土力学 全套课件-PPT文档资料

• 1)常水头试验
• 2)变水头试验
图2.3 常水头渗透系数测定装量
图2.4 变水头渗透系数测定装量
• (2)现场测定法
• 现场测定渗透系数的方法有野外注水试验 和野外抽水试验。
• 1)抽水试验井点布置
图2.5 现场抽水试验 (a)平面图 (b)剖面图 1—主井；2—观测井
• 2)渗透系数计算 • 分离变量积分：
• 近似作图法的过程大致为：先按流动趋势 画出流线，然后根据流网正交性画出等势 线，形成流网。如发现所画的流网不成曲 边正方形时，需反复修改等势线和流线直 至满足要求。
• 流网绘制的具体步骤如下：
• ①首先按一定的比例绘出建筑物、构筑物 及土层剖面，并根据渗流区的边界定边界 线及边界等势线。
• ②根据流网特性，初步绘出流网形态。 • ③逐步修改流网。 • 2.4.4 流网的应用 • (1)水力梯度计算 • (2)渗流速度计算
• 为求解方便,可对式(2.15)作适当变换
可得
• 若土质在渗透方面各向同性,即Kz=Kx,则式 (2.15)写为
• 2.4.2 流网及其性质
• 引入速度势函数 =kh,则有
代
入式(2.17)得
• 2.4.3 流网的绘制
• 解析法绘制是用解析方法求出流速势函数 及流函数，再令其函数等于一系列的常数， 就可以描绘出一系列的流线和等势线。
绪论
• 0.1 地基及基础的概念
图0.1 建筑地基及基础
• 0.2 土力学研究的对象、内容和研究方法 • 0.3 土力学的发展简介 • 0.4 土力学课程与专业的关系
图0.2 比萨斜塔
• 0.5 土力学课程的特点及学习方法
图0.3 倾倒的加拿大特朗斯康谷仓 图0.4 倒塌的美国纽约某水泥仓库
第1章 土的物理性质和工程分类
• ④毛细水的上升还可能引起土的沼泽化、 盐渍化，对道路、桥梁、水利工程等可能 ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ成影响。
• 2.2 土的渗透性
• 2.2.1 土的层流渗透定律
• 法国学者达西(H.Darcy)，利用图2.1所示的 装置进行了的土透水性试验研究，于1856 年得出结论：流量Q与过水断面A和水头 (h1-h2)成正比与渗流路径L成反比，即达西 定律：
土力学
王泽云 刘永户 崔自治 阮永芬 编著
目录
•绪 论 • 0.1 地基及基础的概念 • 0.2 土力学研究的对象、内容和研究方法 • 0.3 土力学的发展简介 • 0.4 土力学课程与专业的关系 • 0.5 土力学课程的特点及学习方法 • 思考题 • 第1章 土的物理性质和工程分类
• 1.1 土的形成 • 1.2 土的三相组成 • 1.3 土的结构 • 1.4 土的物理性质指标 • 1.5 土的物理状态指标 • 1.6 土的工程分类 • 思考题 • 习题 • 第2章 土中水的运动规律 • 2.1 土中毛细水及其对工程的影响 • 2.2 土的渗透性
• (3)渗流量计算
第3章 土中应力计算
• 3.1 概 述 • 3.1.1 土中应力计算的目的及方法 • 3.1.2 土中一点的应力状态分析 • 由材料力学知识得该点的最大、最小主应
力为：
图3.1 土中一点的应力 (a)任意微元体 (b)主应力微元体 (c)隔离体 (d)莫尔应力圆
• 3.2 土的自重应力计算 • 3.2.1 均质土的自重应力计算
• 2.3 动水压力及流砂现象 • 2.4 流网及其应用 • 思考题 • 习题 • 第3章 土中应力计算 • 3.1 概述 • 3.2 土的自重应力计算 • 3.3 基底压力计算 • 3.4 土中的附加应力 • 思考题 • 习题
• 第4章 土的压缩性与地基沉降计算 • 4.1 土的压缩性概念 • 4.2 有效应力原理 • 4.3 土的压缩性 • 4.4 基础最终沉降量计算 • 4.5 土的变形与时间的关系 • 4.6 建筑物沉降观测与地基容许变形值 • 思考题 • 习题 • 第5章 土的抗剪强度 • 5.1 土的强度概念与工程意义
图2.6 动水力的计算
• 2.3.2 流砂现象、管涌和临界水力梯度
图2.7 临界水头梯度与土颗粒组成关系
• 2.4 流网及其应用
图2.8 闸坝地基渗流流网
图2.9 微单元体渗流量分析图
• 2.4.1 二维稳定渗流的基本微分方程
• 式(2.14)称为二维渗流的连续微分方程。再
以达西定律：
代入式(2.14),得
• 2.1 土中毛细水及其对工程的影响 • 土能够产生毛细现象的性质，称为土的毛
细性。 • 2.1.1 土层中的毛细水分布 • 土层中毛细水所浸润的范围称为毛细水带，
毛细水带分成3种。 • ①正常毛细水带(又称毛细饱和带)。 • ②毛细网状水带。 • ③毛细悬挂水带。
• 2.1.2 毛细水上升原理
• W——土中气体的重量；Wa=0 • Ws——固体颗粒重量； • Ww——水的重量。
图1.6 土的三相关系示意图
• 1.4.2 土的物理性质指标确定 • (1)土的重度γ
• 它与土的密度有如下关系 • (2)土粒比重ds(土粒相对密度)
• (3)土的含水量w • (4)土的饱和度Sr • (5)土的饱和重度γsat
图2.2 土的V-i关系
图2.1 达西定律的实验装置
(a)细粒土的V-i关系 (b)粗粒土的V-i关系 1—砂土、一般粘土；2—颗粒极细的粘土
• 2.2.2 渗透系数的确定
• (1)实验室测定法
• 实验室测定渗透系数的方法称为室内渗透 试验，根据所用试验装置的差异又分为常 水头试验和变水头试验。
图3.2 均质土的自重应力 (a)截面积为A的土柱 (b)均质土的自重应力分布
• 3.2.2 成层土的自重应力计算
图3.3 成层土的自重应力 (a)截面积为A的土柱 (b)成层土的自重应力分布
• 3.2.3 有地下水时土的自重应力计算 • 3.2.4 存在隔水层时土的自重应力计算
图3.4 隔水层计算模层 (a)透水层模型 (b)隔水层模型
图3.13 向集中力下土中加应力
图3.14 集中力作用下土中的附加应力分布
图3.15
图3.16 任意荷载作用下土中附加应力
图3.17 均布矩形荷载
• 3.4.3 均布矩形荷载作用下土中的附加应力 计算
• (1)角点下的附加应力
• (2)任意点下的附加应力
• 均布矩形荷载作用下土中任意点下的附加 应力可利用式(3.23)和叠加原理求解，此法 称为角点法。均布矩形荷载下土中任意点 下的附加应力计算有四种情况。
• 1)计算点在矩形荷载作用面中
• 2)计算点在矩形荷载边缘上 • 3)计算点在矩形荷载一边外 • 4)计算点在矩形荷载两边外
图3.18 角点法应用
• 3.4.4 矩形面积三角形分布荷载作用下土中的附 加应力计算
• (1)角点下的附加应力
• (2)任意点下的附加应力
图3.21 角点法应用
• 3.4.5 圆形面积均布荷载作 用下土中的附加应力计算
• 求得渗透系数为
• 对承压完整井 • (3)经验估算法 • 哈森(Hazen)有效粒径公式
• 太沙基公式
• 2.3 动水压力及流砂现象 • 水在土中渗流时，受到土颗粒的阻力T的作用，
相反土颗粒就受到一个相等的水力作用，把水 流作用在单位体积土体中土颗粒上的力称为动 水流大小力压相，力等它，,的用方作向符用相号方反GD。向表与示水(单流位方k向N/一m致3)，。也GD称和渗T • 2.3.1 动水压力的计算公式
• 隔水层面以下任意点处土的自重应力按下 式计算：
• 3.2.5
图3.5 有隔水层时土的自重力
(a)截面积为A的土柱 (b)有隔水层时土的自重应力分布
土的水平自重应力
• 3.3 基底压力计算 • 3.3.1 基底压力分布及其影响因素
图3.8 刚性基础基底压力分布 (a)砂土 (b)粘性土
图3.9 柔性基础基底压力分布
• 5.2 土体强度理论 • 5.3 饱和粘性土的抗剪强度 • 5.4 应力路径 • 思考题 • 习题 • 第6章 地基承载力 • 6.1 概述 • 6.2 地基破坏的模式 • 6.3 地基的临塑荷载和塑性荷载 • 6.4 地基极限承载力理论公式
• 6.5 地基承载力特征值的确定 • 思考题 • 习题 • 第7章 土压力及挡土结构 • 7.1 概述 • 7.2 静止土压力计算 • 7.3 朗肯土压力理论 • 7.4 库仑土压力理论 • 7.5 挡土结构设计 • 思考题 • 习题
图1.2 水分子与矿物颗粒的关系 (a)土粒表面的结合水膜 (b)极性水分子
• (3)土中气体
• 1.3 土 的 结 构
• 1.3.1 土的结构
• 土的结构分为3种：
图1.3 单粒结构
• ①单粒结构
(a)松散的单粒结构 (b)密实的单粒结构
• ②蜂窝结构
• ③絮状结构
• 1.3.2 土的构造
• (1)层状构造
图3.22 均布圆形荷载
• 3.4.6 条形荷载作用下土中附加应力计算
• (1) 均 布 条 形 荷 载 作 用 下 土 中 的 附 加 应 力 计算
• (2)粘性土的塑性指数Ip
图1.9 碟式液限仪
• (3)粘性土的液性指数IL
• (4)活动度A • (5)灵敏度St
• 1.6 土的工程分类 • 1.6.1 岩石
• 1.6.2 碎石土
• 1.6.2 碎石土
• 1.6.4 粉土 • 1.6.5 粘性土 • 1.6.6 人工填土
第2章 土中水的运动规律
• (2)分散构造
图1.4 蜂窝结构
图1.5 絮状结构
• (3)裂隙构造
• 1.4 土的物理性质指标
• 1.4.1 土的三相图
• 土的三相图是用三相组成示意图来表示土的 各部分之间的数量关系。图中符号如下：