工程地质与土力学基础第三章(1).
第三章土中的应力
pm in
F G 6e (1 ) lb l
Dr. Han WX
当e<l/6时,基底压力分布图呈梯形,图(a) 当e=l/6时,则呈三角形,图(b) 当e>l/6时,距偏心荷载较远的基底边缘反力为负
基底边缘最大压力:
pmax
2( F G ) 3bk
矩形基础在双向偏心荷载作用下,如基底最小压力 pmin≥0,则矩形基底边缘四个角点处的压力可按下列公式计算:
土 力 学
第3章 土中的应力
Stress
1
《土力学》 第3章 土中的应力
§3.1 概述
震等)的作用下,均可产生土中应力。
土中应力将引起土体或地基的变形,使土工建筑物(如路堤、土坝等)或建 筑物(如房屋、桥梁、涵洞等)发生沉降、倾斜以及水平位移。
Dr. Han WX
土体在自身重力、建筑物荷载、交通荷载或其他因素(如地下水渗流、地
3
《土力学》 第3章 土中的应力
§3.1 概述
Dr. Han WX
土中应力按其作用原理或传递方式可分为有效应力和孔隙应力两种。
土中有效应力是指土粒所传递的粒问应力,它是控制土的体积(或变形)和 强度两者变化的土中应力。
土中孔隙应力是指土中水和土中气所传递的应力,土中水传递的孔隙水应 力,即孔隙水压力;土中气传递的孔隙气应力,即孔隙气压力。 土是由三相所组成的非连续介质,受力后土 粒在其接触点处出现应力集中现象,即在研究土 体内部微观受力时,必须了解土粒之间的接触应
9
Dr. Han WX
《土力学》 第3章 土中的应力
§3.2 土中自重应力
3.2.1 均质土中的自重力
[例题4-1]某建 筑场地的地质柱 状图和土的有关 指标列于图4-5中。 试计算地面下深
工程地质与土力学基础第三章(1)
贵州遵义
天生桥2
石钟乳1
英德通天岩
石钟乳2
石笋1
石笋2
石笋3
美国加州魔鬼湖
岩溶地貌
思考题
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
可溶性岩石有哪些? 喀斯特地貌是什么?由何得名? 地表岩溶形态有哪些?地下岩溶地貌有哪些? 岩溶堆积物有哪些类型? 岩溶的形成的必要条件是什么? 岩溶的发育程度与哪些因素有关? 岩溶的分布特点有哪些?
3.3.1 岩溶的形成条件
1、岩石的可溶性 ◆岩石的可溶性主要取决于岩石的化学成分 与岩石结构。 ◆三大类可溶岩:①卤盐类如钾盐、石盐; ②硫酸盐类如硬石膏、石膏、芒硝等; ③碳酸盐类如石灰岩、白云岩等。 溶解度:卤盐>硫酸盐>碳酸盐; ◆在碳酸盐岩类中,CaCO3的含量越高,其 他杂质含量越低,其溶解度就越大。 石灰岩>白云岩>硅质灰岩>泥灰岩; ◆岩石的结构与溶解度有密切关系。对于结 晶的岩石,晶粒越小,溶解度也越大。
3、水的溶蚀力
◆水的溶蚀力取决于水的化学成分、温度、气压等 方面因素。 CO2+H2O —— H2CO3 ; (形成碳酸) H2CO3 —— H++HCO3- ;(碳酸离解) H++CaCO3 —— HCO3-+ Ca 2 + (溶解碳酸钙) 总的化学反应方程式: CO2+H2O+CaCO3 —— 2+Ca+2(HCO3)- ; 其化学反应是可逆的,正反应速度取决于CO2的浓 度,逆反应速度取决于Ca 2+的浓度。即溶解于水中 的CO2越多,水的溶蚀力就越强;水中的Ca 2+的含 量越高,水的溶蚀力就越弱。
工程地质及土力学复习题
第一章岩石和地质构造1)矿物的硬度是指矿物抵抗刻划研磨的能力。
P122)矿物受外力作用时,其内部质点间的连接力被破坏,沿一定方向形成一系列光滑的破裂面的性质称为解理。
P123)根据冷凝环境的不同,岩浆岩可分为喷出岩和侵入岩。
P154)地质年代包括太古代、元古代、古生代、中生代和新生代。
P315)岩层构造特征包括岩层的层面、厚度和产状。
P326)岩层的产状三要素,包括走向、倾向和倾角。
P337)通过核部大致平分褶曲两翼的面称为褶曲的轴面。
P348)轴面近于直立,两翼倾向相反,倾角大小近于相等的褶皱,称为直立褶曲。
P359)在岩石形成后由于受到构造应力作用变形所产生的裂缝称为构造节理。
P3710)断层面倾角介于25°~45°之间的逆断层称为逆掩断层。
P4011)断层两盘沿断层走向方向发生位移的断层称为平移断层,其倾角通常很陡。
P4012)岩石经物理和化学风化作用后残留在原地的碎屑物称为残积物。
P5713)雨水或雪水将高处的风化碎屑物质洗刷而向下搬运,或由于本身的重力作用,堆积在平缓的斜坡或坡脚处,成为坡积物。
P57 1)(c)矿物呈白色,晶面呈板状或片状,外形呈假六方形或菱形,集合体呈致密片状块体,一组极完全节理。
该矿物可定名为A.绿泥石B.白云石C.白云母D.石榴子石2)(b )下列岩石中,属于变质岩的是P24A.石英砂岩B.石英岩C.石灰岩D.闪长岩3)(b )下列岩石中,属于沉积岩的是P20A.花岗岩B.石灰岩C.大理岩D.石英岩4)(d )下列岩石构造,属于变质岩的构造是P25A.层理构造B.气孔与杏仁构造C.波痕与泥裂D.片麻状构造5)(C )某地质图上,标明一岩层的产状为330º/WS∠30º,该岩层的倾向为A.330ºB.30ºC.240ºD.150º6)(D )隧道工程沿褶曲走向穿越时.较为有利的部位是A.向斜核部B.背斜核部C.枢纽D.翼部7)(B )一地区沉积了一套岩层后,受地壳运动影响而升出水面,沉积作用发生中断,遭受剥蚀,然后再次下沉接受沉积。
土力学与地基基础(土中的应力计算)
矩形基础:A=b× 矩形基础:A=b×L
d1 + d2 Gk =A
Gk = γ G Ad
γG=20kN/m3
2、偏心荷载下的基底压力 单向偏心荷载下的矩形基础如图。 单向偏心荷载下的矩形基础如图。 设计时, 设计时,通常基底长边方向取与偏心 方向一致, 方向一致,最大压力值与最小压力值 按材料力学短柱偏心受压公式计算: 按材料力学短柱偏心受压公式计算:
p0 = pk − σ c
四、地基附加应力
地基附加应力是指建筑物荷载在土体中引起的附加于原有应力之上的应力。 地基附加应力是指建筑物荷载在土体中引起的附加于原有应力之上的应力。
(一)竖向集中应力作用下的地基附加应力
1、布辛奈斯克解 、
3p z3 3 1 p σz = = 2π ( r 2 + z 2 )5 / 2 2π ( r / z )2 + 1 5 / 2 z 2
第三章 地基土中的应力计算
一、概述 地基土中的应力: 地基土中的应力: 1、自重应力 2、附加应力
建筑物修建以前, 建筑物修建以前,地基中由于土 体本身的有效重量所产生的应力。 体本身的有效重量所产生的应力。 建筑物修建以后,建筑物重量等 建筑物修建以后, 外荷载在地基中引起的应力, 外荷载在地基中引起的应力,所 谓的“附加” 谓的“附加”是指在原来自重应 力基础上增加的压力。 力基础上增加的压力。
γ
γ′
均质地 基
γ1(γ
1
< γ2 )
γ2 γ′ 2
成层地基
(二)水平向自重应力
σ cx = σ cy = K 0σ cz
式中: 土的侧压力系数或静止土压力系数, 式中:K0——土的侧压力系数或静止土压力系数,经验值可查课本 土的侧压力系数或静止土压力系数 表3.1
工程地质及土力学章节练习及答案
工程地质及土力学章节练习及答案卷面总分:100分答题时间:90分钟试卷题量:45题一、单选题(共20题,共40分)1.在建筑工程上,我们将结构所承受的各种作用传递到地基上的结构组成部分称为()• A.基础• B.地基• C.持力层• D.下卧层正确答案:A2.土的组成是几相体系?()• A..一• B.二• C.三• D.四正确答案:C3.砂粒的粒径范围为:()• A.2~0.075mm• B.0.075~0.005mm• C.﹤0.005mm• D.>2mm正确答案:A4.土的孔隙比和饱和度的符号是()• A.e、Sr• B.Sr、e• C.Sr、w• D.w、Sr正确答案:A5.黏土的塑性指数为()• A.>17• B.<10• C.<7• D.<3正确答案:B6.当液性指数小于0时,黏土的状态为()• A.坚硬• B.硬塑• C.可塑• D.流塑正确答案:A7.下列属于沉积岩的构造特征的是()• A.气孔构造• B.杏仁构造• C.变余构造• D.层理构造正确答案:D8.岩石孔隙中水的质量与固体质量之比的百分数为()• A.含水量• B.吸水率• C.孔隙比• D.泊松比正确答案:A9.下列不属于岩层的接触关系的是()• A.整合接触• B.平行不整合接触• C.角度不整合接触• D.倒转不整合接触正确答案:D10.褶曲核部为老岩层两翼为新岩层的部分称为()• A.向斜• B.背斜• C.枢纽• D.轴正确答案:B11.按断层两盘分类中不包括()• A.正断层• B.竖向断层• C.逆断层• D.平移断层正确答案:B12.下面哪项不属于工程地质现场原位测试试验的是()• A.静力载荷试验• B.静力触探试验• C.标准贯入试验• D.土工实验正确答案:D13.当滑坡岩体已完全破裂,滑面形成,滑体与滑床分离时,滑坡处于哪个阶段()• A.蠕变阶段• B.剧烈滑动阶段• C.暂时稳定阶段• D.渐趋稳定阶段正确答案:B14.膨胀土的工程特性是()• A.胀缩性• B.湿陷性• C.冻胀性• D.液化性正确答案:A15.岩石的风化程度按工程地质学来划分可分为()• A.强风化、中风化、微风化、未风化• B.完整、半完整、破碎• C.原生、次生、完整、破碎• D.风化、未风化、完整、破碎正确答案:A16.典型的泥石流流域,从上游到下游一般可分为三个区段,下列不属于这三个区段的是()• A.堆积区• B.汇水区• C.流通区• D.形成区正确答案:B17.地基的变形破坏形式有()• A.整体剪切破坏、局部剪切破坏、冲剪破坏• B.剪胀破坏、弯曲破坏、压曲破坏• C.剪切破坏、拉破坏、压破坏• D.隆起、开裂、沉陷18.满足一下哪种条件的土为级配良好的土()• A.5,13CuCc~• B.Cu5,Cc1~3• C.5,13CuCc~• D.Cu5,Cc3~5正确答案:A19.存在于地面以下局部不透水层中的水称()• A.承压水• B.潜水• C.毛细水• D.上层滞水正确答案:A20.哪一项不是影响风化作用的因素()• A.气候因素• B.环境因素• C.地形因素• D.地质因素二、判断题(共10题,共20分)21.物理风化是化学风化的前提和必要条件,化学风化是物理风化的继续和深入;所以一般来说先进行物理风化,再进行化学风化。
土力学——3 土中应力
土力学王丽琴西安理工大学土建学院岩土工程研究所第三章土中应力第一节概述第二节土体的自重应力计算第三节有效应力原理第四节基底压力的计算第五节地基中的附加应力计算卓越班作业:P 124,1~4,6,7;水工班作业:P 67-68,1,2,4,5本课程中所有计算均可取g=10m/s 2土中应力第三章强度问题变形问题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应力状态自重应力附加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。
本章问题:如何计算地基中的应力?第三章土中应力第一节概述第二节土体的自重应力计算第三节有效应力原理第四节基底压力的计算第五节地基中的附加应力计算一、土力学中应力符号的规定xσzσxzτz xτxσzσxzτz xτ材料力学+-+-土力学正应力剪应力拉为正压为负顺时针为正逆时针为负压为正拉为负逆时针为正顺时针为负③均匀、各向同性体(土层性质变化不大时)②线弹性体(应力较小时)①连续介质(宏观平均)ν、E 与(x, y, z)无关与方向无关碎散体非线性弹塑性成层土各向异性Δσεe p e e线弹性体加载卸载二、土的应力-应变关系的假定理论方法——弹性力学解→求解“弹性”土体中的应力——解析方法→优点:简单,易于绘成图表等三、地基中常见的应力状态yzxo1.空间应力状态——三维问题x e y e xy γyz γγxzγγyxγe ij e =x σy σxy τyz ττxzττyxτσij σ=xσy σxyτyzτz xτzσ王丽琴主讲2. 轴对称三维问题▪应变条件▪应力条件▪独立变量:x y z;e =e e x y z;σ=σσxy yz zx ,,0τττ=xy z x y z,;,σ=σσe =e e x e y e xy γyzγγxz γzy γyx γz e ij e =x σy σxy τyzττxzτzy τyx τzσij σ=000000000y xy yz zx ,,0γγγ=000xσy σxyτyzτz xτzσyσxσzσ一般三维应力状态:三轴应力状态:123σ≥σ≥σ123σ≥σ=σ忽略中主应力的影响理论研究和工程实践中广泛应用zxo3. 平面应变条件——二维问题xσy σxyττz xτzσxσzσxzτz xτ;0y =e 0;0zx yz yx ≠γ=γ=γ●沿长度方向有足够长度,L/B≥10;●垂直于y 轴切出的任意断面的几何形状均相同,其地基内的应力状态也相同;●平面应变条件下,土体在x,z 平面内可以变形,但在y 方向没有变形。
03工程地质及土力学—岩土工程勘察和测试技术(新版)
3.3岩土工程勘察技术与方法
• 岩土工程勘察方法或技术手段,主要以下 几种:
• (1)工程地质测绘与调查 • (2)勘探与取样 • (3)原位测试与室内实验 • (4)现场检验与监测
工程地质及土力学 第三章 岩土工程勘察和测试技术
(1)工程地质测绘与调查
• 工程地质测绘与调查是岩土工程勘察的基础工作,一般在 勘察的初期阶段进行。这一方法的本质是 运用地质、工 程地质理论,对地面的地质现象进行观察和描述,分析其 性质和规律,并藉以 推断地下地质情况,为勘探、测试 工作等其他勘察方法提供依据。在地形地貌和地质条件较 复杂的场地,必须进行工程地质测绘;但对地形平坦、地 质条件简单且较狭小的场地,则可 采用调查代替工程地 质测绘。工程地质测绘是认识场地工程地质条件最经济、 最有效的方法 ,高质量的测绘工作能相当准确地推断地 下地质情况,起到有效地指导其他勘察方法的作用 。 • 内容包括:拟建场地的地层、岩性、地质构造、地貌、水 文地质条件、不良地质现象和已有工程的位置等。
工程地质及土力学 第三章 岩土工程勘察和测试技术
fs=Qs/Fs
静力触探
工程地质及土力学
第三章 岩土工程勘察和测试技术
2、动力触探
动力触探是将一定质量的穿心锤,以一定高度自由下 落,将探头贯入土中,然后记录贯入一定深度的锤击 次数,以此判别土的性质。下面介绍标准贯入试验和 轻便触探两种动力触探方法。
工程地质及土力学
第三章 岩土工程勘察和测试技术
3.地基勘察(详细勘察)的任务
详细勘察应按单体建筑物或建筑群提出详细的岩土工程资料和设计、施 工所需的岩土参数;对建筑地基做出岩土工程评价,并对地基类型、基础形式、 地基处理、基坑支护、工程降水和不良地质作用的防治等提出建议。 1. 搜集附有坐标和地形的建筑总平面图,场区的地面整平标高,建筑物的性质、 规模、荷载、结构特点,基础形式、埋置深度,地基允许变形等资料。 2. 查明不良地质作用的类型、成因、分布范围、发展趋势和危害程度,提出整 治方案的建议。 3. 查明建筑范围内岩土层的类型、深度、分布、工程特性,分析和评价地基的 稳定性、均匀性和承载力。
工程地质与土力学判断题及答案
《工程地质与土力学》判断题及答案绪论部分:1、1932年,苏联莫斯科地质勘探学院成立了第一个工程地质教研室,并创立了比较完善的工程地质学体系,这标志着工程地质学的诞生。
(√)2、1925年,美国土力学家太沙基发表了第一部土力学专著,使土力学成为一门独立的学科。
(√)3、土层中附加应力和变形不能忽略的那部分土层称为地基;把埋入土层一定深度的建筑物向地基传递荷载的下部承重结构称为基础。
(√)4、土层中附加应力和变形不能忽略的那部分土层称为基础;把埋入土层一定深度的建筑物向地基传递荷载的下部承重结构称为地基。
(×)5、不需处理而直接利用天然土层的地基称为天然地基;经过人工加工处理才能作为地基的称为人工地基。
(√)第一章:岩石及其工程地质性质6、地球是一个具有圈层构造的旋转椭球体。
(√)7、地球的内部由地壳、地幔、地核组成。
(√)8、矿物是地壳中的化学元素经过自然化合作用而形成的,是各种地质作用的产物,是岩石的基本组成部分。
(√)9、条痕是矿物粉末的颜色,通常将矿物在无釉的瓷板上刻画后进行观察。
(√)10、条痕是矿物手标本上被刻画时留下的痕迹。
(×)11、摩氏硬度计是以十种矿物的硬度表示十个相对硬度等级。
(√)12、摩氏硬度计是以十种矿物的硬度表示十个绝对硬度等级。
(×)13、岩浆岩分类方案通常是从岩浆的成分和成岩环境两方面考虑。
(√)14、沉积岩的分类主要依据沉积岩的结构。
(√)15、变质岩的分类主要依据变质岩的构造。
(√)16、火山碎屑岩归属于沉积岩。
(√)17、火山碎屑岩归属于岩浆岩。
(×)18、变质岩的片理构造与沉积岩的层理构造是一脉相承的。
(×)19、表征岩石软化性的指标称为软化系数,即指同种岩石的饱和极限抗压强度预干极限抗压强度之比。
(√)20、地壳中的原岩受构造运动、岩浆活动、高温、高压及化学活动性很强的气体和液体影响,其矿物成分、结构、构造等发生一系列的变化,这些变化称为变质作用。
土力学与地基基础 第三章
矩形竖直向均布荷载角点下的应力分布系数Kc
查表3-4
2. 矩形均布荷载非角点下任意深度处的垂直附加应力 —角点法
荷载与应力间
满足线性关系
B
角点下垂直附加 角点法
叠加原理 应力的计算公式
C
地基中任意点的附加应力
两种情况:
h
a.矩形面积内
z ( K c A K c B K c C K c D ) p 0
一. 竖直集中力作用下的附加应力计算-布辛内斯克课题
F
o
αr
x R
y M’
βz
x
z zx
y
xy
x
M
y yz
z
R 2= r2 + z 2= x 2 + y 2 + z 2 r/z=tgβ
σ x σ y σ z xy yz zx(F;x,y,z;R, α, β)
一. 竖直集中力作用下地基中的附加应力计算-布辛内斯克课题
z Kzsp0
x Kxsp0
xzKxszp0
y
b
x
K z s ,K x s ,K x s zf( b ,x ,z ) f( b x ,b z ) f( m ,n ) z
p
x
z
M
条形面积竖直均布荷载作用时的应力分布系数
查表3-8
六、 条形面积三角形分布荷载作用下的附加应力计算
σz =Kzt pt
σz=2[σz(ebo)- σz(eaf) ]=2[Ktz1(p+q)- Ktz2q] 其中q为三角形荷载(eaf)的最大值,可按三角形比例关 系计算得:q=p=100kPa,附加应力系数计算如表3-10所示。
编 荷载分布
O点(z=0m)M点(z=10m)
工程地质及土力学笔记
第一章岩石和地质构造1地球:外部:大气圈,水圈,生物圈内部:地壳,地幔,地核2地壳以大陆漂移,板块运动,火山,地震等不同形式运动。
3地幔:上地幔的物质成份主要为镁铁的硅酸盐,物质呈结晶质的固体,塑性增大。
下地幔的物质成份除硅酸盐外还有金属氧化物硫化物,特别是铁镍成分增加。
4组成地壳的基本物质是岩石,按其成因分为岩浆岩,沉积岩,变质岩。
5造岩矿物:指组成岩石的矿物,常见矿物有:斜长石,正长石,石英,白云母,角闪石,辉石,橄榄石,方解石,石榴石。
6造矿矿物:指组成矿石的矿物,常见的有磁铁矿,黄铁矿,黄铜矿,方铅矿。
7次生矿物:自然界的矿物在地质作用形成的过程中,同时又受到各种地质作用而不断发生变化,当外界条件改变时,矿物内部构造和性质就会发生变化,形成新的次生矿物。
8硬度等级:滑石(1)石膏(2)方解石(3)萤石(4)磷灰石(5)正长石(6)石英(7)黄玉 (8)刚玉(9)金刚石(10)9岩浆岩:深成岩:花岗岩,正长岩,闪长岩,辉岩,橄榄岩。
产状:岩基,岩株(等粒状,有时为斑状)浅成岩:花岗斑岩,正长斑岩,玢岩,辉绿岩。
产状:岩脉,岩床,岩盘(斑状)喷出岩:流纹岩,粗面岩,安山岩,玄武岩。
产状:熔岩流(玻璃状,有时为细粒斑状)10根据岩浆岩的化学成分和矿物成分,可分为下几类酸性岩类:以石英,正长石为主,含少量的角闪石和黑云母,岩石的颜色为浅色,比重小。
中性岩类:以正长石,斜长石,角闪石为主并含少量的黑云母及辉石,颜色比较深,比重大。
基性岩类:以斜长石,辉石为主,含少量角闪石及橄榄石,岩石的颜色深比重大。
超基性岩类:以橄榄石,辉石为主,含少量的硅铝矿物,岩石的颜色很深比重较大。
11岩浆岩结构:玻璃质结构(非晶质结构)隐晶质结构,全晶质粒状结构(粗粒,中粒,细粒,微粒,等粒,不等粒,斑状结构)。
12岩浆岩的构造:块状构造(如花岗岩,花岗斑岩等深成,浅成岩体)流纹状构造(如波纹岩构造)气孔构造或杏仁构造(如玄武岩)13酸性岩类:花岗岩,花岗斑岩,流纹岩中性岩类:正长岩,正长斑岩,粗面岩,闪长岩,闪长玢岩,安山岩基性岩类:辉长岩,辉绿岩,玄武岩14岩浆岩的表观鉴定:了解它的来源及野外产状;颜色辨识确定岩石标本的酸性或基性类别,基性色深,酸性色浅; 辨识矿物成分,区分岩石类别; 观察识别岩石的结构和构造,确定岩石的名称。
工程地质与土力学试题库含答案
工程地质与土力学试题库含答案一、单选题(共30题,每题1分,共30分)1.岩石经风化作用而残留在原地未经搬运的碎屑堆积物为( )。
A、坡积土B、洪积土C、冲积土D、残积土正确答案:D2.在颗粒级配曲线上一种土的d10为14,d30为39,d60为84,土的不均匀系数 C、 u为()。
A、8B、0C、15D、0正确答案:D3.砂土中某点的最大主应力为400kpa,最小主应力为200kpa,砂土的内摩擦角为25°,粘聚力为0,试判断该点处于()。
A、无法确定B、破坏状态C、稳定状态D、极限平衡状态正确答案:C4.土是由( )经过风化作用形成的。
A、岩石C、水D、不确定正确答案:A5.上盘相对上移、下盘相对下移的断层是( )A、走向断层B、正断层C、平移断层D、逆断层正确答案:D6.土由半固态转入可塑状态的界限含水率被称为()。
A、缩限B、液限C、塑性指数D、塑限正确答案:D7.在颗粒级配曲线上一种土的d10为12,d30为37,d60为86,试计算此土的曲率系数 C、 C、为()。
A、8B、9C、15D、33正确答案:D8.反映粘性土软硬程度的指标是()。
A、液性指数C、塑性指数D、塑限正确答案:A9.流土产生的条件为()A、渗流由下而上,渗透力小于土的有效重度。
B、渗流由上而下,渗透力大于土的有效重度。
C、渗流由上而下,渗透力小于土的有效重度。
D、渗流由下而上,渗透力大于土的有效重度。
正确答案:D10.卵石具有的结构是( )。
A、絮状构造B、蜂窝结构C、单粒结构D、无法确定正确答案:C11.土粒比重的单位是()A、kg/m3B、无C、KPaD、KN/m3正确答案:B12.下列岩石属于沉积岩的是()。
A、石灰岩B、正长岩D、花岗岩正确答案:A13.当挡土墙向离开土体方向偏移至土体达到极限平衡状态时,作用在墙上的土压力称为()。
A、静止土压力B、被动土压力C、无法确定D、主动土压力正确答案:D14.砂土的饱和度为57%,则该土为()。
土力学重点整理第一章至第五章
⼟⼒学重点整理第⼀章⾄第五章⼟⼒学与地基基础重点整理(1-5章,第六章以后⾃⾏看书)第⼀章:⼯程地质1、三⼤岩⽯:按成因分为岩浆岩(⽕成岩)、沉积岩(⽔成岩)、变质岩。
岩浆岩(⽕成岩):由地球内部的岩浆侵⼊地壳或喷出地⾯冷凝⽽成。
沉积岩(⽔成岩):岩⽯经风化,剥蚀成碎屑,经流⽔、风或冰川搬运⾄低洼处沉积,再经压密或化学作⽤胶结成沉积岩。
约占地球陆地⾯积的75%。
变质岩:是原岩变了性质的⼀种岩⽯。
变质原因:由于地壳运动和岩浆活动,在⾼温、⾼压和化学性活泼的物质作⽤下,改变了原岩的结构、构造和成分,形成⼀种新的岩⽯。
2、第四纪沉积层主要包括残积层、坡积层、洪积层、冲积层、海相沉积层、湖沼沉积层。
3、残积层、坡积层、洪积层、冲积层的形成原因、特性及如果作为建筑地基需注意:残积层:母岩经风化、剥蚀,未被搬运,残留在原地的岩⽯碎屑。
裂隙多,⽆层次,平⾯分布和厚度不均匀。
如果作为建筑地基,应注意不均匀沉降和⼟坡稳定性问题。
坡积层:⾬⽔和融雪⽔洗刷⼭坡时,将⼭上的岩屑顺着斜坡搬运到较平缓的⼭坡或⼭麓处,逐渐堆积⽽成。
厚薄不均、⼟质也极不均匀,通常孔隙⼤,压缩性⾼。
如果作为建筑地基,应注意不均匀沉降和地基稳定性。
洪积层:由暴⾬或⼤量融雪形成的⼭洪急流,冲刷并搬运⼤量岩屑,流⾄⼭⾕出⼝或⼭前倾斜平原,堆积⽽成。
靠⼭⾕处窄⽽陡,⾕⼝外逐渐变成宽⽽缓,形如扇状。
如果作为建筑地基,应注意⼟层的尖灭和透镜体引起的不均匀沉降(需精⼼进⾏⼯程地质勘察)冲积层:由河流的流⽔将岩屑搬运、沉积在河床较平缓地带,所形成的沉积物。
简答及论述题1、不良地质条件会对⼯程造成什么影响?选择⼯程地址时应注意避开哪些不良地质条件?不良地质条件会引发造成⼯程建设中的地基下沉、基础不均匀沉降及其它许多的地质灾害现象,使⼯程质量受到严重影响:①场址选择时,应避让⼯程地质条件差,对⼯程建设存在危险的地段,如果需采⽤对⼯程建设不利的地段作为建设场址时,应采取有效的应对措施;②在进⾏场区规划及总平⾯布臵时,应优先选择⼯程地质条件较好的区段作为主要建筑物的建筑场地。
土力学与地基基础——第3章 地基土中的应力计算
三、水平向自重应力 土的水平向自重应力cx和cy可按下式计算:
cxcyK0cz
天然地面
土的侧压力系数/ 静止土压力系数
cz cx
广义虎克定律推导出
理论关系为
K0
1
。
值K可0 以在实验室测定。
cy
编辑ppt
z
四、例题分析
【例】一地基由多层土组成,地质剖面如下图所示,试计
算并绘制自重应力σcz沿深度的分布图
土中应力
自重应力
附加应力
编辑ppt
建筑物修建以前,地 基中由土体本身重量 所产生的应力
建筑物重量等外荷载 在地基中引起的应力 增量
土中应力计算的目的:
第一节 概述
土中应力过大时,会使土体因强度不够发生破坏, 甚至使土体发生滑动失去稳定。
土中应力的增加会引起土体变形,使建筑物发生沉 降,倾斜以及水平位移。
布。根据平衡条件求得重分布后的基底最大压应力。
pmax
pmin pmax
pmin=0
e<l/6
e=l/6
pmax
e>l/6
pmin<0 基底压力重分编布辑pppt max
2(F G) pmax 3( l e)b pmin=0
基底压力重分布
l
l/2-e e>l/6
偏心荷载作用线
应与基底压力的
b
编辑ppt
法国数学家布辛内斯克(J. Boussinesq)1885年推出了该
问题的理论解,包括六个应力分量和三个方向位移的表达
式
教材P48页
其中,竖向应力z:
z3 2 PR z3 52 3 [1(r1 /z)2]5/2zP 2z P 2
土力学与地基基础第三章土的自重应力计算
3.1 概述
一 土中应力
目的
自重应力: 附加应力
应力—应变关系假设及计算方法
目前在计算地基中的应力时,常 假设土体为连续体、线弹性及均 质各向同性体。实际上土是各向 异性的、弹塑性体。
自重应力:地基中源于土体自身重量的应力。
基底压力:建筑物的荷载通过基础传递给地基,在基础底面与地基之间产 生的接触应力。
二、基底压力分布
基础按刚度分为: (1)柔性基础(抗弯曲变形能力为0) (2)刚性基础(抗弯曲变形能力为∞) (3)有限刚性基础(弹性地基上梁板分析方法)
(1)柔性基础。基底压力大小、分布状况与上部荷载的大小、 分布状况相同。
荷载
变形地面
反力
二、基底压力分布
(2)刚性基础。基底压力大小、分布状况与上部荷载的大小、分布状
d
c
d
c
Ⅱ o
Ⅰ
ⅤⅢ o
ⅠⅡ
a
b
a
b
(1)o点在荷载面边缘
σz=(αcⅠ+αcⅡ)p0
(2)o点在荷载面内
σz=(αcⅠ+αcⅡ+αcⅢ+αcⅣ)p0 o点位于荷载面中心,因αcⅠ=αcⅡ=αcⅢ=αcⅣ
σz=4αp0
二、矩形和圆形荷载下的地基附加应力
1、均布矩形荷载
d
c
Ⅳ
Ⅲ
o
Ⅱ
Ⅰ
d
c
Ⅰ Ⅲ
a
b
Ⅳa
1
1
p 0 [1
( z2
1 1 / r0 2
1) 3 / 2
]
r
p0
] r p0
1)3 / 2
/ r0 2
课件-工程地质与岩土力学
渐立巩懦墒串褒忽襄快敦埠画络泉蜀幽缨踪戊慢迭拿易培瘩庐歧装酮穗且(课件)-工程地质与岩土力学(课件)-工程地质与岩土力学
翘颤擦京倍佣备黑束阔色跟倚指收韩豹喳瘤渝强积翔蠢起钱暂瓮宫凑揩廖(课件)-工程地质与岩土力学(课件)-工程地质与岩土力学
考试题型分析
一、填空题 二、选择题 三、名词解释 四、问答题 五、计算题
丁诌妆浙腰婴绎资况刨憨委崎丹淮惶牛亿撅滚溶祈戚誊秸正懒胆喉炒掺儡(课件)-工程地质与岩土力学(课件)-工程地质与岩土力学
第三章 土的物理性质和工程分类
学习指导 一、重点掌握 1、土的物理性质指标的含义; 2、对密度、比重及含水量三个实测指标要重点理解; 3、对各指标的计算方法及指标之间的换算要搞清楚; 4、掌握无粘土及粘性土的状态指标及应用。
砌窍态东菠莱柬素介疵窟玻利宫返闰冤新戈由守匙智咎隆偏坪刘阎崇鹰责(课件)-工程地质与岩土力学(课件)-工程地质与岩土力学
卫唤绘夯淖爹匹胆距嚼狞涂孕径晕参拭抬法戌监纶淀蔗旺恕蛆鸯躯筷郡荆(课件)-工程地质与岩土力学(课件)-工程地质与岩土力学
7.土的压缩指标有(压缩系数)、(压缩指数)和(压缩模量)三种。 8. 岩石(体)的力学性质包括的岩石(破坏形式)、(强度)、(变形性质)及岩石的破坏准则。 9.土压力有(静止土压力)、(主动土压力)和(被动土压力)三种类型。 10.地震导致砂土液化的危害主要有(基础沉降和不均匀沉降)、(大面积喷水冒砂)、(地基承载力丧失)和岩土体失稳四个方面。
二、一般了解 区域稳定性的概念;区域稳定性的分析方法,区域稳定性的分级分区评价。
第三章 1 岩石的强度
第三章岩石的强度一、概述1.岩石强度岩石强度是指岩石的破坏形式以及岩石抵抗外力破坏的能力。
大坝建在岩基上,岩基是否能承受外加的荷载呢?高边坡陡峻耸立,它会不会发生坍塌呢?在岩体内开挖地下洞室,围岩是否会破坏?所有这些都与岩石强度密切相关。
主要问题就是外力多大时,以怎样的方式破坏。
2. 岩石强度的基本特点岩石强度:岩块强度和岩体强度。
岩块强度是岩体强度的基础,结构面则是对完整岩块强度的削弱。
因此,结构面的发育程度及产状和形态对岩体强度起重要影响作用。
岩性坚硬未风化的岩体:岩块强度很高,而结构面的强度则很低,这时岩体的强度主要取决于结构面的强度及产状;岩性软弱的(风化、破碎)岩体:其岩块强度很低,结构面的作用就不显著,这时岩体的强度就决定于岩石的强度。
有多条裂隙、并有地应力和渗流等作用时,岩体强度就产生较大变化。
因此,岩体的强度就变得十分复杂。
岩块强度与岩石性质的关系:完整岩块>节理岩块(裂隙结构面上)结晶岩块>碎屑岩(成因类型)结构致密>非致密岩石(孔隙度)浅色矿物岩石>深色矿物岩石(物质组成)细颗粒的结晶岩>粗颗粒的结晶岩(岩石结构)3. 岩石的破坏形式岩石的破坏形式有以下几种:1).脆性破坏:在荷载作用下没有显著的变形就突然破坏。
大多数坚硬岩石在一定条件下都表现出脆性破坏的性质。
脆性破坏结果是产生裂缝,如,岩体的断层、裂隙等都属于脆性破坏。
2).延性破坏:岩石在破裂之前的变形很大,且没有明显的破坏荷载,表现出显著的塑性变形、流动或挤出。
塑性变形是岩石内结晶晶格错位的结果。
在一些软弱岩石中,这种破坏较为明显。
如洞底部及两侧围岩向洞内鼓胀。
坚硬岩石在高温影响下,也能产生延性破坏。
3).剪切破坏:由于岩层中存在裂隙、层理、软弱夹层等软弱结构面,岩体的整体性受到破坏。
在荷载作用下,这些软弱结构面上的剪应力大于该面上的强度时,岩体就发生沿着弱面的剪切破坏。
岩基和岩坡沿裂隙及软弱结构面滑动破坏均属此例,。
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3.1.1 风化作用的类型
风化作用按成因分为物理风化作用、 化学风化作用和生物风化作用三种类型。
●物理风化作用
物理风化作用的方式主要有:热力 (温差 )风化、融冻(冰冻 )风化、 层裂等。 ▲热力风化:日夜和季节温度变化可 使岩石表里产生不均的膨胀与收缩而 最终破碎
温度作用引起的岩石崩解过程示意
4K[AlSi3O8] + 6H2O
→ 4KOH + Al4[Si4O10][OH]8 + 8SiO2 在湿热气候条件下,高岭石可继续分解,析 出其中的SiO2,形成铝土矿(Al2O3 ·nH2O) 而残留于原地。
●生物风化作用
生物在其成长、新陈代谢和死亡过程中,都可 引起岩石的破碎和分解。生物风化作用很普遍,也 是在生物风化作用的方式可分为两种:
◆喀斯特研究的起源
◇徐霞客(1586—1641,明《徐霞客游记》的 作者)是我国和世界上最早的岩溶研究学者。
◇19世纪末,南斯拉夫的司威治(J.Cvijic) 研究了南斯拉夫西北的喀斯特(Karst)石灰 岩高原,并于1893年正式用“Karst”来概括 喀斯特高原的地貌景观。
◇中国地质学会第一届喀斯特学术会议(1966 年2月,桂林),建议在我国使用“岩溶”一 词,并把它作为Karst的汉语同义语。
树木根系对岩石的劈裂破坏示意
黄山松
黄山
生物风化1
华山
生物风化2
柬埔寨
3.1.2 岩石风化程度的分级
为了说明岩体的风化程度及其变化规律,正确 评价风化岩石对水利工程建设的影响,就必须对 岩体按风化程度进行分级。
分级的依据主要是:新鲜岩石和风化岩石的相 对比例、褪色度、分解和崩解的程度,矿物蚀变 及其次生矿物,间接指标如锤击反应、波速变化 等情况。 《水利水电工程地质勘察规范》(GB50287-99)将 岩石按风化程度分为全风化、强风化、弱风化、 微风化和新鲜岩石五个等级。
岩溶地貌
思考题
可溶性岩石有哪些? 喀斯特地貌是什么?由何得名? 地表岩溶形态有哪些?地下岩溶地貌有哪些? 岩溶堆积物有哪些类型? 岩溶的形成 岩溶的分布特点有哪些?
3.3.1 岩溶的形成条件
1、岩石的可溶性 ◆岩石的可溶性主要取决于岩石的化学成分 与岩石结构。 ◆三大类可溶岩:①卤盐类如钾盐、石盐; ②硫酸盐类如硬石膏、石膏、芒硝等; ③碳酸盐类如石灰岩、白云岩等。
冰晶体对岩石的劈裂破坏示意
融冻风化
●化学风化作用
化学风化作用指岩石在水和各种水溶液的作用下所引 起的破坏作用。这种作用不仅使岩石破碎,更重要的 是使岩石成分发生变化,形成新矿物。
▲溶解作用:水溶解矿物的现象; 矿物溶解的难易主要决定于矿物的溶解度。因此 矿物有易溶矿物和难溶矿物,一般说来,其难易 顺序如下:氯化物>硫酸盐>碳酸盐>硅酸盐。 常见的造岩矿物,其溶解度大小顺序如下: 方解石>白云石>橄榄石>辉石>角闪石>斜长 石>钾长石>黑云母>白云母>石英。
▲氧化作用:矿物在氧的作用下,使其中低价元素 变为高价元素,低价化合物变为高价化合物的现象; 如: 黄铁矿氧化为褐铁矿
FeS2 → Fe2O3 ·3H2O ▲水化作用:又称水合作用,即矿物与水相结合的 现象;如: 硬石膏水化成石膏(体积增大30%)
CaSO4 → CaSO4 ·2H2O ▲水解作用:水使矿物分解并形成新矿物的 现象。如: 正长石水解为高岭石 + SiO2 胶体
溶解度:卤盐>硫酸盐>碳酸盐; ◆在碳酸盐岩类中,CaCO3的含量越高,其 他杂质含量越低,其溶解度就越大。
石灰岩>白云岩>硅质灰岩>泥灰岩; ◆岩石的结构与溶解度有密切关系。对于结 晶的岩石,晶粒越小,溶解度也越大。
2、岩石的透水性
◆岩石的透水性对岩石的溶蚀速度和地下岩溶 的发育有着重大影响。透水性不良的岩石,溶 蚀作用只限于岩石表面,很难深入岩石内部; 透水性好的岩石,地表和地下溶蚀都很强,地 貌发育也好。 ◆透水性强弱取决于岩石的孔隙和裂隙大小和 多少。一般石灰岩的原生孔隙度都很小<3%, 透水性较弱;岩石的透水性主要受由构造运动 形成的各种裂隙所控制。 ◆总之,岩石构造越破碎、岩石纯度越高、岩 层越厚,则透水性就越好;
3.3 岩 溶 喀斯特简介
◆地表水和地下水对可溶性岩石的破坏和改造 作用称为喀斯特作用,即水对可溶性岩石的溶 蚀、冲蚀、堆积,以及重力崩塌的总称。以化 学溶蚀作用为主,机械侵蚀作用为辅。
◆喀斯特作用所形成的地表形态和地下形态称 为喀斯特地貌。
◆喀斯特作用及其所产生的水文现象和地貌现 象统称为喀斯特( Karst )。
热力风化作用
山体表面岩石的崩解碎裂
热力风化
洛基山
新疆
阿尔金山
球状风化
●物理风化作用
▲融冻风化:岩石裂隙和孔隙中的水分因冰 冻而最终使岩石破碎,又称冰劈作用; ▲层裂:地下深处的岩石,因承受上覆岩石 的巨大静压力,呈坚实致密状。岩石一旦上 升,上覆岩石被剥蚀而出露地表,静压力释
放,体积膨胀而破碎。
第三章 物理地质作用
3.1 风 化 作 用
——地表或接近地表的岩石在阳光、空气、水和生 物的作用下遭受物理的和化学的变化,称为风化。引 起这种变化的作用称风化作用。风化作用在地表最 明显。由于各地环境不一,岩石的性质不同,风化 深度也不一致,有的很浅,仅几十厘米,有的可深 达百米。 风化作用能使岩石成分发生变化,能把坚硬的岩石 变成松散的碎屑,降低了岩石的力学强度。风化作 用又能使岩石产生裂隙,破坏了岩石的完整性,影 响斜坡和地基的稳定。
3.1.3 防止岩石风化的主要方法
1、 挖除法 适用于风化层较薄的情况,当厚度较大时通常只 将严重影响建筑物稳定的部分剥除。
2、 抹面法 用水和空气不能透过的材料如沥青、水泥、粘土层 等覆盖岩层。 3、 胶结灌浆法 用水泥、粘土等浆液灌入岩层或裂隙中,以加强岩 层的强度,降低其透水性。 4、 排水法 为了减少具有侵蚀性的地表水和地下水对岩石中可 溶性矿物的溶解,适当做一些排水工程。
生物的物理(机械)风化作用(如植物根系在 岩石裂隙中生长);
生物的化学风化作用(如生物的新陈代谢中析 出的有机酸对岩石产生的腐蚀、溶解)。
在自然界中,上述几种风化风化作用是彼此并 存,相互影响的。在不同地区,它们作用的强弱有 主次之分。在干寒和高山地区以物理风化为主,在 湿热多雨地区则以化学风化为主。