土力學(xué)復(fù)習(xí)小結(jié)

1、第一章1土：土是巖石風(fēng)化的產(chǎn)物，是各種礦物顆粒的集合體。2土的形成過程：【3】風(fēng)化分為：物理風(fēng)化、化學(xué)風(fēng)化、生物風(fēng)化。物理風(fēng)化：指由于溫度變化、水的凍脹、波浪沖擊、地震等引起的物理力使巖體崩解、碎裂成巖塊、巖屑的過程。物理風(fēng)化僅使巖石產(chǎn)生量的變化。化學(xué)風(fēng)化指巖體(或巖塊、巖屑)與空氣、水和各種水溶液相接觸，經(jīng)氧化、碳化和水化作用分解為極細(xì)顆粒的過程，生物的活動(dòng)也可 助長風(fēng)化的進(jìn)程。而化學(xué)風(fēng)化卻使巖石產(chǎn)生質(zhì)的變化。4 （1）土和巖石的關(guān)系：土是巖石風(fēng)化的產(chǎn)物，其間無明顯的界限，一般都是人為劃定。認(rèn)為在顆粒間膠結(jié)的強(qiáng)弱是其判定的標(biāo)準(zhǔn)：強(qiáng)的是巖石，弱的是土。（2）土的特點(diǎn)：松散性、透水性、具有強(qiáng)度（

2、3）土的力學(xué)性質(zhì)：變形、強(qiáng)度、穩(wěn)定性第二章1土的固相：包括多種礦物成分組成土的骨架（1）原生礦物：物理變化形成的顆粒，成分與母巖相同，性質(zhì)比較穩(wěn)定，由其組成的土吸附水的能力弱，無粘性且壓縮性較低。常見的有石英、云母等。（2）次生礦物：化學(xué)風(fēng)化生成的新礦物，成分與母巖完全不同，性質(zhì)活潑，有較強(qiáng)的吸附水能力，遇水易膨脹。如高嶺石、伊利石和蒙脫石。次生礦物分為：可溶性次生礦物：常見的有巖鹽、鉀鹽、石膏、方解石。不可溶性次生礦物：黏土礦物包括高、伊、蒙（3）有機(jī)質(zhì)：動(dòng)植物分解后的殘骸，顆粒極細(xì)，粒徑小于0.1mm，呈凝膠狀，帶有電荷，具有極強(qiáng)的吸附性。土的液相：主要是水(溶解有少量的可溶鹽類)固態(tài)、液

3、態(tài)、氣態(tài)，其中液態(tài)水是土中孔隙水的主要存在狀態(tài)，因其受土粒表面雙電層影響程度的不同可分為：結(jié)合水（物理化學(xué)力）：強(qiáng)結(jié)合水（吸著水）和弱結(jié)合水（薄膜水）非結(jié)合水：液態(tài)水（毛細(xì)水（表面張力和重力）和重力水（重力）、氣態(tài)水（水汽）、固態(tài)水（冰）。注意：（1）重力水對土粒有浮力作用（2）固態(tài)水在土中起著暫時(shí)的膠結(jié)作用，提高土的力學(xué)強(qiáng)度，降低透水性。但溫度升高后，冰層解凍為液態(tài)水，使土的強(qiáng)度急劇降低，壓縮性增大，土的性質(zhì)顯著惡化 強(qiáng)結(jié)合水 結(jié)合水）液態(tài)水 弱結(jié)合水孔隙中的水 固態(tài)水 非結(jié)合水 毛細(xì)水 氣態(tài)水 重力水 （與課本有區(qū)別）土的氣相：主要是空氣、水蒸氣，有時(shí)還有沼氣等土中的氣體主要是空氣和水氣。

4、自由氣體：對土的性質(zhì)無大影響。密閉氣體：密閉氣體的體積與壓力有關(guān)，壓力增加則體積縮小，壓力減小則體積脹大；其增加土的彈性，阻塞土中的滲流通道，減小土的滲透性3、粒徑：土粒的大小，也稱粒度。【粒組】：按粒徑大小相近分為若干個(gè)組，稱為粒組。同一粒組的土粒大小相近、性質(zhì)相似。【粒度成分】：常用不同粒徑顆粒的相對含量來描述土的顆粒組成，也稱級配。常用的顆粒分析方法有篩分法、沉降法。4、組粒土粒一般特性5、【粒度成分】的表示方法界限粒徑:劃分粒組的分界尺寸。 粒度成分的表示方法：1、表格法，2、【累計(jì)曲線法】（累計(jì)級配曲線），3、三角坐標(biāo)法。曲線見課本p7、8、9（曲線平緩，粒徑大小相差懸殊，土粒不均勻

5、。顆粒級配可以在一定程度上反映土的某些性質(zhì)。對于級配良好的土，較粗顆粒間的孔隙被較細(xì)的顆粒所填充，因而土的密實(shí)度較好，相應(yīng)的地基土的強(qiáng)度和穩(wěn)定性也較好透水性和壓縮性也較小，可用作堤壩或其它土建工程的填方土料。）6、不均勻系數(shù)Cu，曲率系數(shù)Cc 課本P8不均勻系數(shù)Cu反映大小不同粒組的分布情況。Cu越大表示土粒大小的分布范圍越大、其級配越良好，作為填方工程的土料時(shí)，則比較容易獲得較大的密實(shí)度。曲率系數(shù)Cc描寫累積曲線的分布范圍，反映曲線的整體形狀。Cu<5 土粒均勻，其級配不良，Cu>10 級配良好，對于礫類土或砂類土，同時(shí)滿足Cu5和Cc=13時(shí)，定名為良好級配砂或良好級配礫 7、

6、【粒度成分】的測定方法：粗粒土（大于0.075mm）采用篩析法，細(xì)粒土（小于0.075mm）采用靜水沉降分析法。8、【土的結(jié)構(gòu)】： 在成土過程中所形成的土粒的空間排列及其聯(lián)結(jié)形式。影響土的結(jié)構(gòu)因素：土的顆粒大小，顆粒形狀，礦物成分和沉積條件。土體的結(jié)構(gòu)分為宏觀結(jié)構(gòu)和微觀結(jié)構(gòu)，宏觀結(jié)構(gòu)肉眼可見，一般稱為土的構(gòu)造，微觀結(jié)構(gòu)必須借助顯微鏡，一般稱為土的結(jié)構(gòu)?！就恋慕Y(jié)構(gòu)：單粒結(jié)構(gòu)、片堆結(jié)構(gòu)、絮狀結(jié)構(gòu)。】單粒結(jié)構(gòu)：粗礦物顆粒在水或空氣中在自重作用下沉落形成的單粒結(jié)構(gòu)，其特點(diǎn)是土粒間存在點(diǎn)與點(diǎn)的接觸。根據(jù)形成條件不同，可分為疏松狀態(tài)和密實(shí)狀態(tài)。單粒結(jié)構(gòu)土的工程性質(zhì)，除與密實(shí)程度有關(guān)外，還與顆粒大小、級配、

7、土粒的表面形狀及礦物成分類型有關(guān)。片堆結(jié)構(gòu)：粘粒是在分散狀態(tài)下沉積而形成的，亦稱分散結(jié)構(gòu)。其特點(diǎn)是以面面連結(jié)為主，粘土片呈定向排列，密度較大，具有明顯的各向異性的力學(xué)性質(zhì)。絮狀結(jié)構(gòu)：也稱片架結(jié)構(gòu)。細(xì)微粘粒大都呈針狀或片狀，質(zhì)量極輕，在水中處于懸浮狀態(tài)。當(dāng)懸液介質(zhì)發(fā)生變化時(shí)，土粒表面的弱結(jié)合水厚度減薄，粘?；ハ嘟咏鄢尚鯛钗锵鲁?，形成孔隙較大的絮狀結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)對擾動(dòng)比較敏感。具有觸變性的土多后于此類結(jié)構(gòu)。9、【土的構(gòu)造：層理構(gòu)造和裂隙構(gòu)造】層理構(gòu)造：土粒在沉積過程中,由于不同階段沉積的物質(zhì)成分、顆粒大小或顏色不同,而沿豎向呈現(xiàn)出成層特征裂隙構(gòu)造：土體被許多不連續(xù)的小裂隙所分割,在裂隙中常充填

8、有各種鹽類的沉淀物10、【土的觸變和砂土液化】土的觸變：某些飽和粘土在動(dòng)力荷載作用下，土的結(jié)構(gòu)受到破壞，會失去強(qiáng)度呈溶膠狀，在外力停止作用后，重新形成土的結(jié)構(gòu)， 絮凝成土體，強(qiáng)度有所恢復(fù)，這種現(xiàn)象稱為土的觸變。砂土液化：飽和砂土在動(dòng)力作用下，會使結(jié)構(gòu)趨于緊密，則將產(chǎn)生超靜孔隙水壓力，根據(jù)有效應(yīng)力原理，土粒間有效應(yīng)力降低，當(dāng)粒間有效應(yīng)力為零時(shí)，砂粒呈懸液狀，土體強(qiáng)度喪失，這種現(xiàn)象稱為砂土液化。第三章1、土的三相草圖P28通常取V = 1cm3 ，或 m =1g，或 Vs = 1cm32、土的密度：=m/v 測定方法：一般用“環(huán)刀法”3、土的重度:=G/v=mg/v=g sat=sat*g d=d

9、*g 【土粒相對密度（比重）】:ds=s /w1 w1-4時(shí)純水的密度，故實(shí)用上，土粒相對密度在數(shù)值上等于土粒的密度。測定方法：用比重瓶法測定。土粒相對密度變化不大,通常可按經(jīng)驗(yàn)數(shù)值選用。土的含水量：w=mw /ms*100% ，是標(biāo)志土的濕度的一個(gè)重要物理指標(biāo)。測定方法：“烘干法”測定土的孔隙比：e=Vv/Vs，可用來評價(jià)天然土層的密實(shí)程度。一般地， e<0.6的土是密實(shí)的低壓縮性土， e>1.0的土是疏松的高壓縮性土。 孔隙率：n=Vv/V=e/(1+e) e=n/(1-n) 飽和度:Sr=Vw/Vv飽和密度:sat=(ms +Vvw)/V 干密度:d=ms /V有效重度: =

10、(ms*g-Vs*w)/V=sat - w sat>>d> 【記住】4、5、所謂土的物理狀態(tài)，對于粗粒土、是指土的密實(shí)程度，對于細(xì)粒土則是指土的軟硬程度或稱為粘性土的稠度。6、密實(shí)度：砂土、碎石土和粉土統(tǒng)稱為無黏性土，無黏性土的密度對其工程性質(zhì)有重要的影響。（粒徑級配干密度rd和孔隙比e (或孔隙度n)都是表示土的密實(shí)度的指標(biāo)。但是這種用固體含量或孔隙含量表示密實(shí)度的方法有其明顯的缺點(diǎn)，主要是這種表示方法沒有考慮到粒徑級配這一重要因素的影響。） （1）、相對密實(shí)度：判別標(biāo)準(zhǔn) ： Dr1/3 疏松 1/3Dr2/3 中密 Dr2/3 密實(shí)Emin 松散的風(fēng)干土樣Emax 振動(dòng)或

11、錘擊夯實(shí)，至不能提高（2）、孔隙比法 （現(xiàn)場測定） 密 實(shí)中 密稍 密松 散（3）、動(dòng)力觸探方法（現(xiàn)場測定）天然砂土的密實(shí)度，可按原位標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)的錘擊數(shù)N進(jìn)行評定。標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)：是用標(biāo)準(zhǔn)錘重，以規(guī)定落距自由下落的錘擊能，把標(biāo)貫器打入土中規(guī)定深度的錘擊數(shù)。錘：輕、中、重1、重2碎石土多采用重2 圓錐63.57、粘性土的稠度狀態(tài) 稠度是指土的軟硬程度或土對外力引起變形或破壞的抵抗能力物理解釋：強(qiáng)結(jié)合水-固態(tài)或半固態(tài)；弱結(jié)合水-可塑狀態(tài)；相當(dāng)數(shù)量的非結(jié)合水流動(dòng)狀態(tài)【兩個(gè)界限】：粘性土由某一種狀態(tài)過渡到另一狀態(tài)的界限含水量稱為土的稠度界限。常用的稠度界限有液性界限wL和塑性界限wP 液性界限(wL)

12、簡稱液限，相當(dāng)于土從塑性狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榱鲃?dòng)狀態(tài)時(shí)的含水量。這時(shí)，土中水的形態(tài)除結(jié)合水外，已有相當(dāng)數(shù)量的自由水。 塑性界限(wp)簡稱塑限，相當(dāng)于土從半固體狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)樗苄誀顟B(tài)時(shí)的含水量。這時(shí)土中水的形態(tài)大約是強(qiáng)結(jié)合水含量達(dá)到最大時(shí)。 采用液塑限聯(lián)合測定儀進(jìn)行測定。兩個(gè)參數(shù)塑性指數(shù)和液性指數(shù)液性指數(shù)表征土的天然含水量與界限含水量間的相對關(guān)系。當(dāng)IL0時(shí),P,土處于堅(jiān)硬狀態(tài);當(dāng)IL1時(shí),L,土處于流動(dòng)狀態(tài)。根據(jù)IL值可以直接判定土的軟硬狀態(tài)。8、土的分類（1）按堆積年代，老堆積土、一般堆積土、新近堆積土。根據(jù)地質(zhì)成因，殘積土、坡積土、洪積土、淤積土、冰積土、風(fēng)積土和海積土。根據(jù)有機(jī)質(zhì)含量，無機(jī)土、有機(jī)質(zhì)

13、土、泥炭質(zhì)土和泥炭。按顆粒級配和塑性指數(shù)，碎石土、砂土、粉土和粘性土。（2）工程分類體系：1、建筑工程系統(tǒng)分類體系，側(cè)重把土作為建筑地基和環(huán)境，研究對象為原狀土，巖土工程勘察規(guī)范2、工程材料系統(tǒng)分類體系，側(cè)重把土作為建筑材料，用于路堤、土壩和填土地基工程。研究對象為擾動(dòng)土，土的分類標(biāo)準(zhǔn)建筑工程系統(tǒng)分類體系：根據(jù)土粒大小、粒組的土粒含量或土的塑性指數(shù)把地基土（巖）分為巖石、碎石土、砂土、粉土和粘性土五大類。（詳細(xì)見課本）工程材料系統(tǒng)分類體系：根據(jù)各粒組的相對含量把土分為巨粒土、含巨粒土、粗粒土和細(xì)粒土四大類。9、土的壓實(shí)性：（1）對象：建筑填土，為了提高填土的強(qiáng)度，增加土的密實(shí)度，降低其透水性和

14、壓縮性，通常用分層壓實(shí)的辦法來處理地基。（2）【最優(yōu)含水量】：在一定的壓實(shí)能量下使土最容易壓實(shí)，并能達(dá)到最大密實(shí)度時(shí)的含水量，稱為土的最優(yōu)含水量(或稱最佳含水量) 。相對應(yīng)的干密度叫做最大干密度。（3）土類：在相同擊實(shí)功能下：粘性土粘粒含量愈高或塑性指數(shù)愈大，壓實(shí)愈困難，最大干密度愈小，最優(yōu)含水量愈大。 無粘性土的擊實(shí)曲線和粘性土擊實(shí)曲線不同，在含水量較大時(shí)得到較高的干密度，因此在無粘性土實(shí)際填筑中，通常要不斷灑水使其在較高的含水量下壓實(shí)。（4）級配：級配良好的土，易于壓實(shí)，級配不良的土，不易壓實(shí)第四章1、滲流：水在土體孔隙中流動(dòng)的現(xiàn)象。滲透性：土具有被水等液體透過的性質(zhì)。滲透力：流經(jīng)土體的水

15、流對土顆粒和土體施加的作用力。2、【達(dá)西定律】（1）貝努力定律： 流速水頭+位置水頭+壓力水頭 土中水流0， （2）水力坡降 ：i=Dh/L 水力坡降的物理意義:單位滲流長度上的水頭損失（3）達(dá)西定律：，k: 反映土的透水性能的比例系數(shù)，稱為滲透系數(shù)。V：假想滲流速度，土體試樣全斷面的平均滲流速度。Vs：實(shí)際平均滲流速度，孔隙斷面的平均滲流速度，滲透流速v并不是土孔隙中水的實(shí)際平均流速。因?yàn)楣酵茖?dǎo)中采用的是土樣的整個(gè)斷面積，其中包括了土粒骨架所占的部分面積在內(nèi)。 土粒本身是不能透水的，故真實(shí)的過水面積Av應(yīng)小于A，從而實(shí)際平均流速認(rèn)應(yīng)大于v。一般稱v 為假想滲流速度v與vs的關(guān)系可通過水流連

16、續(xù)原理建立【 A > Av QVA VsAv【適用條件：層流（線性流）；大部分砂土，粉土；疏松的粘土及砂性較重的粘性土】物理意義：水力坡降i1時(shí)的滲流速度3、【滲透系數(shù)的測定】（填空）滲透系數(shù)k是一個(gè)代表土的滲透性強(qiáng)弱的定量指標(biāo)，也是滲流計(jì)算時(shí)必須用到的一個(gè)基本參數(shù)。測定方法：實(shí)驗(yàn)室內(nèi)測定和野外現(xiàn)場測定實(shí)驗(yàn)室測定法：常水頭法（該試驗(yàn)適用于滲透性大的粗顆粒土）和變水頭法（該試驗(yàn)適用于:滲透系數(shù)較小的細(xì)砂及粉砂。） 常水頭變水頭現(xiàn)場測定法：現(xiàn)場井孔抽水試驗(yàn)或井孔注水試驗(yàn)的方法4、【影響滲透系數(shù)的因素】：土的性質(zhì)對k值的影響 (1)粒徑大小與級配；(2)孔隙比； (3)礦物成分；(4)土的結(jié)構(gòu)

17、； (5)飽和度。+課本P72影響滲透系數(shù)的因素：1.土粒大小與級配（細(xì)粒含量愈多，土的滲透性愈?。?.土的密實(shí)度（同種土在不同的密實(shí)狀態(tài)下具有不同的滲透系數(shù)，土的密實(shí)度增大，孔隙比降低，土的滲透性也減小。）3.水的動(dòng)力粘滯系數(shù) （動(dòng)力粘滯系數(shù)隨水溫發(fā)生明顯的變化。水溫愈高，水的動(dòng)力粘滯系數(shù)愈小，土的滲透系數(shù)則愈大。）4.土中封閉氣體含量 （土中封閉氣體阻塞滲流通道，使土的滲透系數(shù)降低。封閉氣體含量愈多，土的滲透性愈小。）5、層狀地基的等效滲透系數(shù)：1水平向滲流 2 豎直向滲流（ 詳見課本P68 、69）6、滲透力和滲透變形（1）滲流對每個(gè)土顆粒有推動(dòng)、摩擦和拖曳的作用力，稱之為滲透力，用 j

18、表示。滲透力 ： j = j= gw i 滲透力的大小和水力坡降成正比，其方向與滲流方向一致。（2）【臨界水力坡降】：土體處于流土的臨界狀態(tài)時(shí)的水力坡降ic值。ic g/ gw 是土體開始發(fā)生流土破壞時(shí)的水力坡降。式中Gs、e分別為土粒比重及土的孔隙比。由此可知，【流土的臨界水力坡降取決于土的物理性質(zhì)?！?、土的滲透變形概念：土工建筑物及地基由于滲流作用而出現(xiàn)的變形或破壞稱滲透變形(或稱滲透破壞)。如土層剝落，地面隆起，細(xì)顆放被水帶出以及出現(xiàn)。滲透變形的類型 ：流土和管涌流土：在向上的滲透水流作用下，表層土局部范圍內(nèi)的土體或顆粒群同時(shí)發(fā)生懸浮、移動(dòng)的現(xiàn)象稱為流土。只要水力坡降達(dá)到一定的大小，都

19、會發(fā)生流土破壞。 管涌：在滲透水流作用下，土中的細(xì)顆粒在粗顆粒形成的孔隙中移動(dòng)以至流失；隨著土的孔隙不斷擴(kuò)大，滲透流速不斷增加較粗的顆粒也相繼被水流逐漸帶走，最終導(dǎo)致土體內(nèi)形成貫通的滲流管道，造成土體塌 陷，這種現(xiàn)象稱為管涌。其是一種漸進(jìn)性質(zhì)的破壞。管涌發(fā)生在一定級配的無粘性土中，發(fā)生的部位可以在滲流逸出處，也可以在土體內(nèi)部，故也稱之為滲流的潛蝕現(xiàn)象。滲流破壞類型的判別：1 流土可能性的判別： i < ic 土體處于穩(wěn)定狀態(tài) i > ic 土體發(fā)中流土破壞 i = ic 土體處于臨界狀態(tài)2管涌可能性的判別幾何條件：土中粗顆粒所構(gòu)成的孔隙直徑必須大于細(xì)顆粒的直徑，才可能讓細(xì)顆粒在其中

20、移動(dòng)，這是管涌產(chǎn)生的必要條件。水力條件：滲透力能夠帶動(dòng)細(xì)顆粒在孔隙間滾動(dòng)或移動(dòng)是發(fā)生管涌的水力條件，可用管涌的水力坡降表示。 8、有效應(yīng)力原理 有效應(yīng)力原理：飽和土體內(nèi)任一平面上受到的總應(yīng)力可分為有效應(yīng)力和孔隙水壓力兩部分：土的變形(壓縮)與強(qiáng)度的變化都只取決于有效應(yīng)力的變化。這意味著引起土的體積壓縮和抗剪強(qiáng)度發(fā)生變化的原因，并不是作用在土體上的總應(yīng)力，而是有效應(yīng)力。 孔隙水壓力并不能使土產(chǎn)生變形和強(qiáng)度的變化，當(dāng)總應(yīng)力s保持常數(shù)時(shí)，孔隙水壓力u發(fā)生變化將直接引起有效應(yīng)力s發(fā)生變化，從而使土體的體積和強(qiáng)度發(fā)生變化。 二維滲流與流網(wǎng)：圖解法，即用繪制流網(wǎng)的方法求解拉普拉斯方程的近似解。該法具有簡便

21、、迅速的優(yōu)點(diǎn)，并能用于建筑物邊界輪廓較復(fù)雜的情況。只要滿足繪制流網(wǎng)的基本要求，精度就可以得到保證，因而該法在工程上得到廣泛應(yīng)用。第五章1、應(yīng)力計(jì)算的基本假設(shè)：1.假設(shè)地基土為連續(xù)、均勻、各向同性、半無限的線彈性體; （2）.彈性理論。2、土力學(xué)中當(dāng)某一個(gè)截面上的外法線是沿著坐標(biāo)軸的正方向，這個(gè)截面就稱為正面，正面上的應(yīng)力分量以沿坐標(biāo)軸正方向?yàn)樨?fù)，沿坐標(biāo)軸負(fù)方向?yàn)檎?。剪?yīng)力以逆時(shí)針方向?yàn)檎?3、土中自重應(yīng)力scz= gz 沿水平面均勻分布，且與z成正比，即隨深度按直線規(guī)律分布。常用sc表示scx= scy= K0scz K0 比例系數(shù)，稱為土的側(cè)壓力系數(shù)或靜止土壓力系數(shù)。它是側(cè)限條件下土中水平

22、向有效應(yīng)力與豎直向有效應(yīng)力之比。txy=tyz=tzx0 地基中的自重應(yīng)力狀態(tài)屬于【側(cè)限應(yīng)力狀態(tài)】，地基土在自重作用下只能產(chǎn)生豎向變形，而不能有側(cè)向變形和剪切變形。地基中任意豎直面和水平面上均無剪應(yīng)力存在。成層地基土中自重應(yīng)力： 在地下水位以下，如埋藏有不透水層,由于不透水層中不存在水的浮力，所以層面及層面以下的自重應(yīng)力應(yīng)按上覆土層的水土總重計(jì)算。 4、基底壓力和基底附加壓力（1）基底壓力：建筑物荷載通過基礎(chǔ)傳遞給地基，基礎(chǔ)底面?zhèn)鬟f給地基表面的壓力，稱基底壓力。 基底壓力的分布規(guī)律主要是取決于上部結(jié)構(gòu)、基礎(chǔ)的剛度和地基的變形條件*中心荷載下的基底壓力：式中 p 作用任基礎(chǔ)上的豎向力設(shè)計(jì)值(kN

23、)； G 基礎(chǔ)自重設(shè)計(jì)值及其上回填土重標(biāo)準(zhǔn)值的總重(kN)；G=gGAd ,gG 其中為基礎(chǔ)及回填土之平均重度，一般取20kN/m3，但在地下水位以下部分應(yīng)扣去浮力，即取10kN/m3；d為基礎(chǔ)埋深，必須從設(shè)計(jì)地面或室內(nèi)外平均設(shè)計(jì)地面算起(m)； *偏心荷載下的基底壓力：（2）基底附加壓力：一般淺基礎(chǔ)總是埋置在天然地面下一定深度處，該處原有的自重應(yīng)力由于開挖基坑而卸除。因此，建筑物建造后的基底壓力中應(yīng)扣除基底標(biāo)高處原有的土中自重應(yīng)力后，才是基底平面處新增加于地基的基底附加壓力。p0= p - sc = p- g0d 其中d為 基礎(chǔ)埋深，必須從天然地面算起（3）地基附加應(yīng)力計(jì)算：是指建筑物荷重在

24、土體中引起的附加于【原有應(yīng)力】之上的應(yīng)力。它是使地基發(fā)生變形，引起建筑物沉降的主要原因?；疽罁?jù)：疊加原理：疊加原理建立在彈性理論基礎(chǔ)之上，當(dāng)?shù)鼗砻嫱瑫r(shí)作用有幾個(gè)力時(shí)，可分別計(jì)算每一個(gè)力在地基中引起的附加應(yīng)力，然后每一個(gè)力在地基中引起的附加應(yīng)力累加求出附加應(yīng)力的總和。 *豎向集中力作用下的地基附加應(yīng)力 ：， K 稱之為集中力作用下的豎向附加應(yīng)力系數(shù)。sz 的分布特征：【】*矩形荷載荷載下的地基附加應(yīng)力：，Kc為均布矩形荷載角點(diǎn)下的豎向附加應(yīng)力系數(shù)，簡稱角點(diǎn)應(yīng)力系數(shù)，可按m及n值由表查得。角點(diǎn)法：利用角點(diǎn)下的應(yīng)力計(jì)算公式和應(yīng)力疊加原理，推求地基中任意點(diǎn)的時(shí)加應(yīng)力的方法稱為角點(diǎn)法。*三角形分布的

25、豎向矩形荷載下的地基附加應(yīng)力： Kt2P0*【線荷載和條形荷載下的地基附加應(yīng)力】:*均布的豎向條形荷載:*三角形分布的豎向條形荷載: sz =Ktzpt Ktz為三角形分布荷載附加向應(yīng)力系數(shù)。5、第六章1、沉降的產(chǎn)生：建筑物通過基礎(chǔ)將荷荷載傳給地基，在地基內(nèi)部將產(chǎn)生應(yīng)力和變形，從而引起建筑物基礎(chǔ)的沉降。 土體受力后引起的變形可分為體積變形和剪切變形。體積變形 主要由正應(yīng)力引起，它只會使土體壓密、體積縮小，但不會導(dǎo)致土體破壞。 剪切變形 主要由剪應(yīng)力引起，當(dāng)剪應(yīng)力超過一定限度時(shí)，土體將產(chǎn)生剪切破壞。此時(shí)的變形將不斷發(fā)展。通常在地基中是不允許發(fā)生大范 圍剪切破壞。2、土的壓縮性 土在壓力作用下，體

26、積縮小的現(xiàn)象稱為土的壓縮性。土體壓縮主要來自孔隙水和土中孔隙氣體的排出。 飽和土：測定土的壓縮性：固結(jié)儀 單向壓縮試驗(yàn)或側(cè)限壓縮試驗(yàn)圖1：壓縮性不同的土，其壓縮曲線的形狀是不一樣的。曲線愈陡，說明隨著壓力的增加，土孔隙比的減小愈顯著，因而土的壓縮性愈高。圖2：1卸荷時(shí)，試樣不是沿初始壓縮曲線，而是沿曲線bc回彈，可見土體的變形是由可恢復(fù)的彈性變形和不可恢復(fù)的塑性變形兩部份組成。 2 回彈曲線和再壓線曲線構(gòu)成一迴滯環(huán)，土體不是完全彈性體的又一表征； 3 回彈和再壓縮曲線比壓縮曲線平緩得多。 4 當(dāng)再加荷時(shí)的壓力超過b點(diǎn)，再壓縮曲線就趨于初始壓縮曲線的延長線。3、土的壓縮性指標(biāo)： （1）壓縮系數(shù)：

27、【完全側(cè)限條件下】 通常采用壓力由p1100kPa增加到p2 200kPa時(shí)所得的壓縮系數(shù)a1-2來評定土的壓縮性： a1-2< 0.1MPa-1時(shí)，低壓縮性土 0.1a1-2<0.5MPa -1時(shí)，中壓縮性土 a1-2 0.5MPa -1時(shí)，高壓縮性土 （2）【壓縮模量】(側(cè)限壓縮模量）：在【完全側(cè)限條件下】的豎向附加壓應(yīng)力與相應(yīng)的應(yīng)變增量之比值（MPa)。 Es的倒數(shù)成為土的體積壓縮系數(shù)mv （3）壓縮指數(shù)：壓縮指數(shù)Cc值越大，土的壓縮性越高。雖然壓縮系數(shù)a 和壓縮指數(shù)Cc 都是反映土的壓縮性的指標(biāo)，但是兩者有所不同。前者隨所取的初始壓力及壓力增量的大小而異，而后者在較高的壓力

28、范圍內(nèi)卻是常量，不隨壓力而變。（4）土的變形模量：土在【自由側(cè)脹條件下】（只此一個(gè)無側(cè)限）豎向壓縮應(yīng)力與豎向應(yīng)變之比；變形模量一般由現(xiàn)場靜載荷試驗(yàn)測得。 與壓縮模量Es的區(qū)別 試驗(yàn)條件不同：土的變形模量E0是土體在無側(cè)限條件下的應(yīng)力與應(yīng)變的比值；而土的壓縮模量Es是土體在完全側(cè)限條件下的應(yīng)力與應(yīng)變的比值。 必須指出，此式只不過是E0與Es之間的理論關(guān)系。實(shí)際上，現(xiàn)場載荷試驗(yàn)測定E0和室內(nèi)壓縮試驗(yàn)測定Es時(shí)，由于試驗(yàn)條件的限制和土的不均勻性等因素，使得上式與實(shí)測值之間的關(guān)系差距較大。根據(jù)統(tǒng)計(jì)資料，E0值可能是Es值的幾倍，一般說來，土愈堅(jiān)硬則倍數(shù)愈大，而軟土的E0值和Es值比較接近。4、地基最終

29、沉降量的計(jì)算 無側(cè)向變形條件下的壓縮量公式： 按土體變形機(jī)理總沉降 S 可以分成三部分：初始沉降Sd，固結(jié)沉降Sc和次固結(jié)沉降Ss S Sd十Sc十Ss 沉降計(jì)算方法 ： 初始沉降：采用彈性理論求解。 固結(jié)沉降：根據(jù)固結(jié)確定試驗(yàn)參數(shù)，采用分層總和法求解。 次固結(jié)沉降：根據(jù)蠕變試驗(yàn)確定參數(shù)，采用分層總和法求解。初始沉降(瞬時(shí)沉降）計(jì)算：（彈性力學(xué)）矩形角點(diǎn)下地面沉降矩形中心點(diǎn)下地面沉降：5、地基的最終沉降量計(jì)算：計(jì)算常用方法有(傳統(tǒng)的)分層總和法和規(guī)范推薦的分層總和法。【分層總和法】：在地基沉降計(jì)算深度范圍內(nèi)將地基土劃分為若干分層來計(jì)算各分層的壓縮量，然后求其總和。每個(gè)分層壓縮量的計(jì)算方法與無側(cè)

30、向變形條件下的壓縮量計(jì)算方法相同。最終沉降量與時(shí)間無關(guān)【單向壓縮分層總和法假設(shè)】： 1.基底附加壓力(p0)認(rèn)為是作用于地表的局部柔性荷載，在非均質(zhì)地基中引起的附加應(yīng)力分布可按均質(zhì)地基計(jì)算； 2.只須計(jì)算豎向附加應(yīng)力sz的作用使土層壓縮變形導(dǎo)致地基沉降，而剪應(yīng)力則可忽略不計(jì)； 3.土層壓縮時(shí)不發(fā)生側(cè)向變形(側(cè)限)。采用側(cè)限條件下得到的壓縮性指標(biāo)來計(jì)算土層壓縮量。 計(jì)算所需的基本資料 （1）基礎(chǔ)情況：基礎(chǔ)的形狀、尺寸及埋深； （2）荷載情況：上部結(jié)構(gòu)的總靜荷載（包括基礎(chǔ)及基礎(chǔ)臺階土重）和相鄰基礎(chǔ)的影響荷載； （3）地基條件：地基土層的剖面，各層土的物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)及壓縮曲線，地下水位等。 分層總

31、和法步驟： (a)計(jì)算原地基中自重應(yīng)力分布 c從地面算起； (b)基底附加壓力p0 p0 = p - gd (c)確定地基中附加應(yīng)力sz分布 z從基底算起； z是由基底附加應(yīng)力 p-d 引起的 (d)確定計(jì)算深度zn 一般土層：z=0.2c； 軟粘土層：z=0.1c； 一般房屋基礎(chǔ)：Zn=b(2.5-0.4lnb)； 基巖或不可壓縮土層。 (e)地基分層Hi 不同土層界面； 地下水位線； 每層厚度不宜超過0.4b或1-2m； sz 變化明顯的土層，適當(dāng)取小。 (f)計(jì)算每層沉降量Si (g) 各層沉降量疊加SSi地基設(shè)計(jì)規(guī)范方法：特點(diǎn)：(1)引入平均附加應(yīng)力系數(shù)的概念(2)引入一個(gè)沉降計(jì)算經(jīng)驗(yàn)系數(shù)s (a) 計(jì)算原地基中自重應(yīng)力分布(b) 基底附加壓力p0(c) 確定地基中附加應(yīng)力sz分布(d) 確定計(jì)算深度zn 有相鄰荷載 無相鄰荷載(e) 地基分層(f) 計(jì)算沉降量6、分層總和法中附加應(yīng)力計(jì)算應(yīng)考慮土體在自重作用下的固結(jié)程度，未完全固結(jié)的土應(yīng)考慮由于固結(jié)引起的沉降量分層總和法在計(jì)算中假定不