东南大学土力学复习资料整理

1.土力学—利用力学的一般原理，研究土的物理、化学和力学性质及土体在荷载、水、温度等外界因素作用下工程性状的应用科学。它是力学的一个分支。2.地基：为支承基础的土体或岩体。在结构物基础底面下，承受由基础传来的荷载，受建筑物影响的那部分地层。地基分为天然地基、人工地基。3.基础：将结构承受的各种作用传递到地基上的结构组成部分。基础依据埋置深度不同划分为浅基础、深基础第二章土的三相组成及土的结构1.土的三相：水（液态、固态）气体（包括水气）固体颗粒（骨架）2.原生矿物。即岩浆在冷凝过程中形成的矿物。3.次生矿物。系原生矿物经化学风化作用后而形成新的矿物4.粘土矿物特点：粘土矿物是一种复合的铝—硅酸盐晶体，颗粒成片状，是由硅片和铝片构成的晶胞所组叠而成。5.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；6.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7.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。8.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。9.弱结合水:强结合水外围的结合水膜。10.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。7.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。第三章1.土的天然密度：土单位体积的质量称为土的密度(单位为g／cm３或t／m３)，2.土的含水量：土中水的质量与土粒质量之比(用百分数表示)3.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。4.土的孔隙比：土中孔隙体积与土颗粒体积之比5.塑性指数液性指数IL0坚硬状态0IL0.25硬塑状态0.25IL0.75可塑状态0.75IL1软塑状态IL1流塑状态6.土的水理性质：指土在水作用下表现出的性状特点。粘性土的胀缩性、粘性土的崩解性、饱和砂粉土的液化性、土的冻胀性7.触变性：粘性土结构遭到破坏，强度降低，但随时间发展土体强度恢复的胶体化学性质称为土的触变性。也就是说土的结构逐步恢复而导致强度的恢复。（了解）8.碎石土分类：碎石土：粒径大于2mm的颗粒含量超过全重50%的土。漂石块石圆形及亚圆形为主棱角形为主粒径大于200mm的颗粒超过全质量50%卵石碎石圆形及亚圆形为主棱角形为主粒径大于20mm的颗粒超过全质量50%圆砾角砾圆形及亚圆形为主棱角形为主粒径大于2mm的颗粒超过全质量50%（了解）9.砂土分类：砂土：粒径大于2mm的颗粒含量不超过全重的50%、粒径大于0.075mm的颗粒超过全重的50%。砾砂粒径大于2mm的颗粒占全质量25--50%粗砂粒径大于0.5mm的颗粒超过全质量50%中砂粒径大于0.25mm的颗粒超过全质量50%细砂粒径大于0.075mm的颗粒超过全质量85%粉砂粒径大于0.075mm的颗粒超过全质量50%（了解）10.淤泥类土特性①高孔隙比、饱水、天然含水量大孔隙比常见值为1.0～2.0；液限一般为40％～60％，饱和度一般90％，天然含水量多为50～70％。淤泥类土天然含水量大于液限；PLPwwIPLPL②未扰动时，处于软塑状态，一经扰动，结构破坏，处于流动状态；③透水性极弱：一般垂直方向的渗透系数较水平方向小些；④高压缩性：a1~2一般为0.7～1.5MPa－1，且随天然含水率的增大而增大；⑤抗剪强度很低，且与加荷速度和排水固结条件有关；⑥有较显著的触变性和蠕变性；⑦分为：淤泥(e≥1.5)、淤泥质土(1.0≤e＜1.5)。11.人工填土特性①性质很不均匀，分布和厚度变化上缺乏规律性；②物质成分异常复杂。有天然土颗粒，有砖瓦碎片和石块，以及人类活动和生产所抛弃的各种垃圾；③是一种欠压密土，一般具有较高的压缩性，孔隙比很大;④往往具有浸水湿陷性；⑤按照成分和堆填方式分为：素填土、杂填土、吹填土。第四章土中的应力计算1.自重应力：未修建建筑物之前，由土体重力在土中产生的应力。2.附加应力：修建建筑物后，由建筑物荷重在土体中产生的应力增量，称为附加应力。3.中心荷载作用下基底压力计算基底附加压力（p0）第五章土的力学性质1.受力平衡方程2.有效应力原理—总应力;’—有效应力;u—孔隙水压力。饱和土的有效应力原理的完整表述：土的的有效应力等于总应力减去孔隙水压力；②土的有效应力控制了土的变形和强度性能3.压缩系数a土体在侧限条件下孔隙比减少量与竖向压应力增量的比值4.先期固结压力pc：土在其生成历史中曾受过的最大有效固结压力。5.莫尔—库仑强度理论（简答。。自己总结要点）莫尔(Mohr)1910年提出当法向应力范围较大时，抗剪强度线往往呈非线性性质的曲线形状。抗剪强度指标c和φ并非恒定值，而应由该点的切线性质决定。c随σ的增大而增加，φ随σ的增大而减小。莫尔认为土中某点达到该点的抗剪强度时，即土发生破坏。莫尔认为f=f（）为曲线，f=f（）用直线（库仑定律：）代替（将莫尔曲线简化为直线），称之为莫尔—库仑强度理论。当土体中某点任一平面上的剪应力等于土的抗剪强度时，将该点即濒于破坏的临界状态称为“极限平衡状态”。表征该状态下各种应力之间的关系称为“极限平衡条件”第六章1.地基最终沉降量分层总和法计算步骤（简答）(a)计算原地基中自重应力分布(b)基底附加压力p0(c)确定地基中附加应力z分布(d)确定计算深度zn(e)地基分层Hi①不同土层界面；②地下水位线；③每层厚度不宜大于0.4B或4m；④z变化明显的土层，适当取小。(f)计算每层沉降量Si(g)各层沉降量叠加Si第七章土压力理论与土坡稳定分析1挡土墙（结构）—为了防止土体边坡的坍塌失稳，保护边坡的稳定，人工完成的构筑物.2.主动土压力挡土墙在填土压力作用下，向着背离填土方向移动或沿墙跟的转动，直至土体达到主动平衡状态，形成滑动面，此时的土压力称为主动土压力Ea3．被动土压力：挡土墙在外力作用下向着土体的方向移动或转动，土压力逐渐增大，直至土体达到被动极限平衡状态，形成滑动面。此时的土压力称为被动土压力EP。4.朗肯理论与库仑理论的比较（简答）相同点：朗肯与库仑土压力理论均属于极限状态，计算出的土压力都是墙后土体处于极限平衡状态下的主动与被动土压力Ea和Ep。不同点：①研究出发点不同：朗肯理论是从研究土中一点的极限平衡应力状态出发，首先求出的是Pa或Pp及其分布形式，然后计算Ea或Ep—极限应力法。库仑理论则是根据墙背和滑裂面之间的土楔，整体处于极限平衡状态，用静力平衡条件，首先求出Ea或Ep,需要时再计算出Pa或Pp及其分布形式—滑动楔体法。AGFpdpp00u)(swssFFuFFtgcff②研究途径不同：朗肯理论在理论上比较严密，但应用不广，只能得到简单边界条件的解答。库仑理论是一种简化理论，但能适用于较为复杂的各种实际边界条件，应用广泛。第八章岩土工程勘察概述1不良地质作用：由地球内力或外力产生的对工程可能造成灾害的地质作用。2.岩土工程勘察：根据建设工程的要求，查明、分析、评价建设场地的地质、环境特征和岩土工程条件，编制勘察文件的活动。3.地质灾害：由不良地质作用引发的危及人生、财产、工程或环境安全的事件。第九章天然地基上浅基础的常规设计极限承载力：使地基发生剪切破坏、失去整体稳定时的基础底面最小压力，亦即地基能承受的最大荷载强度1.地基基础设计应满足下列三项基本原则（1）对防止地基土体剪切破坏和丧失稳定性方面，应具有足够的安全度；（强度要求）（2）应控制地基变形，使之不超过建筑物的地基变形允许值，以免引起基础和上部结构的损坏，或影响建筑物的正常使用功能和外观；（3）基础的材料、型式、尺寸和构造，除了应能适应上部结构、符合使用要求、满足地基承载力（稳定性）和变形要求外，还应满足对基础结构的强度、刚度和耐久性的要求。2.天然地基上浅基础设计的内容和一般步骤(1)充分掌握拟建场地的岩土工程地质条件和工程勘察资料。(2)在研究地基勘察资料的基础上,结合上部结构的类型，荷载的性质、大小和分布，建筑布置和使用要求以及拟建基础对原有建筑设施或环境的影响，并充分了解当地建筑经验、施工条件、材料供应、保护环境、先进技术的推广应用等其他有关情况，综合考虑选择基础类型和平面布置方案;(3)选择地基持力层和基础埋置深度;(4)确定地基承载力;(5)按地基承载力(包括持力层和软弱下卧层)确定基础底面尺寸;(6)进行必要的地基稳定性和变形验算，使地基的稳定性得到充分保证，并使地基的沉降不致引起结构损坏、建筑倾斜与开裂，或影响其正常使用和外观;(7)进行基础的结构设计,按基础结构布置进行结构的内力分析、强度计算，并满足构造设计要求，以保证基础具有足够的强度、刚度和耐久性;(8)绘制基础施工图，并提出必要的技术说明。3.某建筑场地表以下土层依次为：(1)中砂，厚2.0m，孔隙比e＝0.650，土粒相对密度ds＝2.65，潜水面在地表下1m处；(2)粘土隔水层厚2.0m，重度为19kN／m3；(3)粗砂，含承压水，承压水位高出地表2.0m(取γw＝9.80kN／m3)。问：基坑开挖深达1m时，坑底有无隆起开裂的危险?若基础埋深d＝1.5m，施工时除将中砂层内地下水面降到坑底外，还须设法将粗砂层中的承压水位至少降低几米才行?答案：有，1.1解释：应使承压含水层顶部的静水压力(μ)与总覆盖压力(σ)的比值μ/σ＜1对宽坑宜取μ/σ＜1，否则应设法降低承压水头。式中μ=γw·h，h可按预估的最高承压水位确定，或以孔隙压力计测定；σ=γlzl+γ2z2，γl及γ2分别为各层土的重度，对地下水位以下的土取饱和重度。4.作业三：P207习题7.45.软弱下卧层:承载力显著低于持力层的高压缩性土层。当地基受力层范围内存在有软弱下卧层时，按持力层土的承载力计算得出基础底面所需的尺寸后，还必须对软弱下卧层进行验算。要求：作用于软弱下卧层顶面处的附加应力与自重应力之和不超过其承载力特征值。（图）即：σz+σcz≤fazσz—相应于荷载效应标准组合时，软弱下卧层顶面处的附加应力值；σcz—软弱下卧层顶面处土的自重应力值；faz—软弱下卧层顶面处经深度修正后的地基承载力特征值6.矩形基础条形基础l，b—分别为矩形基础的长度和宽度；p—基底的平均压力值;σc—基底处土的自重应力值;z—基底至软弱下卧层顶面的距离;θ—地基压力扩散角,规范提供了表格供查7.地基基础与上部结构相互作用的概念对一个建筑物来说，在荷载作用下，地基、基础和上部结构三部分是彼此联系、相互制约的整体。地基、基础与上部结构三部分功能不同，材料各异，研究方法亦不同，目前要把三部分完全统一起来进行设计计算还有困难。传统的结构设计（包括目前的常规设计）总是把上部结构、基础与地基三者作为彼此离散的独立结构单元进行力学分析。上部结构、基础与地基共同作用下的工程处理规定①按照具体条件可不考虑或计算整体弯曲时，必须采取措施同时满足整体弯曲的受力要求。②从结构布置上，限制梁板基础(或称连续基础)在边柱或边墙以外的挑出尺寸，以减轻整体弯曲效应。③在确定地基反力图形时，除箱形基础按相应规范(JGJ6-99)的明确规定(该规范根据实测资料已反映整体弯曲的影响)外，柱下条形基础和筏基纵向两端起向内一定范围，如1～2开间，将平均反力加大10％～20%设计。④基础梁板的受拉钢筋至少应部分通长配置(具体数量详见有关规范)，在合理的条件下，通长钢筋以多为好，尤其是顶面抵抗跨中弯曲的受拉钢筋。对筏板基础，这种钢筋应全部通长配置为宜。8.相对刚度：在上部结构、基础与地基的共同作用中，起