土力学复习ppt

力 • ρd＝ρ/(1+w)=1.48 g/㎝3 学
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（五）粘性土的稠度状态
土 力
粘性土最主要的物理状态特征是它的稠度，稠度是指土的 软硬程度或土对外力引起变形或破坏的抵抗能力
粘性土因土中水分在量和质方面的变化而明 显地表现出不同的物理状态,称为稠度状态。
粘性土
较硬 变软
学•
40 18 IL 0.759 wL wp 47 18
w wp
2、查表3-4，1.0>IL>0.75，得土处于软塑状 态。
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土 力 学
3、wL和wp的差值可以反映可塑性的大小，工程上定义为塑 性指数 IP (Plastic index)。大体上表示土的弱结合水含量 定义：
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2、超固结土
3、欠固结土
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OCR>1
OCR<1
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二、 有效应力原理
土 力 学
• （一）有效应力原理的完整表达式
(4 - 10) ′= - [ua + (uw - ua )] 式中 是一个与饱和度有关的 系数 对于饱和土 = 1 式(4 - 10)变为
= ′+ uw
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土的压缩定律
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在压力范围不大时，孔隙比的减小值与压力的增加值成 正比。
每一级荷载下的孔隙比 ei = e0 - (1 + e0 ) 压缩系数 a= e e1 - e2 = p p2 - p1 hi h0
(4 - 1) (4 - 2)
式中a称为压缩系数 单位为MP a-1 判断土的压缩性的标准 低压缩性土 高压缩性土 a1-2 < 0.1MPa-1 a1-2 ≥ 0.5MPa-1 中等压缩性土 0.1MPa-1 ≤ a1-2 < 0.5MPa-1
3、表示土中孔隙含量的指标
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指标之间的换算
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指标之间的换算
土 力 学
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例题
土 力 学
• 某原状土，试验测得＝ 1.67g/cm3，含水量w=12.9%, 土粒密度ρs=2.67。求 e、n、 Sr、ρd。
土 力 学
（一）土的颗粒级配
• 土颗粒的大小通常以粒径表示，以mm为 单位。 • 土颗粒按粒径大小分为若干组别，称为 粒组。 • 土中各粒组的相对含量称为土的颗粒级 配。通常用各粒组占土粒总质量（干土 质量）的百分数表示。
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土 力 学
• 土的不均匀系数Cu
Cu d60 / d10
干密度：土被烘干时的密度，
m mw
水
力 m 学
d ms / V 干容重： d d g
饱和密度：土被饱和时的密度，
ms w Vv sat V 饱和容重： sat sat g
s
固体
Vs
体积
质量
静水下的 有效容重
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浮容重： sat w
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三项基本物理性质试验
土
为了确定三相草图诸量中的三个量，通
力 学
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常进行三个基本的物理性质试验：
土粒密度试验（比重） 土的密度试验 土的含水量试验
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其它常用指标
天然密度
土=0 m
a
天然容重
空气 Va Vv Vw V
g
ms m w m V Vs Vw Va
（ 结合水层） 扩散层（弱结合水层）
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（四）土的三相图
土 力
ma=0 m mw ms
空气 Air
Va
Vv Vw V
水 Water
固体 Solid
Vs
体积
学
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质量
•图中ma=0，在数值上mw=vw •计算分析中可取v =1cm3或vs=1cm3或m =1g
•因此只要知道三个独立的量，就可算出三相图中其它的量。
(2 - 2)
• Cu表示土的不均匀程度。 Cu>5的土称为不均匀土，反之称为均 匀土。 • 土的曲率系数Cc
2 d30 Cc d60 d10
(2 - 3)
• Cc=1~3时，为级配连续； Cc <1或Cc>3时，级配不连续。 • 土的级配不均匀（Cu 5），且级配连续(Cc=1~3 )的土称为级配 良好的土。不能同时满足上述两个条件的土称为级配不良的土。
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（三）饱和土中孔隙水压力和有效应力的计算
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• 静水位条件下的自重应力 • 总应力：单位土柱和水柱的总重量 • 孔隙水压力：净水压强
1 H1 sat H 2 u wH2 -u 1 H 1 sat H 2 - w H 2 1 H 1 H 2 sat - w 1H1 2 H
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建筑地基基础设计规范分类法（GBJ7-89）
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粘性土中 I p 17 称为粉质粘土 10 I p 17 称为粘土
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（七） 土的压缩性
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• 土的压缩性是指土在压力作用下体积缩小的特 性。 • 土体的压缩变形实际上是孔隙压缩、孔隙比变 小所造成的。 • 对于饱和土压缩过程与排水过程一致。
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Sr 50% 50% Sr 80% Sr 80%
稍湿的 很湿的 饱和的
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2、表示土中含水程度的指标
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土的孔隙性：土中孔隙大小、形状分布特征、连通情况与总体积等，
称为土的孔隙性。
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孔隙比e：土中孔隙体积与固体颗粒 体积之比, 为无量纲
ma=0
空气 水
对于干土 = 0 式(4 - 10)变为 = ′+ u
a
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（二）Terzaghi有效应力原理要点
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• 1、饱和土体内任一平面上受到的总应力可分为有效 应力和孔隙水压力两部分，两者之间的关系总满足：
′ u = +
• 2、土的压缩变形和强度变化都只取决于有效应力的 变化。


习惯上采用小数表示液性指数IL 液性指数IL反映土的天然含水量与界限含水 量之间的关系，工程上用来表示土的稠度状 态。对重塑土较为合适。
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土 力
• 例题2-2 从某地基取原状土样，测得土的液限 wL=47%，塑限wp=18%，天然含水量w=40%， 问地基处于什么状态。
• 解 1、求液性指数：
粘土为40~50%。
• 2、塑性界限，相当于土从半固体状态转变为塑性状
态时的含水量，简称塑限 wp 常见值为17~28%。
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土
液性指数： I L
w wp wL wp
wl
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wp
w
IL0 坚硬(半固态) 0<IL0.25 硬塑 0.25 <IL 0.75 可塑 0.75 <IL 1 软塑 IL>1 流塑
《土力学》课程复习2012
土 力 学
• 基本题型
– 简述题 – 求算题
• 计算器、绘图工具（三角尺、量角器）
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土力学
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土力学的基本定义
土 力 学
• 土力学（Soil mechanics） 是研究土的碎散特 性及其受力后的应力、应变、强度、稳定和渗 透等规律的一门学科。 • 土力学以材料力学、弹塑性力学和工程地质学 的理论知识为基础，研究与工程建筑有关的土 的变形和强度特性，并据此计算土体的固结与 稳定，为各项专门工程服务。
• • • •
解： e=[ρs(1+w)/ρ]-1=0.805； n=e/(1+e)×100%=44.6%； Sr=(w×ρs)/(e×ρw) ×100%=42.6%
• ρd＝ρ/(1+w)=1.48 g/㎝3
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(2)求土的物理指标
土
• e=[ρs(1+w)/ρ]-1=0.805； • n=e/(1+e)×100%=44.6%； • Sr=(w×ρs)/(e×ρw) ×100%=42.6%
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（二）土的矿物成分
土 力
原生矿物 石英、长石、云母等 矿物质
固体成分
有机质
次生矿物
学
粘土矿物 高岭石、伊利石、蒙脱石
无定形倍半氧化物胶体
可溶盐
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粘土矿物的类型
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• （1）高岭石 颗粒较粗，不容易吸水膨胀，失水收缩 • （2）蒙脱石 颗粒细微，很容易吸水膨胀，失水收缩 • （3）伊利石（水云母）连接强度弱于高岭石，高于蒙 脱石，其特征也介于两者之间
学
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流动
含水量
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强结合水
土颗粒
强结合水 弱结合水 强结合水 弱结合水
土
示意图
土颗粒 土颗粒 自由水
稠度状态 土中水的形态
固态或半固态 强结合水
可塑状态
弱结合水
流动状态 自由水
力 含水量
稠度界限
w
塑限wp 液限wL
学