第九章地基承载力理论
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《土力学》名词解释
09级考试,名词解释:1.液性指数 2.压缩模量 3.达西定律 4.最优含水率 5.被动土压力
6.超固结比 7.固结度 8.不均匀系数 9.砂土相对密实度 10.临塑荷载
马亢班小测,名词解释:1.管涌 2.先期固结压力 3.塑性指数 4.灵敏度 5.超固结比 6.压缩系数 7.不均匀系数 8.相对密实度 9。渗透系数
第一章 土的组成(王志磊)
1. d60—小于某粒径的土粒质量占土总质量60%的粒径,称为限定粒径(限制粒径);
d10—小于某粒径的土粒质量占土总质量10%的粒径,称为有效粒径;
2.不均匀系数Cu: 小于某粒径的土粒质量占土总质量60%的粒径与小于某粒径的土粒质量占土总质量10%的粒径的比值。即Cu=d60/d10.
3.曲率系数Cc:Cc=d230/(d60*d10).
4.毛细水:受到水与空气交界面处表面张力的作用、存在于地下水位以上的透水层中自由水
5.结合水-指受电分子吸引力作用吸附于土粒表面的土中水。这种电分子吸引力高达几千到几万个大气压,使水分子和土粒表面牢固地粘结在一起。结合水分为强结合水和弱结合水两种。
6.强结合水:紧靠土粒表面的结合水,其性质接近于固体,不能传递静水压力,具有巨大的粘滞性、弹性和抗剪强度,冰点为-78度,粘土只含强结合水时,成固体状态,磨碎后成粉末状态。
7.弱结合水:强结合水外围的结合水膜。
8.土的结构:指土粒单元的大小、形状、相互排列及其联结关系等因素形成的综合特征。土的结构和构造对土的性质有很大影响。
9.土的构造:物质成分和颗粒大小等都相近的同一土层及其各土层之间的相互关系的特征称之。
第二章 土的物理性质及分类(杨少鹏,李顺时)
1.土的含水量:土中水的质量与土粒质量之比(用百分数表示)。
2土粒相对密度(比重):土的固体颗粒质量与同体积4℃时纯水的质量之比。
3.土的密度:土单位体积的质量称为土的(湿)密度。
土力学全知识点(总4页)
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第二节、粒度成分的表示方法
土的粒度成分是指土中各种不同粒组的相对含量(以干土质量的百分比表示),它用以描述土中不同粒径土粒的分布特征。
常用的粒度成分的表示方法有表格法、累计曲线法和二角坐标法。
2)累计曲线法:是——种图示的方法,通常用半对数纸绘制,横坐标(核对数比例尺)表示某—粒径,纵坐标表示小于某一粒径的土粒的百分含量。
级配的指标:
不均匀系数 Cu=d60÷d10
曲率系数Cs=d302/﹙d60×d10﹚
式中:d10、d20、d60—分别相当于累计百分含量为10%、30%和60%的粒径,d10称为有效粒径;d60称为限制粒径。
不均匀系数Cu反映大小不同粒织的分布情况,Cu<5的土称为匀粒土,级配不良;Cu越大,表示粒组分布范围比较广,Cu>=5,Cs=1~3的土级配良好。但如cu过大,表示可能缺失中间粒径,属不连续级配,故需同时用曲率系数来评价。曲率系数则是报述累计曲线整体形状的指标。
土粒的形状
土粒形状对丁土的密实度和十的强度有显著的影响,棱角状的颗粒互相嵌挤咬合形成比较稳定的结构.强度较高;磨圆度好的颗粒之间容易滑动,土体的稳定性比较差
用体积系数和形状系数描述土粒形状
体积系数Vc=6V/﹙πdm3﹚
式中:V———土粒体积(mm3);
dm——土粒的最大粒径(mm)。
V愈小,土粒愈接近于圆形。圆球状的Vc=1,立方体的Vc=o.37:棱角状的土粒Vc更小
形状系数F
F=AC/B2 式中:A、B、C分别为土粒的最大、中间和最小粒径
第三节 土的三相比例指标
一、试验指标
1.土的密度是单位体积土的质量,ρ=m/V
由土的质量产生的单位体积的重力称为重力密度γ,简称为重度γ=ρg=W/V
1 一 名词解释: 1、孔隙比:土的孔隙体积与土的颗粒体积之比称为土的孔隙比e。14 2、可塑性指标:是指黏土受外力作用最初闪现裂纹时应力与应变的乘积。用来描述土可塑性的物理指标。14 3、渗流力:水流经过时必然对土颗粒施加一种渗流作用力,而单位体积土颗粒所受到的渗流作用力为渗流力。14 4、变形模量:在部分侧限条件下,土的应力增量与相应的应变增量的比值。14 5、应力路径:对加荷过程中的土体内某点,其应力状态的变化可在应力坐标图中以应力点的挪移轨迹表示,这种轨迹称为应力路径。14 6、弱结合水:是指紧靠于强结合水的外围而形成的结合水膜,亦称薄膜水。13 7、塑性指数:是指液限和塑限的差值(省去%符号),即土处在可塑状态的含水量变化范围。13 8、有效应力:经过土粒接触点传递的粒间应力。13 9、地基固结度:是指地基土层在某一压力作用下,记忆时光t所产生的固结变形量与最 终固结变形量之比值,或土层中(超)孔隙水压力的消散程度。13 10、砂土液化:当饱和松砂受到动荷载作用,由于孔隙水来不及排出,孔隙水压力不断增加,就有可能使有效应力降到零,因而使砂土像流体那么彻底失去抗剪强度。13 11、土体抗剪强度:土体反抗剪切破坏的受剪强度。12 12、地基承载力:地基承担荷载的能力。12 13、主动土压力:当挡土墙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称为主动土压力。11 14、地基极限承载力:是指地基剪切破坏发展即将失稳时所能承受的极限荷载。10 15、塑限:土由半固状态转到可塑状态的界限含水量称为塑限,用符号Wp表示。10 16、毛细水:存在于地下水位以上,受到水与空气界面的表面张力作用的自由水。09 17、压缩系数:土体在侧限条件下孔隙比减小量与竖向有效压力增量的比值。08 18、弹性模量:土体在无侧限条件下瞬时压缩的应力应变模量。07 19、有效应力原理:饱和土中任意点的总应力总是等于有效应力加上孔隙水压力;或有效应力总是等于总应力减去孔隙水压力。此即饱和土的有效应力原理。07 20、土的压缩指数:土体在侧限条件下孔隙比减小量与竖向有效压应力常用对数值增量的比值。07 21、临塑荷载:是指基础边缘地基正要闪现塑性区时基底单位面积上所承担的荷载,它相第 1 页/共 15 页知识归纳整理 2 当于地基土应力状态从压缩阶段过渡到剪切阶段时的临界限荷。07 22、临界荷载:是指允许地基产生一定范围塑性区所对应的荷载。07 23、先期固结压力:天然土层在历史上受过最大的固结压力(指土体在固结过程中所受的最大有效应力)。07 24、塑性:是一种在某种给定荷载下,材料产生永远变形的特性。05 25、塑性变形:是物体在一定条件下,在外力的作用下产生形变,当施加的外力撤除或消失后该物体不能恢复原状的一种物理现象。05 26、土的压实度:现场土质材料压实后的干密度与室内试验标准最大干密度之比值。05 27、固结:饱和土在压力作用下随土中水体积减小的全过程。固结度:地基在固结过程中任一时光的固结沉降量与其最终固结沉降量之比,称为固结度。05 28、液限:土由可塑状态到流动状态的界限含水量称为液限,用符号WL表示。04 29、缩限:土由半固体状态不断蒸发水分,则体积继续逐渐缩小,直到体积不再收缩时,对应的极限含水量叫缩限,用符号Ws表示。04 第一章 1、颗粒级配:粒组相对含量,即各粒组质量占土粒总质量百分比 2、粒径累计曲线:横坐标为粒径对数坐标,纵坐标为小于或大于某一粒径土重(累计百分比)含量。 3、不均匀系数:粒组分布事情,反应土粒均匀程度 4、结合水:受电分子引力影响吸附在土粒表面的自由水 5、强结合水:紧靠在土粒表面的结合水膜;弱结合水:紧靠在强结合水外围的结合水膜 6、自由水:存在于电分子引力范围以外的水 7、重力水:地下水位以下的透水层中的地下水 8、毛细水:在地下水位上,受水与空气交界面表面张力的自由水 9、毛细压力:由于弯液面张力与土粒表面的侵润作用,使毛细弯液面切线反向产生使土粒挤紧的力 10、土的结构:土粒单元体大小,矿物成分,形状,相互罗列和连接关系,以及土中水的性质,空隙等因素形成的综合特征 11、土的组构:同一土层中的物质和颗粒大小等相似的各部分之间的关系,表征土的层理,裂隙 第二章 1、相对密度:土粒质量与4°时纯水质量之比 第 2 页/共 15 页求知若饥,虚心若愚。 3 2、含水量:水的质量与土质量之比 3、密度:土体单位体积的质量 4、干密度:土中固体颗粒部分质量 5、饱和密度:充满水时的单位体积质量 6、浮密度:地下水位以下土粒质量与同体积水质量只差 7、重度:土的重力密度称为重度 8、孔隙比:空隙体积与土粒体积比 9、孔隙率:空隙体积与总体积之比 10、饱和度:水体积与空隙体积之比 11、可塑状态:粘性土在某含水量范围内,可由外力朔成任何形状而不发生裂纹,外力移去后任可保持既得形状,这种性能也叫可塑性 12、液限:土由可朔状态到流动状态的界限含水量 13、朔限:土由可朔状态到半固态的界限含水量 14、缩限:土由半固态不断蒸发水分,体积不断缩小直到,体积不再缩小时的界限含水量 15、液性指数:天然含水量与朔限的差与朔性指数的比。 16、天然稠度:原状土样的液限和天然含水量的差与朔性指数的比 。 17、触变性:粘性土强度随时光恢复的胶体化学性质。 .18、相对密实度:砂土的最大孔隙比和天然孔隙比的差值与最大孔隙比和最小孔隙比的差值之比。 19、土的湿陷性:在一定压力作用下,受水浸湿后土的结构迅速破坏而发生显著附加下陷的特性。 第三章 1、渗流力:水在土中流动时,单位体积土颗粒受到的渗流作用力。 2、流砂:土体在向上动水力作用下,有效应力为零时,颗粒发生悬浮、挪移的现象。 3、水力梯度:土中两点的水头差与水流过的距离之比。为单位长度上的水头损失。 4、临界水力梯度:使土开始发生流砂现象的水力梯度。 5、管涌:在渗流作用下,较细的颗粒在较粗颗粒形成的空隙中挪移,甚至流失,随着空隙的不断扩大,流速的不断加快,较粗的颗粒也开始被水流带走。最终形成贯通的渗流管道的现象称为管涌。 第四章 1、自重应力:受到自身重力而存在的应力,(可以分为成土年代久,完成压缩的;和新近沉第 3 页/共 15 页千里之行,始于足下。 4 积没有完成压缩的) 2、附加应力:受到外荷载,地下水渗流,地震等作用产生的附加应力增量,是地基变形的主要原因,和强度破坏与失稳的重要原因。 3、有效应力:土粒传递的粒间应力,控制土体变形和强度两者变化的土中应力。 4、孔隙水压力:土中水传递的孔隙水压力。 5、超静孔隙水压力:由附加应力引起的孔隙水压力,超过了经水压力水头。 6、地基压力(地基反力):建造物经过基础将荷载传递给地基,在基础底面和地基之间产生的荷载效应。 7、地基附加压力:地基压力与地基建造之前的自重应力之差 第五章 1、土的压缩性:土在压力作用下,体积缩小的特性。 2、土的压缩:土中孔隙体积的缩小,即土中水和土中气所占体积的缩小。 3、土的固结:饱和土压缩的全过程,即在压力作用下土中水缩小的全过程。 4、压缩系数(指数):侧限条件下,孔隙比减少量和有效应力增量(常用对数)的比值; 5、压缩模量(体积压缩系数):侧限条件下竖向附加压应力与竖向应变的比值(倒数) 6、先期固结压力:天然土层历史上受过的最大固结压力。 7、正常(超、欠固结):历史上受过的先期固结压力等于(小于、大于)现有覆盖土重 8、超固结比:先期固结压力与现有覆盖土重的比。 9、弹性模量:无侧限条件下瞬时压缩的应力应变模量。 第六章 1、地基压缩层深度:基础底面以下需要计算变形所达到的深度,大于该深度的变形值可以忽略不计。 2、地基平均附加应力系数:地基某点下至地基任意深度范围内的附加应力分布图面积,对基底附加压力和地基深度的乘积之比。 3、正常使用极限状态:对应与结构或构件达到正常使用或耐久性的某项限值状态。 4、瞬时沉降:紧随加压之后地基即时发生的沉降,此时地基体积还来不及发生变形,是地基土的不排水剪切变形,也称初始沉降或不排水沉降。 5、固结沉降:在荷载作用下,随超孔隙水压力消散,有效应力增长完成的。 6、次压缩沉降:在超孔隙水压力已经消散,有效应力增长基本不变后随时光而缓慢的压缩。 7、渗透固结:饱和土在附加压力作用下,孔隙中相应的一些自由水随时光被排出,并且孔隙体积也缩小,这个过程为称为渗透固结。 第 4 页/共 15 页求知若饥,虚心若愚。 5 8、地基固结度:在某压力作用下,地基土t时光的固结变形,与最终固结变形量之比。 9、平均固结度:某一时光有效应力图面积和最终有效应力图面积之比。 第七章 1、土的抗剪强度;土体反抗剪应力的极限值或土体反抗剪切破坏的受剪能力 2、土的天然强度:原状土所具有的强度。 3、极限平衡状态:土中任意一点在某一平面发生剪切破坏时该点就处于极限平衡状态 第八章 1、土压力:挡土墙后的填土因自重或外荷载作用对墙背产生的侧压力 2、主(被)动土压力:在挡土墙向离开(靠近)土体方向偏移至极限平衡状态,作用在墙上的土压力 3、静止土压力:挡土墙静止不动时,土体处于弹性平衡状态 4、极限平衡条件:土体处于极限平衡状态时,应力与抗剪强度指标的关系 第九章 1、地基承载力:地基承担荷载的能力 2、比例界限(临塑)荷载:基础边缘正要闪现塑性变形区时地基单位面积上承担的荷载,相当于从压缩阶段过渡到剪切阶段的界限荷载 3、极限荷载:剪切阶段过渡到隆起阶段的界限荷载 4、临界荷载:允许发生一定塑性变形区所对应的荷载 5、地基极限承载力:地基剪切破坏发展即将失稳时所承受的极限荷载(相当于极限荷载)。 6、地基容许承载力:地基有稳定安全度的承载力相当于极限承载力除以一具安全系数。 第 5 页/共 15 页千里之行,始于足下。 6 二、简答题 1、用有效应力原明白释在附加作用力下土的有效应力、孔隙压力和沉降随时光的变化?14 2、地下水位的升降对土中自重应力有何影响?在工程实践中,有哪些问题应充分思量其影响?14 答:地下水下降,降水使地基中原水位以下的有效资中应力增加与降水前比较宛若产生了一具由于降水引起的应力增量,它使土体的固结沉降加大,故引起地表大面积沉降。 地下水位长期上升(如筑坝蓄水)将减少土中有效自重应力。 (1)、 若地下水位上升至基础底面以上,它对基础形成浮力使地基土的承载力下降。 (2)、 地下水位上升,如遇到湿陷性黄土造成不良后果(塌陷) (3)、 地下水位上升,粘性土湿化抗剪强度降低。 3、按分层总和法计算地基的最终沉降量,有哪些基本假设?14 答:(1)地基土是均质、各向同性的半无限空间体; (2)地基土在竖向附加应力作用下只产生竖向压缩变形 , 不发生侧向膨胀变形。 (3)采用基底中心点下的附加应力计算地基变形量。 (4)普通地基的沉降量可以以为等于基础下某一深度范围内各土层压缩量的总和。 4、颗粒级配累积曲线在工程中有哪些用途?14 答:反映了土中各个粒组的相对含量,是直观反映泥沙样品颗粒级配组成的几何图形,也是计算有关特征值和资料整编的重要根据,根据颗粒级配曲线的坡度可以大致判断土的均匀程度或级配是否良好。 5、说明影响土的渗透性系数的主要因素13 1)土的粒度成分;2)土的密实度;3)土的饱和度;4)土的结构;5)水的温度; 6)土的构造 6、图示并说明无粘性土密砂和松砂在应力-应变曲线及体积-应变曲线的差异。 答:图 2‐3‐1 表示土的常规三轴压缩试验的普通结果,其中实线表示密实砂土或超固结粘土,虚线表示松砂或正常固结粘土。 从图(a)可以看到,正常固结粘土和松砂的应力随应变增加而增加,但增加速率越来越慢,最终逼近一渐近线;而在密砂和超固结土的试验曲线中,应力开始随应变增加而增加,达到一个峰值之后,应力随应变增加而下降,最终也趋于稳定。在塑性理论中,前者称为应变硬化(或加工硬化),后者称为应变软化(或加工软化)。应变软化过程实际上是一种不稳定过程,有第 6 页/共 15 页求知若饥,虚心若愚。
专题讨论
建筑地基基础设计规范地基承载力
概念的理解与应用
滕延京
(中国建筑科学研究院地基基础研究所,北京100013)
摘要:本文结合建筑地基基础设计规范编制过程讨论和工程应用,谈谈如何正确理解地基承载
力概念,以及工程应用中应考虑的的问题。
关键词:地基承载力;规范;勘察;设计
中图分类号:TU471文献标识码:A
Abstract:BasedonthediscussionsforthecompilingofCodeforDesignofBuildingFoundationandthe
geotechnicalpractices,theconceptforthebearingcapacityoffoundationanditsapplicationsinengineeringprac-
ticesareintroduced.
Keywords:bearingcapacityoffoundation;code;investigation;design
收稿日期:2004-02-17作者简介:滕延京(1949-),男(汉族),黑龙江兰西人,研究员,博士生导师.1前言
地基承载力理论是经典土力学创建以来的重要
内容,也是建筑地基基础设计必须满足的设计条
件。如何正确理解地基承载力概念和正确的工程应
用,是保证建筑地基基础设计质量的前提条件,下
面结合建筑地基基础设计规范编制过程和工程
应用,谈谈自己对这个问题的看法。
主要有如下几个问题:
(1)建筑地基基础设计规范中地基承载力
设计的原则。
(2)地基承载力评价方法和工程设计取值的正
确理解。
(3)上部结构和基础对变形的适应能力对地基
承载力设计的影响。
(4)新的建筑结构型式对地基承载力验算的
影响。
2建筑地基基础设计规范中地基承载力设计原则
(1)关于地基承载力定义的理解建筑地基基础设计规范中对地基承载力特
征值作了如下定义:指由荷载试验测定的地基土压