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土力学与地基基本

第一章

1.1土三相构成

当土是由土粒、空气和水构成时，土体为固相、气相和液相构成三相体系。

1.土固体颗粒

原生矿物是岩浆在冷凝过程中形成矿物，如石英、长石、云母等。

次生矿物是由原生矿物通过风化作用后形成新矿物，如粘土矿物及碳酸盐矿物等。

土中有机质对土性质也有影响。

有机质含量高土普通具备较大压缩性。

在工程应用中，规定有机质含量不不大于5%土不适当用作填筑材料。

2.土中水：

在自然条件下，土中总是含水。

土中水可处在液态、固态或气态。

3.土中气体：

土中气体存在于土孔隙中未被水所占据部位。

4.土构造是指土粒之间互相排列及其联结形式形成综合特性。

土构造普通分为单粒构造、蜂窝构造和絮状构造三种基本类型。

5.从地层中取出能保持原有构造及含水率土样称为原状土。

6.粘性土构造遭到破坏，强度减少，但土体强度随时间发展有所恢复性质，称为土触变性。

如在饱和软粘土中打桩施工完毕后，不能及时检测承载力，而是规定通过25天后才干进行桩基承载力检测，就是考虑了土触变性。

1.2土三相比例指标（重点）

土松密限度和软硬限度重要取决于构成土三种成分在数量上所占比例。

Va，Vw，Vs——土中气体体积、水体积、颗粒体积，cm³；

Vv——土中孔隙体积，Vv=Va+Vw，cm³

V——土体积，V=Vs+Vv，cm³

mw，ms——土中水质量、颗粒质量，g；

ma——土中气体质量，相对甚小，可以忽视不计，g；

m——土总质量，m=mw+ms，g。

天然土单位体积质量称为土天然密度（单位为g/cm³），即

土中水质量与土颗粒质量之比，称为土含水率w，以百分数计，即

单位体积土颗粒质量与4℃纯水单位体积质量之比称为土粒相对密度（或土粒比重）ds，即

砂土土粒相对密度为2.65~2.69；粘性土：

粉质粘土2.72~2.73，粘土2.74~2.76。

土单位体积中固体颗粒质量，称为土干密度，并以ρd表达：

土空隙中所有被水布满时单位体积土体质量叫土饱和密度ρsat：

土中孔隙体积与土粒体积之比叫土孔隙比，即

孔隙比可以用来评价天然土层密实限度。

孔隙比e＜0.6土是密实，具备低压缩性，e＞1.0土是疏松高压缩性土。

土孔隙率n是土中空隙体积与总体积之比：

土空隙中被水布满体积与空隙总体积之比，称为土饱和度Sr：

Sr=1.0为完全饱和，Sr=0为完全干燥土；按饱和度可以把砂土划分为三种状态：

0＜Sr≤0.5为稍湿；0.5＜Sr≤0.8潮湿（很湿）；0.8＜Sr≤1.0饱和。

1.3

咱们把粘性土从一种状态变化到另一种状态含水率称为界限含水率，界限含水率分为液限、塑限和缩限。

土由可塑状态变到流动状态界限含水率称为液限，用wL表达；土由半固态变到可塑状态界限含水率称为塑限，用wP表达；由固态变到半固态界限含水率称为缩限wS

塑性指数用IP表达：

IP=wL-wP

液性指数用IL表达：

1.4无粘性土密实度

1.据孔隙比e判断

2.据相对密度Dr判断

相对密度Dr，即

Dr＞0.67密实

0.67≥Dr＞0.33中密

0.33≥Dr＞0.20稍松

0.20≥Dr＞0极松

1.6

影响土压实性因素重要是土性质、击实功能和含水率。

（填空题）

当土为偏干时，增长击实功能对提高干密度影响较大，偏湿时则收效不大，故对偏湿土企图用增大击实功能办法提高它密度是不经济。

因此在压实工程中，土偏干时提高击实功能比偏湿时效果好。

压实度用K表达：

式中：

ρd——现场碾压时干密度，g/cm³；

ρ'd——室内实验得到最大干密度，g/cm³

1.7

塑性指数不不大于10土称为粘性土。

按塑性指数IP指标值粘性土又可以分为粉质粘土（10＜IP≤17）和粘土（IP＞17）。

（判断题）

第二章

1.土中应力是指土体在自身重力、建筑物荷载及其她因素（如地下水渗流、地震等）作用下，土中所产生应力。

土中应力会引起地基变形，导致建筑物发生沉降、倾斜或水平位移。

土中应力按引起因素分为自重应力和附加应力两种。

土中自重应力是指土体受自身重力作用而产生应力。

土中附加应力是指土体受外荷载（如建筑物荷载、交通荷载、地下水渗流和地震等）作用，在土体中产生应力增量。

土中应力是引起土体变形和地基变形重要因素，也是导致土体强度破坏和失稳重要因素。

2.基本按刚度可分为柔性基本和刚性基本。

柔性基本刚度很小（EI→0），就像放在地基上柔性薄膜，在垂直荷载作用下没有抵抗弯曲变形能力，地基随基本一起变形。

可以近似地将土堤、土坝、路基及薄板基本视为柔性基本。

刚性基本是在荷载作用下不变形基本（EI→∞）。

桥梁、墩台扩大基本、重力式码头、挡土墙、大块墩柱等可视为刚性基本。

第三章

1.地基变形大小重要取决于两个方面，一种方面是建筑物基底附加力p0，它与建筑物荷载大小、基底面积、基本埋深及基本形状等因素关于，另一种方面取决于土压缩性质。

2.对于饱和土来说，土体压缩变形重要是空隙水排出。

孔隙水排出快慢受到土体渗入特性影响，从而决定了土体压缩变形快慢。

在荷载作用下，透水性大饱和无粘性土，空隙水排出不久，起压缩过程短；而透水性小饱和粘性土，由于土中水沿着空隙排出速度很慢，其压缩过程所需时间较长，几年、十几年、甚至几十年压缩变形才稳定。

3.什么叫沉降？

在建筑物荷载作用下，地基土由于压缩而引起竖向位移称为沉降。

从工程意义上来说，地基沉降有均匀沉降和不均匀沉降两类。

3.某些地基加固方案如堆载预压等，也需要考虑地基变形与时间关系。

粘性土完毕固结所需要时间比较长。

普通对低压缩粘性土，可以为施工期间完毕最后沉降量50%~80%；对中压缩粘性土，可以为施工期间完毕最后沉降量20%~50%；对高压缩粘性土，可以为施工期间完毕最后沉降量5%~20%。

在厚层饱和粘性土中，固结变形需要通过几年甚至几十年时间才干完毕。

4.建筑物地基变形特性，可分为沉降量、沉降差、倾斜和局部倾斜四种。

5.减小地基沉降量可从内因和外因两个方面分析：

（理解）

（1）内因方面：

地基土由三相构成，固体颗粒之间存在空隙，在外荷载作用下空隙发生压缩，产生沉降。

因而，为减少地基沉降量，在修建建筑物之前，可预先对地基进行加固解决。

依照地基土性质、厚度结合上部构造特点和场地环境，可分别采用机械加密、强力夯实、换填垫层、加载预压、砂桩挤密、振冲及化学加固等办法，必要时可采用桩基本或深基本。

（2）外因方面：

地基沉降由附加应力产生，因而减小基本底面附加应力，可相应地减小地基沉降量。

普通可采用使用轻型构造、轻型材料，尽量减轻上部构造自重，减少填土，增设地下室等办法减小基本底面附加应力。

减小沉降差办法普通有如下几种：

（问答题）

（1）尽量避免复杂平面布置，并避免同一建筑物各构成某些高度以及作用荷载相差过多。

（2）在也许产生较大差别沉降位置或分期施工单元连接处设立沉降缝。

（3）设计中尽量使上部荷载中心受压、均匀分布。

（4）加强基本刚度和强度，如采用十字交叉基本、箱型基本。

（5）增长上部构造对基本不均匀沉降调节作用；将超静定构造改为静定构造，以加大对不均匀沉降适应性。

（6）预留吊车轨道高程调节余地。

（7）妥善安排施工顺序，对高差较大、重量差别较大建筑物相邻部位采用不同施工进度，先施工荷重某些，后施工荷重小某些。

（8）防止施工开挖、降水不当，恶化地基土工程性质。

（9）控制大面积地面堆载高度、分布和堆载速率。

（10）人工不就办法。

当建筑物已发生严重不均匀沉降时，可采用人工挽救办法。

第四章

1.粘性土抗剪强度普通与土种类、密实度、含水量以及土构造等因素关于。

2.什么叫地基承载力？

其大小受到什么因素影响？

（问答题）

答：

地基单位面积上承受荷载能力称为地基承载力，其大小不但决定于地基土性质，还受到基本形状、荷载倾斜与偏心、地基土抗剪强度、地下水位等因素影响。

3.地基破坏类型有如下三种：

（1）整体剪切破坏；

（2）局部剪切破坏；（3）刺入剪切破坏。

4.在地基基本设计计算中，普通规定建筑物地基基本必要满足什么条件？

（问答题）

答：

在地基基本设计计算中，普通规定建筑物地基基本必要满足如下两个条件：

（1）建筑物基本基底压力不能超过地基承载能力；

（2）建筑物基本在荷载作用下也许产生变形（沉降量、沉降差、倾斜、局部倾斜等）不能超过地基容许变形值。

第五章

1.挡土墙是防止土体发生滑坡和坍塌支挡构筑物，广泛应用于工业与民用建筑、水利水电、铁路、公路、桥梁、港口及航道等各类建筑工程中。

2.挡土墙后填土因自重或外荷载作用对墙背产生侧向压力称为土压力。

3.依照挡土墙位移状况和墙后土体所处应力状态，可将土压力分为如下三种：

（1）积极土压力；

（2）被动土压力；（3）静止土压力。

4.在相似墙高河填土条件下，积极土压力不大于静止土压力，而静止土压力又不大于被动土压力。

即Ea＜E0＜Ep。

5.挡土墙类型有：

（1）重力式挡土墙（由块石或混凝土构成，强身截面较大，依照墙背倾斜方向分为仰斜、直立和俯斜，依托墙身自重抵抗土压力引起倾覆力矩和滑移力。

其构造简朴，施工以便，能就地取材，在土建工程中广泛应用）；

（2）悬臂式挡土墙；（3）扶壁式挡土墙；（4）锚定板及锚杆式挡土墙；（5）加筋土挡土墙；（6）板桩墙。

6.挡土墙必要有良好排水设施，以减小静止土压和积极土压力，并避免墙后填土因积水而导致地基松软，导致承载力局限性。

若填土冻胀，则会使挡土墙开裂或崩塌。

故常沿墙长设立间距为2~3m，直径不不大于100mm泄水孔。

墙后做好滤水层和必要排水盲沟，在强顶地面铺设防水层。

当墙后有山坡时，还应在坡上设立截水沟。

挡土墙应每隔10~20m设立伸缩缝。

第七章

1.地基设计必要满足承载力、变形及稳定性规定，以控制地基变形为重要原则；基本设计必要满足强度、刚度及耐久性规定。

2.（理解）依照建筑物地基基本设计级别及长期荷载作用下地基变形对上部构造影响限度，地基基本设计应符合下列规定：

（1）所有建筑物地基计算均应满足承载力计算关于规定。

（2）设计级别为甲级、乙级建筑物，均应按地基变形设计。

（3）表7-2所列分为内设计级别为丙级建筑物可不作变形验算。

3.浅基本按构造形式及构成材料科分为无筋扩展基本、扩展基本、柱下条形基本、筏形基本、箱形基本、壳体基本及岩层锚杆基本等。

4.毛石基本是用未经人工加工石材和砂浆砌筑而成。

5.混凝土基本水泥用量大，造价稍高，当基本体积较大时，可设计成毛石混凝土基本。

毛石混凝土基本是灌溉混凝土过程中，掺入少于基本体积30%（公路中掺入25%）毛石，以节约水泥用量。

6.减轻不均匀沉降危害建筑办法。

（问答题）

答：

（1）建筑物体型应力求简朴。

（2）控制建筑物长高比及合理布置墙体。

（3）设立沉降缝。

（4）相邻建筑物基本间应有一定净距。

（5）调节建筑物标高。

7.减轻不均匀沉降危害构造办法。

（理解）

答：

（1）减轻建筑物自重。

（2）增强建筑物整体刚度和强度。

（3）减小或调节基底附加压力。

（4）选用非敏感性构造。

8.减轻不均匀沉降危害施工办法。

（问答题）

答：

（1）遵循先重（高）后轻（低）施工顺序。

（2）注意堆载、沉桩和降水等对邻近建筑物影响。

（3）注意保护坑底土体。

第八章

1.桩基本具备承载力高、稳定性好、沉降量小而均匀等特点。

得到广泛应用因素有：

（1）高层建筑、高耸构筑物及重型厂房等构造荷载很大，若采用浅基本，承载力和变形不能满足规定；

（2）天然地基承载力基本满足规定、但沉降量过大，需运用桩基本减少沉降建筑物；

（3）因施工办法、经济条件及（或）工期等因素制约，不适于进行地基解决状况；

（4）地基存在震陷性、湿陷性、膨胀性等不良土层，或上覆土层为强度低、压缩性高软弱土层，不能满足建筑物对地基规定；