土质土力学
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1.粒度:天然土是由大小不同的颗粒组成的,土粒的大小称为粒度2.粒度成分:工程上用不同粒径颗粒的相对含量来描述土的颗粒组成情况,这种指标称为颗粒成分3.粒组:把大小相近的土粒合并分组,称为粒组4.分界含水量:从一种状态变到另一种状态的分界点5.液限L ω流动状态与可塑状态间的分界含水量 6.塑限P ω:可塑状态与半固体状态间的分界含水量 7.缩限S ω:半固体状态与固体状态间的分界含水量 8.动水力D G ,/kN 3m (渗流力):水流作用在单位体积土体中土颗粒上的力9.流砂现象:若水的渗流方向自下而上,在土体表面取一单位体积的土体进行分析,已知土有效重度为γ",当向上的动水力D G 与土的有效重度相等时,土颗粒间的压力等于零,土颗粒将处于悬浮状态而失去稳定,这种现象就成为流砂现象 10.管涌:水在砂性土中渗流时,土中的一些细小颗粒在动水力的作用下,可能通过粗颗粒的孔隙被水流带走,这种现象称为管涌 11./12.冻土现象:在冻土地区,随着土中水的冻结和融化,会发生的一些独特的现象 13.冻胀现象:某些细粒土层在冻结时,往往会发生土层体积膨胀,使地面隆起成丘,即所谓冻胀现象 14.总应力:土体的重力,静水压力及外载荷p 所产生的应力15.有效应力:由土颗粒间的接触面承担的一部分应力16.孔隙应力(孔隙压力):由土体孔隙内的水及气体承担的一部分应力17.土的压缩性:在外力作用下土体积缩小的特性 18.前期固结压力c p :土层历史上所承受过的最大的固结压力,也就是土体在固结过程中所承受的最大有效应力19.正常固结土:如果土层的自重应力0p 等于前期固结压力c p ,也就是说土自重应力就是该土层历史上受过的最大的有效应力,这种土称为正常固结土。
OCR=120.超固结土:如果土层的自重应力0p 小于前期固结压力c p ,也就是说该土层历史上受过的最大的有效应力大于土自重应力,这种土称为超固结土。
土的工程性质:分散性、易变性、复杂性。
●饱和土:除了土颗粒外所有的空隙都由水填满的土。
●结合水:当土与水相互作用时土粒会吸附一部分水分子在土粒表面形成一定厚度的水膜成为结合水。
●结合水特点1受土粒表面引力控制不符合静水力学规律自由流动2气节冰点低于零度3密度粘滞度比正常水高●粒组界限值:巨粒组与粗粒组60mm 粗粒组与细粒组0.075mm 砾与砂2mm●粒度:土的大小称为粒度。
●土粒大小的分析法:筛分法(〉0.075mm)沉降分析法(〈0.075mm)●粒组:在工程上常把大小相近的土合并为组。
●粒度成分:土中各种不同粒组的相对含量。
●粒度成分表示方法:表格法、累计曲线法、三角坐标法●土的塑性指标:液限WL:土从液态向塑性状态过渡的界限含水量塑限WP:土由可塑状态向脆性状态过渡的界限含水量。
塑性指数IP=WL-WP粘性土的塑性大小,可用土处于塑性状态的含水率变化范围来衡量,该范围即液限与塑限之差值,称为塑性指数。
液性指数IL= 一个能够表示天然含水率与界限含水率关系的指标,即液性指数→W= 土处于液限→W= 土处于塑限状态→可塑状态土的工程分类依据:1、土的颗粒组成特征。
2、土的塑性指标()3、土中有机质存在情况●毛细性:土能够产生毛细现象的性质称为毛细性。
●毛细现象:土中水在表面张力作用下向土及其他方向移动的现象。
●土层中的毛细水带的三个分类:1,正常毛细水带;2、毛细网状水带;3、毛细悬挂水带●流砂现象:若水的渗流方向自下而上,党向上的动力水与土的浮容重相等时,土颗粒间的压力为零,土颗粒将处于悬浮状态而失去稳定,这种现象成为流砂现象。
●管涌:水在砂系土中渗透时,土中一些细小颗粒在动土力的作用下,可能通过粗颗粒的孔隙被水带走,称为管涌。
●冻土:在冰冻季节因大气复温影响使土中水分冻结成冻土。
●冻土现象:在冻土地区,随着土中水的冻结和融化会发生一些独特的现象称为冻土现象。
●冻土分类:季节冻土:隔年冻土;多年冻土●影响冻胀原因:土的因素;水的因素;温度因素●先期固结压力:土层历史上所曾经承受过的最大固结压力。
土质学与土力学
土质学是研究不同类型的土壤的性质、结构、性能和力学性质的科学,是地质学的一个分支。
土质学研究土壤的物理性质、化学性质、生物性质、结构和力学性质,它涉及到土壤的不稳定性、流变性、坡(角)能等问题,因此,作为一门集地质学、矿物学、化学、物理学、微生物学、工程学和农业生态学于一体的多学科交叉学科,土质学对工程施工提供了重要的理论支持。
土力学是建筑材料的分支,主要用于研究地基、桩基和建筑物的抗压和抗拉性能。
土力学的研究围绕土力的性质、力学模型、稳定性问题、变形、破坏等展开,它包括多种复杂的物理机制、力学原理和数学模型。
土力学的研究为提高土壤的工程性质、诊断其变形行为等提供了实践性的依据。
土质学和土力学是一体的,它们共同为土壤工程、建筑材料、基础设施和建筑物等提供了重要理论支持,它们对建筑结构在变形、破坏等方面的研究有重大影响。
通过对土壤力学特性和工程特性的研究,可以保证土壤不被破坏,从而确保建筑安全稳定。
1分层总和法的假定:①地基土是均质、各向同性的班无限线性体;②地基土在外荷载作用下,只产生竖向变形,侧向不发生膨胀变形;③采用基底中心点下的附加应力计算地基变形量。
2郎金土压力理论的基本假设:挡土墙墙背竖直、光滑,填土面水平。
分析方法:土体极限平衡条件
3库仑土压力理论的基本假设:墙后填土是理想的散粒状,即黏聚力为零;滑动破裂面为通过接踵的平面。
6单向固结理论的基本假定:土是均质、各向同性且饱和的;土粒和孔隙水是不可压缩的,土的压缩完全由空隙体积的减小引起;土的压缩和固结仅在竖直方向发生;孔隙水的向外排出符合达西定律,土的固结快慢决定于它的渗透速度;在整个过程中,土的渗透系数,压缩系数等均视为常数;地面上作用者连续均布荷载并且是一次施加的。
9.一维固结微分方程的基本假设有哪些?如何得出解析解答:一维固结理论的基本假设如下:(1)土层是均质、各向同性和完全饱和的;(2)土粒和孔隙水都是不可压缩的(3)土中附加应力沿水平面是无限均匀分布的,因此土层的固结和土中水的渗流都是竖向的;(4)土中水的渗流服从于达西定律(5)在渗透固结中,土的渗透系数 k和压缩系数a都是不变的常数(6)外荷是一次骤然施加的,在固结过程中保持不变
5分层总和法假定地基土是均质、各向同性的半无限线性体;;地基土在外荷载作用下,只产生竖向的变形,侧向不会发生膨胀变形;;采用基地中心点下的附和应力计算地基变形量。
土质学与土力学,钱建固土质学与土力学是土木工程学科中非常重要的两个分支。
土质学是研究土壤物理特性、化学性质和构造特征的学科,而土力学则是研究土壤力学特性和力学行为的学科。
这两个学科的研究成果对于土木工程的设计和施工具有重要的指导作用。
土质学研究的对象是土壤,土壤是由矿物质、有机质、水和空气组成的自然界的一种多相材料。
土壤的物理特性包括颗粒组成、孔隙结构和密度等;化学性质包括土壤的酸碱度、养分含量和有机质含量等;构造特征则包括土壤的均质性、层理性和颜色特征等。
土壤的物理特性决定了土壤的孔隙结构和水分运移特性,化学性质与土壤的肥力和环境影响有关,构造特征则反映了土壤的形成过程和堆积环境。
土力学是研究土壤力学特性和力学行为的学科。
土壤力学特性包括土壤的强度特性、变形特性、渗透特性和压缩特性等。
土壤的强度特性是指土壤的抗剪强度和抗压强度,是衡量土壤承载力的重要参数。
土壤的变形特性则研究土壤在外力作用下的变形行为,包括压缩变形、弯曲变形和剪切变形等。
土壤的渗透特性是指土壤的渗透能力和水分运移特性,它对于预测土壤的水文特性和地下水的补给能力很重要。
土壤的压缩特性研究土壤的压缩变形规律和孔隙水压力的变化规律,它对于土壤的沉降和基础的设计和施工具有重要的指导意义。
土质学和土力学相互联系,相辅相成。
土质学提供了土壤的基本性质和参数,为土力学的研究提供了基础数据。
土力学则研究了土壤的力学特性和行为规律,为土木工程的设计和施工提供了理论依据。
例如,土壤的强度特性决定了土壤的稳定性和可变性,对于土木工程的地基和基础工程设计具有重要的影响。
土壤的渗透特性决定了地下水的补给能力和土壤的排水能力,对于路基和堤坝的设计和施工也具有重要的影响。
钱建固是我国土力学和土质学的泰斗级专家,他对土质学和土力学的研究做出了重要的贡献。
他主持或参与了许多土力学和土质学方面的研究项目,取得了一系列的科研成果。
钱建固的研究成果不仅在国内具有重要的指导作用,在国际上也影响深远。