基础类土力学习题精选课件PPT
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土力学基础知识-优质课件
e>l/6
e=l/6
pmin=0 pmin=0
土力学相关知识
项目二 基底压力重分布
基底压力与基底附加压力
偏心荷载作用在 基底压力分布图 形的形心上
F
G
1 2
pm
ax
3
l 2
e b
2F G
pm ax 3 l e b 2
土力学相关知识
项目二 基底压力与基底附加压力
cx cy K0 cz
侧向土压 力系数
土力学相关知识
项目一 土中应力计算
【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
土力学相关知识
项目一 土中应力计算
57.0kPa
80.1kPa
103.1kPa 150.1kPa
n
cz 1h1 2h2 nhn ihi i 1
— 荷载较小 — 荷载较大
砂性土地基
— 接近弹性解 — 马鞍型 — 抛物线型 — 倒钟型
粘性土地基
土力学相关知识
项目二 基底压力与基底附加压力 二、基底压力的简化计算
基底压力的 分布形式十
分复杂
根据圣维南原理，基底压力的具体分布形式对地基应 力计算的影响仅局限于一定深度范围；超出此范围以 后，地基中附加应力的分布将与基底压力的分布关系 不大，而只取决于荷载的大小、方向和合力的位置。
说明：
n
cz ihi W hW i 1
1.隔水层以上土层的自重应力计算方法不变 .
2.隔水层以下土层的自重应力突然增加,其增加值等于隔 水层面上的静水压力.
土力学相关知识
土力学基础工程ppt课件(完整版)精选全文
b d 0[x ()2z2]2
z p [ n (am n r a cr tn m c a 1 ) t n ( n a m ( 1 n ) n 2 1 ) m 2 ] s p 0
2.4 土的压缩性
土的压缩性高低，常用压缩性指标定量 表示。压缩性指标，通常由工程地质勘 察取天然结构的原状土样，进行室内压 缩试验测定。
<0.005
0 4 0
小 于 某 粒 径 的 土 粒 质 量 /%
100
80
60
40
20
0 10
1
0 .1
0 .0 1
1 E -3
粒 径 /mm
1.1.2 土中水
（1）结合水
强结合水、弱结合水
（2）自由水
重力水、毛细水
（3）气态水
（4）固态水
双电层
• 结合水概念
强结合水、弱结合水
• 双电层概念
k l e 2
2.2.4 基底附加压力
p 0p ch p 0 h
2.3 地基附加应力
2.2.1 基本概念
1、定义
附加应力是由于外荷载作用，在地基中产生的应力增 量。
2、基本假定
地基土是各向同性的、均质的线性变形体，而且在深 度和水平方向上都是无限延伸的。
2.2.2 竖向集中力作用时的地基附加 应力布辛奈斯克解答
• 均布条形荷载下地基中附加应力的分布规律：
(1) 地基附加应力的扩散分布性； (2) 在离基底不同深度处各个水平面上，以基底中心点下轴
线处最大，随着距离中轴线愈远愈小； (3) 在荷载分布范围内之下沿垂线方向的任意点，随深度愈
向下附加应力愈小。
4、三角形分布条形荷载
dp pd
《土力学》习题61页PPT
▪
“b点上”位于粗砂层中，
▪
σcb上=γ’z = 9.5×8 =76 kPa
▪
“b点下”位于粘土层中，
▪
σcb下=76+γwh =76+10×（8+2）=176 kPa
▪ c点： z=12m ，σcc=176+19.3 × 4 = 253.2 kPa
【例9】试以分层总和法求下图中基础甲的最终沉
降量（考虑乙基础的影响）
A土样的孔隙 比e比较大
⑶sa tA ds1 ee2.71 11 .2 .21 1 5 150 1.6 7k 7N /m 3 satB ds1 ee2.61 8 0 0..7 710 1.8 9k 8N /m 3
⑷
I LA
P L P
45 12 30 12
1.83＞1
且 I PA 18＞17
Vv V
G
s
G
s
eS
r
G s
e
eS r
1 e
Gs e 1 e
G s eS r
sat
Gs 1 1 e
2.设V=1，由
e
Vv Vs
Vv
eV
s
又 Vv Vs 1
Vs
1 1
e
Vv
1
e
e
Gs
Ws V s
Ws
G
s
1
1
e
Sr
V Vv
V
S rV v
eS r 1 e
d
Ws V
【例1】已知某土样的孔隙比、比重和饱和度，用
三相草图计算：γd 、γsat 、γ’。（分别假设
Vs =1、V =1、W =1）
土力学课件ppt
环境工程中的土力学
总结词
环境保护、土壤修复
详细描述
在环境工程中，土力学主要关注土壤污染和修复、土壤保持和土地复垦等方面。它研究土壤污染物的 迁移转化规律，提出土壤修复和改良的方法和技术，为环境保护和土地资源可持续利用提供科学依据 。
地质工程中的土力学
总结词
岩土工程、地质灾害防治
详细描述
地质工程中的土力学主要研究岩土体的稳定性、变形和渗流 等问题，涉及到边坡工程、地下工程、地基处理等方面的应 用。同时，它也涉及到地质灾害的防治，如滑坡、泥石流等 自然灾害的预测和治理。
04
渗流基本概念
渗流
土中水流在土壤孔隙中的流动现象。
孔隙压力
土壤孔隙中的流体压力。
渗透力
水流在土壤孔隙中流动时对土壤颗粒产生的动水 压力。
达西定律
达西定律描述了水在土壤孔隙中流动 时的速度与压力梯度之间的关系，即 水流的速率与孔隙压力梯度成正比。
达西定律是渗流理论的基本定律，适 用于描述土壤和岩石等连续介质的渗 流。
的数学模型。
常见的固结方程有太沙 基固结方程、剑桥固结
方程等。
土力学在工程中的
07
应用
土木工程中的土力学
总结词
基础建设、建筑安全
详细描述
土力学在土木工程中主要用于研究和解决地基与基础的问题，确保建筑物的安 全性和稳定性。它涉及到土的强度、变形、渗透等基本特性，以及如何进行合 理的地基设计、基础选型和施工方法选择。
土压力理论
02
静止土压力
静止土压力是指土体在无外力作用或外力作用平衡时产生的土压力，通常表现为 土体内部的应力状态。
静止土压力的大小与挡土墙的刚度和位移有关，计算公式为：P = K * γ * H，其 中K为静止土压力系数，γ为土的容重，H为挡土墙高度。
土力学-07-3-PPT课件
土力学地基基础
第七章 桩基础
A ci
A ce
图25 承台底分区图
Bc
土力学地基基础
第七章 桩基础
台底分担的荷载总值增加时，反力的分布图式基 本不变。利用上述特征，可以通过加大外区与内区的 面积比来提高承台底地基土分担荷载的份额。 对于经常承受动力作用的桩基础或不能保证台底
与地基土保持良好接触时通常不能考虑承台底地基土
的统一计算式为：
R Q /s Q /p Q /c （7-40a） s sk p pk c ck
qck Ac Qck n
（7-40b）
土力学地基基础
第七章 桩基础
当单桩极限承载力标准值Quk由静载试验确定时， 基桩的设计值R按下式计算：
R Q / Q / s p uk s p c ck c
桩侧摩阻力不易发挥，桩顶荷载基本上通过桩身直接
传到桩端处土层上。 各桩端的压力没有重叠（图22），可认为端承型 群桩基础的工作性状与单桩基本一致； 同时，由于桩侧摩阻力不易发挥，桩与桩之间的 干扰很小，群桩基础的承载力就等于各单桩的承载力 之和；群桩的沉降量也与单桩基本相同。
土力学地基基础
第七章 桩基础
式，随桩顶荷载水平、桩径桩长、台底和桩端土质、
承台刚度以及桩群的几何特征等因素而变化。 若以桩群外围包络线为界，将台底面积分为内 外两区，则内区反力比外区小而且比较均匀，当桩
距增大时内外区反力差明显降低。
土力学地基基础
第七章 桩基础
3 1 2
3
图24 复合桩基
1.台底土反力； 2.上层土位移 3.桩端贯入、桩基整体下沉
s p
群桩中基桩平均极限承 载力 Q um 单桩极限承载力 Q u
土力学基本知识ppt课件
稠度状态与含水量有关
稠度状态 固态 半固态
强结合水 含水量
塑态 弱结合水
流态 自由水
w
稠度界限 缩限WS 塑限wp
液限wL Ip wl wp
强结合水膜最大
出现自由水
粘性土的稠度反映土中水的形态
吸附弱结合 水的能力
塑性指数
粘性土四种物理状态状态：固态、半固态、可塑状 态及流动状态
界限含水率
粘性土从一种状态过渡到另一种状态，可用某一界限含水 率来区分，这种界限含水率称为稠度界限或阿太堡界限
h hm
Δh x
z k1
v
k2
H1 H2 H
H Hm
等效渗透系数:
hm
vHm km
vm
km
hm Hm
vH h
kz
vH kz
vHm km
k3
H3
承压水
H
1
kz
Hm H
1 km
kz
Hm km
H1 1.0m, k1 0.01m / day
算例
H2 1.0m, k 2 1m / day
(1) 水平渗流
1
2 Δh
x
条件:
im
i h L
qx qmx
q1x
z k1
H1
q2x
k2
H2 H
q3x
k3
H3
H Hm
等效渗透系数:
qx=vxH=kxiH Σqmx=ΣkmimHm
1
L
2 不透
水层
1
kx H
Hmkm
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
Hm H
km
层状地基的等效渗透系数
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2m
Es=5.5MPa
B
k=5.1410-8cm/s C
2m 2m
2m D
2m
E
不透水岩层
10m
1）试估算此时粘土层的 固结度，并计算此粘土 层已固结了几年？ 2) 再经过5年，则该粘土 层的固结度将达到多少？ 粘土层在该5年内产生了 多大的压缩量？
三、方法讨论 沉降量、固结度计算法
1）固结度计算：
A
砂层
10m
1）讨论粘土层中渗流 的方向？
2）计算100天内单位 土层表面（1m2） 排出的水量？
3）求100天时A点的孔 隙水压力和有效应 力？
三、方法讨论 沉降量、固结度计算法
1）粘土层中的渗流方向？
地下 水位
15m
t=0
10m
5
15
5
15
静水头 超静水头
10 15
渗流方向 20 15
总水头
三、方法讨论 沉降量、固结度计算法
t=3.25年
三、方法讨论 沉降量、固结度计算法
2）后续沉降量计算： 思路：t Tv Ut S St
t=3.25年+5年=8.25年 T vC H v 2 tT v/t 3.28 3 5.2. 5 20.7 536
查表Ut=0.861 Sp E 0H s 15 5 1 5 00 0 0 0 20 .3 7cm 后5年产生的沉降量 St= (0.861-0.601)27.3
三、方法讨论 沉降量、固结度计算法
课堂讨论题1：
在如图所示的厚10m的饱和粘土层表面瞬时大面积均匀堆载p0， 若干年后用测压管分别测得土层中的孔隙水压力uA=51.6kPa、 uB=94.2kPa、uC=133.8kPa、uD=170.4kPa，uE=198.0kPa
地下
水位
p0=150kPa
A
第三次习题讨论课
—— 第四章
一、习题评述 二、小测验 （30分钟） 三、方法讨论
沉降量、固结度计算法 四、难点讨论 五、其它讨论
一、习题评述
作业
4－2，4－3，4－6
4-2
4－7 (1), (2), (3), (4), (6)
用Es1-2计算 不计沉降计算经验系数s 粗砂可以按一层计算
4-3
埋深D=1.5m 考虑沉降计算经验修正系数， p0=fk
2）计算100天单位面积（1m2）的渗流量？
总渗流量 Q= 稳定渗流量Q稳定+ 固结渗流量Q固结
Q稳定= vAt=kiAt = 2220.5cm3
Q固结=粘土层孔 隙压缩的一半
Es
Cvw k
5500kPa
Sp E 0H s 55 01500 009.0 1cm
T vC H v 2 t 0 .098 U t 0 .35
Ut 1
uz,tdz 1
S超 静 孔 压
zdz
S初 始 超 静 孔 压
A
51.6
B
C
94.2
D
133.8
E
170.4
198.0
测管压力= 静水压+超静孔压
初始超静孔压 150.0
20 40 60
80 100
31.6 54.2 73.8
90.4 98.0
S超静孔压 =2(31.6+54.2+73.8
+90.4+98/2) =598
考虑两层粘土的排水性质（单面or 双面？） 上层粘土: 上面基础，下面中砂——单面排水 下层粘土：上面中砂，下面砾石——双面排水 固结过程中的水压力应该按照过程公式来计算：
u 0 ,1 0 4 pm 1m 1s inm 2 H H e m 2 4 2 T v 1
一、习题评述 4-7
=7.1cm
三、方法讨论 沉降量、固结度计算法
课堂讨论题2：
地表下有一厚10m的饱和粘土层，饱和容重sat=18kN/m3，底 面承受15m水头的承压水。若地面瞬时施加一大面积均匀堆载 p0=50kPa，
地下 水位
p0=50kPa
15m
5m
cv=2.8310-3cm2/s k=5.1410-8cm/s
1）粘土层中的渗流方向？
>t>0
地下
水位
10m 0
15m 渗流方向
15 15 0
分界点
静水头 超静水头 总水头
三、方法讨论 沉降量、固结度计算法
1）粘土层中的渗流方向？
t=
地下
水位
10m 0
10
15m
15 0 15
静水头 超静水头
渗流方向 15 15
总水头
总渗流 = 稳定渗流+ 固结渗流
三、方法讨论 沉降量、固结度计算法
S初始超静孔压 =1500
静水压
超静孔压 Ut=1-598/1500=0.601
三、方法讨论 沉降量、固结度计算法
1）固结年限计算： 思路：Ut Tv t
Ut=0.601
查表Tv=0.29
Cvk(a1 we)k wsE 5.1 41-0 85502.8 31 03cm 2/s 0.01
T vC H v2 t2.8( 31 10 0 3c0m 2 2/0 stcm 0.2)9
上层粘土
下层粘土
一、习题评述 4-7
计算10天后沉降时，应该是三层土沉降之和，只是第二层 （中砂）不考虑固结问题而已。
几个小问题
k： cm/s a： kPa-1 γw：kN/m3 Cv： 量纲? T aw
Tv=Cvt/H2
二、小测验 （30分钟）
三、方法讨论
沉降量、固结度计算法
u总= u静+u超静=75+47.7=122.7kPa 有效应力= -u总=50+185-122.7=17.3kPa
Q固结= 0.5StA=SUtA =0.59.10.3510000=15925cm3
总渗流量 Q=2220.5+15925=18145.5cm3
三、方法讨论 沉降量、固结度计算法
3）计算100天时A点的孔隙水压力和有效应力？
u总= u静+u超静
u静=7.5∙10=75kPa Tv C Hv2t 0.098 u 超 静 40p ( e 4 2T v1 3e32 4 2T v ） 4.7 7kP a
一、习题评述 4-6
要 点：固结度与沉降量的关系；沉降时间关系 常见问题：公式写错
一、习题评述 4-7
有效应力还是总应力？ 初始自重应力的计算（是有效应力还是总应力？） 判断超固结土或者正常固结土，用有效应力。 计算附加应力时，减去的应该是上覆有效应力，而不是总
应力。
一、习题评述 4-7
4-6
按一层计算
一、习题评述 4-2
要 点：计算深度的选取；公式选用；指标间关系
e
Es1-2是100KPa和200KPa之 间所对应的侧限压缩模量
e1
e2
计算基底压力时要考虑回填土
及混凝土基础的自重
p1 p
p2
一、习题评述 4-3
要 点：规范法的应用 注意问题： 计算深度的选取；
沉降量需要修正。