《土力學(xué)》考試重點(diǎn)

1、填空、選擇、判斷顆粒級(jí)配曲線(xiàn)的用途： 1）由曲線(xiàn)的坡度可判斷土的均勻程度，確定其不均勻程度：曲線(xiàn)平緩級(jí)配良好；曲線(xiàn)較陡級(jí)配不良。小于某粒徑的土粒含量為10%時(shí)相應(yīng)的粒徑，稱(chēng)為有效粒徑；小于某粒徑的土粒含量為60%時(shí)相應(yīng)的粒徑，稱(chēng)為限制粒徑。不均勻系數(shù)反映大小不同粒組的分布情況。Cu愈大，土粒粒徑分布愈廣，表示愈不均勻，土愈易于壓實(shí)。 Cu愈小，土粒粒徑分布愈窄，表示愈均勻，土愈不易壓實(shí)。工程上Cu5的土為均勻土(級(jí)配不良土)； Cu10的土為不均勻土(級(jí)配良好的土)。 Cc值為13的土級(jí)配良好，小于1或大于3時(shí)級(jí)配不良。礫類(lèi)土和砂類(lèi)土同時(shí)滿(mǎn)足Cu5和Cc13兩個(gè)條件時(shí)，為級(jí)配良好的砂和礫。不能

2、同時(shí)滿(mǎn)足上述條件的土，為級(jí)配不良的土。 土中水分為結(jié)合水和自由水兩大類(lèi)：1、結(jié)合水：(1)強(qiáng)結(jié)合水(2)弱結(jié)合水2、自由水：(1)重力水 (2)毛細(xì)水 毛細(xì)壓力能使潮濕砂土開(kāi)挖一定高度，但失水干燥后就會(huì)松散坍塌。土的結(jié)構(gòu)分為單粒結(jié)構(gòu)、蜂窩結(jié)構(gòu)和絮狀結(jié)構(gòu)三種基本類(lèi)型。密實(shí)的單粒結(jié)構(gòu)的土較穩(wěn)定，力學(xué)性能好，是良好的天然地基；蜂窩和絮狀結(jié)構(gòu)的土強(qiáng)度低、壓縮性高，不可作為天然地基。土的構(gòu)造最主要特征就是成層的層理構(gòu)造和具有裂隙的裂隙構(gòu)造。土工試驗(yàn)（試驗(yàn)方法）1、烘干法：測(cè)含水率 （當(dāng)前的含水率）2、環(huán)刀法、灌砂法：測(cè)密度 3、比重瓶法：測(cè)土粒比重 4、篩分法、密度計(jì)法：顆粒分析試驗(yàn)5、平衡錐式液限儀法

3、、液塑限聯(lián)合測(cè)定儀法：測(cè)界限含水率（液限、塑限）6、擊實(shí)試驗(yàn)：測(cè)最優(yōu)含水率 7、滲透試驗(yàn)：測(cè)滲透系數(shù) 8、固結(jié)試驗(yàn)：測(cè)土體固結(jié)性能（壓縮、固結(jié)）（有側(cè)限抗壓強(qiáng)度）（壓縮系數(shù)、壓縮模量）9、直接剪切試驗(yàn)：測(cè)抗剪強(qiáng)度 （黏聚力、內(nèi)摩擦角）10、三軸剪切（三軸壓縮）試驗(yàn)：測(cè)抗剪強(qiáng)度 （黏聚力、內(nèi)摩擦角）土粒相對(duì)密度比重（ds或Gs）：土粒質(zhì)量與同體積(4°C) 純水的質(zhì)量之比。土的天然含水率（w）：土中水的質(zhì)量與土粒質(zhì)量之比。土的天然密度（）：土的總質(zhì)量與總體積之比。土的孔隙比（e）：土中孔隙體積與土粒體積之比?？紫侗确从程烊煌翆拥拿軐?shí)程度。e<0.6的土是密實(shí)的低壓縮性土，e>

4、;1.0的土是疏松的高壓縮性土。土的孔隙率（n）：土中孔隙體積與土的總體積之比。土的飽和度（Sr）：土中孔隙水的體積與孔隙總體積之比。飽和度愈大，表明土中孔隙充水愈多。Sr為0100%，干土?xí)rSr=0孔隙充滿(mǎn)水時(shí)Sr=100%土的干密度（d）：土單位體積中土固體顆粒的質(zhì)量。土的飽和密度（sat）：土的孔隙完全被水充滿(mǎn)時(shí)的密度。土的浮密度(有效密度)（）：地下水位以下，土單位體積中土粒的質(zhì)量與同體積水的質(zhì)量之差。同一種土同體積時(shí)：sat>>d>土的重度指標(biāo)：即單位體積土的重量。 單位：kN/m3砂土的密實(shí)度可分：松散、稍密、中密、密實(shí)同一種黏性土隨著含水量的不同分別處于固態(tài)、半

5、固態(tài)、可塑狀態(tài)及流動(dòng)狀態(tài)。界限含水量中，由可塑狀態(tài)轉(zhuǎn)變到流動(dòng)狀態(tài)的液限wL由半固態(tài)轉(zhuǎn)變到可塑狀態(tài)的塑限wP黏性土分類(lèi)粉土粉質(zhì)黏土黏土塑性指數(shù)IPIP<1010<IP17IP>17黏性土狀態(tài)堅(jiān)硬硬塑可塑軟塑流塑液性指數(shù)ILIL00<IL0.250.25<IL0.750.75<IL1.0IL>1.0在壓實(shí)填土?xí)r，填土的含水率是否能達(dá)到充分壓實(shí)的最大影響因素，因此，需要先通過(guò)擊實(shí)試驗(yàn)測(cè)定回填土的最優(yōu)含水率和最大干密度。填土分為：素填土、雜填土、沖填土和壓實(shí)填土。地下水的運(yùn)動(dòng)方式的分類(lèi)： 按流線(xiàn)形態(tài)分為：層流、紊流水頭梯度：是指沿滲流方向單位距離的水頭損失。無(wú)

6、單位。滲流方向單位距離時(shí)的水頭損失。 只有在水頭梯度很小的情況下才能適用達(dá)西定律；因?yàn)樵谳^大水力梯度下，水在土中的流動(dòng)進(jìn)入紊流狀態(tài)，滲流速度與水力梯度開(kāi)始呈非線(xiàn)性關(guān)系，此時(shí)達(dá)西定律不能適用。砂土完全符合達(dá)西定律達(dá)西滲透定律的適用條件：只有當(dāng)滲流為層流的時(shí)候才能適用達(dá)西滲透定律。實(shí)驗(yàn)室測(cè)定滲透系數(shù)分為常水頭試驗(yàn)和變水頭試驗(yàn)，常水頭法適用于透水性強(qiáng)的粗粒土，變水頭法適用于透水性弱的細(xì)粒土。滲透力（又稱(chēng)動(dòng)水壓力）：?jiǎn)挝惑w積土顆粒所受到的滲透水流作用力。其值為：j滲透力，kN/m3；w水的重度，10kN/m3；i水頭梯度。滲透力與水頭梯度成正比，作用力方向與滲流（流線(xiàn)）方向一致。流砂(流土)：當(dāng)滲透力

7、j(土的有效重度)，土顆粒完全失重，將處于懸浮狀態(tài)而失去穩(wěn)定，并隨水流動(dòng)的現(xiàn)象。 發(fā)生流砂的條件：當(dāng)j=(有效重度)時(shí)，土顆粒就處于流砂臨界狀態(tài)。此時(shí)的水頭梯度稱(chēng)為臨界水頭梯度（icr）。流砂現(xiàn)象只發(fā)生在土體表面滲流逸出之處，不發(fā)生在土體內(nèi)部，當(dāng)土顆粒不斷逸出，將形成流砂通道并不斷擴(kuò)大，從而造成工程事故。管涌：水在土中滲流時(shí)，土中細(xì)顆粒在滲透力作用下通過(guò)粗顆粒的孔隙被水流帶走，土的孔隙不斷擴(kuò)大，較粗顆粒也被水流逐漸帶走，最終導(dǎo)致土體內(nèi)形成貫通的通道，造成土體塌陷的現(xiàn)象。發(fā)生管涌的條件：1、幾何條件：孔隙直徑細(xì)顆粒直徑、Cu102、水力條件：水力梯度臨界水頭梯度由于土是由三相組成的，則應(yīng)由土顆粒

8、、水、氣共同承擔(dān)。有效應(yīng)力：由土顆粒承擔(dān)的應(yīng)力?？紫稇?yīng)力：由孔隙內(nèi)的水、氣承擔(dān)的應(yīng)力。孔隙水壓力：由孔隙水承擔(dān)的應(yīng)力?？紫稓鈮毫Γ河煽紫稓怏w承擔(dān)的應(yīng)力。飽和土的有效應(yīng)力原理：自重應(yīng)力：是土體由于自身重力作用而存在的應(yīng)力。附加應(yīng)力：是指土體受到外荷以及地下水滲流、地震、風(fēng)、雪等作用下附加產(chǎn)生的應(yīng)力增量。它是使地基失去穩(wěn)定和產(chǎn)生變形的主要原因。豎向自重應(yīng)力土體中任意深度處的豎向自重應(yīng)力等于單位面積(1m×1m)上土柱的有效重量，單位KN/m2=kPa。地下水位以上，計(jì)算豎向自重應(yīng)力用天然重度地下水位以下，計(jì)算豎向自重應(yīng)力用有效重度地下水下降，豎向自重應(yīng)力增加基底壓力：是指建筑物的荷載通過(guò)

9、自身基礎(chǔ)傳遞給地基，基礎(chǔ)底面單位面積土體所受到的壓力。F基礎(chǔ)頂面的豎向力，kN；G基礎(chǔ)自重及其上土重，kN；G=GAd, G為基礎(chǔ)及其上回填土重的平均重度，取G =20kN/m3，地下水位以下扣除浮力。d基礎(chǔ)埋深，m；從室內(nèi)地面或室內(nèi)外地面算起；A基底面積，m2；矩形基礎(chǔ)A=L(長(zhǎng)度)×b(寬度)；條形基礎(chǔ)沿長(zhǎng)度方向取1m計(jì)算，式中A=b×1，F(xiàn)、G為單位長(zhǎng)度基礎(chǔ)內(nèi)的相應(yīng)值，kN/m。中心荷載 ：上部荷載的重心作用線(xiàn)與構(gòu)件的幾何中心線(xiàn)重合。此時(shí)構(gòu)件中只受壓而不受彎矩。偏心荷載：上部荷載的重心作用線(xiàn)偏離構(gòu)件的幾何中心線(xiàn)。此時(shí)構(gòu)件既受壓又受彎矩，偏離形心的垂直距離，就是偏心距。

10、 偏心矩e：指偏心受力構(gòu)件中軸向力作用點(diǎn)至截面形心的距離。基底附加應(yīng)力：建筑物建造后的基底壓力扣除基底標(biāo)高處原有土的自重應(yīng)力后，新增加的應(yīng)力。基底附加壓力等于基底壓力扣除基底標(biāo)高處原有土體的自重應(yīng)力。在一般壓力（100600kN)作用下，土粒和水的壓縮與土的總壓縮量之比是很微小的，因此完全可以忽略不計(jì)，所以把土的壓縮看作是土中水和氣體從孔隙中被擠出。壓縮固結(jié)實(shí)驗(yàn)的ep曲線(xiàn)圖。壓縮系數(shù)斜率越陡，壓縮系數(shù)越大，則土的壓縮性越大。為了便于應(yīng)用和比較，通常采用壓力間隔由增加到 時(shí)所得的壓縮系數(shù) 來(lái)評(píng)價(jià)土的壓縮性。壓縮模量：是土在無(wú)側(cè)向變形條件下，豎向應(yīng)力與應(yīng)變的比值。 單位：av壓縮系數(shù)，MPa-1；

11、 Es壓縮模量，MPa。壓縮模量Es也是土的一個(gè)重要的壓縮性指標(biāo)，與壓縮系數(shù)av成反比。Es越大，av越小，土的壓縮性越低。av、Es都是反映土體在單向壓縮時(shí)對(duì)壓縮變形的抵抗力。使用壓縮系數(shù)和壓縮模量判斷土的壓縮性：低壓縮性土：a1-2<0.1MPa-1，Es>15MPa；中壓縮性土： 0.1MPa-1a1-2<0.5MPa-1， Es=415MPa；高壓縮性土： a1-20.5MPa-1，Es<4MPa；變形模量土在無(wú)側(cè)限條件下，應(yīng)力與應(yīng)變的比值。E0變形模量，kPa；Es壓縮模量，MPa。土的泊松比，一般為0.30.4，飽和黏性土在不排水條件下可取0.5。變形模量E

12、的大小反映土體抵抗彈塑性變形的能力。也是土的一個(gè)重要的壓縮性指標(biāo)。 壓縮模量與變形模量的區(qū)別：兩者反映的是變形條件不一樣。壓縮模量：只有豎向變形變形模量：豎向和側(cè)向變形應(yīng)力歷史對(duì)土的壓縮性影響土的回彈與再壓縮：對(duì)土試樣分級(jí)加荷壓縮至b點(diǎn)，分級(jí)卸荷回彈至c點(diǎn)，再分級(jí)加荷壓縮時(shí)：卸荷回彈曲線(xiàn)與原壓縮曲線(xiàn)不重合，土產(chǎn)生了彈性變形和塑性變形。正常壓縮曲線(xiàn)，斜率陡，土體壓縮性大；再壓縮曲線(xiàn)，曲線(xiàn)平緩，壓縮性明顯降低。土的應(yīng)力歷史：土體在歷史上曾經(jīng)受到過(guò)的應(yīng)力狀態(tài)。先期固結(jié)壓力pc ：指土層在地質(zhì)歷史上曾經(jīng)承受到過(guò)的并已固結(jié)穩(wěn)定的最大有效應(yīng)力。土層的先期固結(jié)壓力對(duì)其固結(jié)程度和壓縮性有明顯的影響，用先期固結(jié)

13、壓力pc與現(xiàn)時(shí)的土壓力p0的比值描述土層的應(yīng)力歷史，將黏性土進(jìn)行分類(lèi)：正常固結(jié)土先期固結(jié)壓力等于目前的土壓力pcp0超固結(jié)土先期固結(jié)壓力大于目前的土壓力pc>p0 （相當(dāng)于挖方）欠固結(jié)土土在自重作用下尚未完全固結(jié)pc<p0 （相當(dāng)于填方）計(jì)算地基最終變形量有兩種方法：分層總和法建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范法簡(jiǎn)稱(chēng)“規(guī)范法”分層總和法如何確定地基壓縮層深度Zn；一般土層按 z=0.2c (即附加應(yīng)力等于上覆土層有效自重壓力20%的深度）；軟弱土層按 z=0.1c (即附加應(yīng)力等于上覆土層有效自重壓力10%的的深度）。當(dāng)上述壓縮層深度范圍內(nèi)遇到不能壓縮的巖層時(shí)，計(jì)算深度至巖層面。分層總和法如何分

14、層：1） 每層厚度hi0.4b，一般為12m；B基底短邊長(zhǎng)度2）不同的土層分界線(xiàn)，應(yīng)分層；3）地下水位界面應(yīng)分層；分層總和法如何計(jì)算各土層的壓縮量：最后求和，得出地基最終沉降量：規(guī)范法如何分層：1）按天然土層分層；2）地下水位界面處：如壓縮模量Es上下一致，不分層；如壓縮模量Es上下不一致應(yīng)分層。土的單向固結(jié)理論研究表明：粘性土地基在基底壓力作用下的沉降量S由三種不同的原因引起初始沉降(瞬時(shí)沉降) Sd有限范圍的外荷載作用下地基由于發(fā)生側(cè)向位移(即剪切變形)引起。主固結(jié)沉降(滲流固結(jié)沉降) Sc由于超孔隙水壓力逐漸向有效應(yīng)力轉(zhuǎn)化而發(fā)生的土滲透固結(jié)變形引起的。 是地基變形的主要部分。次固結(jié)沉降S

15、s主固結(jié)沉降完成以后，在有效應(yīng)力不變條件下，由于土骨架的蠕變特性引起的變形。這種變形的速率與孔隙壓力消散的速率無(wú)關(guān)，取決于土的蠕變性質(zhì)，既包括剪應(yīng)變，又包括體應(yīng)變。施工期間不同地基完成的沉降量：1、碎石土和砂土：壓縮性小、滲透性大，施工期間沉降基本完成，即100%。2、低壓縮黏性土：施工期間完成最終沉降量的50%80%。3、中壓縮黏性土：施工期間完成最終沉降量的20%50%。4、高壓縮黏性土：施工期間完成最終沉降量的5%20%。剪切破壞是土體破壞的主要形式。土的抗剪強(qiáng)度：土體抵抗剪切破壞的極限能力。 有效應(yīng)力是由土顆粒之間的黏結(jié)作用和相互之間的咬合作用組成。黏結(jié)作用產(chǎn)生的力稱(chēng)為土的黏聚力（內(nèi)聚

16、力），咬合作用產(chǎn)生的咬合與摩擦稱(chēng)為土的內(nèi)摩擦角。黏性土：直線(xiàn)在縱軸上的截距為黏聚力c，與橫軸的夾角為內(nèi)摩擦角。無(wú)黏性土：則是通過(guò)原點(diǎn)的一條直線(xiàn)。 庫(kù)侖定律公式抗剪強(qiáng)度公式砂土的抗剪強(qiáng)度的表達(dá)式：黏性土的抗剪強(qiáng)度表達(dá)式：式中：f 土的抗剪強(qiáng)度，KPa； 剪切面上的法向正應(yīng)力，KPa； c土的黏聚力，KPa； 內(nèi)摩擦角（°）。式中c、 稱(chēng)為土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)其實(shí)抗剪強(qiáng)度類(lèi)似于高中學(xué)習(xí)的摩擦力：土體內(nèi)某一點(diǎn)的應(yīng)力狀態(tài)如下：豎向應(yīng)力(最大主應(yīng)力)側(cè)向應(yīng)力(最小主應(yīng)力)剪切面上為法向應(yīng)力剪應(yīng)力 砂土的抗剪強(qiáng)度的表達(dá)式：黏性土的抗剪強(qiáng)度表達(dá)式：在一定載荷范圍內(nèi)，土的抗剪強(qiáng)度與法向應(yīng)力之間呈直線(xiàn)關(guān)系

17、。其中、被稱(chēng)為土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)。 為剪切破裂面與大主應(yīng)力的作用面成夾角，其值等于（45°+/2）的。庫(kù)侖定律的總應(yīng)力表達(dá)式：庫(kù)侖定律的有效應(yīng)力表達(dá)式：稱(chēng)為土的有效黏聚力稱(chēng)為土的有效內(nèi)摩擦角飽和土有效應(yīng)力： 在-坐標(biāo)中，以1/2( )，0為圓心、1/2()為半徑作圓我們把庫(kù)侖公式強(qiáng)度線(xiàn)繪制于同一坐標(biāo)系中，則該強(qiáng)度線(xiàn)為摩爾圓的切線(xiàn)。f時(shí)，彈性平衡狀態(tài)，整個(gè)摩爾圓位于抗剪強(qiáng)度線(xiàn)的下方，說(shuō)明該點(diǎn)在任何平面上的剪應(yīng)力都小于土所能發(fā)揮的抗剪強(qiáng)度，因此不會(huì)發(fā)生剪切破壞。=f時(shí)，極限平衡狀態(tài)，摩爾圓與抗剪強(qiáng)度線(xiàn)相切于A(yíng)點(diǎn)，表明通過(guò)A點(diǎn)的任意平面上的剪應(yīng)力都等于抗剪強(qiáng)度，該點(diǎn)就處于極限平衡狀態(tài)。f時(shí)，

18、剪切破壞狀態(tài)，抗剪強(qiáng)度線(xiàn)是摩爾圓的一條割線(xiàn)，該點(diǎn)的任意平面上的剪應(yīng)力已超過(guò)了土的抗剪強(qiáng)度，實(shí)際上這種情況是不可能存在的。室內(nèi)的抗剪強(qiáng)度試驗(yàn)：直接剪切試驗(yàn)三軸壓縮試驗(yàn) 無(wú)側(cè)限抗壓試驗(yàn)直接剪切試驗(yàn)正應(yīng)力剪應(yīng)力直接剪切試驗(yàn)的類(lèi)型：試驗(yàn)類(lèi)型加垂直荷載時(shí)剪切時(shí)速度模擬類(lèi)型快剪不固結(jié)快速不排水剪切固結(jié)快剪 固結(jié)快速固結(jié)不排水剪切慢剪固結(jié)慢速固結(jié)排水剪切直接剪切試驗(yàn)的缺點(diǎn)：限定的剪切面不是土樣最薄弱面；應(yīng)力應(yīng)變分布不均勻，且垂直荷載發(fā)生偏轉(zhuǎn)，使主應(yīng)力大小方向都發(fā)生偏轉(zhuǎn)；受剪面積逐漸縮小，而在計(jì)算抗剪強(qiáng)度時(shí)仍按土樣的原截面積計(jì)算；試驗(yàn)時(shí)不能?chē)?yán)格控制排水條件，不能量測(cè)孔隙水壓力。三軸剪切試驗(yàn)的類(lèi)型：試

19、驗(yàn)類(lèi)型施加圍壓后剪切時(shí)簡(jiǎn)稱(chēng)不固結(jié)不排水剪不固結(jié)不排水不排水UU試驗(yàn)固結(jié)不排水剪固結(jié)排水不排水CU試驗(yàn)固結(jié)排水剪固結(jié)排水排水CD試驗(yàn)優(yōu)點(diǎn)：試驗(yàn)中能?chē)?yán)格控制試樣排水條件，量測(cè)孔隙水壓力，了解土中有效應(yīng)力變化情況；試樣中的應(yīng)力分布比較均勻，剪切面在試樣的最薄弱處，結(jié)果比直剪試驗(yàn)可靠。 缺點(diǎn)：試驗(yàn)儀器復(fù)雜，操作技術(shù)要求高，試樣制備較復(fù)雜； 試驗(yàn)在的軸對(duì)稱(chēng)條件下進(jìn)行，與土體實(shí)際受力情況可能不符 。無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)，與巖石單軸抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)類(lèi)似，是三軸壓縮試驗(yàn)的特例，對(duì)試樣不施加周?chē)鷫毫Γ矗皇┘虞S向壓力直至發(fā)生破壞，試樣在無(wú)側(cè)限壓力條件下，剪切破壞時(shí)試樣承受的最大軸向壓力qu，稱(chēng)為無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度。擋土

20、墻 (擋土結(jié)構(gòu)物)用來(lái)支撐天然或人工斜坡不致坍塌以保持土體穩(wěn)定性，或使部分側(cè)向荷載傳遞分散到填土上的一種結(jié)構(gòu)物。擋土結(jié)構(gòu)物上的土壓力擋土墻后的土體作用在擋土墻上的側(cè)向壓力。墻體離開(kāi)土體主動(dòng)土壓力墻體擠壓土體被動(dòng)土壓力墻體靜止靜止土壓力(1)主動(dòng)土壓力當(dāng)擋土墻在土壓力作用下離開(kāi)土體向前位移，墻后土體達(dá)到主動(dòng)極限平衡狀態(tài)時(shí)，作用在墻背上的土壓力稱(chēng)為主動(dòng)土壓力，表示為Ea。支擋構(gòu)筑物擋土墻所承受周?chē)钔恋膫?cè)壓力屬主動(dòng)土壓力。(2)被動(dòng)土壓力當(dāng)擋土墻在外力作用下推擠土體向后位移，墻后土體達(dá)到被動(dòng)極限平衡狀態(tài)時(shí)，作用在擋土墻上的土壓力稱(chēng)為被動(dòng)土壓力，用Ep表示。如橋臺(tái)受到橋上荷載推向土體時(shí)，土對(duì)橋臺(tái)產(chǎn)生

21、的側(cè)壓力屬被動(dòng)土壓力。(3)靜止土壓力當(dāng)擋土墻靜止不動(dòng)，墻后土體處于彈性平衡狀態(tài)時(shí)，作用在墻背上的土壓力稱(chēng)為靜止土壓力，用E0表示。如地下室外墻可視為受靜止土壓力的作用。 實(shí)驗(yàn)研究表明： 在相同條件下，主動(dòng)土壓力小于靜止土壓力，而靜止土壓力又小于被動(dòng)土壓力，亦即 而且產(chǎn)生被動(dòng)土壓力所需的位移量，大大超過(guò)產(chǎn)生主動(dòng)土壓力所需的位移量。 靜止土壓力墻體不發(fā)生任何位移相當(dāng)于天然地基土的自重應(yīng)力狀態(tài)（側(cè)限狀態(tài)）。K0靜止土壓力系數(shù) 朗肯土壓力理論是根據(jù)半無(wú)限空間土體處于極限平衡狀態(tài)下土的大、小主應(yīng)力關(guān)系，而得出的土壓力計(jì)算方法。朗肯土壓力理論的基本假定：墻背豎直；墻背光滑，墻背與填土之間無(wú)摩擦力；墻后填

22、土表面水平。自重應(yīng)力作用下，擋土墻半無(wú)限土體內(nèi)各點(diǎn)的應(yīng)力從彈性平衡狀態(tài)發(fā)展為極限平衡狀態(tài)（滑裂面形成）的情況。黏性土砂土直立臨界深度主動(dòng)土壓力為零時(shí)，即墻后填土有地下水擋土墻后的回填土常會(huì)部分成全部處于地下水位以下，由于地下水的存在將使土的含水量增加，抗剪強(qiáng)度降低，從而使土壓力增大，同時(shí)還會(huì)產(chǎn)生靜水壓力。因此，擋土墻應(yīng)該有良好的排水措施。當(dāng)墻后填土有地下水時(shí)，作用在墻背上的側(cè)向壓力有土壓力和水壓力兩部分。朗肯土壓力理論：墻背垂直、光滑、填土水平主動(dòng)和被動(dòng)極限平衡條件砂土和黏性土 朗肯主動(dòng)土壓力系數(shù)朗肯被動(dòng)土壓力系數(shù)靜止土壓力系數(shù)土壓力系數(shù)大小比較土壓力大小比較庫(kù)侖土壓力計(jì)算的假設(shè)條件：1、墻后

23、填土為散體材料(c=0)；2、滑動(dòng)破壞面為通過(guò)墻踵的平面；3、滑動(dòng)土楔體為剛體。朗肯土壓力理論與庫(kù)侖土壓力理論的區(qū)別：求法與步驟：朗肯理論庫(kù)侖理論土體內(nèi)各點(diǎn)均處于極限平衡狀態(tài)：極限應(yīng)力法剛性楔體，滑面上處于極限平衡狀態(tài)：滑動(dòng)楔體法先求土壓力強(qiáng)度p先求總土壓力E對(duì)角度的要求：朗肯理論庫(kù)侖理論   墻背豎直、光滑,   填土水平  墻背、填土無(wú)限制擋土墻就其結(jié)構(gòu)型式可分為以下主要類(lèi)型：(一)重力式擋土墻(二)懸臂式擋土墻(三)扶壁式擋土墻(四)錨定板及錨桿式擋土墻 墻背的主動(dòng)土壓力：仰斜式垂直式俯斜式。如為挖方邊坡，采

24、用仰斜式與邊坡緊密結(jié)合；如為填方邊坡，采用垂直式或俯斜式，利于墻背填土夯實(shí)。擋土墻的設(shè)計(jì)的基本步驟：（1）選擇墻型，確定擋土墻的截面尺寸； （2）穩(wěn)定性驗(yàn)算，包括抗傾覆和抗滑移穩(wěn)定驗(yàn)算；（3）地基的承載力驗(yàn)算；（4）墻身強(qiáng)度驗(yàn)算；（5）抗震計(jì)算。填料： 首選砂土、礫石、碎石，抗剪強(qiáng)度穩(wěn)定，易于排水； 次選黏性土分層夯實(shí)（密實(shí)度>85%）。 凍土地區(qū)：選擇非凍脹性填料（爐渣、碎石、粗砂） 不應(yīng)采用：淤泥、耕植土（未固結(jié)、抗剪強(qiáng)度低）和膨脹性黏土（遇水膨脹增加土壓力）。 不含雜物：凍結(jié)土塊、木塊（樹(shù)根、樹(shù)枝）、建筑垃圾。1、擋土墻的穩(wěn)定性驗(yàn)算：包括：1）、抗滑移穩(wěn)定性驗(yàn)算；2）、抗傾覆穩(wěn)定性

25、驗(yàn)算；2、地基承載力驗(yàn)算；3、墻身強(qiáng)度驗(yàn)算。1、擋土墻的穩(wěn)定性驗(yàn)算：抗滑移穩(wěn)定擋土墻在墻背土壓力作用下可能沿著墻底發(fā)生滑動(dòng)破壞，要保證擋土墻的抗滑移穩(wěn)定性，必須要求抗滑力和滑動(dòng)力之比不小于1.3，該比值稱(chēng)為抗滑安全系數(shù)，即抗傾覆穩(wěn)定擋土墻在墻背土壓力作用下可能繞墻趾向前發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)而傾覆，要保證擋土墻的抗傾覆穩(wěn)定性，必須要求抗傾覆力矩和傾覆力矩之比不小于1.6，該比值稱(chēng)為抗傾覆安全系數(shù)，即1、土坡：是指具有一定傾斜坡面的土體。3、土坡滑動(dòng)的原因1) 土體內(nèi)部剪應(yīng)力的增大：坡頂施工、坡頂堆載、降雨土體含水量增加等2) 抗滑力降低：坡底開(kāi)挖（基坑、路基開(kāi)挖）3) 土體抗剪強(qiáng)度降低：孔隙水壓力增加而有效

26、抗剪強(qiáng)度降低，降雨產(chǎn)生滲流（滲透力）4) 振動(dòng)：地震、爆破土坡滑動(dòng)的預(yù)防措施（1）改善排水條件（2）種植適當(dāng)?shù)闹脖?，避免土壤侵蝕（3）減輕土坡上部的重量，增加坡腳土體的重量（4）減小坡高或坡角（5）避免在坡頂堆放荷載，避免人、畜對(duì)坡面的踐踏（6）對(duì)陡坡采用一定的坡面或坡體保護(hù)措施（7）修復(fù)坡頂裂縫（8）危險(xiǎn)評(píng)估和預(yù)警右下圖表示坡角為的無(wú)黏性土土坡，不考慮滲流的影響。 純凈的干砂顆粒間無(wú)黏聚力c，其抗剪強(qiáng)度只有摩擦力(內(nèi)摩擦角)，顆粒的自重W在垂直和平行于坡面方向的分力平行于坡面上的分力T將使土顆粒M向下滑動(dòng)(滑動(dòng)力)，而阻止土顆粒下滑的抗滑力則是由垂直于坡面上的分力N引起的最大靜摩擦力Tf則穩(wěn)

27、定性系數(shù)Fs為： 由上式可知，當(dāng)坡角與砂的內(nèi)摩擦角相等(=)時(shí)，穩(wěn)定性系數(shù)Fs=1,此時(shí)抗滑力等于滑動(dòng)力，土坡處于極限平衡狀態(tài)。此時(shí)的坡角稱(chēng)為天然休止角。從上式還可看出，無(wú)黏性土土坡的穩(wěn)定性與坡高無(wú)關(guān)，僅取決于坡角。只要< (Fs>1) ，土坡就是穩(wěn)定的。為了保證土坡有足夠的安全儲(chǔ)備，可取Fs=1.11.2。所以，天然休止角是干燥松散砂土維持穩(wěn)定的最大坡度。即，天然休止角即天然坡角。松散的無(wú)黏性土堆積時(shí)能夠保持穩(wěn)定的最大坡角黏性土的土坡穩(wěn)定性系數(shù)求法：圓弧形滑面采用條分法，是一種試算法，基本步驟為：1）按比例畫(huà)出土坡剖面，如下圖所示；2）任選圓心o，以oa為半徑作圓弧，此圓弧ab為

28、假定的滑動(dòng)面，將滑動(dòng)面以上土體分成任意n個(gè)寬度相等的土條；3）計(jì)算每個(gè)土條的力（沿滑坡橫向取1m）；4）以不同的圓心和不同的半徑進(jìn)行重復(fù)計(jì)算，找出最小的穩(wěn)定性系數(shù)Fs，最小的穩(wěn)定性系數(shù)對(duì)應(yīng)的滑弧即為最危險(xiǎn)的滑動(dòng)面。(可編程進(jìn)行計(jì)算)坡率亦稱(chēng)坡度、坡比，即邊坡高寬比(H:B)。高度較大的邊坡應(yīng)分級(jí)開(kāi)挖，應(yīng)驗(yàn)算邊坡整體的和各級(jí)的穩(wěn)定性。進(jìn)行地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)時(shí)，地基必須滿(mǎn)足如下條件：（1)承載力要求（強(qiáng)度要求）：建筑物的基底壓力應(yīng)該在地基所允許的承載能力之內(nèi)。要求：地基承載力基底附加應(yīng)力，才能滿(mǎn)足承載力要求（強(qiáng)度要求）（2)變形要求： 建筑物基礎(chǔ)的沉降或沉降差必須在該建筑物所允許的范圍之內(nèi)。（3)穩(wěn)定要

29、求： 建筑物受水平荷載或建在斜坡上、邊坡附近時(shí)，應(yīng)驗(yàn)算地基穩(wěn)定性 通常在地基計(jì)算時(shí)，首先應(yīng)根據(jù)地基承載力及基底附加應(yīng)力確定基礎(chǔ)埋置深度和底面尺寸，然后驗(yàn)算地基變形，必要時(shí)驗(yàn)算地基穩(wěn)定性。地基承載力地基土單位面積上所能承受荷載的能力。分為：極限承載力、承載力特征值。（1）極限承載力地基即將喪失穩(wěn)定性時(shí)的承載力。 （2）承載力特征值地基穩(wěn)定有足夠的安全度并且變形控制在建筑物容許范圍內(nèi)時(shí)的承載力。1、 土質(zhì)地基承載力特征值的確定（1）現(xiàn)場(chǎng)靜載荷試驗(yàn)法 （2） 原位測(cè)試查表法：根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)錘擊數(shù)（N）確定承載力根據(jù)重型觸探試驗(yàn)錘擊數(shù)（N63.5）確定承載力（3）建筑經(jīng)驗(yàn)類(lèi)比法根據(jù)當(dāng)?shù)亟ㄖ晒?jīng)驗(yàn)，

30、同一土層的承載力特征值可以采用類(lèi)比法參考確定。（4）根據(jù)土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)確定淺基礎(chǔ)的定義：埋深淺，一般d < 5m, 或d / b 小于等于1。只考慮基底以下的土體承受荷載。淺基礎(chǔ)的三種破壞模式整體剪切破壞局部剪切破壞刺入剪切破壞（沖切剪切破壞）淺基礎(chǔ)破壞模式的影響因素和判別因素很多，主要是：地基土的特性和基礎(chǔ)尺寸、埋深。概括為：土質(zhì)較硬、密實(shí)，壓縮性小，基礎(chǔ)埋深不大，一般出現(xiàn)整體剪切破壞現(xiàn)象。地基土質(zhì)松軟，壓縮性大，則容易出現(xiàn)局部剪切破壞或刺入剪切破壞。隨著基礎(chǔ)埋深的增加，常見(jiàn)的是局部剪切破壞和刺入剪切破壞。若基礎(chǔ)埋深大，即使是密實(shí)的砂土，也不會(huì)出現(xiàn)整體剪切破壞現(xiàn)象。深基礎(chǔ)埋深大，建筑

31、物荷載由基礎(chǔ)側(cè)面土的摩阻力和基礎(chǔ)底面以下土的承載力共同承受。臨塑荷載：是指基礎(chǔ)邊緣地基中剛要出現(xiàn)塑性變形區(qū)時(shí)，基底單位面積上所承擔(dān)的荷載。臨界荷載：是指容許地基產(chǎn)生一定范圍塑性變形區(qū)所對(duì)應(yīng)的荷載。即ab點(diǎn)之間的某點(diǎn)的荷載。工程實(shí)踐表明：采用臨塑荷載pcr作為地基容許承載力偏于保守；對(duì)于中等強(qiáng)度以上的地基土，采用塑性區(qū)深度為b/4(中心荷載)和b/3(偏心荷載)的臨界荷載pu作為地基容許承載力，是經(jīng)濟(jì)合理的。根據(jù)建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范（GB 50007-2011），采用載荷試驗(yàn)、原位測(cè)試、經(jīng)驗(yàn)值等方法確定的地基承載力特征值，當(dāng)基礎(chǔ)寬度大于3m或基礎(chǔ)埋置深度大于0.5m，時(shí)，地基承載力特征值需修正。名詞解釋、問(wèn)答土的顆粒級(jí)配：是指土中各個(gè)粒組的相對(duì)含量，即各粒組占土?？偭康陌俜?jǐn)?shù)。土的擊實(shí)性：是指土在反復(fù)沖擊荷載作用下能被壓密的特性。最優(yōu)含水量：是指在一定的壓實(shí)能量下使土最容易壓實(shí)，并能達(dá)到最大干密度時(shí)的含水量。最大干密度：是指在一定的壓實(shí)能量下使土最容易壓實(shí)，與最優(yōu)含水量相對(duì)應(yīng)的干密度。界限含水量黏性土由一種狀態(tài)轉(zhuǎn)到另一種狀態(tài)的分界含水量。滲流土中水在重力作用下穿過(guò)土中孔隙流動(dòng)的現(xiàn)象。達(dá)西定律水在層流狀態(tài)的滲流中，水的滲透速度與水頭梯度成正比。 水頭梯度：是指沿滲流方向單位距離