土力学重点.docx

1、土力学重点一、绪论1土力学的研究对象土力学的研究对象是土体2什么是地基，什么是基础？地基：通常把支撑基础的土体或岩体称为地基。基础：基础是将结构承受的各种荷载作用传递到地基上的结构组成部分。3地基与基础设计必须满足的三个基本条件(1)承载力条件：作用于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，保证建筑物不因地基承载力不足造成整体破坏或影响正常使用，具有足够防止破坏的安全储备。(2)变形条件：控制地基沉降使之不得超过地基变形容许值。(3)稳定性条件：挡土墙、边坡、地基基础保证具有足够防止失稳破坏的安全储备。4土木工程事故类型(1)地基产生整体剪切破坏(2)地基发生不均匀沉降(3)

2、地基土产生过量沉降(4)地基液化失效5三个三土的三个特性：碎散性多相性地质历史形成的变异性三个工程问题：强度变形渗流问题三大理论：强度理论MC有效应力原理达西定律二、土的性质及工程分类1三相体系 固相（固体颗粒）液相（土中水）气相（气体），研究土的工程性质是，及有别于固体力学，也有别于流体力学。2土的矿物颗粒成分(1)原生矿物：石英、长石、云母。比表面积小（单位体积内颗粒的总表面积）矿物成分的性质较稳定若级配好，则土的密度大强度高、透水性较大、压缩性较低。(2)次生矿物：蒙脱石、伊利石、高岭石。性质较不稳定，具有较强的亲水性，遇水易膨胀的特点。工程性质:蒙脱石伊利石竖向变形模量Eov时-应力扩

3、散 非均匀地基的水平变形模量Eoh1正常固结状态OCR=1欠固结状态OCR0)弹簧所承担的力（即有效应力）逐渐增大。时间()弹簧全部承担,饱和土的渗透固结完成。饱和土的渗透固结过程就是孔隙水压力向有效力应力转化的过程.6太沙基一维固结理论假设：土层是均质的、完全饱和的 土的压缩完全由孔隙体积减小引起，土体和水不可压缩 土的压缩和排水仅在竖直方向发生 土中水的渗流服从达西定律 在渗透固结过程中，土的渗透系数k和压缩系数a视为常数 外荷一次性施加土的竖向固结系数：固结度：地基在荷载作用下，经历时间t的固结沉降量与最终沉降量之比。由公式可以看出：固结度是时间因数的单值函数； 渗透系数越大，固结系数也

4、越大； 时间越长，固结越充分； 渗流路径越大，越难固结。5、土的抗剪强度1土的抗剪强度理论2莫尔库仑强度理论莫尔应力圆与库仑强度线相切的应力状态作为土的破坏准则。剪破面并不产生于最大剪应力面，而与最大剪应力面成/2的夹角，可知，土的剪切破坏并不是由最大剪应力max所控制。3抗剪强度的测定方法直接剪切试验三轴压缩试验无侧向抗压强度试验十字板剪切试验4孔隙水压力系数孔隙应力系数B B=1饱和土的不固结不排水试验试验中，试样在周围 压力增量下将不发生竖向和侧向变形，这时的周 围压力增量完全由孔隙水承担，土骨架不受外力 作用 B=0土完全干燥，周围压力增量完全由土骨架承担 0B1非饱和土，孔隙中流体的

5、压缩性与土骨架的压缩 性为一个量级，饱和度越大，B越接近于1偏应力增量作用下的孔隙水压力系数A5粘性土在不同固结和排水条件下的抗剪强度指标固结不排水剪（CU ）不固结不排水剪（UU）固结排水剪（CD）6应力路径 土体中一点应力状态连续变化，在应力空间（平面）中的轨迹7应力路径问题简述堆载开挖6、挡土墙土压力 大题1挡土墙土压力由于土体自重、土上荷载或结构物的侧向挤压作用，挡土结构物所承受的来自墙后填土的侧向压力。主动土压力：墙体外移，土压力逐渐减小，当土体破坏，达到极限平衡状态时所对应的土压力(最小)被动土压力：墙体内移，土压力逐渐增大，当土体破坏，达到极限平衡状态时所对应的土压力(最大)静止

6、土压力：挡土墙静止不动，墙后土体处于弹性平衡状态。2朗金土压力理论适用条件：墙背垂直光滑（墙背为主平面）墙后填土水平3库仑土压力理论基本假定：墙后的滑动体是刚塑体滑动面是平面墙后填土面为平面且填土的c=0，填土的坡角。4比较（1）朗肯土压力理论： 依据：半空间的应力状态和土的极限平衡条件 概念明确、计算简单、使用方便 理论假设条件 理论公式直接适用于粘性土和无粘性土 由于忽略了墙背与填土之间的摩擦，主动土压力偏大，被动土压力偏小。（2）库伦土压力理论： 依据：墙后土体极限平衡状态、楔体的静力平 衡条件 理论假设条件 理论公式仅直接适用于无粘性土 考虑了墙背与土之间的摩擦力，并可用于墙背倾斜，填

7、土面倾斜的情况。但库伦理论假设破裂面是一平面，与按滑动面为曲面的计算结果有出入。5挡土墙设计基底面积、埋深：按地基承载力确定基底的荷载效应：按正常使用极限状态下的 荷载效应组合土体自重、墙身：按各自的重度计算，地下 水位取浮重度稳定性验算：抗倾覆稳定和抗滑稳定抗倾覆稳定不满足时应采取的措施：1、加大 G2、加大前趾长度，更稳定3、墙背做成仰斜（但施工不方便）4、在墙背上作卸荷台，形状如牛腿抗滑稳定不满足时应采取的措施：1、修改挡土墙的断面尺寸,加大G2、在墙基底面作砂石垫层，增大摩擦力3、挡土墙基底可作成逆坡，利用逆坡上的部分反力抗滑。4、加拖板来抗滑。主要是利用拖板上覆盖的土重抗滑6建筑物因

8、地基引起的破坏一般有两种：1.基础过大的沉降量或沉降差（分层总和法）2.荷载超过地基承载力7地基剪切破坏的三种型式：1.整体剪切破坏2.局部剪切破坏3.冲剪破坏8确定地基承载力的依据方法1.理论公式计算(按塑性区开展深度)2.根据土的性质查规范的承载力表3.现场试验和静力触探9太沙基公式假设：(有重量的介质、基础底面粗糙)10滑坡滑坡：一部分坡体沿滑动面相对另一部分 坡体滑动。滑坡原因：坡顶施加外部荷载、受到强烈 地震的作用、降雨导致抗剪强度减小等。滑坡机理：滑动面上的剪应力达到了抗剪 强度。简化假设：平面应变问题、滑体为刚体。 11土坡稳定分析 7、浅基础设计1浅基础类型无筋扩展基础 扩展基

9、础：柱下独立基础，墙下条形基础柱下条形基础 筏形基础箱型基础 壳体基础2基础埋置深度的选择四个因素建筑结构条件和场地环境条件 工程地质条件水文地质条件 季节性冻胀和融陷的影响3地基承载力的设计原则总安全系数设计原则容许承载力设计原则概率极限状态设计原则4地基承载力的确定方法根据土的强度理论计算确定；按静载荷试验方法确定；根据规范表格确定；5基础底面尺寸符合的要求6软弱下卧层的验算7地基变形特征：沉降量沉降差倾斜局部倾斜验算：规范：1798扩展基础设计（选择）9倒梁法，剪力平衡法区别10减轻不均匀沉降措施采用柱下条形基础、筏基、和箱型基础等结构钢度大、整体性较好的浅基础；采用桩基或其他深基础；采

10、用各种地基处理方法；建筑措施：建筑体型力求简单 控制建筑物长高比及合理布置纵横墙 设置沉降缝结构措施：减轻建筑物自重 设置圈梁 减小或调整基底附加压力 增强上部结构刚度或采用非敏感性结构施工措施：合理安排施工工序，注意某些施工方法8、桩基础1桩基础分类按承台位置分类：低承台桩，高承台桩2桩的分类按承载性状分：摩擦形桩 端承型桩按施工方法分：预制桩 灌注桩按桩的设置效应分：非挤土桩 部分挤土桩 挤土桩3桩的质量检验开挖检查：抽芯法：声波透射法：动测法：4单桩的破坏模式屈曲破坏:沉降量很小,控端阻为主,桩的承载力取决于桩身材料强度,穿越软弱土层的小直径桩和嵌岩桩属于此类;整体剪切:沉降量较大,桩端

11、阻为主,桩的承载力取决于端桩土的支承力，桩端桩側土,打入式短桩、钻孔短桩属于此类;刺入破坏：沉降量大，桩侧阻为主，桩的承载力主要由上部结构所能承受的极限沉降Su确定，桩的承载力主要取决于桩周土的强度。5桩侧负摩阻力负摩阻力：桩周土相对于桩身下沉产生的摩阻力。产生的条件：桩侧大范围降低地下水,如大面积抽水,基坑降水等。桩侧地面大面积堆载。桩身穿越较厚松散填土、自重湿陷性黄土、欠固结土层进入相对较硬土层;东土区升温引起桩侧土沉陷。6减小负摩阻措施涂层法; 塑料薄膜隔离层法; 桩土之间灌注斑脱土浆法;插入变径预制控法一钻孔桩; 群桩: 设内外围保护桩法。7单桩竖向承载力确定根据桩身材料强度确定按土的抗剪强度指标确定按静力触探法确定按经验公式法确定8群桩效应9承台效应