注巖土力學(xué)講義土的物理性質(zhì)和工程分類

1、第十八章土力學(xué)與基礎(chǔ)工程復(fù)習(xí)指導(dǎo)一、考試大綱土力學(xué)與基礎(chǔ)工程考試內(nèi)容分屬于注冊(cè)巖土工程師基礎(chǔ)考試的巖石力學(xué)與土力學(xué)和巖體工程與基礎(chǔ)工程兩科當(dāng)中?？荚囶}量雖不多，但大綱涵蓋了本科的幾乎所有內(nèi)容，內(nèi)容多、覆蓋面寬。（一）土力學(xué)部分的考試大綱15.4 土的組成和物理性質(zhì)土的三相組成和三相指標(biāo)土的礦物組成和顆粒級(jí)配土的結(jié)構(gòu)黏性土的界限含水率塑性指數(shù)液性指數(shù)砂土的相對(duì)密實(shí)度土的最佳含水率和最大干密度土的工程分類15.5 土中應(yīng)力分布及計(jì)算土的自重應(yīng)力基礎(chǔ)底面壓力基底附加壓力土中附加應(yīng)力15.6 土的壓縮性與地基沉降壓縮試驗(yàn)壓縮曲線壓縮系數(shù)壓縮指數(shù)回彈指數(shù)壓縮模量載荷試驗(yàn)變形模量高壓固結(jié)試驗(yàn)土的應(yīng)力歷史先

2、期固結(jié)壓力超固結(jié)比正常固結(jié)土超固結(jié)土欠固結(jié)土沉降計(jì)算的彈性理論法分層總和法有效應(yīng)辦原理一維固結(jié)理論固結(jié)系數(shù)固結(jié)度15.7 土的抗剪強(qiáng)度土中一點(diǎn)的應(yīng)力狀態(tài)庫(kù)侖定律土的極限平衡條件內(nèi)摩擦角黏聚力直剪試驗(yàn)及其適用條件三軸試驗(yàn)總應(yīng)力法有效應(yīng)力法15.8 特殊性土軟土黃土膨脹土紅黏土鹽漬土凍土填土可液化土15.9 土壓力靜止土壓力、主動(dòng)土壓力和被動(dòng)土壓力朗金土壓力理論庫(kù)侖土壓力理論15.10 邊坡穩(wěn)定分析土坡滑動(dòng)失穩(wěn)的機(jī)理均質(zhì)土坡的穩(wěn)定分析土坡穩(wěn)定分析的條分法15.11 地基承載力地基破壞的過程地基破壞形式臨塑荷載和臨界荷載地基極限承栽力斯肯普頓公式太沙基公式漢森公式（二）基礎(chǔ)工程部分的考試大綱17.3

3、 淺基礎(chǔ)淺基礎(chǔ)類型剛性基礎(chǔ)獨(dú)立基礎(chǔ)條形基礎(chǔ)筏板基礎(chǔ)箱形基礎(chǔ)基礎(chǔ)埋置深度基礎(chǔ)平面尺寸確定地基承載力確定深寬修正下臥層驗(yàn)算地基沉降驗(yàn)算減少不均勻沉降損害的措施地基、基礎(chǔ)與上部結(jié)構(gòu)共同工作的概念淺基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)17.4 深基礎(chǔ)深基礎(chǔ)類型樁與樁基礎(chǔ)的類型單樁的荷載傳遞特性單樁豎向承載力的確定方法群樁效應(yīng)群樁基礎(chǔ)的承載力群樁的沉降計(jì)算樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)17.5 地基處理地基處理目的地基處理方法分類地基處理方案選擇各種地基處理方法的加固機(jī)理、設(shè)計(jì)計(jì)算、施工方法和質(zhì)量檢驗(yàn)二、復(fù)習(xí)指導(dǎo)應(yīng)根據(jù)注冊(cè)巖土工程師執(zhí)業(yè)資格考試基礎(chǔ)考試大綱的要求，著重對(duì)大綱涉及內(nèi)容的基本概念、基本理論、基本計(jì)算方法、計(jì)算公式和步驟、相關(guān)的試驗(yàn)方

4、法、基本知識(shí)的應(yīng)用等內(nèi)容有系統(tǒng)、有條理地重點(diǎn)掌握。明白其中的道理和關(guān)系，掌握分析問題的方法。在了解基本計(jì)算原理的基礎(chǔ)上，應(yīng)會(huì)使用為減小計(jì)算工作量或簡(jiǎn)化、方便計(jì)算所制的相關(guān)表格。就本章選擇題類型，不允許有很長(zhǎng)的答題時(shí)間，不必過分追求復(fù)雜的原始計(jì)算公式和過于繁雜、難度大的知識(shí)。從多年考試內(nèi)容和本科要求重點(diǎn)分析，應(yīng)要求掌握以下重點(diǎn)內(nèi)容。(一)土的組成和物理性質(zhì)(1)應(yīng)熟練掌握土的三相組成及相關(guān)知識(shí)一一三相比例指標(biāo)及其換算，土的礦物成分、結(jié)構(gòu)以及顆粒級(jí)配對(duì)土的工程性質(zhì)的影響等有關(guān)問題。(2)砂土的密實(shí)度及評(píng)價(jià)方法一一砂土密實(shí)度指標(biāo)為孔隙比、相對(duì)密度和標(biāo)準(zhǔn)貫入錘擊數(shù)。(3)黏性土不同狀態(tài)的分界含水率及狀

5、態(tài)指標(biāo)、可塑性指標(biāo)一一液限、塑限、液性指數(shù)，塑性指數(shù)及用途。(4) 土的壓實(shí)問題一一土的含水量與干重度的關(guān)系、最大干重度與最佳含水量的概念。(5) 土的工程分類方法與分類。(二)土中應(yīng)力分布及計(jì)算(1) 土的自重應(yīng)力計(jì)算一一掌握分層土、有地下水位、有隔水層條件下土的豎向自重應(yīng)力計(jì)算。(2) 土中附加應(yīng)力計(jì)算一一基底總壓力、基底附加壓力計(jì)算、土中附加應(yīng)力分布和計(jì)算(常用基礎(chǔ)底面形狀與荷載分布)，會(huì)查相應(yīng)附加應(yīng)力系數(shù)表格。(三)土的壓縮性與地基沉降(1) 土的壓縮性指標(biāo)一一壓縮系數(shù)、壓縮模量、壓縮指數(shù)、回彈指數(shù)、變形模量以及與其相關(guān)的壓縮試驗(yàn)、壓縮曲線(e-p曲線、e-lgp曲線、再壓縮曲線)、壓

6、縮試驗(yàn)、固結(jié)試驗(yàn)等。(2) 土的應(yīng)力歷史一一超固結(jié)土、欠固結(jié)土、正常固結(jié)土、先期固結(jié)壓力、超固結(jié)比概念，土的不同固結(jié)狀態(tài)對(duì)土的壓縮性影響。(3)最終沉降計(jì)算方法一一彈性理論法、分層總和法。(4)有效應(yīng)力原理一一有效應(yīng)力、孔隙水壓力、總應(yīng)力之間的關(guān)系，有效應(yīng)力與土沉降變形之間的關(guān)系。(5)有的一維固結(jié)理論一一結(jié)合有效應(yīng)力原理，理解飽和土單向排水有效應(yīng)力，孔隙水壓力的變化與時(shí)間、排水路徑、固結(jié)沉降的關(guān)系以及固結(jié)系數(shù)、固結(jié)度的概念與計(jì)算。(四)土的抗剪強(qiáng)度土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)為黏聚力與內(nèi)摩擦角、直剪試驗(yàn)方法與庫(kù)侖定律、土的三軸試驗(yàn)方法與土的極限平衡條件。土中一點(diǎn)應(yīng)力狀態(tài)的表示方法，用總應(yīng)力、有效應(yīng)力法分

7、析土抗剪強(qiáng)度及有效抗剪強(qiáng)度指標(biāo)。(五)特殊性土了解軟土、黃土、膨脹土、紅黏土、鹽漬土、凍土、填土、可液化土的一般不良工程性質(zhì)及處理方法。(六)土壓力靜止土壓力、主動(dòng)土壓力、被動(dòng)土壓力的概念與朗金、庫(kù)侖土壓力理論、適用條件與計(jì)算方法。(七)邊坡穩(wěn)定分析土坡失穩(wěn)的機(jī)理和影響因素，均質(zhì)土坡穩(wěn)定分析原理與條分法。(八)地基承載力地基破壞的過程與模式、地基的臨塑荷載、臨界荷載、極限荷載的概念與計(jì)算，斯肯普敦公式、太沙基公式、漢森公式的適用條件與應(yīng)用。掌握確定地基承載力特征值的方法(載荷試驗(yàn)、公式計(jì)算、工程經(jīng)驗(yàn)等方法)。掌握按規(guī)范修正公式確定修正后的地基承載力特征值的方法。(九)淺基礎(chǔ)(1)常見的淺基礎(chǔ)結(jié)

8、構(gòu)類型一一獨(dú)立基礎(chǔ)、條形基礎(chǔ)、十字交叉基礎(chǔ)、筏板基礎(chǔ)、箱形基礎(chǔ)。這些基礎(chǔ)對(duì)地基的要求，由高到低；基礎(chǔ)剛度、基底面積和所適應(yīng)的荷載由小到大；對(duì)不均勻沉降的適應(yīng)性由弱到強(qiáng)。(2)地基承載力是同時(shí)滿足強(qiáng)度和變形兩個(gè)條件時(shí)，地基單位面積上所能承受的最大荷載，稱為地基承載力。應(yīng)掌握承載力大小的影響因素及確定地基承載力的常用方法。(3)應(yīng)熟練掌握淺基礎(chǔ)設(shè)計(jì)方法、設(shè)計(jì)步驟及其之間的關(guān)系。淺基礎(chǔ)設(shè)計(jì)前期，必須對(duì)場(chǎng)地的地質(zhì)情況進(jìn)行勘察調(diào)查，確定地基承載力及有關(guān)物理、力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)。根據(jù)上部結(jié)構(gòu)資料計(jì)算作用在基礎(chǔ)上的荷載，確定基礎(chǔ)埋深，并按地基承載力確定基礎(chǔ)底面尺寸，然后進(jìn)行必要的驗(yàn)算(包括地基承載力及變形驗(yàn)算)，

9、最后根據(jù)作用在基礎(chǔ)底面上的地基反力和材料強(qiáng)度等級(jí)確定基礎(chǔ)的構(gòu)造尺寸。(4)在軟弱地基上建造建筑物時(shí)，可以在建筑、結(jié)構(gòu)、設(shè)計(jì)和施工中采取相應(yīng)的措施，以減輕不均勻沉降對(duì)建筑物的危害，措施得當(dāng)可以達(dá)到減少甚至不必對(duì)地基進(jìn)行處理的效果。對(duì)這些必要的措施應(yīng)系統(tǒng)地加以了解。掌握軟弱下臥層驗(yàn)算的方法。(5)掌握地基、基礎(chǔ)與上部結(jié)構(gòu)相互作用的基本概念將有助于了解各類基礎(chǔ)的性能，正確選擇地基基礎(chǔ)方案，評(píng)價(jià)常規(guī)理論分析與相互作用之間的可能差異，認(rèn)識(shí)與理解地基特征變形允許值的影響因素和幫助采取防止不均勻沉降損害的措施等。地基、基礎(chǔ)與上部結(jié)構(gòu)共同工作是指地基、基礎(chǔ)和上部結(jié)構(gòu)三者相互聯(lián)系成整體來(lái)承擔(dān)荷載而發(fā)生變形。這三

10、部分都將按各自的剛度對(duì)整體變形產(chǎn)生制約作用，從而使整個(gè)體系的內(nèi)力和變形發(fā)生變化。(十)深基礎(chǔ)(1)常見的深基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)類型有樁基礎(chǔ)、大直徑樁墩基礎(chǔ)、沉井基礎(chǔ)、地下連續(xù)墻、樁箱基礎(chǔ)以及高層建筑深基坑護(hù)坡工程等，特別注意對(duì)應(yīng)用面廣、適用面寬的樁基礎(chǔ)和其他常見類型深基礎(chǔ)特點(diǎn)的了解(2)掌握樁與樁基礎(chǔ)最基本的類型與分類方法，而不同的分類方法反映了不同樁基礎(chǔ)的某些方面的特點(diǎn)。按受力情況，分為端承樁、摩擦樁；按所用材料，分為混凝土樁、鋼筋混凝土樁、鋼樁、木樁；按施工方法，分為預(yù)制樁與灌注樁；按承臺(tái)位置的高低，分為高樁承臺(tái)基礎(chǔ)、低樁承臺(tái)基礎(chǔ)；按樁的使用功能，分為豎向抗壓樁、豎向抗拔樁、水平受荷樁；按成樁方法，分

11、為非擠土樁、部分?jǐn)D土樁、擠土樁；按樁徑大小，分為小樁、中等直徑樁、大直徑樁。應(yīng)了解各類樁基礎(chǔ)的特點(diǎn)、設(shè)計(jì)與施工方法。(3)樁的承載力問題是樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容。目前我國(guó)確定樁的承載力的規(guī)范有建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范(GB50007-2011)本章中簡(jiǎn)稱地基規(guī)范和建筑樁基技術(shù)規(guī)范(JGJ94-2008)。樁的承載力，包括單樁豎向承載力、群樁豎向承載力和樁的水平承載力。對(duì)于不同承載性狀、不同使用功能、不同樁周土與樁端土質(zhì)、不同樁的數(shù)量使樁承載力的設(shè)計(jì)變得較為復(fù)雜。特別是兩個(gè)規(guī)范中樁的承載力有多種計(jì)算方法和公式，給這部分的復(fù)習(xí)帶來(lái)了難度。本教材基于地基規(guī)范進(jìn)行介紹。應(yīng)注意將各種樁的承載力計(jì)算方法和公式加以分析、比較、歸類與總結(jié)，搞清楚每個(gè)公式的適用條件，以達(dá)到靈活掌握與應(yīng)用。對(duì)兩規(guī)范中單樁軸向承載力計(jì)算公式應(yīng)能熟練應(yīng)用。(4)了解群樁效應(yīng)的概念，掌握群樁沉降驗(yàn)算的基本方法(5)樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)包括確定樁的類型、確定樁的規(guī)格、尺寸與單樁豎向承載力，計(jì)算樁的數(shù)量并進(jìn)行樁的平面布置、樁基礎(chǔ)驗(yàn)算、樁承臺(tái)設(shè)計(jì)。