土力学
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一、 土的不均匀程度: C U =1060d d 式中 d 60——小于某粒径颗粒含量占总土质量的60%时的粒径,该粒径称为限定粒径d 10——小于某粒径颗粒含量占总土质量的10%时的粒径,该粒径称为有效粒径。
C U 小于5时表示颗粒级配不良,大于10时表示颗粒级配良好二 1、土的密度ρ和土的重力密度γ ρ=vm(t/m 3或g/cm 3) γ=ρg(KN/m 3) 一般g=10m/s 2ρ 表示土的天然密度称为土的湿密度γ 表示天然重度。
天然状态下土的密度和重度的变化范围较大,一般ρ=1.6——2.2(t/m 3),γ=16——22(KN/m 3)2、土粒比重ds (相对密度) d s =w s sv mρw ——水的密度,可取1t/m 33 土的含水量=ωsm m ω×100%换算指标4、土的孔隙比e e=svv v 5、土的孔隙率n n=%100⨯vv v6、土的饱和度SrSr=v wV V7、土的干密度ρdρd =vm s(t/m 3)γd =ρd g(KN/m 3)8、土的饱和密度ρsatρsat =vv m wv s ρ+ ( t/m 3)饱和重度9、土的有效密度ρ,和有效重度γ,ρ,=vv m wv s ρ- ( t/m 3) =ρsat –ρwγ,= ρ,g=γsat -γw土的三相比例指标换算公式10、砂的相对密度DrDr=minmax max e e ee --11、塑性指数I PI P =ωL -ωP (不要百分号)液性指数I LI L =PL Pωωωω-- ωL ——液限 ωP ——塑限12、灵敏度: S t =,uuq q q u ——原状土的无侧限抗压强度,kpa q u ,——重塑土的无侧限抗压强度,kpa13、湿陷性土δzs =oz z h hh ,-δzs ——自重湿陷系数; h 0——试样原始高度;h z ——在饱和自重压力下试样变形稳定后的高度;h z ,——在饱和自重压力作用下试样浸水湿陷变形稳定后的高度;14、达西定律Q=kLh h 21-A=kiAi=Lh h 21- v=k Lh h 21-=kiv ——渗透速度;m/d(cm/s)k ——渗透系数,与土的渗透性能有关的系数,m/d(cm/s) i ——水力坡度水头梯度,或称水头梯度;m 3/d(cm 3/s) Q ——单位时间内的渗流量, L ——渗流距离,m h 1,h 2——两测压管水头m A ——渗流过水截面积,m 2V=k(i- i 0,) i 0,——初始水力坡降15、渗透系数的测定 常水头渗透试验Q=t V =kiA=k Lh A K=tAh vL变水头试验K=122122lg )(3.2r rh h Q -πh1, h2——抽水稳定后观测井内的地下水位,m r 1,r 2——观测井至抽水井的距离,m Q ——井的涌水量 m 3/d K ——渗透系数,m/d16、渗透力J=P 1-P 2=γω(h 1-h 2)A单位渗透力j=LA J=γωL h h 21-=γωLh =γωi 临界水力坡降:i cr =1-w sat γγ=eds +-1117、土中应力(1)均质土的自重应力Q cz =z AzAA W γγ== γ——土的重度,KN/m 3 A ——土柱体的底面积 W ——土柱体的重量KN;(2)成层土的自重应力不同性质的土,各层土的自重不同,设第i 层土的厚度为h i ,重度为γi ,则第i 层底面处土的自重应力计算公式为:Q cz =γ1h 1+γ2h 2+γ3h 3+···+γn h n =∑=ni i i h 1γ地下水对自重应力的影响: 水的浮重度:Q w =γw h w此时土的自重应力为:Q cz - Q w注:不透水层对自重应力的影响:若在地下水以下埋藏有不透水层(完整的岩层或密实黏土层等),因不透水层中不存在浮力,其重度要以天然重度计,而且透水层中的范围内的水重也要作用在不透水层上,即透水层与不透水层的临界面处,自重应力发生突变,增加一个地下水的水压力。
1.土力学是利用力学一般原理,研究土的物理化学和力学性质及土体在荷载、水、温度等外界因素作用下工程性状的应用科学。
2.任何建筑都建造在一定的地层上。
通常把支撑基础的土体或岩体成为地基(天然地基、人工地基)。
3.基础是将结构承受的各种作用传递到地基上的结构组成部分,一般应埋入地下一定深度,进入较好的地基。
4.地基和基础设计必须满足的三个基本条件:①作用与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;②基础沉降不得超过地基变形容许值;③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。
5.地基和基础是建筑物的根本,统称为基础工程。
6.土是连续、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,在各种自然坏境中生成的沉积物。
7.土的三相组成:固相(固体颗粒)、液相(水)、气相(气体)。
8.土的矿物成分:原生矿物、次生矿物。
9.黏土矿物是一种复合的铝—硅酸盐晶体。
可分为:蒙脱石、伊利石和高岭石。
10.土力的大小称为粒度。
工程上常把大小、性质相近的土粒合并为一组,称为粒组。
划分粒组的分界尺寸称为界限粒径。
土粒粒组分为巨粒、粗粒和细粒。
11.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。
级配曲线的纵坐标表示小于某土粒的累计质量百分比,横坐标则是用对数值表示土的粒径。
12.颗粒分析实验:筛分法和沉降分析法。
13.土中水按存在形态分为液态水、固态水和气态水。
固态水又称矿物内部结晶水或内部结合水。
液态水分为结合水和自由水。
自由水分为重力水和毛细水。
14.重力水是存在于地下水位以下、土颗粒电分子引力范围以外的水,因为在本身重力作用下运动,故称为重力水。
15.毛细水是受到水与空气交界面处表面张力的作用、存在于地下水位以下的透水层中自由水。
土的毛细现象是指土中水在表面张力作用下,沿着细的孔隙向上及向其他方向移动的现象。
16.影响冻胀的因素:土的因素、水的因素、温度的因素。
第一章土的组成1土的定义:土是岩石风化的产物。
常见的化学风化作用:水解作用,水化作用,氧化作用。
2土是由固体颗粒,水,和气体组成的三相体系。
3固体颗粒:岩石风化后的碎屑物质简称土粒,土粒集合构成土的骨架4土具有三个重要特点:散体性;多相性;自然变异性5粒组:介于一定粒度范围内的土粒。
土粒的大小叫做粒度。
6采用粒径累计曲线表示土的颗粒级配;不均匀系数Cu:反映大小不同粒组分布的均匀程度,Cu越大,越不均匀。
曲率系数Cc:反映了d10、d60之间各粒组含量的分布连续情况。
Cc过大或过小,均表明缺少中间粒组。
7土粒大小:也称为粒度,以粒径表示;8土体:9粘土矿物10液相11强结合水是指紧靠土粒表面的结合水膜,亦称吸着水弱结合水紧靠强结合水的外围而形成的结合水膜,也称薄膜水。
12自由水指土粒表面引力作用范围之外的水.自由水分为:重力水,毛细水。
重力水是存在于地下水位以下的透水土层中的自由水。
毛细水存在于地下水位以上,受水与空气交界面处表面张力作用的自由水。
13土的构造:指同一土层中的物质成分和颗粒大小都相近的各部分之间的相互关系的特征。
有层理构造,裂隙构造,分散构造14土的结构:指土粒大小、形状、相互排列及其联结关系、土中水性质及孔隙特征等因素的综合特征。
有单粒结构,蜂窝结构,絮状结构15承压水16潜水:17排水距离18双面排水19电泳:在电场作用下向阳极移动;电渗:水分子在电场作用下向负极移动,因水中含有一定量的阳离子(K+,Na+等),水的移动实际上是水分子随这些水化了的阳离子一起移动。
20双电层:反离子层与土粒表面负电荷层组成双电层。
第二章土的物理性质及分类1重度:单位体积土的重量,用γ表示密度:单位体积土的质量,用ρ表示2干密度ρd干容重γd:单位体积内土粒的质量或重量饱和密度ρsat与饱和容重γsat :土中孔隙完全被水充满,土处于饱和状态时单位体积土的质量或重量浮密度与浮容重:单位体积内土粒质量与同体积水质量之差3土粒相对密度:土的质量与同体积4℃时纯水的质量之比4土的含水率w :土中水的质量与土粒质量之比.测定方法:烘干法。
土力学几个基本概念1、 土:土是矿物或岩石碎屑构成的松软集合体,岩石是广义的土。
土是自然历史的产物,是岩石经风化、搬运、剥蚀、推挤形成的松散集合体。
2、 地基:支撑基础的土体或岩土称为地基,是受土木工程影响的地层。
分类:有天然地基和人工地基两种。
3、 基础:指墙、柱地面以下的延伸扩大部分。
作用:将结构所承受的各种作用传递到地基上的结构组成部分。
根据其埋置深度可以分为浅基础和深基础。
4、 基础工程:地基与基础的统称。
5、 持力层:埋置基础,直接支撑基础的土层。
6、 下卧层:卧在持力层下方的土层。
7、 软弱下卧层:f f 软持软弱下卧层的强度远小于持力层的强度。
8、 土的工程性质1. 土的散粒性2. 土的渗透性3. 土的压缩性4. 整体强度弱5.6. 土的性质及工程分类1、土的三相组成:在天然状态下,土体一般由固相(固体颗粒)、液相(土中水)和气相(气体)三部分组成,简称三相体系。
A 、 土的固体颗粒(固相)a 、土的矿物成分土的矿物成分主要取决于母岩的成分及其所经受的风化作用。
矿物颗粒成分有两大类:原生矿物,次生矿物。
(1) 原生矿物:即岩浆在冷凝过程中形成的矿物,如石英、云母、长石等。
其矿物成分于母岩相同,其抗水性和抗风化作用都强,故其工程性质比较稳定。
若级配好,则土的密度大、强度高,压缩性低。
(2) 次生矿物:原生矿物经风化作用后形成的新矿物。
如黏土矿物等。
黏土矿物主要由蒙脱石、伊利石和高岭石。
蒙脱石,它的晶胞是由两层硅氧晶片之间的夹一层铝氢氧晶片所组成称为2:1型结构单位层或三层型晶胞。
它的亲水性特强工程性质差。
伊利石它的工程性质介于蒙脱石与高岭石之间。
高岭石,它是由一层硅氧晶片和一层铝氢氧晶片组成的晶胞,属于1:1型结构单位层或者两层。
它的亲水性质差,工程性质好。
b 、土粒粒组土粒的大小称为粒度,在工程中,粒度的不同、矿物成分的不同,土的工程性质就不同,因此工程上常把大小、性质相近的土粒合并为一组,称为粒组。
土力学一、介绍土力学是土木工程中的一个重要学科,研究土壤力学和土木工程中土壤的应力、应变和变形等方面的规律。
土力学的研究对象是土壤及其力学性质,通过对土壤的特性和行为的研究,可以预测和控制土壤在工程中的行为,为土木工程的设计和施工提供科学依据。
二、土壤力学的基本概念1. 土壤物理性质土壤的物理性质包括土壤的颗粒组成、容重、孔隙比、相对密度等。
这些性质直接影响土壤的承载力、抗剪强度和渗透性等力学性质,是土壤力学研究的基础。
2. 土壤力学参数土壤力学参数包括土壤的压缩性、内摩擦角、剪切强度参数等。
这些参数描述了土壤在受力作用下的变形和破坏特性,是土壤力学分析和计算的重要依据。
3. 土壤应力状态土壤应力状态是指土壤中的应力分布情况,包括垂直应力、水平应力和剪应力等。
了解土壤的应力状态可以帮助工程师预测土壤的承载力、变形和破坏状态,从而设计出安全可靠的土木工程。
三、土壤力学的应用1. 土壤的承载力分析土壤的承载力是指土壤在承受外力作用下的最大抵抗能力。
工程师通过对土壤的颗粒组成、孔隙结构、内摩擦角等参数的分析,计算得出土壤的承载力,并根据承载力的大小来设计和选择合适的基础结构和土方工程。
2. 土壤的变形特性研究土壤在受力作用下会发生变形,包括压缩变形、剪切变形和液化等。
了解土壤的变形特性可以帮助工程师预测土壤的沉降和位移,并采取相应的补充措施,确保土木工程的安全和稳定。
3. 土壤的抗剪强度分析土壤的抗剪强度是指土壤在剪切作用下的抵抗能力。
通过对土壤的剪切试验和理论分析,工程师可以确定土壤的剪切强度参数,并结合实际工程条件进行抗剪强度的计算和分析,为土木工程的设计和施工提供重要依据。
四、土力学的挑战与发展土力学作为土木工程中的重要学科,正面临着一系列的挑战和发展机遇。
首先,随着城市化进程的加快和人口增长的需求,工程建设规模不断扩大,对土力学的研究和应用提出了新的要求。
其次,随着科技的进步和实验技术的发展,土力学研究手段和方法也将得到加强和完善,从而能够更加准确和全面地研究土壤的力学性质和行为规律。
土力学原理
土力学原理是土木工程中的一项基础原理,用于研究土体在外力作用下的力学行为。
在土壤力学中,有许多重要的原理被广泛应用在土壤的设计和分析中。
土力学的研究对象是土体,土体是由颗粒、水分和空气等组成的多相材料。
土力学采用连续介质力学的观点来研究土体的力学性质。
其中最重要的三个原理分别是:
1. 应力-应变关系:应力-应变关系描述了土体在外力作用下的应变响应。
根据弹性理论,土体的线性弹性行为可以用胡克定律来描述,即应力与应变成正比。
这一原理在土体的设计和分析中非常重要。
2. 塑性力学原理:塑性力学原理用于描述土体的塑性行为。
在土体达到一定的应力水平后,它会发生塑性变形,即应力超过了土体的弹性极限。
塑性力学原理可以用来解释土体的流动、变形和稳定性。
在土体的基础工程和边坡稳定性分析中,塑性力学原理是十分重要的。
3. 应力传递原理:应力传递原理是土力学中非常基础的原理,它描述了土体内部应力的传递方式。
根据这一原理,土体内部的应力是从上部施加的外力通过土体颗粒之间的相互作用而传递的。
应力传递原理在土体的承载力和排水性能的研究中起到了重要的作用。
这些原理为土壤力学的研究提供了基础理论和方法,为土木工
程师在设计和分析土体结构时提供了指导。
通过深入学习和应用这些原理,可以更好地理解土壤的行为特性,从而做出科学、合理的工程决策。
土力学课后答案1. 概述土力学是土木工程中非常重要的学科之一,它研究土体的力学性质和变形规律,是土木工程设计和施工的基础理论。
本文将针对土力学课后习题给出详细的答案,帮助读者更好地理解和掌握土力学的知识。
2. 习题答案2.1 第一题题目:简述土体的各种力学性质。
答案:土体的力学性质主要包括弹性模量、剪切模量、泊松比、抗剪强度等。
弹性模量是衡量土体对应力的变形程度的指标,表示土体在外力作用下的变形程度。
剪切模量是衡量土体抵抗剪切变形的能力,是土体的抗剪切性能的指标。
泊松比是衡量土体在受到垂直应力作用时横向变形与纵向变形之间的比例关系,是衡量土体整体变形特性的指标。
抗剪强度是土体在受到剪切力作用时抵抗破坏的能力,是土体的抗剪切能力的指标。
2.2 第二题题目:什么是土体的孔隙水压力?答案:土体的孔隙水压力是指土体中存在的水对周围土体施加的压力。
土体中的水分存在于孔隙中,当土体受到外力作用时,水分会因为孔隙的变形而产生压力。
土体的孔隙水压力对土体的力学性质和变形规律具有重要影响。
在一些工程实践中,孔隙水压力是一个重要的参数,例如岩土工程中的渗流问题、地下水问题等。
合理地控制和处理土体中的孔隙水压力是保证工程稳定和安全的重要措施。
2.3 第三题题目:什么是土体的标准相对密实度?答案:土体的标准相对密实度是指土体的实际相对密度与最大干实密度之间的比值。
其中,实际相对密度是指土体在其实际湿度状态下的相对密度,最大干实密度是指土体在完全干燥状态下的最大相对密度。
标准相对密实度是土体力学性质和工程性能的重要参数之一。
不同的标准相对密实度对土体的强度和变形规律有着不同的影响。
通常情况下,土体的标准相对密实度越高,其强度和稳定性越好。
2.4 第四题题目:简述土体的流动性质与不排水条件下的剪切强度。
答案:土体的流动性质是指土体在受到外力作用时的变形规律。
根据土体受力状态的不同,土体的流动性质可分为排水条件下和不排水条件下的流动性质。
土力学(工程管理专业)一:名词解释1.管涌:在渗流作用下,土体中的细颗粒在粗颗粒形成的空隙中流失的现象称为管涌。
2.颗粒级配:土中所含各颗粒的相对含量,以土粒总含量的百分数表示。
3.临塑荷载:地基中将要出现但尚未出现塑性变形区,其相应的荷载。
4.被动土压力:当挡土墙在外力的作用下,向土体方向偏移至墙后土体达到极限平衡状态时,作用在墙背上的土压力。
5.主动土压力:当挡土墙向离开土体方向偏移至墙后土体达到极限平衡状态时,作用在墙背上的土压力。
6.静止土压力:当挡土墙静止不动,墙后土体处于弹性平衡状态时,作用在墙背上的土压力。
7.地基:支撑基础的土体或岩体。
8.基础:将结构承重的各种作用传递到地基上的结构组成部分。
9.流砂:当地下水流动,流动力的数值等于或大于土的浮重度时,土体发生浮起而随水流动,这种现象称为流砂。
10.无筋扩展基础:指用砖,毛石,混泥土,毛石混泥土,灰土和三合土等材料组成的墙下条形基础或柱下独立基础。
11.土的含水量:土中水的质量与土粒质量之比。
12.液限:土自可塑状态变化到流动状态的临界含水量。
13.压缩模量:土体在完全侧限条件下,竖向附加应力与相应的应变增量之比。
14.土的相对密度:土的固体颗粒质量与同体积4℃时纯水的质量之比。
ds=w sρρ/15.塑性荷载:指地基塑性区开展到一定深度对应的基底压力。
16.附加应力:由建(构)筑物荷载在地基中引起的应力增量。
17.土的抗剪强度:土体抵抗剪力破坏的极限能力。
二:选择与填空1.土中孔隙体积与土粒体积之比称为土的孔隙比。
2.土中水的体积与孔隙体积之比称为土的饱和度Sr。
3.实验室中可测的指标:重度,密度,含水量。
4.土中水的质量与土粒质量之比称为土的含水量。
5.土的颗粒级配曲线比较陡说明:级配不好。
6.常见的粘土矿物中,亲水性最好的是:蒙脱石。
7.粘土矿物可分为:蒙脱石,伊利石,高岭石。
8.土是在岩石的风化作用下形成的。
9.Cu>5,级配良好,Cu<5,级配不良。
目录第一章土的物理性质 (1)第二章土的渗透性和水的渗流 (11)第三章土中应力和地基应力分布 (14)第四章土的压缩性及地基沉降计算 (23)第五章土的抗剪强度 (34)第六章天然地基承载力 (43)第七章土压力 (51)第一章土的物理性质一、内容简介土的力学性质由其物理性质所决定,而土的物理性质又取决于土的成分、结构和形成过程等。
在本章中将介绍土的生成、矿物组成、结构及其联结、三相含量指标、土体状态、土(岩)的工程分类等。
二、基本内容和要求1 .基本内容( 1 )土的形成;( 2 )土的粒径组成及物质成分;( 3 )土中的水及其对土性的影响(粘粒与水的表面作用);( 4 )土的结构及联结;( 5 )土的三相含量指标及换算关系;( 6 )土的物理状态及有关指标;( 7 )土(岩)的工程分类。
2 .基本要求★ 概念及基本原理【掌握】土的粒径组成(或颗粒级配、粒度成分);粒组划分;粒径分析;粒径分布曲线(级配曲线)及其分析应用;土的三相含量指标;砂土及粘性土的物理状态及相应指标;砂土的相对密实度及状态划分;粘性土的稠度和可塑性;稠度和稠度界限;塑性指数及液性指数;【理解】土的形成过程;粒径分析方法(筛分法、比重计法);不均匀系数;曲率系数;土的矿物成分及相应的物理性质;土中水的形态及相应的性质;粗粒土、粉土、粘性土的结构及对土性的影响;重塑土;粘性土的灵敏度及触变性;标准贯入试验及标贯数;塑限及液限的确定方法;土(岩)的工程分类★ 计算理论及计算方法【掌握】土的三相含量指标关系的推导;土的三相含量指标的计算;相对密实度的计算;塑性指数及液性指数的计算;★ 试验【掌握】三个基本指标容重、比重、含水量的确定方法;塑限及液限的确定(搓条法及锥式液限仪法)三、重点内容介绍1 .土的生成土的多相性、分布不均匀性的主要原因就是因为其生成的原因和历史不同。
总的来说,土是由地壳表层的岩石(完整的)经长期的变为碎屑,原地堆积或经风力水流等搬运后沉积而形成。
土力学电子教案•土力学基本概念与原理•土的渗透性与渗流分析•土的抗剪强度与稳定性分析•地基承载力与变形计算•土压力理论与挡土墙设计•岩土工程勘察与报告编制土力学基本概念与原理01土力学定义及研究对象土力学的定义土力学是研究土体的物理、化学和力学性质以及土体与建筑物相互作用的学科。
研究对象主要研究土体在各种条件下的变形、强度和稳定性,以及土与结构物的相互作用。
土的物理性质与分类物理性质包括颜色、密度、含水量、孔隙比、液塑限等。
分类根据土的颗粒组成、塑性指数和液性指数等物理指标,可将土分为碎石土、砂土、粉土、黏性土等类型。
土的力学性质及指标力学性质土的力学性质主要包括变形特性、强度特性和渗透特性。
力学指标反映土的力学性质的指标有压缩系数、压缩模量、抗剪强度、内摩擦角、黏聚力等。
变形特性土的变形特性主要表现为压缩性、膨胀性和蠕变性等。
应力与变形关系土体在受力作用下,将产生相应的变形,应力与变形之间的关系可用土的压缩曲线、应力应变曲线等表示。
应力状态土体中的应力状态包括自重应力、构造应力和附加应力等。
土中应力与变形关系土的渗透性与渗流分析02渗透性基本概念及原理渗透性定义土体允许水流通过的性能,是土的重要水理性质之一。
渗透原理水流在土孔隙中的流动受土颗粒大小和排列、孔隙大小和分布等因素的影响。
渗透性指标渗透系数(k)是表示土的渗透性大小的指标,其大小取决于土的孔隙比和水的黏滞度。
渗流定律描述水流在土体中流动的基本定律,包括渗流量、渗流速度和渗流梯度之间的关系。
达西定律在一定条件下,通过土体的渗流量与水力梯度成正比,而与土的性质和水的黏滞度成反比。
该定律适用于层流状态。
达西定律的适用范围主要适用于层流状态,对于紊流状态需进行修正。
渗流定律与达西定律渗透系数测定方法室内试验法通过室内试验测定土的渗透系数,包括常水头法和变水头法。
现场试验法在现场进行渗透试验,如注水试验、抽水试验等,以测定实际土体的渗透系数。
土力学研究对象是土土力学是研究土的物理性质以及在荷载作用下土体内部的应力变形和强大规律,从而解决工程中土体变形和稳定的一门一门学科土:地球表面的整体岩石在大气中经受长期的风化作用形成的,覆盖在地表碎散的,没有胶结或胶结很弱的颗粒堆积物。
风化作用:指地表或接近地表的坚硬岩石矿物与大气、水及生物接触过程中产生物强、化学变化而在原地形成松散堆积物的全过程。
土的特点:碎散性、三相体系、自然变异性与土有关的工程问题:强度、变形、渗透问题土从堆积或沉积条件分类:残积土(指岩石经风化后仍留在原地未经搬运的堆积物)、运积土(指岩石经风化后经流水,风,冰川以及人类活动等动力搬运离开生成地点后的堆积物)运积土分为:坡积土、冲积土、风积土、冰碛土、沼泽土坡积土是水流作用将高处的残积物慢慢洗刷冲蚀,顺着斜坡向下逐渐移动沉积在较缓的山坡上而形成的堆积物。
冲积土是指由降雨形成的地表径流流经地表时,冲刷带动或搬运土粒,经过一段搬运距离后在较平缓的地带沉积下来的土层。
风积土:风力带动土粒经过一段搬运距离后沉积下来的堆积物。
黄土的湿陷性:一经遇水,土体结构遭破坏,胶结强度迅速降低,黄土地基会在自重或建筑物荷载作用下剧烈下沉。
冰水冲积土:冰川融化水搬运、堆积在冰层外围的冲积土。
冰碛土由冰川剥落、搬运形成的堆积物称为冰川沉积土。
几乎未经搬运直接从冰层中搁置来的称为冰碛土沼泽土:在沼泽地的沉积物。
腐殖土:充分腐化的土未完全腐化还保留有植物残余物的称为泥炭土。
土的三相系:固体颗粒(固相)、水(液相)和空气(气相)的混合物。
土骨架的孔隙全部被水占满时这种土称为饱和土;当骨架的孔隙仅含空气时,就称为干土。
一般在地下水位以上地面以下一定深度内土的孔隙中兼含空气和水,此时的土体属三相系,称为湿土。
原生矿物:石英、长石、云母、角闪石与辉石。
次生矿物:由原生矿物经化学风化作用形成的矿物,主要是粘土矿物。
(高岭石、伊利石和蒙脱石)有时中心原子Si,Al会被其他原子如Fe,Mg等置换,其结构形式不变,但物理化学性质将发生变化,形成不同的矿物,这种现象叫做同像置换或同形替代。
粒组:工程性质相近的一定尺寸范围的土粒划分为一组粒组含量:土中某粒组的土粒含量定义为该粒组中土粒质量与干土总质量之比,以百分数表示。
土的级配:土中各种大小的粒组中土粒的相对含量。
级配良好则压实能达到较高的密实度,该土透水性小,强度高,压缩性低。
(土中某粒组的土粒含量定义:该粒组中土粒质量/干土总质量)颗粒大小分析实验:为了反映土的级配好坏。
筛分法(粒径大于0.075mm的土)和密度计法(粒径小于0.075mm的土)密度计法:利用不同大小的土里在水中的沉降速度不同来确定小于某粒径土粒含量的方法。
d10,d30和d60为粒径分布曲线上小于某粒径的土粒含量分别为10%,30%和60%时所对应的粒径。
d10称为有效粒径;d60称为限制粒径。
土的级配的好坏可由土中的土粒均匀程度和粒径分布曲线的形状来决定,而土粒的均匀程度和曲线的形状又可分别用不均匀系数和曲率系数来衡量。
Cu大于或等于5而Cc等于1~3时,级配良好。
不能同时满足则不良。
吸着水:由土颗粒表面电分子力吸附在土粒表面的一层水。
分强吸着水和弱吸着水。
影响:使土具有塑性、粘性、影响土的压缩性和强度,并使土的透水性变小。
自由水:离开土颗粒表面较远,不受土颗粒电分子引力作用,且可自由移动的水。
分毛细管水和重力水。
影响:毛细管水——假粘聚力,重力水——渗流力。
土粒间的互相作用:外力作用包括荷载和重力场作用;内力作用包括土颗粒内部的作用和土粒之间的相互作用。
粒间斥力的影响因素:粒间电作用力随粒间间距和溶液中阳离子浓度的变化土的结构:单粒(沙、砾等粗粒土,点-点接触)、分散(粘土颗粒组成的细粒土,面-面接触)、絮状(极细小土颗粒,角、边、面接触或边-边搭接)。
单粒结构:是砂、砾等粗粒土在沉积过程中形成的代表性结构。
分散结构:是粘土颗粒组成的细粒土特有的结构。
絮状结构:极细小的土颗粒在咸水中沉积时常处于悬浮状态,当悬浮液的介质发生变化,彼此容易结合在一起逐渐形成小链环状的土粒集合体。
当一个小链环碰到另一个小链环时相互吸引,不断扩大形成大链环称为絮状结构。
当粒团任意排列,粒团内土粒是定向排列,则土体在主体上是各项同性的;当粒团是定向排列,粒团内的土粒是任意排列时,土体在主体上是各向异性的;当粒团及粒团内土粒都定向排列,土体是各向异性的。
粘性土的稠度:指粘性土的干湿程度或在某一含水率下抵抗外力作用而变形或破坏的能力,是粘性土最主要的物理状态指标。
粘性土的液限和塑限:液限(W L)——从流动状态转变为可塑状态的界限含水率,也就是可塑状态的上限含水率。
塑限(Wp)——从可塑状态转变为半固体状态的界限含水率, 也就是可塑状态的下限含水率。
液性指数小于等于0——坚硬状态,0~1——可塑状态,大于1——流动状态土的压实性:指在一定的含水率下,以人工或机械的方法,使土能够压实到某种密实程度的性质。
常用干密度表示。
主要受含水率、击实功能、土的种类和级配以及粗粒含量等影响。
软土的工程性质:由细粒土组成、天然含水率高(接近或大于液限)、孔隙比大(一般大于1)、压缩性高和强度低,软塑到流塑状态。
击实实验种类:重击实和轻击实实验地基:支承建筑物荷载的土层持力层:与建筑物基础底面直接接触的土层卧层:持力层下面的土层有效应力——由土骨架传递(或承担)的应力。
孔隙应力——由土中孔隙流体水和气体传递(或承担)的应力。
自重应力:由土体自身重量所产生的应力。
附加应力:由外荷(静的或动的)引起的土中应力。
自重应力的分布特征:自重应力在等容重地基中随深度呈线性分布;自重应力分布线的斜率是容重;自重应力在成层地基中呈折线分布;在土层分界面处和地下水位处发生转折;计算自重应力对地下水位以下土体的容重用浮容重。
基地压力:指上部结构荷载和基础自重通过基础传递,在基础底面处施加于地基上的单位面积压力亦称接触压力。
基底附加应力:指基底压力扣除因基础埋深所开挖土的自重应力之后,在基底处施加于地基上的单位面积压力,亦称基底净压力。
基底净压力的影响因素:荷载性质及大小、基础刚度、地基土性质。
渗透:水透过土体孔隙而产生孔隙内的流动渗流产生的工程问题:土的问题和水的问题流网:等势线(一条上各点的总水头相等)和流线(表渗流的方向)交织在一起形成的网格。
流网的特征:流线与等势线彼此相正交;每个网格的长度比为常数,为了方便常取1,这时的网格就为正方形或曲边正方形;相邻等势线间的水头损失相等;各流槽的渗流量相等。
渗透变形的两种形式:1)管涌:在渗流作用下土体中的细土粒在粗土粒形成的孔隙通道中发生移动并被带出的现象。
主要发生于砂砾土中。
2)流土:在渗流作用下局部土体表面隆起,或土粒群同时起动而流失的现象。
它主要发生在地基或土坝下游渗流溢出处。
土的临界水力梯度:濒临破坏时的水力梯度。
1)流土型土2)管涌型土沉降:在附加应力下,地基土将产生体积缩小,从而引起建筑物基础竖直方向的位移不均匀沉降:如果地基土各部分的竖向变形不相同,则在基础的不同部位将会产生沉降差,使建筑物基础发生不均匀沉降。
压缩:外力作用下,土体体积缩小的现象应力历史:土体在历史上曾经受到过的应力状态。
固结应力:指能够使土体产生固结或压缩的应力。
前期固结应力:历史上曾受到过的最大有效应力超固结比OCR:前期固结应力与现有有效应力之比土的固结:土体的压缩随时间的增长而增长的过程土压缩的主因:孔隙水或孔隙气的排出。
超静孔隙水应力:有水承担的应力使得各测压管中的水位均高出容器中的静水位,故孔隙水承担的这部分应力叫做~太沙基单向固结理论的基本假定:1.土是均质、各向同性且饱和的2.土粒和孔隙水是不可压缩的3.土的压缩和固结仅在竖直方向上发生4.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5.在整个固结过程中,土的渗透系数、压缩系数都为常数6地面上作用着连续分布荷载且是一次性施加的。
单向固结:饱和土体在某一压力作用下,压缩随着孔隙水的逐渐向外排出而增长,孔隙水只沿一个方向排出,土的压缩也只在一个方向发生。
这种固结成为单向固结。
压缩系数小于0.1MPa-1时属低压缩性土;0.1~0.5时属中压缩性土;大于等于0.5时属高压缩性土。
固结度:在某一附加应力下,经某一时间t后,土体发生固结或孔隙水应力消散的程度。
某一点的固结度.一点处:Uz=1-u/u0 平均固结度 U=S t/S土层的平均固结度与附加应力大小无关,与土层中附加应力的分布形态有关。
流变:土体的变形、应力与时间有关的性质。
蠕变:在恒定荷载(应力)作用下,土体的变形随时间增长而增加的现象瞬时沉降:加荷后立即发生的沉降主固结沉降:随着时间的增加,孔隙水应力逐渐消散。
有效应力逐渐增加并最终达到稳定值,此时孔隙水应力消散为零,这一过程的沉降。
次固结沉降:荷载作用下的某些软粘土当超静孔隙水压力消散后,在有效应力不变的情况下,随着时间推移继续沉降,这一过程便是次固结沉降。
抗剪强度:指土体对于外荷载所产生的剪应力的极限抵抗能力剪切破坏是土体破坏的重要特点。
与土体强度有关的工程问题:挡土结构物上的土压力问题、边坡的稳定性问题、建筑物地基的稳定性问题。
剪切实验:测定土抗剪强度的指标的实验。
直接剪切实验、三轴压缩实验、无侧限抗压强度实验和十字板剪切实验四种。
影响土的抗剪强度的因素有:土的密度、含水率、应力历史及固结程度、实验中的排水条件。
直接剪切实验的优点:直剪设备简单,试样的制备和安装方便,且操作容易掌握。
缺点:剪破面固定、排水条件不易控制、应力分布不均,主应力方向变化临界孔隙比:在某一处使孔隙比下受剪,它剪破时的体积将等于其初始体积,这一初始孔隙要点:砂土的抗剪强度受密度、颗粒形状、表面粗糙度和级配影响。
松砂:应变硬化型,排水剪:剪缩;不排水剪:孔压为正。
紧砂:应变软化型,排水剪:剪胀;不排水剪:出现负孔压。
紧砂的剪胀趋势随周围压力的增大,土粒的破碎而逐渐消失。
在高周围压力作用下,不论砂土的松紧程度如何,受剪都将剪缩。
粘土的残余强度:当强度随着剪位移达到峰值后,如果剪切继续进行,随着剪位移继续增大,强度显著降低,最后稳定在某一数值不变,该值称为粘土的残余强度。
蠕变:在恒定剪应力作用下应变随时间而增长的现象。
土压力:挡住墙后的填土并承受来自填土侧向的压力,土体作用在挡土结构物上的压力。
静止土压力:当挡土墙刚性不动时,土体处于静止状态不发生位移和变形,此时作用在其上的压力。
主动土压力:若挡土墙背离填土方向转动或移动时,随着位移量的逐渐增加,墙后土压力逐渐减小,当墙后填土达到极限平衡状态时土压力降为最小值,这时作用的压力。
被动土压力:墙体向着填土方向转动或者移动时,随着位移量的逐渐增加,墙后土体受到挤压而引起土压力的逐渐增加,当墙后填土达到极限平衡状态时增大到最大值,此时作用在挡土墙上的土压力。