土力学与基础工程复习重点

土力学与基础工程复习重点

第一章绪论

（1）地基：支承基础的土体或岩体。

（2）天然地基：未经人工处理就可以满足设计要求的地基。

（3）人工地基：若地基软弱、承载力不能满足设计要求，则需对地基进行加固处理。（4）基础：将结构承受的各重作用传递到地基上的结构组成部分。

第二章土的性质及工程分类

（1）土体的三相体系：土体一般由固相（固体颗粒）、液相（土中水）和气相（气体）三部分组成。

（2）粒度：土粒的大小。

（3）界限粒径：划分粒组的分界尺寸。

（4）颗粒级配：土中所含各粒组的相对量，以土粒总重的百分数表示。

（5）土的颗粒级配曲线。

（6）土中的水和气（p9）

（7）工程中常用不均匀系数u C 和曲率系数c C 来反映土颗粒级配的不均匀程度。

1060d d C u = 60

102

30d d d C c ⨯=）

（

的粒径，称中值粒径。

占总质量小于某粒径的土粒质量—的粒径，称有效粒径；占总质量小于某粒径的土粒质量—的粒径，称限定粒径；占总质量小于某粒径的土粒质量—%30%10%60301060d d d 不均匀系数u C 反映了大小不同粒组的分布情况，曲率系数c C 描述了级配曲线分布整体形态。

工程上对土的级配是否良好可按如下规定判断：

1.对于级配连续的土：5>u C ，级配良好：5

2.对于级配不连续的土，级配曲线上呈台阶状（见图2.5曲线C ），采用单一指标u C 难以全面有效地判断土的级配好坏，同时需满足5>u C 和3~1=c C 两个条件时，才为级配良好，反之则级配不良。

颗粒分析实验：确定土中各个粒组相对含量的方法称为土的颗粒分析实验。对于粒径大于0.075mm 的粗粒土，可用筛分法。对于粒径小于0.075mm 的细粒土，则可用沉降分析法（水分法）。

（7）土的物理性质指标 三个基本实验指标 1.土的天然密度ρ

土单位体积的质量称为土的密度（单位为3

3

//m t cm g 或），即V

m

=

ρ。 （2.10）

2.土的含水量w

土中的水的质量与土粒质量之比（用百分数表示）称为土的含水量， 即%100⨯=

s

w

m m w 。 （2.11） 3.土粒相对密度s d

土的固体颗粒质量与同体积4℃时纯水的质量之比，称为土粒相对密度，即

1

11w s w S s s V m d ρρ

ρ==

（2.12）

反映土单位体积质量（或重力）的指标 1.土的干密度d ρ

土单位体积中固体颗粒部分的质量，称为土的干密度，并以d ρ表示：V

m s

d =ρ。 （2.13） 2.土的饱和密度sat ρ

土孔隙中充满水的单位体积质量，称为土的饱和密度sat ρ， 即V

V m w

V s sat ρρ+=

， （2.14）

式中w ρ为水的密度，近似取3

/1cm g w =ρ

3.土的有效密度（或浮密度）ρ'

在地下水位以下，单位体积中土粒的质量扣除同体积水的质量后，即为单位土体积中土粒的有效质量，称为土的有效密度ρ'，即V

V m w

s s ρρ-='. （2.15） 反映土的空隙特征、含水程度的指标 1.土的孔隙比e

土中空隙体积与土粒体积之比称为土的孔隙比e ，即s

V

V V e =。 （2.16） 2.土的孔隙率n

土中孔隙体积与总体积之比（用百分数表示）称为土的孔隙率，即%100⨯=V

V n V

。（2.17） 3.土的饱和度r S

土中水的体积与孔隙体积之比称为土的饱和度，以百分率计，即%100⨯=V

w

r V V S 。 （2.18） 指标的换算

令1=s V ，w w ρρ=1，则e V e V V +==1,，再由式（2.11）和（2.12）得w s s d m ρ=，

w s w s w w d m wd m ρρ)1(,+==。则：

e w d V m w

s ++=

=

1)1(ρρ w e d V m w s s d +=+==11ρρρ 1)1(1-+=

-=

ρ

ρρρw

s d

w

s w d d e e

e d V V m w

s w V s sat ++=

+=

1)(ρρρ w sat w

w V s W V s w s s V

V V m V V V m V V m ρρρρρρρ-=-+=--=-=

')(

或e

d V V m w s w s s +-=

-=

'1)1(ρρρ e e

V V n V +==1 e wd V m V V S s w V w V w r ===ρ 土的三相组成比例指标换算公式

（9）若将砂土处于最松撒状态的e 称为最大孔隙比m ax e ，砂土处于最紧密状态时的e 称为最小孔隙比m in e 。而当土粒粒径较均匀时，其min max e e -差值较小，而当土粒粒径不均匀时，其差值较大，因此利用砂土的最大最小孔隙比与所处状态的天然孔隙比e 进行比较，能综合反映土粒级配、土粒形状和结构等因素，该指标称为相对密实度r D ，即：

min

max max e e e e D r --=

r D 一般一百分数表示。显然，当0=r D ，即max e e =时，表示砂土处于最疏松状态；1=r D ，

即min e e =时，表示砂土处于最紧密状态。因此，根据r D 值可把砂土的密实度状态分为下列三种：67.01>≥r D 密实 33.067.0>≥r D 中密 033.0>≥r D 松散

（10）界限含水量：黏性土从一种状态转变为另一种状态的分界含水量

（11）黏性土的塑性指数和液性指数 液限与塑限之差定义为塑性指数p I ，即

p L p w w I -= （L w :液限； p w :塑限)

塑性指数习惯上用不带“%”的百分数表示。

I p 越大，表明土的颗粒越细，比比表面积愈大，土的黏粒或亲水矿物（如蒙脱石）含量越

高，土处在可塑状态的含水量变化范围就越大。塑性指数能综合反映土的矿物成分和颗粒大小的影响，因此，塑性指数常作为工程上对黏性土进行分类的依据。 液性指数：天然含水量与分界含水量之间相对关系的指标。即

p

p

p

L p L I w w w w w w I -=

--=

液性指数一般用小数表示。当土的天然含水量w 小于p w 时，L I 小于0，土体处于坚硬状态，当w 大于L w 时，L I 大于1，土体处于流动状态；当w 在p w 和L w 之间时，1~0=L I ，土体处于可塑状态。

（12）黏性土的灵敏度

天然状态下的黏性土，由于地质历史作用常具有一定的结构性。工程上常用灵敏度S t 来衡量黏性土结构性对强度的影响。