第一讲 土力学几个概念问题

自由水对砂性土物理力学性质的影响 （浮力、渗透力）
毛细水对粉细砂物理性质的影响(冻害) 重力水对粉细砂力学性质的影响（渗透 破坏、液化）
结合水对粘性土物理性质的影响（塑性 指数IP) 重力水对粘性土物理性质的影响(液性指 数IL) 结合水对粘性土力学性质的影响（渗透 性、强度)
5. 砂土的密实度如何判别？不同指标如何使用？
砂土的密实程度并不完全取决于孔隙比，而在很大程 度上还取决于土的级配情况。粒径级配不同的砂土即 使具有相同的孔隙比，但由于颗粒大小不同，颗粒排 列不同，所处的密实状态也会不同。为了同时考虑孔 隙比和级配的影响，工程中一般采用砂土相对密实度 将砂土划分为密实、中密、和松散三种密实度。实际 工程中常用标准贯入试验指标N63.5值的大小评判砂土 的密实度。
(2)假定地基土侧向不能变形引起的计算结果 偏小，取基底中心点下的地基中的附加应力来 计算基础的平均沉降导致计算结果偏大，因此 在一定程度上得到了相互弥补。
的正应变的比值。该参数将用于弹性理论法最 终沉降估算中，但载荷试验中所规定的沉降稳 定标准带有很大的近似性。
它是指弹正性应模力量sE与i可弹通性过（静即力可法恢或复动）力正法应测变定e的，
比值。该参数常用于用弹性理论公式估算建筑 物的初始瞬时沉降。
12. 地基沉降计算
1. 弹性理论法 2. 实用计算方法
图4－1所示。：
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图4－1 e～p 曲线确定压缩系数
（2）压缩模量Es（大小与附加应力有关）
根据e-p曲线，可以得到另一个重要的侧 限压缩指标—侧限压缩模量，简称压缩 模量，用Es来表示。其定义为土在完全 侧增根据至限这P的2个）条定与件义相下参应竖见的向图应应4变力-5增可增得量量到ΔΔεp：的（比如值从，Pl
➢管涌：渗流中土体大颗粒之间的小颗粒
首先被冲出最后形成一管状通道的现象
渗透变形中那种变形容易发生？
渗透变形的发生与地基土的性质有很大关系，在比较均 匀的细砂、粉砂层中较易发生流砂现象，而在粗粒土中 夹有细粒土时，则容易发生管涌现象。
10.点、线、面荷载与地基的破坏与沉降
E1＜E2
E1＞E2
图3－14 双层地基中界面上附加应力的分布规律
3.无粘性土：
❖矿物成分：前者主要为原生矿物，颗粒粗；后者主
要为次生矿物，颗粒细。
❖土的结构：前者结合水很少，可塑性低，为单粒结
构，结构性弱或无；后者结合水含量高，可塑性高， 为蜂窝结构或絮状结构，结构性很强，常具有明显 的触变性和流变性。
❖定名、定态：前者工程性质主要受控于密实度，其
9 .土中渗流的作用力及渗透变形
（1）渗透力的定义 水在土中流动的过程中将受到土阻
力的作用，使水头逐渐损失。同时，水 的渗透将对土骨架产生拖曳力，导致土 体中的应力与变形发生变化。这种渗透 水流作用对土骨架产生的拖曳力称为渗 透力。
(2). 渗透变形
渗透变形主要有二种形式:
➢流土：渗流水流将整个土体带走的现象
况，存在不固结不排水、固结不排水和固结排水剪 指标。
❖抗震性：前者中的粉、细砂和粉土在动力荷载作用
下易液化；后者在地震荷载作用下会发生震陷，但 一般不会发生液化。
4.水对土的物理性质和力学性质的影响
结合水：
强结合水
弱结合水
自由水:
毛细水
重力水
土的物理性质：重度、界限含水量、相 对密度等
土的力学性质：渗透破坏、强度、变形
1.土力学内容
土力学的几个概念问题
三个理论：
➢ 渗流理论（管涌和流土） ➢ 固结理论（变形） ➢ 强度理论（破坏和失稳）
一条主线：有效应力原理
2.土与土性定义
（1） 土粒粒组
➢
粘粒 (<0.005)
➢
粉粒（0.075~0.005）
➢
砂粒 (2~0.075)
（2）粗粒土、细粒土
（3）砂土、粉性土、粘性土
(a) 应力集中
(b) 应力扩散
11.土的压缩性
①土的压缩主要是由于孔隙体积减少而 引起的。 ②由于孔隙水的排出而引起的压缩对于 饱和粘性土来说是需要时间的，即固结 现象。
压缩性指标
（1）压缩系数a（大小与附加应力有关） 通常可将常规压缩试验所得的e～p 数据 采用普通直角坐标绘制成e～p 曲线，如
固结：应力转移，超静孔隙水压力消散, 有效应力增加引起土骨架变形
(3) 相同点：有水流动(压力差) (4) 不同点：有无应力转移和有效应力变化
8.达西定律的适用范围
达西定律是由砂质土体实验得到的，后 来推广应用于其他土体如粘土和具有细 裂隙的岩石等。进一步的研究表明，在 某些条件下，渗透并不一定符合达西定 律，因此在实际工作中我们还要注意达 西定律的适用范围。
分类按粒度和级配进行；后者工程性质除密度外， 含水量的影响更大，其分类按塑性指数进行。
3.无粘性土与粘性土的物理工程性质区别
工程性质方面：
❖渗透性和固结：前者渗透性大，孔隙比小，压缩性
小，固结所需时间很短；后者渗透性小，孔隙比大， 压缩性大，完成固结需时间很长。
❖抗剪强度：前者只需排水剪指标；后者根据不同情
➢ 1）分层总和法 ➢ 2）应力面积法
简单讨论
(1)分层总和法假设地基土在侧向不能变形， 而只在竖向发生压缩，这种假设在当压缩土层 厚度同基底荷载分布面积相比很薄时才比较接 近。如当不可压缩岩层上压缩土层厚度H不大 于基底宽度之半（即b/2)时，由于基底摩阻力 及岩层层面阻力对可压缩土层的限制作用，土 层压缩只出现很少的侧向变形。
6.在土类定名时，无粘性土与粘性土各主要 依据什么指标？
无粘性土依据的是土粒的粒径大小与级配，粘性 土则主要依据土的状态特性指标－塑性指数来定 名。
7.渗流和固结的联系与区别
(1).作用力：渗流：地下水的静水压力差 固结：外力引起的超静孔隙水压力
(2) 对象： 渗流：主要考虑土中水的流动，一般 不考虑土的变形(除了渗透破坏)
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（ 4-3 ）
式中Es—侧限压缩模量，MPa
(3). 土的侧限回弹曲线和再压缩曲线
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(4).关于三种模量的讨论
的，为压竖缩向模正量应E力s是与土相在应完的全正侧应限变的的条比件值下。得该到
参数将用于地基最终沉降量计算的分层总和法、 应力面积法等方法中。
它是指变土形在模侧量向E自0是由根膨据胀现条场件载下荷正试应验力得与到相的应，