个人资料 土力学(复习笔记)
《土力学简明教程》复习笔记

《土力学简明教程》复习笔记绪论土力学:是研究土体在周围环境与力的作用下的变形和强度以及渗流规律的一门科学。
第一章土的物理性质和工程分类土:一般指覆盖在地表上的碎散矿物几何体,是原岩经物理和化学风化作用形成的堆积物。
土可以分为残积土和运积土两大类:残积土:母岩层经风化作用破碎成为岩屑或细小颗粒后残留在原地的堆积物,其特征是颗粒表面粗糙、多棱角、粗细不均匀、无层理。
运积土:是风化所形成的的土颗粒,受自然力作用,搬运到远景不同的地点所沉积的堆积物,其特点是颗粒比较圆滑。
运积土分类:坡积土、洪积土、冲积土、湖泊沼泽沉积土、海相沉积土、冰积土、风积土。
主要区分坡积土(残积土在雨季水流和重力的作用下,被带到山坡坡脚出聚集起来的堆积物)和洪积土(残积土和坡积土受洪水冲刷带到山麓堆积起来的堆积物)、洪积土(残积土和坡积土受洪水冲刷带到山麓堆积起来的堆积物)和冲积土(由江河水流搬运所形成的沉积物)土的主要物理特征:1、碎散性(岩石的物理风化所致)2、三相体系3、自然变异性土是自然界漫长的地质年代内多形成的性质复杂、不均匀、各向异性且虽时间变化不断变化的物质。
岩石的风化:是指岩石在自然界各种因素和外力的作用下产生破碎与分解。
导致颗粒变小化学成分改变等。
1、物理风化(产生无粘性土,化学成分不变)2、化学风化(产生粘性土颗粒和可溶盐,化学成分改变)3、生物风化(产生腐殖质,改变土壤结构)土的工程特性:1、压缩性高2、强度低3、透水性大土的三相组成:一般情况下是由固态的土颗粒、空隙中的液体、可气体三相组成饱和土:土的空隙完全被水充满非饱和土:空隙部分被水占据另一部分被气体占据干土:空隙全部充满气体土的固体颗粒:界限粒径:按照粒径的范围将土粒分为若干粒组,粒组之间的分界尺寸成为界限尺寸巨粒、粗粒、细粒(60,0.75)土的颗粒级配:土中各粒组的相对含量(各粒组占土粒总含量的百分数)颗粒级配的分析方法:筛分法(适用于>0.075的粗粒)、水分法(适用于细粒)、激光粒度分析法颗粒级配曲线:颗粒级配曲线是根据筛分试验成果绘制的曲线,采用对数坐标表示,横坐标为粒径,纵坐标为小于(或大于)某粒径的土重(累计百分)含量d,表示土中大于此粒径和小于此粒径的土的含量均占土的粗细——平均粒径(5050%)土的粒组分布情况——不均匀系数(1060u d d C =,不均匀系数越大土粒分布的范围越大,土越不均匀,级配越好。
土力学复习提纲总结N

土力学总复习资料: 第一部分:(按提纲部分整理)第一、二章:1. 地基(持力层和下卧层)与基础(浅基础和深基础)的概念受建筑物荷载影响的那一部分地层称为地基;向地基传递建筑物荷载的下部结构称为基础。
2. 高岭石、伊利石和蒙脱石三种粘土矿物及其性质;蒙脱石:亲水性强(吸水膨胀、脱水收缩),表面积最大,最不稳定。
伊利石:亲水性中等,介于蒙脱石和高岭石之间。
高岭石:亲水性差,表面积最小,最稳定。
3. 土的砂粒、粉粒和粘粒界限范围和不均匀系数的概念及其用途;砂粒:0.075~2mm 粉粒:0.005 ~ 0.075 mm 粘粒:≤0.005mm不均匀系数:Cu = 1060d d ,评价砂性土级配的好坏。
d10、d60小于某粒径的土粒含量为10%和60%时所对应的粒径4. 土的九个三相比例指标及其换算(哪三个是试验指标?四个重度指标的大小关系); a. 实验指标:土的密度ρ、土粒比重Gs 、含水率ωb. 孔隙比e 和孔隙率n 、土的饱和度Sr 、饱和密度ρsat 、干密度ρd 、有效重度γ '重度γ 、干重度γd 、饱和重度γsat 和有效重度(浮重度)γ ' 大小关系:饱和重度γsat > 重度γ > 干重度γd > 有效重度γ ' 可以记为饱水的 > 平常的 > 干的 > 减水的5. 液限、塑限、液性指数、塑性指数的概念、计算及其用途:液限:土体在流动状态与可塑状态间的分界含水量ωL塑限:土体从可塑状态转入到半固体状态的分界含水量ωP塑性指数:I P = ωL -ωP ,液限和塑限的差值,去除百分数。
用途:对粘性土进行分类和评价。
液性指数:L I = p L p w w w w --,L I 越大则越软。
用途:评价粘性土软硬和干湿状态。
I L >1.0时为流塑状态;<0.0时为半固体状态;0~1之间时为可塑状态。
6. 粉土和粘性土的分类标准a. 都是粒径大于0.075mm 的颗粒含量不超过全重的50%b. 塑性指数I P ≤10的为粉土,I P > 10的为粘性土。
土力学复习完美笔记珍藏打印版

——第一章:土的物理性质及工程分类土是三相体——固相(土颗粒)、液相(土中水)和气相(土中空气)。
固相:是由难溶于水或不溶于水的各种矿物颗粒和部分有机质所组成。
2.土粒颗粒级配(粒度) 2. 土粒大小及其粒组划分b.土粒颗粒级配(粒度成分)土中各粒组相对含量百分数称为土的粒度或颗粒级配。
粒径大于等于0.075mm 的颗粒可采用筛分法来区分。
粒径小于等于0.075mm 的颗粒需采用水分法来区分。
颗粒级配曲线斜率: 某粒径范围内颗粒的含量。
陡—相应粒组质量集中;缓--相应粒组含量少;平台--相应粒组缺乏。
特征粒径: d 50 : 平均粒径;d 60 : 控制粒径;d 10 : 有效粒径;d 30粗细程度: 用d 50 表示。
曲线的陡、缓或不均匀程度:不均匀系数C u = d 60 / d 10 ,Cu ≤5,级配均匀,不好Cu ≥10,,级配良好,连续程度:曲率系数C c = d 302 / (d 60 ×d 10 )。
较大颗粒缺少,Cc 减小;较小颗粒缺少,Cc 增大。
Cc = 1~ 3, 级配连续性好。
粒径级配累积曲线及指标的用途:1.粒组含量用于土的分类定名;2)不均匀系数Cu 用于判定土的不均匀程度:Cu ≥ 5, 不均匀土; Cu < 5, 均匀土;3)曲率系数Cc 用于判定土的连续程度:C c = 1 ~ 3,级配连续土;Cc > 3或Cc < 1,级配不连续土。
4)不均匀系数Cu 和曲率系数Cc 用于判定土的级配优劣:如果 Cu ≥ 5且C c = 1 ~ 3,级配良好的土;如果 Cu < 5 或 Cc > 3或Cc < 1, 级配不良的土。
土粒的矿物成份——矿物分为原生矿物和次生矿物。
原生矿物:岩浆在冷凝过程中形成的矿物(圆状、浑圆状、棱角状) 次生矿物:原生矿物经化学风化后发生变化而形成。
(针状、片状、扁平状) 粗粒土:原岩直接破碎,基本上是原生矿物,其成份同生成它们的母岩。
《土力学》期末考试复习资料

13.土的三相组成,即固相(土颗粒)、液相(水)和气相(空气)14.土中各粒组的相对含量用各粒组质量占土粒总质量的百分数表示,称为土的颗粒级配。
15.渗透变形一般有流土和管涌两种基本形式:流土是指在渗透力的作用下,土体表面某一部分土体整体被水流冲走的现象。
管涌是指土中小颗粒在大颗粒空隙中移动而被带走的现象。
16.地下水对自重应力的影响:由于土体是由许多颗粒组成的,在地下水位以下的透水层中,地下水存在于土粒间孔隙当中,土粒相当于浸没在水当中,也就会受到水的浮力作用,从而使得土粒间相互传递的自重作用减小。
这样,对于含水层,用浮重度来计算自重应力,正好相当于扣除了浮力的作用。
17.基底压力是指基础底面处,由建筑物荷载(包括基础)作用给地基土体单位面积上的压力。
18.基底附加压力也就是基底净压力,是指在基础底面处的地基面上受到的压力增量。
19.压缩系数越大,曲线越陡,土的压缩性越高;压缩系数值与土所受的荷载大小有关。
20.分层总和法计算原理:分层总和法一般取基底中心点下地基附加应力来计算各分层土的竖向压缩量,认为基础的平均沉降量s为各分层上竖方向压缩量si之和。
21.土压力:静止土压力、主动土压力、被动土压力22.级配良好的土必须同时满足上述两个条件,即Cu大于或者等于5且Cu=1~3;若不能同时满足这两个条件,则称为级配不良的土。
23塑性指数Ip:液限与塑限的差值,去掉百分数符号,称为塑性指数。
液性指数IL24.分层总和法计算步骤:地基土分层。
计算各分层界面处土的自重应力。
计算基底压力及基底附加应力。
计算各分层界面处附加应力。
确定计算深度(压缩层厚度)。
计算各风层上的压缩量。
计算总形变量。
25.土的抗剪强度是指土体对于外荷载所产生的剪应力的极限抵抗能力1深基础与浅基础区别?1.埋深不同:深基础一般大于5米,浅基础在3至5米。
2.施工方法不同:浅是一般施工方法,如明挖,而深要采用特殊施工工艺。
3.传递荷载方式不同:浅地面很大,荷载传给基础,在由基础传给地基。
土力学复习资料总结

第一章土的组成1、土力学:是以力学和工程地质为基础研究与土木工程有关的土的应力、应变、强度稳定性等的应用力学的分支。
2、地基:承受建筑物、构筑物全部荷载的那一部分天然的或部分人工改造的地层。
3、地基设计时应满足的基本条件:①强度,②稳定性,③安全度,④变形。
4、土的定义:①岩石在风化作用下形成的大小悬殊颗粒,通过不同的搬运方式,在各种自然环境中形成的沉积物。
②由土粒(固相)、土中水(液相)和土中气(气相)所组成的三相物质。
5、土的工程特性:①压缩性大,②强度低,③透水性大。
6、土的形成过程:地壳表层的岩石在阳光、大气、水和生物等因素影响下,发生风化作用,使岩石崩解、破碎,经流水、风、冰川等动力搬运作用,在各种自然环境下沉积。
7、风化作用:外力对原岩发生的机械破碎和化学风化作用。
风化作用有两种:物理风化、化学风化。
物理风化:用于温度变化、水的冻胀、波浪冲击、地震等引起的物理力使岩体崩解,碎裂的过程。
化学风化:岩体与空气,水和各种水溶液相互作用的过程。
化学风化的类型有三种:水解作用、水化作用、氧化作用。
水解作用:指原生矿物成分被分解,并与水进行化学成分的交换。
水化作用:批量水和某种矿物发生化学反映,形成新的矿物。
氧化作用:指某种矿物与氧气结合形成新的矿物。
8、土的特点:①散体性:颗粒之间无黏结或一定的黏结,存在大量孔隙,可以透水透气。
②多相性:土是由固体颗粒、水和气体组成的三相体系。
③自然变异性:土是在自然界漫长的地质历史时期深化形成的多矿物组合体,性质复杂,不均匀,且随时间还在不断变化的材料。
9、决定土的物理学性质的重要因素:①土粒的大小和形状,②矿物组成,③组成。
10、土粒的个体特征:土粒的大小、土粒的形状。
11、粒度:土粒的大小。
12、粒组:介于一定粒度范围内的土粒。
13、界限粒经:划分粒组的分界尺寸。
14、土的粒度成分(颗粒级配):土粒的大小及其组成情况,通常以土中各个粒组的相对含量来表示。
土力学复习知识点

地基承载力:f= Pu/KK≥2.
影响极限荷载的因素①地基的破坏形式:整体滑动、局部剪切、冲切剪切②地基土的指标:土的内摩擦角、粘聚力c、重度③基础设计的尺寸:基础宽度b、埋深d④载荷作用方向:倾斜、竖向⑤载荷作用时间:短暂、长期
基础建筑物最底下的一部分,由砖石、混凝土或钢筋混凝土等建筑材料建造,将上部结构荷载扩散并传递给地基。
地基受建筑物荷载的那一部分地层。
土粒的矿物成分原生矿物、次生矿物、有机质。
土的粒径分组粘粒、粉粒、砂粒、圆砾、乱石、漂石。
第二章土的压缩性与地基沉降计算
土的压缩性土在压力作用下体积缩小的特性。
蠕变粘性土在长期荷载作用下,变形随时间而缓慢持续的现象。
灵敏度St粘性土的原状土无侧限抗压强度与原土结构完全破坏的重塑土的无侧限抗压强度的比值。
地基土(岩)的工程分类岩石、碎石土、砂土、粘性土和人工填土。
岩石颗粒间牢固联结、呈整体或具有节理裂隙的岩体。
碎石类土粒径大于2mm的颗粒含量超过全重50%的土。(角砾、圆砾、碎石、卵石、块石、漂石)
砂类土粒径大于2mm的颗粒含量不超过50%,粒径大于0.075mm的颗粒含量超过50%的土。(粉砂、细砂、中砂、粗砂、砾砂)
欠固结土土层目前还未完全固结,实际固结压力小于土层自重压力第三章土的抗剪强度及地基承载力
土的抗剪强度土体抵抗剪切破坏的极限能力,其数值等于剪切破坏时滑动面上的剪应力。
破坏准则土体破坏时的应力组合关系。
极限平衡状态当土体中任一点在某方向的平面上的剪应力达到土的抗剪强度的状态。
5、极限平衡条件:
①粘性土:1=3tan2(45°+/2)+2ctan(45°+/2);3=1tan2(45°-/2)-2ctan(45°-/2)
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第一章:土的物理性质及工程分类土是三相体——固相(土颗粒)、液相(土中水)和气相(土中空气)。
固相:是由难溶于水或不溶于水的各种矿物颗粒和部分有机质所组成。
2.土粒颗粒级配(粒度) 2. 土粒大小及其粒组划分b.土粒颗粒级配(粒度成分)土中各粒组相对含量百分数称为土的粒度或颗粒级配。
粒径大于等于0.075mm 的颗粒可采用筛分法来区分。
粒径小于等于0.075mm 的颗粒需采用水分法来区分。
颗粒级配曲线斜率: 某粒径范围内颗粒的含量。
陡—相应粒组质量集中;缓--相应粒组含量少;平台--相应粒组缺乏。
特征粒径: d 50 : 平均粒径;d 60 : 控制粒径;d 10 : 有效粒径;d 30粗细程度: 用d 50 表示。
曲线的陡、缓或不均匀程度:不均匀系数C u = d 60 / d 10 ,Cu ≤5,级配均匀,不好Cu ≥10,,级配良好,连续程度:曲率系数C c = d 302 / (d 60 ×d 10 )。
较大颗粒缺少,Cc 减小;较小颗粒缺少,Cc 增大。
Cc = 1~ 3, 级配连续性好。
粒径级配累积曲线及指标的用途:1.粒组含量用于土的分类定名;2)不均匀系数Cu 用于判定土的不均匀程度:Cu ≥ 5, 不均匀土; Cu < 5, 均匀土;3)曲率系数Cc 用于判定土的连续程度:C c = 1 ~ 3,级配连续土;Cc > 3或Cc < 1,级配不连续土。
4)不均匀系数Cu 和曲率系数Cc 用于判定土的级配优劣:如果 Cu ≥ 5且C c = 1 ~ 3,级配良好的土;如果 Cu < 5 或 Cc > 3或Cc < 1, 级配不良的土。
土粒的矿物成份——矿物分为原生矿物和次生矿物。
原生矿物:岩浆在冷凝过程中形成的矿物(圆状、浑圆状、棱角状) 次生矿物:原生矿物经化学风化后发生变化而形成。
(针状、片状、扁平状) 粗粒土:原岩直接破碎,基本上是原生矿物,其成份同生成它们的母岩。
东南大学等四校合编《土力学》第4版重点笔记

东南大学等四校合编《土力学》第4版重点笔记东南大学等四校合编《土力学》(第4版)笔记和课后习题(含考研真题)详解目录绪论0.1 复习笔记第一章土的组成1.1 复习笔记1.2 课后习题详解1.3 考研真题与典型题详解第二章土的物理性质及分类2.1 复习笔记2.2 课后习题详解2.3 考研真题与典型题详解第三章土的渗透性及渗流3.1 复习笔记3.2 课后习题详解3.3 考研真题与典型题详解第四章土中应力4.1 复习笔记4.2 课后习题详解4.3 考研真题与典型题详解第五章土的压缩性5.1 复习笔记5.2 课后习题详解5.3 考研真题与典型题详解第六章地基变形6.1 复习笔记6.2 课后习题详解6.3 考研真题与典型题详解第七章土的抗剪强度7.1 复习笔记7.2 课后习题详解7.3 考研真题与典型题详解第八章土压力8.1 复习笔记8.2 课后习题详解8.3 考研真题与典型题详解第九章地基承载力9.1 复习笔记9.2 课后习题详解9.3 考研真题与典型题详解第十章土坡和地基的稳定性10.1 复习笔记10.2 课后习题详解10.3 考研真题与典型题详解第十一章土在动荷载作用下的特性11.1 复习笔记11.2 课后习题详解11.3 考研真题与典型题详解•试看部分内容复习笔记考点一:土力学的概念及学科特点★(1)土力学是指研究土体的一门力学,它是研究土体的应力、变形、强度、渗流及长期稳定性的一门学科。
广义的土力学包括土的生成、组成、物理化学性质及分类在内的土质学。
(2)土是由岩石经历物理、化学、生物风化作用以及剥蚀、搬运、沉积作用等交错复杂的自然环境中所生成的各类沉积物。
(3)特殊土有遇水沉陷的湿陷性土(如常见的湿陷性黄土)、湿胀干缩的胀缩性土(习称膨胀土)、冻胀性土(习称冻土)、红黏土、软土、填土、混合土、盐渍土、污染土、风化岩与残积土等。
(4)对土的基本力学性质和土工问题计算方法的研究验证,是土力学的两大重要研究课题。
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气水 土粒 m s m wmV s V w V V a 质量m体积V 土力学土的三相组成:指土由固体颗粒、液态水和气体但部分组成。
土的颗粒级配:工程中用粒径分析法,通过两种试验方法,相互配合使用。
错误!未找到引用源。
筛分法;错误!未找到引用源。
密度计法 在粒径级配曲线上,纵坐标为10%所对应的粒径10d 称为有效粒径;纵坐标为60%所对应的粒径60d 称为限定粒径;60d 与10d 的比值称为不均匀系数u C ,即1060d d C u =,不均匀系数u C 是表示土颗粒组成的重要特征。
当u C 很小时曲线很陡,表土颗粒均匀;当u C 很大时曲线平缓,表示土的级配良好。
曲率系数c C 为表示土颗粒组成的又一特征,按下式计算6010230d d d C c = 式中 30d — 粒径级配曲线上纵坐标为30%所对应的粒径。
(砾石和砂石级配满足3~15=≥c u C C 且为级配良好,否则为级配不良。
)土中的水:(1) 结合水⎩⎨⎧弱结合水(薄膜水)强结合水(吸着水)(2) 自由水⎩⎨⎧毛细水重力水 (此种水离土较远,在土粒表面的电场作用以外)土的三相图: V — 土的总体积; v V — 土的孔隙体积; s V — 土粒的体积; w V — 水的体积; a V — 气体的体积; m — 土的总质量; s m — 土粒的质量;w m — 水的质量。
土的密度(ρ)为单位体积的质量,即vm ==土的总体积土的总体质量ρ (3g/cm ) 土的重度(γ)为单位体积图的质量,即ρρργ1081.9g ≈== (3m /kN )密度测定的方法:环刀法、灌水法等。
土的比重(土的相对密度)s d :是指土中固体颗粒的质量与同体积C 04纯水质量的比值,是一个无量纲量,即)4(m 4o C V C d o w s s s ρ==时的密度纯水固体颗粒的密度 土的比重的测定方法:比重瓶法。
土的含水率(ω):表示土中汗水的数量,为土体中水的质量与固体质量与固体颗粒质量的比值,用百分数表示,即 %100m m %100sw ⨯==固体颗粒的质量水的质量ω 含水率的测定方法:烘箱法、红外线法、酒精燃烧法、铁锅沙干法。
土的孔隙比(e ):为土中孔隙体积与固体颗粒体积的比值,即 s v V V ==固体颗粒体积孔隙体积e 。
土的孔隙率(n ):表示土中空隙占总体积的百分比,即 %100VV n v ⨯==土体总体积孔隙体积。
土的饱和度(r S ):表示土中水的体积与孔隙总体积之比,以百分率计,即%100V V vw ⨯==孔隙体积水的体积r S 。
土的干密度(d ρ):为单位体积土中固体颗粒部分的质量,即 V s d m ==土的总体积固体颗粒质量ρ。
土的干重度(d γ):为单位体积土固体颗粒部分的质量,即 d d d g ρρργ1081.9d ≈==。
土的饱和密度(sat ρ):为孔隙中全部充满水时单位体积的质量Vw a w s sat V m m ρρ++==总体积量孔隙全部充满水的总质 土的饱和重度(sat γ):为孔隙中全部充满水时单位体积的质量,即sat sat sat g ρρργ1081.9sat ≈==土的有效密度【浮密度】('ρ):是指地下水位以下,土体受水的浮力作用时,单位体积的半固态 塑限 可塑状态液限 流动状态 0 ω 固态 缩限 含水率 粘性土的物理状态与界限含水率关系质量,即 w s a t ρρρ-='土的有效重度【浮重度】('γ):是指地下水位以下,单位体积的质量,即'10'81.9''ρρργ≈==g土的四种密度(重度)之间比较,即'ρρρρ>≥≥d sat ,'γγγγ>≥≥d sat .无粘性土的物理状态:无粘性土的物理状态指标是密实度。
天然状态下无粘性土的密实度与其工程性质有密切的关系。
相对密实度(r D ):是用天然孔隙比e 与同一种砂土的最疏松状态孔隙比max e 和最密实状态孔隙比min e 进行对比,根据e 靠近max e 或靠近min e ,来判断它的密实度。
相对密实度r D 按下式计算minmax max e e e e D r --=。
密实度状态划分:根据相对密实度r D 值可将砂土的密实度状态划分为密实 67.01>≥r D中密 33.067.0>≥r D散密 033.0>≥r D粘性土的物理状态:粘性土的物理状态指标是稠度。
稠度:是指粘性土在某一含水率时对外力引起的变形或破坏抵抗的能力,用坚硬、可塑和流动等状态来描述。
可塑状态:就是当在粘性土在某含水率范围内,可用外力塑成任何状态而不发生裂纹,并当外力移去后任能保持即得的形状。
界限含水率:粘性土由一种状态转到另一种状态的分界含水率。
液限L w (%):从可塑状态转变为流动状态的界限含水率。
液限的测定方法:锥式液限仪。
若圆锥体经5秒恰好沉入17mm 深度,这时杯内土样的含水率就是液限值。
塑限p w (%):从半固体状态转变为可塑状态的界限含水率。
塑限的测定方法:液塑限联合测定法。
由含水率与圆锥下沉深度关系曲线,查出下沉17cm 对应的含水率即为wL ;查出下沉2mm 对应的含水率即为wP 。
缩限s w (%):粘性土呈半固态不断蒸发水分,则体积不断缩小,直到体积不再缩小时土的界限含水率称为缩限s w 。
缩限的测定方法:用收缩皿法。
塑性指数p I :细粒土的液限与塑限的差值定义为塑性指数p I ,习惯上不带%,即p w w I L p -=一种土的p I 越大,表面该土所能吸附的弱结合水越多,即该土粘粒含量高或矿物成分吸水能力强。
液性指数L I :指粘性土的天然含水率与塑性的差值和液限与塑限的差值之比,即p L pL w w w w I --=习题P21 Ex2,3土体的自重应力:产生在深度z 处的单位面积上的自重应力为 z A zA A V cz γγγσ===式中 cz σ— 土的自重应力,a kP ; z — 天然地面算起的深度,m ;V — 土柱体积,3m ; A — 土柱底面积,2m ;γ— 土的天然容重,3/m kN 。
地下水对自重应力的影响:计算的时候采用水下土的有效(浮)重度 w sat γγγ-='。
不透水层对自重应力的影响:作用在不透水层层面上的土的自重应力等于上覆土和水的总压力。
例题:如图,给出地基中多层土中各土层的厚度、容重,绘制地基中的自重应力随深度的分布曲线图。
解:由图3-1中给出的资料,根据教材可分别计算出各土层分界面上的应力:上述自重应力随深度的分布曲线为上图。
基地压力【基地反力】:是指建筑物荷载(包括基础自重)通过基础传给地基,基础与地基接触面上的压力。
中心荷载作用下基地压力: AG F p += ; Ad G G γ= ; lb A = 式中 p — 基地压力, a kP ;F — 作用在基础顶面上的竖向荷载设计值,kN ;G — 基础和基础上覆土重,kNG γ— 基础及上覆土的平均重度,一般取3/20m kN ,地下水位以下取有效重度,3/m kN ; A — 基础底面面积,2m ;b l 、— 分别为基础底面的长度和宽度,m ;d — 基础埋置深度,取室内外地面平均值计算,m 。
条形基础:指基础的长宽比大于或等于10时,可简化为平面应变问题处理。
此时长度方向取1m 来进行计算。
基底附加压力:一般基础都埋于地面以下一定深度处,在基坑开挖以前,基底的自重应力,基坑开挖自重应力消失,作用于基底上的平均压力减去基底处原先存在于土中的自重应力才是基底新增的附加压力0p ,即d p p p cz 00γσ-=-=d cz 0γσ=()d h h /22110 ++=γγγ++=21h h d式中 0p — 基底平均附加应力,a kP ;cz σ— 基底处土的自重应力,a kP ;0γ— 基底标高以上土的加权平均重度,地下水位以下取有效重度,3/m kN ;d — 基础埋深,一般从天然地面算起,m 。
地基中的附加应力:地基中附加应力是由建筑物荷载作用在土中各点产生的应力,通过土粒之间的传递,向水平与深度方向扩散,附加应力逐渐减少。
矩形均布荷载角点下任意深度处的附加应力:设矩形基础的边长为l ,短边为b ,矩形基础传给地基的均布荷载为0p ,则基础角下任意深度z 处的附加应力z σ的计算公式为0p c z ασ= ()()()⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡+++++++++=1arctan 11121222222222n m m n m n n m n m mn c πα (不用记忆) ⎩⎨⎧==bz n b l m // 式中 c α— 均布荷载角点下附加应力系数,其值根据b l /及b z /可由表查得土的压缩性:土在压力作用下体积收缩小的特性。
压缩系数(α):在压力21p p 、变化不大的情况下, 其对应的p e -曲线段可近似看作直线,如图,这段直线的斜率就是土的压缩系数α,即pe p p e e p p e e ∆∆-=---=--=12121221α。
压缩模量(s E ):在侧限条件下,土样在加压方向上应力变化量p ∆与相应的压应变变化量ε∆的比值。
ae E s 01+= 式中a — 从土自重应力至土自重应力加附加应力段的压缩系数,1-a Mp ;0e — 土的天然孔隙比;s E — 压缩模量,a Mp 。
压缩模量s E 与压缩系数a 成反比,a 愈小则s E 愈大,表示土的压缩性越低。
渗流【渗透】:由于骨架颗粒之间存在的孔隙构成了水的通道,与其他液体一样,在水头差作用下,水将在土体内部相互贯通的孔隙中流动。
水在土中渗流满足达西定律,即 ki v =式中 v — 渗流速度,土中单位时间内流经单位横断面的水量,s cm /;i — 水力梯度,沿渗透途径出现的水头差h ∆与相应渗流长度l 的比值,l h i /∆=; k — 渗透系数,s cm /土的有效应力原理:外部荷载在饱和土中产生的应力,是由土体中骨架与孔隙水共同来承担的。
由颗粒骨架所承担的应力,称为有效应力。
用符号'σ表示。
土的渗透固结【主固结】:是指因饱和土体在附加应力的作用下,孔隙水逐渐被排出,而土体逐渐被压缩的过程。
固结度(t U ):是指土体在固结过程中某一时刻t 的固结沉降量t s 与固结稳定后的最终沉降量s 之比,即 ss U t t = 。
不同情况其故解读计算公式虽然不同,但它们都是时间因数的函数,即固结度 ()v t T f U =竖向固结系数 ()ae k C w v γ+⨯=11000。
式中 v T — 无量纲时间因数,2/H t C T v v =;v C — 土的竖向固结系数,年/2m ;t — 固结过程中的某一时间,年;H — 土层中最大排水距离,当土层为单面排水时,H 为土层厚度;当为双面排水时,H 为土层厚度之半,m ;k — 土的渗透系数,年/m ;e — 土的初始孔隙比;w γ— 水的重度,3/10m kN w =γ;a — 土的压缩系数,1-a Mp 。