土力学总结

P z2 K： l m b n z b K： x m b n z b
竖向均布荷载+矩形基底+角点： z K s pn 三角形分布荷载+矩形基底+角点： z1 K t1 pt 4.2. 空间问题
d10 d 60 结晶水：矿物内部参与结构组成的水
②液相 吸着水：吸附在土颗粒表面的水，分强吸着水和弱吸着水 自由水：电场引力作用范围之外的水，分毛细管水和重力水 自由气体：与大气相连，对土的性质影响不大 ③气相 1.3. 土的结构： 粒间作用力：重力、毛细力 ①单粒结构（原生矿物） 接触形式：点与点、点与面接触 粒间作用力：表 面力、胶结力 ②分散结构（次生矿物） ：面与面接触 ③絮状结构（次生矿物） ：角、边与面接触或边与边搭接 封闭气体：可增加土的弹性，使土的渗透性减小
①饱和土体中： 5. 孔隙水应力（u） ②静水条件下 和有效应力（ ' ） ③稳定渗流下 有效应力原理： ' 孔隙水应力： u w hw
2
d5 d 20
第四章：土的压缩与固结
1. 定义： 1.1. 沉降：在附加应力作用下，地基将产生体积缩小，从而引起建筑物基础的 竖向位移。 1.2. 土的特点（碎散、三相） 沉降具有时间效应 沉降速度
再压缩指数：Cs（e-lgp） ： Cs (0.1 0.2)Cc a 1 体积压缩系数： mv v (kPa 1 ) 1 e0 Es 其他： 1 e0 z (kPa) 压缩模量： Es av εz
2 2 )(kPa) 变形模量： E Es (1 1
J j V
流土：在渗流作用下局部土体表面隆起，或土粒群同 时起动而流失的现象； 管涌： 在渗流作用下土体中的细粒土在粗粒土形成的 ④渗透变形： 孔隙通道中发生移动并被带出的现象； 分类：管涌型土、过度型土、流土型土； 抗渗强度： 流土型土： icr Gs 11 n
icr 2.2Gs 11 n （临界水力梯度） 管涌型土：
z 2 K t 2 pt z1 水平荷载+矩形基底+角点： K h ph z2
均布荷载+圆形基底+角点： z K r pn
z s x s
Kr :
z r0

均布荷载： z K pn ； x K pn ； xz K s pn 4.3. 平面问题 三角形荷载： z K tz pt ； x K tx pt ； xz K t pt
e-p 曲线法：基地压力
地基分层（ H i 2 ~ 4m ） 地基中土的自重应力 沉降计算： ②分层总和法 每层平均自重应力和附加应力
p1i si e1i
每层压缩量
p2i si zi e2i Si e1i e2i Hi 1 e1i
3
3. 基地压力与基地附加应力 3.1. 概念： ①基地压力： 上部结构荷载与基础自重通过基础传递，在基础底面处施加于地基 上的单位面积压力； ②基底附加应力： 基地压力扣除因基地埋深所开挖土的自重应力后。在基底处施 加于地基上的单位面积压力； ③柔性基础、弹性基础、刚性基础 3.2. 刚性基础下的基底压力分布： ①中心荷载下： ②偏心荷载下： 压力分布
3.3. 土的压实性：在一定的含水率下，以人工或机械的方法，使土能够压实到某 种密实程度的性质。 ①获取方法：击实试验（重型<40mm，轻型<5mm） 含水率：最大干密度 dmax ②影响因素： 击实功能 土类与级配 粗粒含量 最优含水率 wop
第二章：土的应力计算
1. 概念 1.1. 地基：支承建筑物荷载的土层 1.2. 应力： 自重应力：土体自身重量所产生的自重应力 原因 应力 应力 传递 方式 2. 土基中的自重应力 自重应力（地下水位以上） ： cz z 自重应力（地下水位以下） ： cz ' z 自重应力 水平向应力： ch cx cy K 0 cz K 0为静止侧压力系数 孔隙水应力（为球应力） ： u0 w hw （hw 为侧压管水头高度） 总应力： 竖向： v cz u0 水平向： h ch u0 附加应力：由外荷引起的土中应力 有效应力：由土骨架传递的应力 孔隙应力：由土中孔隙流体水和气体传递的应力 总应力=有效应力+孔隙应力 与建筑物底面直接接触的土层：持力层 持力层之下：下卧层
应力历史：土体在历史上曾受到过的应力状态。 ④应力历史对 压缩性的影响 固结应力：能使土体产生固结和压缩的应力。 前期固结应力 pc：土在历史上曾受到过的最大有效 应力；现有有效应力：p0’；自重 应力：p0。 p OCR>1：超固结土 超固结比： OCR c p0 ' OCR=1： pc=p0:正常固结 Pc=p0’:欠固结
Fv R cos Fh R sin
ph
Fh F 或 ph h l b b
①基底压力均匀分布时： pn p c p 0 d ②基底压力为梯形分布时： pn pmin 0 d ； pt pmax pmin 4. 地基中的附加应力 4.1. 基本解答（竖向集中力） ： z K
t : ' p, u 0, p u '
压缩曲线：e-p 曲线、e-lgp 曲线 压缩系数 av (e p ) ： av
e1 e2 e ( MPa 1 ) p2 p1 p e1 e2 lg p2 lg p1
③压缩指标： 压缩指数 Cc（e-lgp） ： Cc 土的压缩 特性
土力学复习总结 第一章：土的物理性质指标和工程分类
1. 土：是岩石经过分化后在不同条件下形成的自然历史的产物。 物理分化 1.1. 土的形成： ① 化学分化 生物分化 ② 原生矿物 次生矿物 有机质 无粘性土 粘性土
残积土：岩石经分化后仍留在原地未经搬运的堆积物 运积土：岩石分化后经流水、风、冰川、人类活动等动 力搬运离开生成地点后的堆积物， 包括坡积土、 冲积土、风积土、冰碛土和沼泽土。 1.2. 土的组成： 成土矿物： 原生矿物：石英、云母 次生矿物：高岭石、伊利石、蒙脱石 粘土矿物的晶体结构：硅—氧四面体、铝—氧八面体 大小与级配： 粒组：工程性质相近的一定尺寸范围的土粒 ①固相 级配：土中各种大小的粒组中土粒的相对含量 颗分试验：粒径分布曲线、粒组频率曲线 d 指标： 不均匀系数： Cu 60 d10
曲率系数： Cc
2 d 30
1
2. 土的物理性质指标： 密度： ①直接指标
m ms mw ma ； V VS Vw Va VS W 4C ms
重度： g kN / m 3


土粒比重： Gs 含水率： 孔隙比： e 孔隙率： n
7
3. 沉降计算（分层总和法） ①单项压缩公式： S
a e1 e2 1 H 或 S v pH mv pH pH 1 e1 1 e1 Es z：附加应力 ：自重应力 s
z 压缩层： 粘性土： 0.2 s 软粘土： z 0.1 s
q v A k i A
2. 达西定律
③水力梯度 i（无因次） ；渗透系数 k（反映土体的渗透性能） ④特例：粗砾土、粘性土 ⑤实际平流速度 > 假象平流速度 v ' v


①室内试验
Vl k 常水头法（粗土粒） ： Aht 变水头法（粘性土） ： k aL ln h1 At 2 t1 h2 1 与层面平行的渗流： k x H
Dr
d min d max emax e0 d emax emin d max d min d
1 0< Dr < ：疏松 3 1 2 Dr ：中密 3 3 2 Dr 1：密实 3
3.2. 粘性土的稠度：指粘性土在干湿程度或在一定含水率下抵抗外力作用而变 形或破坏的能力。 ①稠度状态：固态、半固态、可塑态、流态 稠度状态： ②界限含水率： 土中水的形态： 含水率： 稠度界限： 缩限 ws
W 4C
S
(无因次)； s
ms Vs
mw 100% ms
Vs (无量纲，以小数表示) Vv VV 100% V Vw 100% VV ms ； V
饱和度： S r ②间接指标 干密度： d
sat d ' sat d '
p
P G Fv kPa l b A
pmax Fv 6e 矩形面积基底： 1 pmin l b l
条形基础：
pmax Fv 6e 1 pmin b b
②
③倾斜偏心荷载 R 下： 3.3. 基底附加应力（基地净压力） ：
2
固态
半固态
可塑态
流态 w
强结合水
弱结合水 塑限 wp
自由水 液限 wl
塑性指数 I p wl w p 取整数 ③指标： 液性指数 I l
w wp wl w p

w wp Ip
小数
I l 0 : 坚硬 0 I l 1.0 : 可塑 I l 1.0 : 流动
与层面垂直的渗流： k y
n
②成层土的 渗透系数 3.渗透系数
k H
i 1 i i
n
k' H ' H
r2 ln r q 1 k 2 ③现场试验（抽水试验） ： h2 h12
H k'' H Hi H '' i 1 k i


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2h 2h ①拉普拉斯方程（二向渗流） ； 2 2 0 x y 组成：等势线+流线
②流网： 方法：解析法（理论基础） 、数值法、电解法 流线与等势线彼此正交； 特征： 每个网格长宽比为常数，常取 1； 4. 渗流 相邻等势线间的水头损失相等； 各流槽的渗流量相等。 定义： 渗透水流施于单位土体内土粒上的拖拽力，方向 ③渗流力： 与渗流方向一致； 公式： j w i (kN / m 3 )
干重度： d d g
饱和密度： sat 浮密度： ' 3. 土的稠度和压实性 3.1. 无粘性土的相对密实度：
ms Vv w ； 饱和重度： sat sat g V
ms Vs w sat w；浮重度： ' ' g sat w V
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2. 土的压缩特性 ①定义： 压缩：在外力作用下，土颗粒重新排列，土体体积缩小。 固结：土的压缩随时间增长的过程。 单项固结：孔隙水只沿一个方向排出，土的压缩也只 ②单项固结 模型 在一个方向上发生（一般为竖向） 。
ห้องสมุดไป่ตู้
t 0 : ' 0, u p, p u '
模型： 0 t : ' 0, u p, p u '
ph 水平荷载： z K hz ph ； x K hx ph ； xz K h
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第三章：土的渗透性
1. 定义 1.1. 渗透：土体内具有连续的孔隙，存在水位差的作用时，水透过土体孔隙而 产生孔隙内流动的现象。 1.2. 渗透性：土具有被水透过的性能。
①使用条件：层流（大部分砂土、粉土） ；疏松的粘土及砂性较 重的粘性土 h ②达西渗透定律： v k k i L