土力学重点
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土粒相对密度:土粒密度(单位体积土粒的质量)与4'C时纯水密度之比,称为土粒相对密度,或称土粒比重。
附加应力由建筑物荷载在地基土中引起的、附加在原有自重应力之上的应力。
土的重度是单位体积土受的重力固结度地基在某一时刻t的固结沉降与地基最终固结沉降之比。
岩石软化性是岩石浸水后力学强度降低的特性天然休止角:指干燥砂土自然堆积所能形成的最大坡角。
超固结一般用pc表示土层历史上所受得最大固结压力,渗透系数:反映土的透水性能的比例系数,相当于水力坡降等于1时的渗透速度。
临塑荷载:地基中即将出现塑性区但未出现塑性区时所对应的基底压力,及相应于塑性区的最大深度等于零时所对应的基底压力。
临界荷载:塑性区的最大深度限制在基础宽度的四分之一(或三分之一)时所对应的基底压力。
总应力有效应力通过土粒承受和传递的粒间应力。
土灵敏度粘土在未扰动状态下的无侧限抗压强度与其重塑后立即进行试验的无侧限抗压强度之比值。
.围岩侧限压缩模量在侧限条件下,土的竖向应力变化量(Δσ)与其相应的竖向应变变化量(Δε)的比,称为土的侧限压缩模量,用Es表示。
静止土压力:挡土墙在墙后填土的推力或其他外力作用下,不发生任何移动或滑动,这时墙背上的土压力,称为静止土压力。
莫尔包线:土体发生剪切破坏时,剪切破坏面上的剪应力f τ是该面上的法向应力σ的函数,这个函数在στ−f 坐标中是一条曲线,该曲线称为莫尔包线塑限:土由半固态转到可塑状态的界限含水量。
液限:土由可塑状态转到流动状态的界限含水量。
先期固结压力:天然土层在历史上所经受过的最大固结压力。
1.什么是土的变形模量E c ?什么是土的土的灵敏度2. 粘性土在荷载作用下沉降量包括哪些?3.室内测定渗透系数方法有哪些?现场测定渗透系数方法有哪些?各适合何种土?4. 岩石分类5.无侧限抗压试验、十字板剪切试验有何特点6.浅基础的地基破坏模式及适用条件?7.实际工程中,如何确定土的压缩系数?判断土的压缩性8. 抗剪强度与密度关系9.地下水升降与有效应力关系10.岩石的三轴试验,单轴试验特点?11.土体中的结合水分为哪两大类?10.十字板剪切试验测定的抗剪强度与三轴剪力仪的哪种试验类似?12.如何根据摩尔—库伦强度理论确定剪切破坏面方向?根据摩尔—库伦强度理论,抗剪强度与哪些因素有关?13.粘性土坡与无粘性土坡的滑动方式有何不同?为什么?14.什么是达西定律?什么是渗透力、渗透变形15. 什么是静止土压力、主动土压力、被动土压力16.毕肖普公式假定有哪些?17. 什么是压力水头?什么是速度水头?18、什么是极限荷载,它由哪几部分组成19.孔压系数A, B的意义及定义,大小范围。
不均匀系数C U:反映曲线的坡度,表示土粒的不均匀程度,C U=d60/d10。
曲率系数C C:反映级配曲线的形状是否连续, C C=d230/(d10*d60)土的级配不均匀(CU≧5),且级配曲线连续(CC=1~3)的土,称为级配良好的土。
否则,称为级配不良的土。
比重:(土粒相对密度):土的固体颗粒质量与同体积4℃时纯水的质量之比。
孔隙比:是孔隙体积与土颗粒体积之比,用小数表示,e=Vv/Vs孔隙率:是孔隙体积与土总体积之比,用百分数表示,n=Vv/V×100%;e=n/(1-n)。
液性指数:土的天然含水量与塑限只差,与塑性指数之比。
IL=(ω-ωP)/(ωL-ωP )。
压实度:Dc=填土干密度/室内标准功能击实的最大干密度*100%。
渗透力:水在土体孔隙中流动时,会对土颗粒产生推动、拖拽作用,渗透水流施加于单位体积土骨架的作用力称为渗透力。
j=iγw主动土压力:挡土墙在填土压力作用下,向着背离填土方向移动或沿墙跟的转动,直至土体达到主动平衡状态,形成滑动面,此时的土压力称为主动土压力Ea。
被动土压力:挡土墙在外力作用下向着土体的方向移动或转动,土压力逐渐增大,直至土体达到被动极限平衡状态,形成滑动面。
此时的土压力称为被动土压力E P。
静止土压力:挡土墙在土压力作用下,墙后土体没有破坏,处于弹性平衡状态,不向任何方向发生位移和转动时,作用在墙背上的土压力称为静止土压力,以E0表示。
土的抗剪强度:是土体抵抗剪切破坏的极限能力,τf=c+σtanυ。
极限承载力:地基承受的极限荷载称为地基的极限承载力。
承载力特征值:体积压缩系数:侧限条件下,土样的体积应变增量与压应力增量的比值,其数值等于压缩系数分之一。
压缩指数:表示土压缩性高低的指标,C C=(e1-e2)/(lgp2-lgp1)。
影响细粒土的压实性有哪些因素?因素有含水量、颗粒级配、压实功能。
渗透破坏的基本类型有哪些?区别有哪些?渗透破坏是在有渗流情况下,由于渗透力的存在,将使土体内部受力情况发生变化。
土力学1.土的主要矿物成分:原生矿物:石英、长石、云母次生矿物:主要是粘土矿物,包括三种类型高岭石、伊里石、蒙脱石2.粒径:颗粒的大小通常以直径表示。
称为粒径(mm)或粒度。
3.粒组:粒径大小在一定范围内、具有相同或相似的成分和性质的土粒集合。
4.粒组的划分:巨粒(>200mm)粗粒(0.075~200mm) 卵石或碎石颗粒(20~200mm)圆砾或角砾颗粒(2~20mm)砂 (0.075~2mm)细粒(<0.075mm)粉粒(0.005~0.075mm)粘粒(<0.005mm)5.土的颗粒级配:土由不同粒组的土颗粒混合在一起所形成,土的性质主要取决于不同粒组的土粒的相对含量。
土的颗粒级配就是指大小土粒的搭配情况。
6.级配曲线法:纵坐标:小于某粒径的土粒累积含量横坐标:使用对数尺度表示土的粒径,可以把粒径相差上千倍的粗粒都表示出来,尤其能把占总重量少,但对土的性质可能有主要影响的颗粒部分清楚地表达出来.7.不均匀系数:可以反映大小不同粒组的分布情况,Cu越大表示土粒大小分布范围广,级配良好。
8.曲率系数:描述累积曲线的分布范围,反映曲线的整体形状9.土中水-土中水是土的液体相组成部分。
水对无粘性土的工程地质性质影响较小,但粘性土中水是控制其工程地质性质的重要因素,如粘性土的、及其等,都直接或间接地与其含水量有关。
13.表示土的三相组成部分质量、体积之间的比例关系的指标,称为土的三相比例指标。
主要指标有:、、(这三个指标需用实验室实测)和由它们三个计算得出的指标、和。
14.稠度:粘性土因含水量的不同表现出不同的稀稠、软硬状态的性质称为粘性土的稠度。
15.粘性土的界限含水量:同一种粘性土随其含水量的不同,而分别处于固态、半固态、可塑状态及流动状态。
由一种状态转变到另一种状态的分界含水量,叫界限含水量16.可塑性是粘性土区别于砂土的重要特征,可塑性的大小用土处在可塑状态时的含水量的变化范围来衡量,从液限到塑限含水量的变化范围越大,土的可塑性越好。
1、相对密度:土的固体颗粒质量与同体积4C时纯水质量之比。
2、塑性指数:液限与塑限之差3、基地附加应力:由建筑物荷载引起的应力增量。
4、弹性模量:土体在无侧限条件下瞬时压缩的应力应变模量。
5、变形模量:土体在无侧限条件下单轴受压时的应力与应变之比。
6、固结度:地基在荷载作用下,经历时间t的固结沉降量与其最终沉降量之比。
7、土的固结:指的是在荷载或其它作用下,土体孔隙中水分逐渐被排出,体积压缩,密度增大的现象。
8、应力路径:土中应力传递的有效路径。
9、侧磨阻力:桩侧摩阻力是桩截面对桩周围相对位移的函数。
10、负摩阻力:当桩周围土层相对于桩侧向下移时,桩侧摩阻力方向向下,称为负摩阻力。
11、群桩效应:桩端处压力比单桩时大得多,桩端以下压缩土层的厚度也比单桩要深,此时群桩中各桩的工作状态与单桩明显不同,其承载力小于各单桩承载力之和,沉降量大雨单桩各自的沉降量。
1、影响基础埋置深度的因素建筑结构条件与场地环境条件,工程地质条件,水文地质条件,地基冻融条件。
2、最优含水量:在一定的压实功能下,使土最容易受压,并能打到最大密度时的含水量。
3、土的结构:单粒结构,蜂窝结构,絮凝结构。
4、地基的破坏形态:整体剪切破坏,局部剪切破坏,冲剪破坏。
5、极限平衡状态:当土体中某点在任一平面上的剪应力等于土的抗剪强度时的状态。
6、土的抗剪强度:指土体抵抗剪切破坏的极限能力。
7、朗金土压力依据:通过研究弹性半空间体内的应力状态,根据图的极限平衡条件而得到的土压力计算方法。
假定挡土墙墙背竖直光滑,填土面水平。
8、库伦土压力依据:根据墙后土体处于极限平衡状态并形成一滑动楔体时,从楔体得静力平衡条件得出的土压力计算理论,假设:墙后填土是理想的散粒体;滑动破裂面为通过墙踵的平面。
9、太沙基—维固结理论假定:土中的渗流只沿竖向发生,而且渗流服从达面定律;相对于土的孔隙,土中水喝土颗粒都是不可压缩的;土是完全饱和的,土的体积压缩量同土空隙中排出的水量相等,而压缩变形的速率取决于土中水的渗流速率。
1.相对密度D r 的表达式是 D r =(e max -e)/(e max -e min ) ,D r 等于 1 时砂土处于最紧密-2砂土-大于 2mm 粒径-不超过全重50%,而大于 0.075mm 粒径-超过全重50%的土。
3自重应力自 室外地面 起算,随着深度呈 增加的趋势 。
4、a 1-2表示压力范围p 1= 100kpa ,p 2= 200kpa 时-压缩系数,-a 1-2来评价土的压缩性高低。
5土完全侧限条件下土样压缩稳定后的孔隙比,受压前后的 土粒体积 、 截面面积 。
6.粘性土的极限平衡条件是 σ1=σ3tg 2(45.+φ/2)+2ctg(45.+φ/2 ) 剪切破坏面与大主应力面的夹角为 45。
+φ/2 。
7.确定地基承载力的方法有 理论公式法、 载荷试验法 和经验法等几种。
8.抗剪强度的指标为 内聚力 和 内摩擦角 。
9.钢筋混凝土独立基础应按__冲切___破坏确定,条形基础应按___剪切_____破坏确定。
10.桩静载荷试验时,在同一条件下的试桩数量不宜少于 总桩数的 1﹪,并不应小于 3根。
1.土的粒径越不均匀,颗粒级配曲线越 平缓 ,不均匀系数越 大 。
2.抽取地下水位,地下水位下降,有效自重应力 增加 ,而造成 地面沉陷 的严重后果。
3.抗剪强度曲线与摩尔应力圆在A 点相切,表明A 点所代表的平面的剪应力τ 等于 土的抗剪强度τf ,即该点处于 极限平衡 状态。
4.附加应力自 基础底面 起算,随着深度呈 减小的趋势 。
5.塑性指数Ip 的表达式是 wl -wp 。
粘性土的Ip 越大,说明土中 粘粒 含量越高。
6.土在荷载作用下发生变形总沉降量三部分组成固结沉降、瞬时 沉降和 次固结 沉降。
7.地基的破坏形式有 整体剪切破坏、 局部剪切破坏 、 冲剪破坏 等几种。
10.桩按承载性能分类,可分为 摩擦型桩 和 端承型桩 两类。
1.粘粒在最优含水量时,压实密度最大,同一种土的压实能量越大,最优含水量越大。
土力学重点(仅供参考)第一章(土的成因)土的三相系:固、液、气。
常见到的粘土矿物:高岭石、伊利石、蒙脱石不均匀系数Cu曲率系数Cc土的结构类型:单粒、絮凝、分散。
填空题1.根据土的颗粒级配曲线,当颗粒级配曲线较较平缓时表示土的级配良好。
2.工程中常把CU >10的土称为级配良好的土,把CU<5的土称为级配均匀的土,其中评价指标叫不均匀系数。
3.不同分化作用产生不同的土,分化作用有:物理风化、化学风化、生物分化。
4. 粘土矿物基本上是由两种原子层(称为晶片)构成的,一种是:硅氧晶片(硅片),它的基本单元是Si—0四面体,另一种是:铝氢氧晶片(铝片),它的基本单元是A1—OH八面体。
5.不均匀系数Cu、曲率系数Cc 的表达式为Cu=d60/ d10、Cc=d230/ (d60×d10)。
6. 砂类土样级配曲线能同时满足Cu ≧5 及Cc = 1~3的土才能称为级配良好的土。
7. 土是岩石分化的产物,是各种矿物颗粒的集合体。
土与其它连续固体介质相区别的最主要特征就是它的:散粒性和多相性。
8.最常用的颗粒分析方法有筛分法和水分法。
选择题1.在毛细带范围内,土颗粒会受到一个附加应力。
这种附加应力性质主要表现为( C )(A)浮力; (B)张力; (C)压力。
2.对粘性土性质影响最大的是土中的( C )。
(A)强结合水; (B)弱结合水; (C)自由水; (D)毛细水。
3.土中所含“不能传递静水压力,但水膜可缓慢转移从而使土具有一定的可塑性的水,称为( D )。
(A)结合水; (B)自由水; (C)强结合水; (D)弱结合水。
4.下列粘土矿物中,亲水性最强的是( C )。
(A)高岭石; (B)伊里石; (C)蒙脱石; (D)方解石。
5.毛细水的上升,主要是水受到下述何种力的作用?(C )(A)粘土颗粒电场引力作用; (B)孔隙水压力差的作用6.图粒大小及级配,通常用颗粒级配曲线表示,土的颗粒级配曲线越平缓,则表示( C )。
颗粒级配:土中所含各粒组的相对含量,以土粒总重的百分数表示,称为土的颗粒级配。
颗分实验:筛分法(适用于大于0.1mm或0.75mm),沉降分析法(水分法,小于)土中水形态:固态(内部结晶水,可当做土体颗粒的一部分);气态;液态(1结合水:强结合水和弱结合水。
2自由水:重力水(地下水位以下),毛细水(受水与空气交界面的表面张力作用存在于地下水位以上透水层)毛细压力:湿砂湿土具有的干砂没有的粘结力冻胀和融陷:产生机理是水的迁移和积聚。
影响因素:土的性质,水(当冻结区能获得水源补充时更严重),温度(温度骤降和持续负温)结构和构造:单粒结构,蜂窝结构,絮凝结构。
构造:层理构造,裂隙性界限含水量:粘性土从一种状态转变为另一种状态的分界含水量液限:由可塑状态变化到流动状态的界限含水量wl塑限:土由半固态变化到可塑状态的界限含水量Wp结构性与触变性:结构性:天然土的结构受扰动而改变的特性,一般是强度会降低,用灵敏度来衡量,成正比。
触变性:受扰动后静置一段时间能恢复强度的性质渗透试验:室内渗透试验,现场抽水试验(更可靠)影响渗透性的因素:砂性土:颗粒大小,级配,密度,土中封闭气泡。
颗粒越粗越均匀,级配越好,渗透性越好。
粘性土:矿物成分,结合水膜厚度,土的结构构造,气体。
亲水膨胀的矿物越多,结合水膜越厚,渗透性越差。
影响压实效果的因素:1 含水率;2 击实功能增加,最优含水量下降;3 土类及级配。
黏粒越多压实越困难,级配越好压实效果越好。
渗透破坏形式:流土、管涌、潜蚀。
1 流土:当渗流力j大于或等于土的有效容重时图李建压力被抵消,土粒处于悬浮状态而丧失稳定的现象称为流土;控制方法:要求施工前做好周密详细的勘测工作,当基坑底土层是易引起流砂现象的土质时,应避免采用直接排水,而可采用人工降低地下水位的方法进行施工。
2 管涌:渗透水流作用下,粗颗粒被带走,形成贯通管道,土体塌陷;控制方法:为防止管涌现象发生,一般可在建筑物下游边坡逸出处设置反滤层,防止细小颗粒被渗流水夹带而走。
1.土是由土粒(固相)、土中水(液相)、土中气(气相)组成。
2.由粒径累计曲线推断出土颗粒的均匀程度或级配是否良好,如果曲线较陡,则粒径大小相差不多,级配不良;反之,则粒径大小相差较大,级配良好。
3.土由可塑状态转换为流动状态的界限含水量称为液限WL(17mm);土由可塑状态转换为半固体状态的界限含水量称为塑限WP (2mm);土由半固体状态不断失水缩小直到不再缩小的界限含水量称为缩限WS。
塑性指数:土处于可塑状态的界限含水量变化范围。
(IP表示);液性指数:粘性土的天然含水量与塑限的差值除以塑性指数。
土的密实度:Dr=(Emax-E)/(Emax-Emin)4.水在土中的渗透是由水力梯度或水头差引起的。
h=P/γw+z(+v²/2g)水力梯度i=△h/L5.(达西定律)平流条件下,单位时间内的渗水量q与圆筒断面积A和水力梯度i成正比,且与土的透水性质有关。
q=KAi v=q/A=Ki6.对于成层土,如果各土层的厚度大致相近。
而渗透却相差悬殊时,与层向平行的平均渗透系数将取决于最透水土层的厚度和渗透性,并可近似的表示为k’H’/H,式中k’和H’分别为最透水土层的渗透系数和厚度;而与层面垂直的平均渗透系数则取决于最不透水层的厚度和渗透性。
并可近似的表示为k”H/H”。
式中k” H”分别为最不透水土层的渗透系数和厚度。
7.流网特征:(1)流线与等势线互相正交(2)流线与等势线构成的各个网格的长宽比为常数,当长宽比为1时,网格为曲线正方形,这也是最常见的一种流网。
(3)相邻等势线之间的水头损失相等(4)各个溜槽的渗流量相等。
8.在向上的渗透力作用下,粒间有效应力为零时,颗粒群发生悬浮移动的现象称为流沙现象或流土现象。
9.自重应力:土体受到自身重力作用而存在的应力。
附加应力:土体受外荷载以及地下水渗流、地震等作用下产生的应力增量,它是产生地基变形的主要原因,也是导致地基土的强度破坏和失稳的重要原因。
《土力学》重点、难点及主要知识点一、课程重点、难点1、土的物理性质及工程分类1.1概述、1.2土的组成、1.3土的三相比例指标、1.4无粘性土的密实度、1.5粘性土的物理性质、1.6土的击实性、1.7土的工程分类。
掌握重点:土的物理性质指标、无粘性土和粘性土的物理性质、土的击实性、土的工程分类原则难点:土的物理状态。
2、土的渗透性与渗流2.1概述、2.2土的渗透性、2.3土中二维渗流及流网简介、2.4渗透力与渗透破坏掌握重点:土的渗透规律、二维渗流及流网、渗透力与渗透破坏难点:土的渗透变形。
3、土的压缩性和固结理论3.1土的压缩特性、3.2土的固结状态、3.3有效应力原理、3.4太沙基一维固结理论。
掌握重点:土的压缩性,有效应力原理难点:有效应力原理、一维固结理论4、土中应力和地基沉降计算4.1地基中的自重应力、4.2地基中的附加应力、4.3常用沉降计算方法、4.4地基沉降随时间变化规律的分析掌握重点:地基自重应力及附加应力的计算方法、不同变形阶段应力历史的沉降计算方法、地基最终沉降量计算方法、地基沉降随时间变化规律。
难点:角点法计算附加应力,分层总和法计算地基沉降量。
5、土的抗剪强度5.1土的抗剪强度理论和极限平衡条件、5.2土的剪切试验、5.3三轴压缩试验中孔隙压力系数、5.4饱和粘性土的抗剪强度、5.5应力路径在强度问题中的应用、5.6无粘性土的抗剪强度掌握重点:库仑定律的物理意义、极限平衡条件式、直剪试验测定土的抗剪强度指标、不同排水条件下测定土的抗剪强度指标的方法、剪切试验的其它方法、剪切试验方法的选用、砂土的振动液化、应力路径的概念难点:极度限平衡条件式、抗剪强度指标的选用、应力路径6、土压力6.1土压力类型和静止土压力计算、6.2朗肯土压力理论、6.3库仑土压力理论、6.4几种常见情况下土压力计算。
掌握重点:静止土压力、主动土压力、被动土压力的形成条件、朗肯和库伦土压力理论难点:有超载、成层土、有地下水情况的土压力计算7、地基极限承载力7.1地基变形和破坏类型、7.2地基的临塑荷载及临界荷载、7.3地基承载力的确定掌握重点:握地基承载力确定方法、地基变形和破坏的类型、地基临塑荷载及临界荷载确定地基承载力、根据试验方法确定地基承载力。
土力学与地基基础重点(一篇)土力学与地基基础重点 1土力学与地基基础重点土力学与地基基础重点第1章工程地质概述一、重点:掌握土的渗透规律。
土的生成。
重点掌握渗流力及流沙、管涌的基本概念。
掌握土的透水性、流砂、潜蚀、地下水升降等对建筑工程的影响。
了解主要造岩矿物的物理性质,岩石的分类和主要特征;第四纪沉积物的类型、分布规律及特征;第四纪沉积物类型及其工程特点。
了解地下水的埋藏条件。
二、难点:褶皱构造、断裂构造,地下水的埋藏条件,土的渗透性、地下水的腐蚀性、动水力、流砂和潜蚀。
第2章土的物理性质及分类一、重点:土的三项指标。
无粘性土的密实度。
土的压实原理。
土的物理特征和地基土的工程分类。
必须掌握土的物理性质指标的定义、测定、换算和应用。
掌握粘性土的物理特征和液塑限试验。
粘性土的界限含水量,粘性土的塑性指数和液性指数,粘性土的灵敏度和触变性。
掌握土的颗粒级配的含义及颗粒级配累积曲线的做法、用途,区分开三大类矿物成分(高岭石、伊里石、蒙脱石)不同性质,土中水的主要形态类型。
熟悉地基土的工程分类方法。
了解粒径级配对无粘性土性质的影响。
一般了解粘土矿物、水和离子的相互作用。
了解砂类土的物理性质。
了解土的压实特性在分层压实处理地基中的应用意义。
二、难点:土的压实原理。
土的物理特征和地基土的工程分类。
粘性土的物理特征和液塑限试验。
粒径级配及其对无粘性土性质的影响。
第3章地基的应力和变形一、重点:矩形和条形荷载面积下的附加应力计算。
土的压缩性及其指标的确定。
最终沉降量的计算。
熟练掌握土的自重应力计算,基底附加压力的计算。
记住中心荷载作用下和偏心荷载作用下基底压力及基底附加压力的计算公式。
运用角点法计算地基中附加应力。
要求建立地基弹性体内应力扩散概念、掌握几种典型规则的分布荷载下附加应力计算、会利用学过知识求不规则荷载作用下的附加应力;要求记住几个主要公式、条形均布荷载下应力分布规律、非均质和各向异性地基对附加应力有何影响。
一、绪论1土力学的研究对象土力学的研究对象是土体2什么是地基,什么是基础?地基:通常把支撑基础的土体或岩体称为地基。
基础:基础是将结构承受的各种荷载作用传递到地基上的结构组成部分。
3地基与基础设计必须满足的三个基本条件(1)承载力条件:作用于地基上的荷载效应不得超过地基容许承载力或地基承载力特征值,保证建筑物不因地基承载力不足造成整体破坏或影响正常使用,具有足够防止破坏的安全储备。
(2)变形条件:控制地基沉降使之不得超过地基变形容许值。
(3)稳定性条件:挡土墙、边坡、地基基础保证具有足够防止失稳破坏的安全储备。
4土木工程事故类型(1)地基产生整体剪切破坏(2)地基发生不均匀沉降(3)地基土产生过量沉降(4)地基液化失效5三个三土的三个特性:①碎散性②多相性③地质历史形成的变异性三个工程问题:①强度②变形③渗流问题三大理论:①强度理论MC②有效应力原理③达西定律二、土的性质及工程分类1三相体系固相(固体颗粒)液相(土中水)气相(气体),研究土的工程性质是,及有别于固体力学,也有别于流体力学。
2土的矿物颗粒成分(1)原生矿物:石英、长石、云母。
①比表面积小(单位体积内颗粒的总表面积)②矿物成分的性质较稳定③若级配好,则土的密度大强度高、透水性较大、压缩性较低。
(2)次生矿物:蒙脱石、伊利石、高岭石。
性质较不稳定,具有较强的亲水性,遇水易膨胀的特点。
工程性质:蒙脱石<伊利石<高岭石3粒度,粒组,界限粒径粒度:土粒的大小。
粒组:大小、性质相近的土粒合并为一组。
界限粒径:划分粒组的分界尺寸。
4颗粒级配颗粒级配:通常以土中各个粒组的相对含量(即各粒组占土粒总量的百分数)来表示。
表示方法:表格法,颗粒级配曲线法。
实验方法:筛分法,适用于0.075mm≤d≤60mm,圆孔沉降分析法,适用于d<0.075mm颗粒级配的描述:工程上常用不均匀系数Cu描述颗粒级配的不均匀程度。
曲率系数Cc描述颗粒级配曲线整体形态,表明某粒组是否缺失情况。
颗粒级配是否良好的判断:Cu愈大,表示土粒愈不均匀。
工程上把Cu<5的土视为级配不良的土,Cu>5的土视为级配良好的土。
对于砾类土或砂类土同时满足Cu≥5和Cc=1~3时,定名为良好级配砂或良好级配砾。
5土中水水:固态水内部结晶水,内部结合水液态水结合水:强结合水(类似固体),弱结合水(对工程性质影响最大)。
自由水:重力水毛细水气态水6粘土颗粒与水的作用粘土颗粒表面带有负电荷:电泳,电渗,电渗排水法7双电层与扩散层任何两个不同的物相接触都会在两相间产生电势,这是因电荷分离引起的。
两相各有过剩的电荷,电量相等,正负号相反,相与吸引,形成双电层。
8毛细管现象毛细水:是受到水与空气交界面处表面张力作用、存在地下水位以上的透水层中的水。
毛细现象: 土中水在表面张力作用下,沿着细的空隙向上及向其他方向移动的现象。
9土的冻胀,融陷原因现象因素冻胀现象:由于土层冻结时,周围未冻结区中的水分会向表层冻结区迁移集聚,使冻结区土层中的水分增加,冻结的水分逐渐增多,土体也随之发生膨胀隆起。
融陷现象:当土层解冻时,土中积聚的冰晶体融化,土体随之下陷。
影响冻胀现象的因素:①土的因素②水的因素③温度的因素结论:在持续负温作用下,地下水位较高处的粉砂、粉土、粉质粘土等土层常具有较大的冻胀危害。
10土中气体非封闭气体封闭气体(对土的工程性质影响最大)含有气体的土成为非饱和土11土的结构和构造土的结构(微观):在成土过程中所形成的土粒的空间排列及其联结形式,与组成土的颗粒大小、颗粒形状、矿物成分和沉积条件有关。
单粒结构,蜂窝结构,絮凝结构。
土的构造(宏观):指在同一土层中的物质成分和颗粒大小等都相近的各部分之间的相互关系的特征。
层理结构,裂隙性。
12土的物理性质指标大题三个基本试验指标①土的密度ρ:单位体积土的质量“环刀法”②土的含水量ω:土中水的质量与土粒质量之比,以百分数表示“烘干法”③土粒相对密度ds(土粒比重):土粒质量与同体积的4℃时纯水的质量之比“比重瓶法”反映土单位体积质量的指标(换算指标)①干密度ρd:单位体积中固体颗粒部分的质量②饱和密度ρsat:土体中孔隙完全被水充满时的土的密度③浮密度,:土单位体积内土粒质量与同体积水的质量之差土的三相比例指标中的质量密度指标共有4个,土的密度ρ,饱和密度ρsat,干密度ρd,浮密度ρ(kg/m3),相应的重度指标也有4个,土的重度,饱和重度ysat,干重度yd,浮重度y’(kN/m3)反映土的孔隙特征、含水程度的指标孔隙比e :土中孔隙体积与土粒体积之比孔隙率n :土中孔隙体积与总体积之比,以百分数表示土的饱和度Sr :土中孔隙水的体积与孔隙总体积之比,以百分数表示饱和度描述土中孔隙被水充满的程度。
干土Sr=0,饱和土 Sr=100%。
砂土根据饱和度分为三种状态:Sr≤50%稍湿; 50%<Sr≤80%很湿; Sr>80%饱和指标的换算13无粘性土的密实度土的密实度指单位体积土中固体颗粒的含量。
“标准贯入实验锤击数”14粘性土的物理特性界限含水量:粘性土从一种状态转变为另一种状态的分界含水量称为界限含水量。
液限:土由可塑状态变化到流动状态的界限含水量。
塑限:土由半固态变化到可塑状态的界限含水量。
缩限:土由半固态不断蒸发水分,体积逐渐缩小,直到体积不在缩小时的土的界限含水量。
塑性指数:I P是液限和塑限的差值(省去%),即土处在可塑状态的含水量变化范围。
I P越大,表明土的颗粒越细,比表面积越大,土处在可塑状态的含水量的变化范围就越大。
塑性指数的大小取决于土颗粒吸附结合水的能力,即与土中粘粒含量有关。
粘粒含量越多,塑性指数就越高。
液性指数:IL是粘性土的天然含水量和塑限的差值与塑性指数之比。
液性指数表征土的天然含水量与界限含水量间的相对关系。
当I L≤0时,ω≤ωP,土处于坚硬状态;当I L>1时,ω>ωL,土处于流动状态。
根据IL值可以直接判定土的软硬状态。
灵敏性:St=原状土的无侧限抗压强度/重塑土的无侧限抗压强度触变性:含水量不变,密度不变,因重塑而强度降低,又因静置而逐渐强化,强度逐渐恢复的现象,称为触变性。
土的触变性是土结构中联结形态发生变化引起的,是土结构随时间变化的宏观表现。
打桩要“一气呵成”15土的渗透性及渗流渗流:水在土体中流动的现象,存在水头差就会发生流动。
不是水压差!土的渗透性:土被水透过的性质。
达西定律:在层流状态的渗流中,渗流速度v与水力梯度i的一次方成正比。
渗流计算中均采用假想的平均流速。
达西定律是描述层流状态下渗透流速与水头损失关系的规律,即渗流速度v与水力坡降i成线性关系只适用于层流范围。
16影响土渗透性的主要因素砂性土:颗粒大小、级配、密度、以及土中封闭气泡、孔隙比、矿物成分、结构和构造、粘性土:土的矿物成分、结合水膜厚度、土的结构构造、土中气体。
17流网流网:渗流场中的两族相互正交曲线,等势线和流线所形成的网络状曲线簇。
流线:水质点运动的轨迹线。
(Lagrange方法,Euler方法)等势线:测管水头相同的点之连线。
流网法:通过绘制流线与势线的网络状曲线簇来求解渗流问题。
18流网的特征与绘制绘制流网时必满足下列几个条件:①流线与等势线必须正交。
②流网为曲边正方形,流线与等势线构成的各个网格的长宽比应为常数。
③相邻等势线之间的水头损失相等。
④各个流槽的渗流量相等。
流网的绘制①按一定比例绘出结构物和土层的剖面图。
②首先根据渗流场的边界条件,确定边界流线和边界等势线。
③先试绘若干条流线,流线应与进水面、出水面正交,并与不透水面接近平行,不交叉。
④加绘等势线。
须与流线正交,且渗流区的形状接近方块。
19渗透力渗透力是水流对单位体积土体颗粒的作用力,是一种体积力。
渗透力的大小与水力坡降成正比,方向与渗流方向一致。
20流土与管涌流土:在向上的渗透作用下,表层局部土体颗粒同时发生悬浮移动的现象。
管涌:在渗流作用下,一定级配的无粘性土中的细小颗粒,通过较大颗粒所形成的孔隙发生移动,最终在土中形成与地表贯通的管道。
内因——有足够多的粗颗粒形成大于细粒直径的孔隙。
外因——渗透力足够大。
潜蚀:潜蚀作用分为机械潜蚀和化学潜蚀。
机械潜蚀:渗流的机械力将细粒土冲走而形成洞穴。
化学潜蚀:水流溶解土中的易溶盐或胶结物使土变松散,细粒土被水冲走而形成洞穴管涌可能性的判别:发生管涌,首先决定于土的性质。
一般粘性土(分散性土例外),只会发生流土而不会发生管涌,故属于非管涌土;无粘性土中产生管涌,必须具备下列两个条件:(1)几何条件土中粗颗粒所构成的孔隙直径必须大于细颗粒的直径,才可能让细颗粒在其中移动,这是管涌产生的必要条件。
(2)水力条件渗透力能够带动细颗粒在孔隙间滚动或移动。
流土和管涌的区别:流土现象发生在土体表面渗流渗出处,不发生在土体内部。
而管涌现象可以发生在渗流逸出处,也可以发生于土体的内部。
防治流土:减小i :上游延长渗径;下游减小水压增大[i]:下游增加透水盖重防治管涌:改善几何条件:设反滤层等改善水力条件:减小渗透坡降防治流土的措施:(1)在上游做垂直防渗帷幕,如混凝土防渗墙(2)上游做水平防渗铺盖,延长渗流途径、降低下游溢出坡降(3)在下游挖减压沟或打减压井(4)下游加透水盖(5)土层加固处理防治管涌的措施:(1)改变水力条件(2)改变几何条件21土的压实性压实性:指土在一定压实能量作用下密度增长的特性。
最优含水量:在一定的压实功能下使土最容易压实,并能达到最大密实度的含水量。
与其对应的干密度为最大干密度。
22击实实验影响击实效果的因素:含水量、击实功、土的性质(土类及级配)含水量:当击数一定时,只有在某一含水量下才获得最佳的击实效果。
击实功能:当含水量较低时击数的影响较显著。
当含水量较高时含水量与干密度关系曲线趋近于饱和线,这时提高击实功能是无效的。
土类及级配:含粗粒越多的土样其最大干密度越大,而最优含水量越小。
级配良好的土有足够的细粒去充填较粗粒形成的孔隙,能获得较高的干密度。
23土的振动液化液化:土体液化是指饱和状态砂土或粉土在一定强度的动荷载作用下表现出类似液体性质而完全丧失承载力的现象(原理:有效应力原理)沙土液化造成灾害的宏观表现:①喷砂冒水②震陷③滑坡④上浮影响土液化的主要因素:①土类:粉砂土、细砂土、松砂土和粉土比中砂土及粗砂土容易液化;级配均匀的沙土比级配良好的沙土容易发生液化。
②土的密度:往复剪切时,孔隙水压力增长的原因在于砂土的剪缩性(在剪切过程中,砂土体积缩小的性质),而随着砂土密度的增大其剪缩性就会减弱,剪切时内部就会产生负的孔隙水压力,土体阻抗反而增大了,因而不可能发生液化。
③土的初始应力状态:④往复应力强度与往返次数:24土的动力特征参数(了解)25地基土的工程分类根据土粒大小、粒组的土粒含量或土的塑性指数把地基土(岩)分为岩石、碎石土、砂土、粉土、粘性土和人工填土六大类。