土力学与基础工程知识总结(精心整理)

昆明理工大学

土力学与基础工程

学习报告

学生姓名指导教师秦昆珍

学院建筑工程学院专业名称工程力学

班级工力151 学号

2018年6月11日

工管、工力2015级土力学与基础工程

一、学习报告任务书

二、学习报告目的与任务

通过学习报告总结《土力学与基础工程》所学知识，作为教学计划中考核的方式，是重要的教学环节，它为检查学生学习掌握本课程专业知识起着重要作用；并为在今后的工程实践中，正确使用规范、适应规范标准的发展，打下基础。

二、学习报告的基本要求

1、学习报告的格式

学习报告一律用A4纸打印，正文字体为宋体，小四号。

2、学习报告内容（5500--8000字）

（1）、《土力学与基础工程》综述；（土力学与基础工程的基本知识、基本理论和基本方法，相关现行规范的内容以及地基处理等内容）

（2）、结合本专业课学习的体会、感兴趣的题材，进行总结。

3、完成时间

2018年6月11日

《土力学与基础工程》综述

0绪论

土是岩石经过物理、化学、生物等风化作用的产物，是矿物颗粒组成的集合体，多数情况下是由固体颗粒、水和空气组成的三相体。土力学是运用力学知识和土工测试技术，研究土的物理、力学性质，以及土的变形及其强度变化规律的一门学科。

“土”是一个广义词，它包括岩石、碎石、砂及细粒土。研究岩石力学特性的学科称为岩石力学，土力学和岩石力学统称为岩土力学。随着生产和科学技术的发展，又开辟了许多土力学的分支，如理论土力学、计算土力学、实验土力学、应用土力学、环境土力学、海洋土力学、冻土力学、黄土力学、土动力学等。

1土的物理性质及工程分类

土的生成与特性：

地球表面的整体岩石在阳光、大气、水和生物等因素影响下发生风化作用，使岩石崩解、破碎，经流水、风、冰川等动力作用，形成形状各异、大小不一的颗粒。这些颗粒受各种自然力作用，在各种不同的自然环境下堆积起来，就形成了土。因此，通常说土是岩石风化的产物。堆积下来的土，在很长的地质年代中发生复杂的物理化学变化，逐渐压密、岩化，最终又会形成岩石，这就是沉积岩。这种长期的地质过程称为沉积过程。因此，在自然界中，岩石不断风化破碎形成土，而土又不断压密、岩化而变成岩石。这一循环过程永无休止地重复进行。

风化作用的类型:物理风化、化学风化、生物风化。

土的生成类型：（１）残积土；（２）搬运土：①坡积土；②风积土；③冲积土；④洪积土；⑤湖泊沼泽沉积土；⑥海相沉积土；⑦冰积土；

土具有三个重要特点：ａ．散体性；ｂ．多相性；ｃ．自然变异性。

土的矿物成：（１）原生矿物；（２）次生矿物:高岭石、伊利石和蒙脱。（３）有机质

土中的水：（１）结合水（吸附水）；（２）自由水：①重力水、②毛细水。

土中气体：

土中的气体存在于土孔隙中未被水所占据的部位。在粗粒的沉积物中常见到与大气相连通的气体，它对土的力学性质影响不大。在细粒土中则常存在与大气隔绝的封闭气泡，使土在外力作用下的弹性变形增加，透水性减小。对于淤泥和泥炭等有机质土，由于微生物（细菌）的分解作用，在土中蓄积了某种可燃气体（如硫化氢、甲烷等），使土层在自重作用下长期得不到压密，形成高压缩性土层。

土的结构：（１）单粒结构；（２）蜂窝结构；（３）絮状结构；

土的物理性指标：

（１）土的密度ρ；（２）土粒相对密度;（３）土的含水量ｗ；

按土的工程分类标准分类：１）巨粒类土；２）粗粒类土；３）细粒类土2土的渗透性与渗流

达西定律：１８５６年，法国学者达西（Ｄａｒｃｙ）根据砂土渗透试验，发表了水在饱和砂土中的流动方程式，

ℎ

式中ｖ———断面平均渗透速度，即单位时间内通过与渗流方向成直角的单位截面积的水量，为方便起见，以后称之为渗透速度，m/s；

Ｌ———渗流长度，即渗径,ｍ；

ｋ———土的渗透系数，m/s或cm/s。

流网：１）流网特征：构成流网的两簇曲线：一簇为流线，在稳定渗流场中，表示水质点的运动路线；另一簇为等势线，是稳定渗流场中势能或测管水头的等值线，即在同一等势线上不同点处的测管水头值都相等。

对于各向同性的均质土，应满足下列基本条件：①流线与等势线相互正交；

②流线与等势线构成的流网单元为正方形或曲边正方形；③必须满足流场的边界条件，以保证解的唯一性。

流网绘制：绘制流网时，不可能一次完成，需要多次试画。绘制时应满足基本条件并遵守基本规则，同时还应注意边界条件。

渗透力：水在土体中流动时将会引起水头的损失，而这种损失是由于水在土体孔隙中流动时，对土颗粒有推动、摩擦和拖曳作用，它们综合形成的作用于土骨架的力，称为渗透力。

单位体积土体上的渗透力为：

′′土体体积

渗透稳定性：土由于渗流作用而发生的破坏，称为土的渗透破坏，其表现形式有流土和管涌两种：１）流土；２）管涌

3土中应力和地基沉降量计算

土中应力：土在自身重力、建筑物及其他因素作用下，在土体产生的应力。

计算土中应力的方法:弹性理论公式。即把土均匀的、连续的、各向同性的半无限空间线性弹性体。

成层土中自重应力计算：

当深度z由多层土组成时，个层土的厚度和自重分别为ℎ，ℎ，…，ℎ和，，…，，则深度Z处的竖向自重应力为

ℎℎℎℎ

式中

——天然地面下任意深度z处的竖向自重应力，KPa

n——深度z范围内的土层数

ℎ——第i层土的厚度，m

——第i层土的天然自重密度

土的水平自重应力：

式中——静止侧压力系数，也称静止土圧系数。

基底压力的简化计算：

（1）中华心荷载下的基底压

式中

F——作用在基础上的竖向力，KN

G——基础自重及其上回填土自重的总重，KN

A——基础底面积，

（2）偏心荷载下的基底压力