08土力学地

《土力学》教案课 次：第8次主要内容：地基最终沉降量的计算；地基沉降与时间的关系 重点内容：分层总和法；应力图面积法；太沙基固结理论 教学方法：精讲逻辑式第三节 地基最终沉降量的计算地基土在建筑物荷载作用下，不断地产生压缩变形，压缩稳定后地基表面的沉降称为地基的最终沉降量。

对于建筑物、构筑物、桥梁等结构而言，设计中需预知其建成后将产生的最终沉降量、沉降差、倾斜等，以判断地基变形值是否超过允许的范围，否则应采取相应的措施，确保结构的安全与稳定。

地基沉降的原因很多，但其主要原因主要有两个方面：一是建筑物荷载在地基中产生的附加应力；二是土的压缩特性。

目前，国内外关于地基沉降量的计算方法很多，主要分为4类，即弹性理论法、工程简化方法、经验方法和数值计算方法。

本书主要介绍国内常用的几种实用沉降计算方法，即弹性理论法、分层总和法和应力面积法。

一、弹性理论法弹性理论法假定地基为均质的、连续的、各向同性的、半无限空间线性变形体，并假定基础整个底面与地基始终保持接触。

1．竖向集中力作用下地表沉降量若在地表面作用一竖向集中力，如图4－13所示，计算地表面某点（其坐标为0=z ，r R =）的沉降量，可利用弹性力学中的Boussinesq 基本解，即()rE Q s 021πν-=(4-22) 式中：Q ——竖向集中力，kN ；s ——竖向集中力作用下地表任意点沉降，m ；r ——地表沉降计算点与竖向集中力作用点的水平距离，m ；0E ——地基土变形模量，kPa ；ν——土的泊松比。

在实际工程中，荷载总是作用在一定面积上的局部荷载。

只是当计算点离开荷载作用范围的距离与荷载作用面的尺寸相比很大时，可以用一集中力Q 来代替局部荷载，并利用式（5－22）进行近似计算。

2．绝对柔性基础沉降量计算对于绝对柔性基础，其抗弯刚度为零，无抗弯曲能力。

因此，基底将随地基一起变形，并保持紧密接触。

如图4－13所示，当基础A 上作用有分布荷载),(0ηξp 时，基础任意一点),(y x M 的沉降),(y x s ，可利用式（4－22）通过在荷载分布面积A 上积分求得，即ηξηξηξπνd d y x p E y x s A⎰⎰-+--=22002)()(),(1),( (4-23)图4－13 绝对柔性基础沉降量计算当),(0ηξp 为矩形面积上的均布荷载时，由式（4－23），可得角点的沉降量为()()02221ln 11ln1p n n n n n E b s c⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡'++'+''++'-=πν 0p c δ=0021bP E c ων-=(4-24)式中：c s ——矩形柔性基础均布荷载作用下角点的沉降量，m ；n '——矩形基底长度l 与宽度b 的比值，b l n /='；c δ——矩形柔性基础均布荷载作用下角点沉降系数；c ω——矩形柔性基础均布荷载作用下角点沉降影响系数，可由l/b 查表4－4。

一、名词解释1.临界荷载：指允许地基产生一定范围塑性变形区所对应的荷载。

（02、07、09、11、13）2.临塑荷载：是指基础边缘地基中刚要出现塑性变形时基底单位面积上所承受的荷载，是相当于地基土中应力状态从压密阶段过度到剪切阶段的界限荷载。

（03、04、05、06、08、10）3.最佳含水量：在一定击实功作用下，土被击实至最大干重度，达到最大压实效果时土样的含水量。

（02-13）4.临界水头梯度：土开始发生流沙现象时的水力梯度。

（02、03、04、06、08、10、11）i cr=5.砂流现象：土体在向上渗流力的作用下，颗粒间有效应力为零，颗粒发生悬浮移动的现象。

（05、07、09、13）6.灵敏度：以原状土的无侧限抗压强度与同一土经过重塑后（完全扰动，含水量不变）的无侧限抗压强度之比。

（02）S t=7.地基土的容许承载力：保证地基稳定的条件下，建筑物基础或者土工建筑物路基的沉降量不超过允许值（考虑一定安全储备后的）的地基承载力。

（03）8.主动土压力：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。

（04、10）9.有效应力原理：1 土的有效应力σ′总是等于总应力σ减去孔隙水压力U2 土的有效应力控制了土的变形及强度性质。

（05-13）10.先期固结压力：土层历史上曾经承受的最大固结压力，也就是土体在固结过程中所承受的最大有效应力。

（03）11.正常固结土：土的自重应力（P0）等于土层先期固结压力(Pc)。

也就是说，土自重应力就是该土层历史上受过的最大有效应力。

（ORC=1）（04、07、09、11、13）12.超固结土：土的自重应力小于先期固结压力。

也就是说，该土层历史上受过的最大有效应力大于土自重应力。

(ORC>1)（05、08）13.欠固结土：土层的先期固结压力小于土层的自重应力。

也就是说该土层在自重作用下的固结尚未完成。

(ORC<1)（02、06、10）14.土层的固结度：在某一深度z处，有效应力σzt’与总应力p的比值，也即超静空隙水压力的消散部分与起始超空隙水压力的比值。

《土力学》实验指导书班级：土木 08**学号： U20081****姓名：日期： 2011-01-08１密 度 试 验（环刀法）土的密度是指天然状态下单位体积的土的质量。

一、试验目的测定土的密度，以便了解土的疏密和干湿状态，供换算土的其它物理性质指标、计算地基应力及控制施工质量之用。

二、试验原理用已知质量和容积的环刀取得土样后，称出环刀加土样的总质量，即可知土样的体积和质量，从而算出土样的密度。

即：式中：m 0——环刀质量（g ）；V ——环刀容积（cm 3）；m ——土样质量（g ）； ρ——土样的密度（g/cm 3）。

三、仪器设备1. 环刀：横截面积50cm 2，高2cm ；2. 托盘天平：称量500~1000g ，感量0.1g ；3. 其它：修土刀、毛玻璃、凡士林油等。

四、操作步骤：1. 土样准备：取原状或人工制备的扰动土（一般由实验室已制成土饼）。

2. 取试样：在环刀内壁涂一层薄薄的凡士林油（切记），将环刀刀口朝下放在土饼上，慢慢用力将环刀下压，边压边削去环刀外侧的残土，至土样向外伸出环刀为止。

再用削土刀沿环刀的顶面和底面削平试样，并擦净环刀外壁，编上编号。

3. 称量：调平托盘天平后，将环刀连同土样放在天平上称量其总质量，准确至0.1g 。

五、注意事项：1. 环刀取土时，下压方向要正，用力要均匀。

2. 环刀周围的土应细心切削，不可用手抠。

3. 土样两端修平时，若遇d>5mm 的砂粒处于欲修平面而无法修平时，应另取土样重做。

六、数据记录与计算：Vm m m 00)()(-+=-+=环刀容积环刀质量的质量土环刀ρ２含 水 量 试 验（烘干法）土的含水量是指土中水的质量与土粒的质量之比。

一、试验目的测定土的含水量，以了解土的干湿状态，供换算土的其他物理性质指标和状态指标如e 、I p 、I l 、S r 和评价土的工程性质之用。

二、试验原理土中紧紧吸附于土颗粒表面的强结合水只有在105°C 的高温下烘烤数小时才可失去。

土木工程一、学科门类：工学专业名称：土木工程专业代码：080703授予学位：工学学士标准学制：4年在校修业年限：3—8年二、培养目标本专业培养适应21世纪社会主义现代化建设需要，德、智、体、美全面发展，掌握土木工程学科的基本理论和基本知识，获得土木工程师基本训练并具有创新精神的高级工程技术人才。

毕业生能从事土木工程的设计、施工与管理工作，并初步具备从事土木工程项目规划和研究开发的能力。

三、培养要求与特色（1）培养要求、特色：①专业基础知识扎实、全面。

掌握工程数学、工程力学、结构工程学、岩土工程学的基础理论和土木工程设计、施工、管理所必须的专业基础理论，为各专业方向打下坚实的基础。

②专业领域较宽。

设置建筑工程、道桥工程、岩土工程及土木工程施工管理多个课群组的专业课程，土木工程学生具备较宽的专业知识领域和就业途径。

③较强的动手和实际应用能力。

具备理论联系实际，能动手解决实际问题的工作能力。

（2）毕业生应获得以下几方面的知识和能力：①具有良好的思想品德﹑社会公德和职业道德；热爱社会主义祖国，拥护中国共产党的领导，理解马列主义﹑毛泽东思想和邓小平理论的基本原理；愿为社会主义现代化建设服务，为人民服务；具有爱岗敬业﹑艰苦奋斗﹑热爱劳动﹑遵纪守法﹑团结合作的品质；②具有基本的人文社会科学基本理论素质和素养：在哲学及方法论﹑经济学﹑法律等方面具有必要的知识，对文学﹑艺术﹑伦理﹑历史﹑社会学及公共关系学等的若干方面进行一定的学习；③具有较扎实的自然科学基本理论知识：掌握高等数学，了解现代物理﹑化学的基本知识，了解当代科学技术发展的其它主要方面和应用前景；④具有扎实的专业基础知识和基本理论：掌握工程力学﹑流体力学﹑结构工程及岩土工程的基本理论，掌握工程规划与选型﹑工程材料﹑结构分析与设计﹑地基处理、施工技术与组织方面的基本知识，掌握有关工程测量、测试与试验的基本技能，了解建设项目管理方面的基本内容，了解土木工程的主要法规。

申请学士学位授予权专业申报表
学科门类工学
门类代码08
专业名称交通工程
专业代码081202
批准时间2001
宁夏学位委员会办公室
2006年03月28日填
填表说明
一、封面“学科门类、门类代码、专业名称、专业代码”按照中华人民共和国教育部1998年颁发的《普通高等学校本科专业目录和专业介绍》（由高等教育出版社出版）调整后的学科、专业名称及代码填写。

二、Ⅰ：“专业简况与自评”按照栏中所列项目简明扼要反映情况和自评结果，字数限制在1500字内。

三、Ⅱ-1：“实验室情况”中专业实验室名称栏，内容多时，可另加附页。

“学习实践条件”要反映本专业的固定实习基地数及其建设情况；近三年实习实践经费投入、组织保障与实施方式等。

四、Ⅲ：“师资队伍情况”专业课教师详细情况，限填本单位在编的教师。

五、Ⅳ-3：“在研项目情况”栏、Ⅴ-2：“专业课”栏、Ⅴ-4：“毕业生论文详细情况”栏，可单列，作表附件。

六、除另有说明外，所填内容的时间截止为该专业有应届本科毕业生当年的二月底。

七、除已规定的栏目外，一律不得另加附页。

八、本表填写内容必须属实，字迹要端正、清楚。

打印字体根据实际可选择宋体或仿宋体。

九、复制时，必须保持原格式不变，纸张限用国际标准A4型，装订要整齐。

年申请学士学位授权专业汇总表
负责人：联系人：联系电话：年月日传真：E-mail：。

教案2010 ~ 2011 学年第1 学期学院、系室天津城市建设学院土木工程系课程名称土力学专业、年级、班级土木专业08级结构1-6主讲教师刘举、李顺群天津城市建设学院教案编写说明教案又称课时授课计划,是任课教师的教学实施方案。

任课教师应遵循专业教学计划制订的培养目标，以教学大纲为依据，在熟悉教材、了解学生的基础上，结合教学实践经验，提前编写设计好每门课程每个章、节或主题的全部教学活动。

教案可以按每堂课（指同一主题连续1~4节课）设计编写。

教案编写说明如下：1、编号：按施教的顺序标明序号。

2、教学课型表示所授课程的类型，请在理论课、实验课、习题课、实践课及其它栏内选择打“√”。

3、题目：标明章、节或主题。

4、教学内容：是授课的核心。

将授课的内容按逻辑层次，有序设计编排，必要时标以“*”、“#”“？”符号分别表示重点、难点或疑点。

5、教学方式、手段既教学方法，如讲授、讨论、示教、指导等。

教学媒介指教科书、板书、多媒体、模型、标本、挂图、音像等教学工具。

6、讨论、思考题和作业：提出若干问题以供讨论，或作为课后复习时思考，亦可要求学生作为作业来完成，以供考核之用。

7、参考书目：列出参考书籍、有关资料。

8、日期的填写系指本堂课授课的时间。

天津城市建设学院教案教师姓名：仲晓梅职称：副教授10年月日天津城市建设学院教案教师姓名：李顺群职称：副教授10年月日天津城市建设学院教案教师姓名：李顺群职称：副教授10年月日天津城市建设学院教案教师姓名：李顺群职称：副教授10年月日天津城市建设学院教案教师姓名：李顺群职称：副教授10年月日天津城市建设学院教案教师姓名：李顺群职称：副教授10年月日天津城市建设学院教案教师姓名：李顺群职称：副教授10年月日天津城市建设学院教案教师姓名：李顺群职称：副教授10年月日天津城市建设学院教案教师姓名：李顺群职称：副教授10年月日天津城市建设学院教案教师姓名：李顺群职称：副教授10年月日天津城市建设学院教案教师姓名：李顺群职称：副教授10年月日天津城市建设学院教案教师姓名：李顺群职称：副教授10年月日。