变形特性测定方法
§4.2 土的压缩性测试方法
常用试验类型
类型
固结 排水
施加 3
固结
固结 不排水
固结
不固结 不排水
不固结
施加 1-3 排水
不排水
不排水
压缩曲线上
过D点作斜率为Ce的直线DB,
DB为原位再压缩曲线
以0.42e0在压缩曲线上确定C
点,BC为原位初始压缩曲线
DBC即为所求的原位再压缩和
压缩曲线
超固结土原位再压缩曲线的推求
§4.3 一维压缩性及其指标
- p(或)曲线 e – p(或)曲线 e – lgp(或lg)曲线
由侧限压缩试 验整理得到的 三条常用曲线
d
d
客观存在的,无法直接得到
超固结土: 水位上升
土层剥蚀
引起卸载, 使土处于
冰川融化 回弹状态
f
p(lg)
原状土的原位再压缩曲线: 客观存在的,无法直接得到
原位压缩及原位再压缩曲线
§4.3 一维压缩性及其指标
基本假定: 取样后不回弹,即土样取出后孔隙比保持不 变,(e0,s)点位于原状土初始压缩或再压缩 曲线上 压缩指数Cc和回弹指数Ce为常数 试验曲线上的0.42e0点不受到扰动影响,未 受扰动的原位初始压缩曲线也应相交于该点
1 3
1
1
Et
Ei
p e
1
固结排水试验
§4.2 土的压缩性测试方法
固结容器:
环刀、护环、导环、透水 石、加压上盖和量表架等

土力学课件清华大学.ppt

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二. 地基中常见的应力状态 4.侧限应力状态——一维问题
▪应变条件
y x 0;
xy yz zx 0
▪应力条件
xy yz zx 0;
x y;
x
x E
E
y z
0;
x y 1 z K0z;
▪独立变量 z , z F(z)
K0:侧压力系数
ij =
0 x 0xy 0xz 0yx 0 y 0yz
第三章
土体中的应力计算
§3 土体中的应力计算
地基中的应力状态 应力应变关系 土力学中应力符号的规定
强度问题 变形问题
应力状态及应力应变关系
自重应力 附加应力
建筑物修建以前,地基 中由土体本身的有效重 量所产生的应力。
基底压力计算 有效应力原理
建筑物修建以后,建筑物 重量等外荷载在地基中引 起的应力,所谓的“附加” 是指在原来自重应力基础 上增加的压力。
§3 土体中的应力计算 §3.1 应力状态及应力应变关系
三. 土的应力-应变关系的假定 1、室内测定方法及一般规律 (1)常规三轴试验 a) 固结排水试验
应力应变关系-以某种粘土为例
•与围压有关
•非线性
•剪胀性
v
§3 土体中的应力计算 §3.1 应力状态及应力应变关系
三. 土的应力-应变关系的假定 1、室内测定方法及一般规律 (1)常规三轴试验 a) 固结排水试验
应力应变关系-以某种粘土为例
u
§3 土体中的应力计算 §3.1 应力状态及应力应变关系
三. 土的应力-应变关系的假定 1、室内测定方法及一般规律 (1)常规三轴试验 a) 固结排水试验
施加围压,排水阀门始终打开, 充分固结
施加(1 -)时,排水阀门始终 打开,速度慢足以使孔压消散

土力学课件(清华大学)_第1章

土力学课件(清华大学)_第1章

粒径级配曲线和指标的应用
§1.2 土的三相组成 – 固体颗粒
原生矿物 - 石英、长石、云母等
矿物质
固体成分 有机质
无定形氧化物胶体
次生矿物
可溶盐
粘土矿物
具有和原生矿物很不相同的特性 对粘土性质的影响很大
固体颗粒 - 矿物成分
§1.2 土的三相组成 – 固体颗粒
粘土矿物是一种复合的铝-硅盐晶体,颗粒呈片状,是由硅 片和铝片构成的晶包所组叠而成,可分成高岭石、伊利石和 蒙特石三种类型。

上升高度
T
2T cos hc r
毛细升高与孔径成反比
hc
2r
粘土 粉土 砂土 砾石
土中毛细水上升高度
§1.2 土的三相组成 – 土中水
T
毛细管中的 负静水压力
T
张力T
T
uc= -hcw hc 2r
uc
水压
2πrTcosα+ucπr2 = 0
+

则毛细压力:
uc hc
§1.2 土的三相组成 – 土中水
自由水:不受颗粒电场引 力作用的孔隙水
- 毛细水:由于土体孔隙的毛细作 用升至自由水面以上的水。毛细 水承受表面张力和重力的作用。 - 重力水:自由水面以下的孔隙自 由水,在重力作用下可在土中自 由流动。
毛细水
hc
重力水
土中水 – 自由水
§1.2 土的三相组成 – 土中水
§1.2 土的三相组成 – 土中气
自由气体:与大气连通的气体对土的性
质影响不大
封闭气体:被土颗粒和水封闭的气体
其体积与压力有关。会增加土的弹性; 阻塞渗流通道,降低渗透性
溶解在水中的气体 吸附于土颗粒表面的气体

土力学课件清华大学-5土压力与边坡稳定

土力学课件清华大学-5土压力与边坡稳定
●主动土压力分布 ●总主动土压力 ●总主动土压力作用点 (2)被动土压力 ●被动土压力计算公式
5 土压力与边坡稳定
pp zKp
Kp
1 sin 1 sin
tan 2
π 4
2
●被动土压力分布
●总被动土压力
●总被动土压力作用点ຫໍສະໝຸດ 9土力学与地基基础
5 土压力与边坡稳定
5.3.2 粘性土的土压力
(1)主动土压力 ●主动土压力计算公式
41
土力学与地基基础
(3)边坡失稳分类
5 土压力与边坡稳定
●旋转型(rotational)滑坡 ★圆弧(circular)滑裂面 ★非圆弧(non-circular)滑裂面
●平面型(plane)滑坡 ●复合型(compound)滑坡
42
土力学与地基基础
5.7.3 土坡稳定分析圆弧法 (1)基本原理
5 土压力与边坡稳定
Ea
H
HKa
25
土力学与地基基础
5 土压力与边坡稳定
例:某挡土墙如图示,求墙背主动土压力分 布,绘图于墙背上。
3m 2m
A
γ1 =19.0kN/m3
B
1=30°c1 =20kPa
γ2 =21.0kN/m3
C
2=34°c2 =15kPa
γ3 =20.0kN/m3
4m
3=38°c3 =0
5 土压力与边坡稳定
(2)计算公式 作用于墙背的侧向压力即静止土压力强度为
p0 zK0
(5-1)
式中, K0 为静止土压力系数,即侧压力系数,无因次,一 般小于1.0,不同的土按表可查。
K0 1
式中, 为泊松(Possion)比,或按经验公式计算,如

土力学(清华大学)

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小于某粒径之土质量百分数P(%) 10 5.0 1.0 0.5 0.10 0.05 0.01 0.005 0.001
孔径
10 5.0 2.0 1.0 0.5 0.25 0.1 (0.075)
200g筛土余 P
0
100
10
95
16
87 筛 18 78 分 24 66 法
22 55 38 36 72
水分法
土的形成与风化作用
§1.1土的形成
残积土
无搬运
运积土
有搬运
风化母所岩形表成层的经土风颗化粒作,用受破自碎然成力的 作用岩搬屑运或到细远小近颗不粒同后的,地未点经所搬沉积 的堆运积残物留在原地的堆积物
• 坡积土:土粒粗细不同,性质不均
• 洪积土残:积有分土选性,近•粗颗远粒细表面粗糙
• 冲积土强:风浑圆化度分选性•明多显棱,土角层交迭
Cc = d302 / (d60 ×d10 )
度量, Cc=1~3时为连续级 配, >3或<1为不连续级配
土的粒径级配累积曲线
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10 0
d60 d50 d30
d10
粒径(mm)
固体颗粒 – 级配曲线
§1.2 土的三相组成 – 固体颗粒
小于某粒径之土质量百分数(%) 10 5.0 1.0 0.5 0.10 0.05 0.01 0.005 0.001
第一章:土的物理性质与工程分类
Physical Conditions and Engineering Behavior of a Soil Mass
本章提要
• 对土的特点进行详细解释 • 对土的组成和和状态进行定量描述

土力学课件(清华大学)

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SPT用测得的标准贯入垂击数N,判定砂土的 密实度或粘性土的密度,确定地基和单桩的承
载力;还可评定砂土的震动液化势。标准贯 入试验适用于砂性土与粘性土。
第十二页,共102页。
地基4勘触探 探 动力触探和静力触探
(1) 动力触探
管状探头 标准贯入试验SPT, 63.5 kg, 76cm距,贯入深度
30cm的击数, N 63.5
(1) 动力触探Dynamic Penetration
管状探头 标准贯入试验SPT, 63.5 kg, 76cm距, 贯入深度30cm的击数, N 63.5
锥状探头
轻型10 kg, 50cm落距,贯入深度30cm
中型 28kg 重型 63.5kg 碎石,砾石地层
特重型 120kg
第九页,共102页。
• 单桥探头 端部Ps=Q/A 比贯入阻力
双桥探头 端部和侧壁
• 土的密实度
• 压缩性
• 强度
• 桩和地基的承载力
电缆 传感器
传感器 传感器
单桥探头
第十五页,共102页。
双桥探头
地基勘探
示意图
静力触探是可以迅速、连续的反映土质变化 划分土层, 承载力、 压缩性、不排水抗剪强度、砂土密实度等 静力触探适用于粘性土和砂类土
第十六页,共102页。
地基勘探
5 现场试验 In situ testing
十字板 Vane Shear-饱和软粘土 载荷板试验Loading Plate-深浅均可 旁压仪 Pressuremeter -较深地基
第十七页,共102页。
地基勘探
十字板
F
F Mmax=F×D
f
Mmax D2 D
H
2. 极限承载力pu

土力学课件清华大学绪论工管

土力学课件清华大学绪论工管

土力学与地基基础
0 绪论
0.1.2 地基和基础 (1)建筑物组成:上部结构、基础和地基,是一整体
上部结构 基础
(a)水闸
(b)柱子
地基
土力学与地基基础
0 绪论
阿联酋迪拜全 球最高的“哈 利法塔 -迪拜 大厦”,162层, 高818m。
土力学与地基基础
0 绪论
918米长的马格德堡水桥位于德国柏林附近的马格德堡,历时6 年,花费5亿欧元建成。确切说它是一座跨越易北河的渠道桥,
0.2.2 国内外工程事故示例
0.2.2.1 变形
Ref:《建筑地基基础设计规范GB50007-2011》
地基变形特征: ●沉降量
●沉降差
●倾斜
●局部倾斜
0 绪论
土力学与地基基础
(1)倾斜
比萨斜塔
0 绪论
8层55m 直径16m 偏离中心5.27m 倾斜5.5度 修建时间: 1173~1370
●高耸结构 ●地基持力层为 粉砂、下面为粉 土和粘性土;粘 土由南向北变薄
(2)适用范围:砂土、一般粘性土
土力学与地基基础
1.5.4.2 动水力(渗透力)
(1)土颗粒对水流的阻力 F whA
(2)总渗透力为渗透水流
作用在土颗粒上的力,大 小为
J F whA
(3)渗流作用于土骨架单位
体积上的力(单位体积 渗流
力GD、j)为
●大小:
j
J V

whA
●地基的下卧层:持 力层下受荷载影响较 小的土层。
基础
基础底面
附加应力分布 地基持力层 影响深度 地基
地基下卧层 附加应力大小
●天然地基和人工地基
土力学与地基基础

土力学课件(清华大学)土力学绪论

土力学课件(清华大学)土力学绪论


什么是土?

土及土力学有哪些特点? 为什么要学习土力学? 土力学包括哪些内容? 如何学好土力学?
一般固体: 液体: 土体(散粒体):
可保持固定的形状
不具有特定的形状
具有一定但不固 定的形状
土体的特点
碎散性
岩石风化或破 碎的产物,是 非连续体
• 受力以后易变形,强度低 • 体积变化主要是孔隙变化 • 剪切变形主要由颗粒相对 位移引起
连续墙并对塔周围与塔基进行钻 孔注浆和打设树根桩加固塔身。
1986年:开工 1990年:人工岛完成 1994年:机场运营 面积:4370m×1250m
填筑量:180×106m3
平均厚度:33m
世界最大的人工岛
日本 关西机场
关西机场
问题:沉降大且不均匀
• 设计沉降:5.7-7.5 m
• 完成时(1990年)实际沉降: 8.1 m,5cm/月 • 预测主固结需:20年 • 比设计多超填:3m
可归结为与土有关的 渗透问题
案例总结(三)
土工结构物或地基
强度问题 变形问题 渗透问题

强度特性 变形特性 渗透特性
土力学可以解决工程实践问题,这正是土力学存 在的价值以及我们学习土力学的目的。
学习土力学的目的
课程绪论:土力学及其特点

什么是土?

土及土力学有哪些特点? 为什么要学习土力学? 土力学包括哪些内容? 如何学好土力学?
土壤在自然界的位置
土壤带 腐殖质层 淀积层 母质层
土壤有非常复杂的形成过程,并具有独特 的层状构造。土壤剖面一般包含枯枝落叶 层、腐殖质层、淀积层和母质层四个基本 层次。 传统岩土工程的范畴 风化、搬运、沉积 土壤 地质大循环:岩石 地质成岩作用 生物小循环: 生物活动所造成的土壤 有机质的循环

土力学课件(清华大学)-第10章:特殊土地基

土力学课件(清华大学)-第10章:特殊土地基

❖ 溶盐溶解假设:黄土中存在大量可溶水溶性盐,土中水 分减少,溶于水中的盐集中到粗颗粒表面聚合起来,可溶 盐逐渐浓缩沉淀成为胶结物,形成以粗颗粒为主体骨架的 多孔性构造。在天然状态下,胶结物的粘聚和结晶作用, 其骨架被牢固地粘结,使黄土地基具有较高的强度。当受 水浸入,易溶盐溶解,胶结作用消失,骨架强度降低,土 体结构破坏产生湿陷; ❖ 结构学说:黄土是由粗粉粒为主体骨架的多孔质结构, 粗粒间分布有大的空隙及胶凝物质,其连接是在干旱或半 干旱条件下形成的,在水的作用下该体系受到损害,使整 个结构发生破坏,引起湿陷。
• 对结构破坏的敏感性:软土的灵敏度较高,受挠动后土结 构受破坏,土的强度有明显的下降。 •流变性:软土在剪应力作用下发生缓慢而长期的剪切变形 (不同于排水固结),对地基沉降有较大影响,对斜坡、 堤岸、码头等地基稳定不利。
软土地基的承载力、沉降和稳定性计算 • 软土地基承载力
软土地区浅基础的地基承载力受变形控制,要综合考 虑地基土、基础和上部结构的相互作用,理论与地区经验 相结合确定地基承载力。 根据极限承载力理论公式确定
湿陷性黄土地基的评价
评价黄土的湿陷性主要根据从以下三个方面进行:
黄土在一定的压力作用下是否具有湿陷性;
❖ 湿陷类型(自重湿陷或非自重湿陷);
判断黄土地基的湿陷程度(强弱)。
• 湿陷系数δs
湿陷系数δs利用室内压缩试验得到。在压缩仪中将原
状土样逐级加压的规定的压力pi,待变形稳定后测得试样
高度hp,然后加水浸湿,测得下沉稳定后的高度hp’,按下
δs
0.015
ps
p
h
❖ 湿陷类型的划分 计算自重湿陷量Δzs
建筑场地的湿陷类型,按自重湿陷量判断。现场实测 自重湿陷量可利用试坑浸水试验得到。试坑边长不小于 10m,并大于湿陷土层的厚度。该方法比较符合实际,但 实际上限于现场条件(如水源,工期等)而较难于实施, 在一般建筑物中可按计算自重湿陷量进行划分湿陷类型。

土力学课件(清华大学)-5土压力与边坡稳定(工管)改

土力学课件(清华大学)-5土压力与边坡稳定(工管)改

有限元法
利用数值模拟技术,对边坡的应力、应变和 位移进行计算,预测边坡的稳定性。
地质工程评价法
结合地质勘察资料和工程实践经验,对边坡 的稳定性进行定性评价。
边坡加固措施
截排水措施
设置排水沟、截水沟等,防止地表水 、地下水冲刷和侵蚀边坡。
支挡结构
采用挡土墙、抗滑桩等支挡结构,增 加边坡的抗滑力,提高稳定性。
锚固措施
利用锚杆、锚索等对边坡进行锚固, 提高岩土体的整体性和稳定性。
减载反压措施
通过卸载边坡部分岩土体或在其下方 堆放反压材料,降低滑动力,增加稳 定性。
03 土压力题
隧道开挖中的土压力问题
在隧道施工过程中,土压力的大小和分布对隧道稳定性和安全性至关重要。需 要采取措施控制土压力,确保隧道施工安全。
地下水
地下水活动可能导致岩土体软 化、滑移,降低边坡稳定性。
地震作用
地震产生的震动可能导致边坡 失稳,发生滑坡、崩塌等地质 灾害。
人类工程活动
不合理的开挖、填筑等工程活 动可能破坏边坡原有的平衡状
态。
边坡稳定性评价方法
极限平衡法
通过分析岩土体的极限状态,评估边坡的稳 定性。
可靠度分析法
基于概率论和数理统计方法,对边坡的稳定 性进行可靠性评估。
某隧道施工中的土压力控制
总结词:隧道开挖方法 总结词:实时监测 总结词:应急预案
详细描述:根据隧道施工方法和开挖断面形式,选择合 适的土压力控制措施,如注浆、排水、地层改良等。
详细描述:在隧道施工过程中,对围岩应力、位移和支 护结构进行实时监测,及时反馈土压力变化情况,调整 施工参数。
详细描述:制定土压力控制应急预案,包括险情预警、 抢险救援和安全撤离等方面的措施,确保施工安全。

土力学课件(清华大学) 第五章 土的抗剪强度

土力学课件(清华大学) 第五章 土的抗剪强度
二、工程中土体的破坏类型 2. 各种类型的滑坡
滑裂面
边坡
§5 土的抗剪强度 §5.1 土体破坏与土的强度理论
二、工程中土体的破坏类型
3. 地基的破坏
粘土地基上的某谷仓地基破坏
§5 土的抗剪强度 §5.1 土体破坏与土的强度理论
二、工程中土体的破坏类型
3. 地基的破坏 日本新泻1964年地震引起大面积液化
5530 高程(m)
2000年西藏易贡巨型滑坡
立面示意图
坡高 堆积体宽 总方量
3330 m 约2500m 约3亿方
4000
2200 0
2000
4000 滑距(m)
6000
8000
§5 土的抗剪强度 §5.1 土体破坏与土的强度理论
二、工程中土体的破坏类型 2. 各种类型的滑坡
2000年西藏易贡巨型滑坡
4. 莫尔—库仑强度理论 莫尔-库仑强度理论表达式-极限平衡条件
1 f
3tg
2
45
2
2c
tg
45
2
3f
1tg
2
45
2
2c
tg
45
2
1 3
2
f c tan
c
O
3
c ctg 1 3
2
1f
§5 土的抗剪强度 §5.1 土体破坏与土的强度理论
四、摩尔-库仑强度理论
5. 破坏判断方法
土的抗剪强度
S tg:
T
摩擦强度-正比于压力
c:
粘聚强度-与所受压力无关
一般应力状态如何判断是否破坏?
借助于莫尔圆
§5 土的抗剪强度 §5.1 土体破坏与土的强度理论
四、摩尔-库仑强度理论

土力学(清华大学)7PPT课件

土力学(清华大学)7PPT课件

-
18
第1节 概述
江岸崩塌滑坡-渗流
-
19
第1节 概述
三峡库区滑坡问题-蓄水造成的滑坡
2001年,重庆市云阳县发生两次大型滑坡,其中武隆边坡失稳 造成79人死亡。国务院拨款40亿元用于三峡库区地质灾害治理
-
20
第1节 概述
漫湾滑坡
1989年1月8日 坡高103m。流纹岩中有强风化的密集 节理,包括一小型不连续面。事故导致电站厂房比计 划推迟一年,修复时安装了大量预应力锚索。
-
21
第1节 概述
坝体内浸润线太高
-
22
第1节 概述
西藏易贡巨型滑坡
楔形槽
-
23
第1节 概述
西藏易贡巨型滑坡
时间:2000年4月9日 规模:坡高3330 m, 堆积体2500m、宽约
2500m,总方量=280-300×106 m3 天然坝:坝高=290 m, 库容=1534 ×106 m3 地质:风化残积土。 险情:湖水以每日0.5 m速度上升。
(3) 抗滑力:R N tg V c o s tg
(4) 安全系数: F sT'R Jsa 'tcso is n tgsa 't ttg g
-
39
第2节 无粘性土土坡
二. 有沿坡渗流情况
3. 讨 论
Fs ' tg sat tg
JW R
N
• sa t 0 .5 与无渗流比较, Fs减小近一倍
2340m
滑距(m)
8000
27
第1节 概述
滑坡堰塞湖—易贡湖
-
28
第1节 概述
湖水每天上涨50cm!
-

清华大学版土力学课件ppt

清华大学版土力学课件ppt
1)土的密度、重度 2)土粒的比重 3)土的饱和度 4)土的含水量 5)土的孔隙比和空隙率
为深入学习习近平新时代中国特色社 会主义 思想和 党的十 九大精 神,贯彻 全国教 育大会 精神, 充分发 挥中小 学图书 室育人 功能
土的结构与构造
(1)单粒结构;(2)蜂窝结构;(3)絮 状结构
量为各层沉降量之和:
SSi
为深入学习习近平新时代中国特色社 会主义 思想和 党的十 九大精 神,贯彻 全国教 育大会 精神, 充分发 挥中小 学图书 室育人 功能
计算步骤
(a)计算原地基中自重应力分布 (b)基底附加压力p0 (c)确定地基中附加应力分布
地面
(d)确定计算深度zn
自重应力
(e)地基分层Hi
为深入学习习近平新时代中国特色社 会主义 思想和 党的十 九大精 神,贯彻 全国教 育大会 精神, 充分发 挥中小 学图书 室育人 功能
土的工程特性
(1)压缩性高; (2)强度低; (3) 透水性大
为深入学习习近平新时代中国特色社 会主义 思想和 党的十 九大精 神,贯彻 全国教 育大会 精神, 充分发 挥中小 学图书 室育人 功能
孔压系数
土体在不排水和不排气条件下,由外荷载 引起的孔隙压力增量与应力增最的比值。
为深入学习习近平新时代中国特色社 会主义 思想和 党的十 九大精 神,贯彻 全国教 育大会 精神, 充分发 挥中小 学图书 室育人 功能
固结过程孔压系数的变化
外荷载 附加应力σz
土骨架:有效应力
孔隙水:孔隙水压力
为深入学习习近平新时代中国特色社 会主义 思想和 党的十 九大精 神,贯彻 全国教 育大会 精神, 充分发 挥中小 学图书 室育人 功能
土的抗剪强度
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