CH4土的变形性质及地基沉降计算

二、 课程的基本要求

学完“土力学”后，应达到以下基本要求：

① 认识土为松散体这一特点，并以此解释土的变形规律、渗 透性质、强度特性；

② 掌握土的物理性质及其基本指标，土的分类，确定土的物 理状态和土的定名，以及土的物理性质指标和土的强度和变形的关系；

③ 掌握土中应力分布，地基变形，一维渗透固结理论，库仑 ——莫尔强度理论；

④ 要求掌握库仑、朗金土压力计算理论及适用范围，以及几种常 见情况的土压力计算；

⑤ 掌握土坡稳定的一些基本概念和土坡稳定计算的条分法，了解摩 擦圆法和增加土坡稳定的一些措施。

三、 课程的基本内容以及重点难点

绪论

介绍“土力学”的主要内容、任务和工程应用成就。

第一章土的物理力学性质

讲授内容：土的生成，土的粒径组成和矿物成分，土中的水和气体，

土的三相含量指标，土的物理状态及指标，土的工程分类。

自学内容：土的结构及其联结，土的膨胀、收缩及冻胀。

重点：土的组成，三相含量指标和物理状态指标的计算，土的分类。 上述实验方法和资料整理。

难点：认识土的物理指标和状态指标的变化对土性质的影响。 第二 章 土的渗透性及 水的渗 流、第三 章 土中应力和地基应力

分布

讲授内容：土中一点的应力状态和应力平衡方程，土的渗透性，饱和 土的有效压力和孔隙水压力，在简单受力条件下地基中应力分布，基底的接 触应力，刚性基础基底压力简化算法，弹性半无限体内的应力分布。

自学内容：部分饱和土的孔隙压力及有效压力，孔隙压力系数。

重点 ：土的 渗透性 和有效压力 的概念，饱 和 土的有效压力 和孔隙水压 力计算，弹性半无限体内的应力分布计算。

难点：在渗透条件下，土的有效压力和孔隙水压力计算。

第四 章 土的变 形性质 及地基 沉降计算

讲授内容：土的弹性变形性质，土的压缩性，饱和粘土的渗透固结和 太沙基一维固结理论，试验方法测定土的变形模量，地基沉降计算，沉降差 与倾斜，饱和粘土的沉降过程。

第四章 土的变形性质及地基沉降计算

1 第四章 土的变形性质及地基沉降计算

引 言

大家熟悉的铁道校区的教学楼，从变形的角度设计要考虑哪些问题？是否可以计算出若干年后教学楼的沉降？如果地基土的性质不同是不是会发生倾斜？主教学楼和翼楼之间为什么设置有一道缝？施工时候是先建主楼还是先建翼楼？

图4.1 铁道校区主教学楼

§ 4.1 土的弹性变形性质

在应力水平不高时，把地基当成弹性半无限体(semi-infinite elastic body)。在垂直方向的应变z：

)(1yxzzE

若土层厚度为hc,则地基沉降S为：

chzdzS0

考虑三维应力状态下的变形：

)(1zyxxE

)(1zxyyE

)(1yxzzE

由0yx，得zzyxk01，代入z式中得：

备 注

以熟悉的案例，采用设问法引出本章要研究的问题，让同学们感受到学习本章的重要性。

回忆材料力学的内容，然后开始讲解本节内容。

图4.2 土中一点的应力状态

第四章 土的变形性质及地基沉降计算

2

三位应力状态下，某一方向的应该如何计算？

SZZZEE)121(2 SsEEE1212

其中 1212

ES 称为无侧向膨胀变形模量，或称土的压缩模量(constrained modulus)，是有侧向约束条件下的z与z之比。

E 变形模量(modulus of deformation)，是无侧向约束条件下的z与z之比。

注意．．E．S． 与．E．之间的区别．．．．．，以往同学们经常将两概念混淆

§4.2 土的压缩性

一、压缩试验

土的压缩曲线是通过压缩试验来求得的。

2 土的性质及工程分类

1、下图为某三种土A、B、C的颗粒级配曲线,试按《地基规范》分类法确定三种土的名称。

解：

A土：从A土级配曲线查得,粒径小于2mm的占总土质量的67%、粒径小于0.075mm占总土质量的21%,满足粒径大于2mm的不超过50%,粒径大于0.075mm的超过50%的要求,该土属于砂土；又由于粒径大于2mm的占总土质量的33%,满足粒径大于2mm占总土质量25%～50%的要求,故此土应命名为砾土。

B土：:粒径大于2mm的没有,粒径大于0.075mm占总土质量的52%,属于砂土。按砂土分类表分类,此土应命名为粉砂。

C土:：粒径大于2mm的占总土质量的67%,粒径大于20mm的占总土质量的13%,按碎石土分类表可得,该土应命名为圆砾或角砾。

2、某原状土样，经试验测得的基本指标如下：密度3/67.1cmg，含水率%9.12，土粒比重67.2sd。试求土的孔隙比、孔隙率、饱和度、干密度、饱和密度以及有效密度。

解：设31cmV

因为gmmmws67.1

sswswmmmmm129.0%100%100

所以，解得：gmgmws191.0,479.1

3554.0167.2479.1cmdmVVmdwssswsss 3191.01191.0cmmVwww

3446.0554.01cmVVVsv

805.0554.0446.0svVVe

%6.44%1001446.0%100VVnw

%8,42%100446.0191.0%100VwrVVS

3/479.11479.1cmgVmsd

3/943.111446.0479.1cmgVVmwvssat

3/943.01943.1'cmgwsat

4、某土样经试验测得体积为3100cm，湿土质量为g185，烘干后干土质量为g160，若土粒的相对密度sd为2.66，试求土样的含水率、干重度d、孔隙比e、饱和重度sat、有效重度'。

市政公用工程专业初中级专业技术职务

任职资格考试大纲

(2022 年版)

第一章 考试说明

市政公用工程专业技术资格考试是以专业技术为基础，考核和评定工程技

术人员能力和水平的一种考试。目的是为了建立更加公正、合理的专业技术人

才评价机制，造就懂管理、懂技术、懂法规，综合素质较高的专业人材队伍。

市政公用工程专业技术资格考试属于湖南省人力资源和社会保障部门设定

的专业技术资格考试，凡考试合格者由省人力资源和社会保障厅颁发相应专业

技术资格证书。

市政公用工程专业技术资格考试采取闭卷，纸笔作答方式进行，考试设专

业知识、法律法规及技术标准、专业实务三个科目，其中专业知识与法律法规

及技术标准考试安排在同一时间进行， 考试时间为 180 分钟，专业知识满分 150

分，法律法规及技术标准满分80 分，题型均为单选题和多选题；专业实务考试

时间为 150 分钟，满分 120 分，题型为主观题，可以是案例分析、计算题、问

答题、作图题等。

考试在湖南省人力资源和社会保障厅指导下，由省住房和城乡建设厅负责

组织，具体考试考务工作委托湖南省建设人力资源协会负责。

第二章 专业知识

1．识图基本知识和技能

(1)建造制图标准的基本规定

比例 尺寸标注 符号 定位轴线及编号 标高注法 常用建造材

料图例 (2)投影图

投影的概念及分类 三面正投影 点、直线、 平面的投影 基本形体

的投影 截断体的投影 组合体的投影 剖面图和断面图 尺寸标注

2．施工图的识读

(1)道路工程图

道路平面总体设计图 道路路线平面图 道路平面图的常用图例 路

线纵断面图 路基横断面图 平面交叉口平面设计图 平面交叉口竖向设

计图 立体交叉口平面图 立体交叉口纵断面图 道路工程图读图与画图

(2)桥梁工程图

钢筋混凝土梁桥桥位平面图 桥位平面地质断面图 桥梁总体布置图