土力学和地基基础复习资料

土力学复习资料

绪论

一、概念

1土力学：是利用力学基本原理和土工测试技术等方法，研究地表土的物理、力学特性及其受力后强度和体积变化规律的学科

土力学里的"两个理论，一个原理"是强度理论、变形理论和有效应力原理

土力学中的基本物理性质有哪四个？应力、变形、强度、渗流。

2地基:支撑基础的土体或岩体。分类:天然地基、人工地基

3基础:结构的各种作用传递到地基上的结构组成部分。根据基础埋深分为:深基础、浅基础

4土:连续、坚固的岩石在风化作用下形成的大小悬殊的颗粒，经过不同的搬运方式，在各种自然环境中生成的沉积物。

二、知识点

1土的工程用途：

（1）建筑物的地基

（2）建筑材料

（3）建筑环境或介质

2地基与基础设计必须满足的三个条件：

①作用于地基上的荷载效应（基底压应力）不得超过地基容许承载力特征值，挡土墙、边坡以及地基基础保证具有足够防止失稳破坏的安全储备。即满足土地稳定性、承载力要求。②基础沉降不得超过地基变形容许值。即满足变形要求。

③基础要有足够的强度、刚度、耐久性。

3若地基软弱、承载力不满足设计要求如何处理？

需对地基进行基础加固处理，例如采用换土垫层、深层密实、排水固结、化学加固、加筋土技术等方法进行处理，称为人工地基。

土的结构组成与物理性质

一、概念

1粒组：工程上常把大小、性质相近的土粒合为一组，称粒组

2土的颗粒级配：土中所含各颗粒的相对含量，以及土粒总重的百分数表示。△

3结合水：指受电分子吸引作用吸附于土粒表面的水

4土的结构：指土粒的原位集合体特征，是由颗粒大小、形状、

表面特征相互排列和联结关系等因素形成的综合特征。

5土的构造：指同一土层中成分和大小都相近的颗粒或颗粒集合体相互关系的特征

6界限含水量：黏性土从一种状态变成另一种状态的分界。（名词解释4分）

二、知识点

1三相体系:固相（固体颗粒）、液相（土中水）、气相（气体）三部分组成。

2粒组划分（如图）粒度分析方法有哪些？使用条件？

答：土的颗粒粒径及级配是通过土的颗粒分析试验测定的。常用方法有两种：筛选法（d>0.075mm）3反映土的颗粒级配状况有哪些指标？如何计算？沉降分析法（d<0.075mm）

粒度分析成果表示方法：列表法和累计曲线法

颗粒级配表示方法: 曲线纵坐标表示小于某土粒的累计百分比，横坐标则是用对数值表示的土的粒径。曲线平缓则表示粒径大小相差很大，颗粒不均匀，级配良好；反之，则颗粒均匀，级配不良。

反映土颗粒级配的不均匀程度的指标:不均匀系数Cu和曲率系数Cc，用来定量说明天然土颗粒的组成情况。公式: ★Cu= d60/d10 Cc= (d30)²/d60×d10

工程中一般认为：对于砾类土或砂类土，Cu≥5，且Cc=1~3时，它的级配是良好的；不能同时满足上述条件时，它的级配是不良的。

4按成因和成分不同，土的矿物成分可分为哪些？

成分划分：无机矿物颗粒和有机质黏土矿物的主要类型:蒙脱石、伊利石、高岭石（吸水能力逐渐变小）

5土孔隙水的分类？强弱结合水的特性？

（1）分类：结合水（强、弱），自由水（毛细水、重力水）

（2）影响最大的是弱结合水（具有较高的粘滞性、弹性、抗剪强度；不能传递静水压力，也不能导电；冰点低于0°C）

6土的构造和结构主要有哪些分类？

土的结构（部特征）三种基本类型:

①单粒结构:是粗粒土的主要结构形式。（砂粒）（脱水）

②蜂窝结构:是粉粒的主要结构形式（居中）

③絮凝结构:是黏粒的主要结构形式。（不脱水）

土的构造（外部特征）:①层状结构②分散结构③结合状结构④裂隙状结构

7土的物理性质:直接反映土的松密、软硬等物理状态，也间接反映土的工程性质。而土的松密和软硬程度

主要取决于土的三相各自在数量上所占的比例关系。

8用土的三相草图求解各指标（重点）P14（看背面）

9反映砂土密实度的指标有：孔隙比e、相对密实度Dr★

和标准贯入式试验的锤击数N★。

密实度状态判断界限是？

11.黏性土的物理特性：稠度

可塑性：具有可塑状态的土（即黏性土）在外力的作用下，可塑成任何形状而不产生裂缝，当外力去掉后，仍可保持原形状不变。液限：由可塑状态变化到流动状态的界限含水量，用WL表示。塑限：土由半固态变化到可塑状态的界限含水量，用Wp表示。缩限

土中应力计算

一、概念★

1.自重应力(σcz):由于土体自身有效重量在土体产生的应力。

2.附加应力(σz):除了土的有效自重之外的荷载在土体中产生的应力增量。

3.弹性理论公式:也就是把地基土视为均匀的、各项同性的半无限弹性体。在计算地基中附加应力之

前，首先要确定作用在地理表面(即基础底面)的压力。

3.基底压力(P):各种荷载通过基础底面传递给地基顶面的单位面积压力，即在基础底面与地基顶面之间产生的接触应力。。

4.基底附加压力(P0):通常是由于新增的建筑物，在土中附加应力的产生的压力。使地基产生附加变形的那部分基底压力

5.地基的附加应力:由于建筑物荷载引起的应力增量

二、知识点

1竖向自重应力的分布规律:①土的自重应力分布线是条折线，折点在土层交界处或地下水位处，在不透水层面处分布线有突变;③自重应力随深度增加而变大;④在同一层面自重应力各点相等。

8.地基附加应力的分布规律:★

(1)自重应力分布线的斜率是重度；

(2)自重应力在等重度地基中随深度呈直线分布；

(3)自重应力在成层地基中呈折线分布；

(4)在土层分界面处和地下水位处发生转折。

(5)有不透水层时顶面下为上覆水土总重

11.饱和土的有效应力原理：饱和土中的应力(总应力)为有效应力和孔隙水压力之和。

12.地下水位的升降，对土的自重应力的影响？当地下水位上升，由于浮力的存在会使土中的自重应力减小，反之，地下水位下降会使土中的自重应力增大。

13.地下水位升降应注意哪些问题？①深基坑降水②回灌③严格控制抽水量。

14.自重应力的计算★15.基底压力的计算★16.附加压力的计算★

土的变形性质与地基沉降计算

一、概念

1压缩性:土在压力作用下体力缩小的特性。

2土的固结：土的压缩随时间增加的过程

3压缩模量Es：指土体在有侧限条件下竖向附加应力与竖向应变的比值。MPa

4变向模量Eo：指土体在无侧限条件下竖向附加应力与竖向应变的比值。MPa

5固结度Uz,t：P84指在外荷载作用下，经历时间t的有效应力与总应力之比值。

6平均固结度Ut：把某一时间t的有效应力图面积与附加应力图面积之比。

7单向渗透固结：当可压缩土层为厚度不太大的饱和软黏土层，其上面或下面（或两者）有排水砂层时，在土层表面有均布竖向外荷作用下，该层土中孔隙水主要沿竖直方向流动（排出），这种现场称为单向渗透固结。

8先期固结压力：天然土层在历史上受过的最大固结应力（指土体在固结过程中所受最大竖向有效应力）9★超固结比OCR：天然土层所承受过的先期固结应力Pc与现在所承受自重压力p的比。

二、知识点

1.如何理解地基土被压缩？土是三相分散体系，所以可以理解为:①固体土颗粒被压缩②土中水及封闭气体被压缩③水和气体从孔隙中被挤出。(本质（因）:土孔隙体积缩小；外因：外荷载P的作用)