土力學(xué)總復(fù)習(xí)課件

緒論土具有如下特點(diǎn)：1.碎散性2.多相性3.自然變異性地基（Ground）由于建筑物的修建，使一定范圍內(nèi)土層的應(yīng)力狀態(tài)發(fā)生變化，這一范圍內(nèi)的地層稱為地基?；A(chǔ)（Foundation）指與地基接觸的建筑物下部結(jié)構(gòu)。緒論土具有如下特點(diǎn)：1.碎散性地基（Groun1第一章土的物質(zhì)性質(zhì)與工程分類粒組的概念砂粒組、粉粒組、粘粒組的粒徑范圍粒度成分（粒徑級(jí)配）的概念及分析方法特征粒徑（d10有效粒徑de；d30；d60控制粒徑）平均粒徑（mm）d50土的不均勻系數(shù)Cu的定義及用途土的曲率系數(shù)Cc的定義及用途級(jí)配良好的土、級(jí)配不良的土第一章土的物質(zhì)性質(zhì)與工程分類粒組的概念2土中的礦物成分的種類土中的粘土礦物的種類什么是雙電層？結(jié)合水包括強(qiáng)結(jié)合水層(固定層)、弱結(jié)合水層(擴(kuò)散層)什么是土的結(jié)構(gòu)，包括什么？土中的三相三相基本試驗(yàn)指標(biāo)指什么？它們的實(shí)驗(yàn)方法怎樣？土的密度(常見值1.6~2.2g/cm3)容重或重度土粒比重Gs（常見值粘性土一般為2.70~2.75，砂土為2.65左右）

土的含水量w

其它常用指標(biāo)指標(biāo)之間的換算關(guān)系土中的礦物成分的種類3表示土的密度和重度的指標(biāo)及其大小關(guān)系

干密度 飽和密度有效密度表示土中孔隙含量的常用指標(biāo)孔隙比孔隙率表示土中含水程度的指標(biāo)飽和度無粘性土的相對(duì)密實(shí)度界限含水量液性界限(液限

wL)塑性界限(塑限

wp)及測(cè)試方法塑性指數(shù)IP及液性指數(shù)IL的定義、用途、計(jì)算方法表示土的密度和重度的指標(biāo)及其大小關(guān)系4土的分類劃分為粗粒土、細(xì)粒土，粗粒土按粒徑級(jí)配進(jìn)一步細(xì)分；細(xì)粒土用塑性指數(shù)Ip或液限wL加塑性指數(shù)Ip進(jìn)行細(xì)分。

砂類土、粉土、粘性土的劃分方法如何？

土的分類5第二章地基的應(yīng)力和沉降地基中的自重應(yīng)力的計(jì)算基底壓力（接觸應(yīng)力）的定義中心荷載、單向偏心荷載作用下基底壓力的簡化計(jì)算基底附加壓力的定義基底壓力基底附加壓力自重應(yīng)力地基中各點(diǎn)附加壓力沉降第二章地基的應(yīng)力和沉降地基中的自重應(yīng)力的計(jì)算基底壓力基底6地基附加應(yīng)力的概念一、豎向集中荷載作用下地基中的附加應(yīng)力二、矩形、圓形荷載下的地基附加應(yīng)力（一）矩形均布荷載1、角點(diǎn)下的應(yīng)力（積分法）2、任意點(diǎn)的應(yīng)力（二）矩形面積豎直三角形荷載三、線荷載、條形荷載下的附加應(yīng)力（一）線荷載（二）條形均布荷載作用下附加應(yīng)力的分布規(guī)律地基附加應(yīng)力的概念7壓縮性的概念土顆粒是不可壓縮的，水是不可壓縮的，只有孔隙可以壓縮。土的壓縮系數(shù)、壓縮指數(shù)、壓縮模量、變形模量的概念、區(qū)別。前期固結(jié)壓力的概念、確定方法、根據(jù)超固結(jié)比的土的分類沉降量及最終沉降量地基沉降量分為哪三個(gè)部分，如何確定？單向分層總和法與GBJ7—89規(guī)范法的原理。壓縮性的概念8有效應(yīng)力、孔隙水壓力、超靜孔隙水壓力的概念有效應(yīng)力原理要點(diǎn)滲透固結(jié)時(shí)土中一點(diǎn)的孔隙壓力與有效應(yīng)力的關(guān)系？一維滲透固結(jié)理論基本假設(shè)是什么？一維固結(jié)微分方程及邊界條件固結(jié)度的定義、確定方法？有效應(yīng)力、孔隙水壓力、超靜孔隙水壓力的概念9第三章土的抗剪強(qiáng)度第一節(jié)概述一、概念土的抗剪強(qiáng)度指土體抵抗剪切破壞的極限能力。土體具有抵剪應(yīng)力的潛在能力剪阻力.二、土的抗剪強(qiáng)度機(jī)理1、摩擦強(qiáng)度包括滑動(dòng)摩擦和咬合摩擦

滑動(dòng)摩擦由顆粒間接觸面粗糙不平所引起。咬合摩擦是指相鄰顆粒對(duì)于相對(duì)移動(dòng)的約束作用。2、粘聚強(qiáng)度取決于土粒間的各種膠結(jié)作用和靜電引力。第三章土的抗剪強(qiáng)度第一節(jié)概述一、概念10第二節(jié)庫倫公式和莫爾-庫倫強(qiáng)度理論一、Coulomb公式（1773）砂土:τf=σtg（3-1）粘性土:τf=c+σtg（3-2）上兩式也叫庫侖定律

第二節(jié)庫倫公式和莫爾-庫倫強(qiáng)度理論一、Coulomb公式11二、莫爾-庫倫強(qiáng)度理論（1910）這個(gè)函數(shù)在f—坐標(biāo)中是一條曲線，稱為莫爾包線（或稱為抗剪強(qiáng)度包線）二、莫爾-庫倫強(qiáng)度理論（1910）這個(gè)函數(shù)在f—坐標(biāo)中是12極限平衡狀態(tài)？極限平衡條件？極限平衡狀態(tài)？極限平衡條件？13

Ac圖3-4莫爾圓與抗剪強(qiáng)度之間的關(guān)系抗剪強(qiáng)度包線與莫爾應(yīng)力圓之間的關(guān)系有三種：（1）整個(gè)莫爾圓位于抗剪強(qiáng)度包線的下方（2）莫爾圓與抗剪強(qiáng)度包線相切（切點(diǎn)為A）（3）莫爾圓與抗剪強(qiáng)度包線相割A(yù)c圖3-4莫爾圓與抗剪強(qiáng)度之間的關(guān)系抗剪強(qiáng)14根據(jù)Mohr-Coulomb破壞理論，破壞時(shí)的Mohr應(yīng)力圓必定與破壞包線相切。切點(diǎn)所代表的平面滿足τ=τf的條件，該點(diǎn)處于極限平衡狀態(tài)。根據(jù)Mohr-Coulomb破壞理論，破壞時(shí)的Mohr應(yīng)力圓15第三節(jié)土的抗剪強(qiáng)度試驗(yàn)方法一、直剪試驗(yàn)直剪試驗(yàn)根據(jù)排水條件可分為：快剪、固結(jié)快剪和慢剪．二、三軸試驗(yàn)按剪切前的固結(jié)程度和剪切過程中的排水條件1、不固結(jié)不排水試驗(yàn)（UU）2、固結(jié)不排水試驗(yàn)（CU）3、固結(jié)排水試驗(yàn)（CD）第三節(jié)土的抗剪強(qiáng)度試驗(yàn)方法一、直剪試驗(yàn)16三、無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)試驗(yàn)時(shí)的周圍壓力σ3=0，試樣在軸向壓力下產(chǎn)生剪切破壞。破壞時(shí)的軸向壓力稱為無側(cè)限抗壓強(qiáng)度，以qu

表示。三、無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)試驗(yàn)時(shí)的周圍壓力σ3=0，試樣在軸向壓17第四節(jié)孔隙水壓力系數(shù)孔壓系數(shù)B表示單位周圍壓力增量所引起的孔壓增量。對(duì)于飽和土，B=1.0；對(duì)于干土，B=0；對(duì)于部分飽和土B=0~1之間。所以B值可用作反映土體飽和程度的指標(biāo)。第四節(jié)孔隙水壓力系數(shù)孔壓系數(shù)B表示單位周圍壓力增量所引18孔壓系數(shù)A是飽和土體在單位偏差應(yīng)力增量作用下產(chǎn)生的孔隙水壓力增量，可用來反映剪切過程中土體的脹縮特性。對(duì)于一般土體的孔隙水壓力增量可利用疊加原理求得孔壓系數(shù)A是飽和土體在單位偏差應(yīng)力增量作用下19第五節(jié)飽和粘性土的抗剪強(qiáng)度一、不固結(jié)不排水抗剪強(qiáng)度第五節(jié)飽和粘性土的抗剪強(qiáng)度一、不固結(jié)不排水抗剪強(qiáng)度20二、固結(jié)不排水抗剪強(qiáng)度

受應(yīng)力歷史的影響1.周圍固結(jié)壓力3最大固結(jié)壓力正常固結(jié)土二、固結(jié)不排水抗剪強(qiáng)度

受應(yīng)力歷史的影響212.周圍固結(jié)壓力3<最大固結(jié)壓力超固結(jié)土有效應(yīng)力圓直徑與總應(yīng)力直徑相等。2.周圍固結(jié)壓力3<最大固結(jié)壓力超固結(jié)土22三、固結(jié)排水抗剪強(qiáng)度

在整個(gè)試驗(yàn)過程中，孔隙水壓力始終為0，總應(yīng)力等于有效應(yīng)力，所以總應(yīng)力圓就是有效應(yīng)力圓，總應(yīng)力破壞包線就是有效應(yīng)力破壞包線。三、固結(jié)排水抗剪強(qiáng)度

在整個(gè)試驗(yàn)過程中，孔隙水壓力始終為0，23第六節(jié)應(yīng)力路徑土內(nèi)一點(diǎn)的應(yīng)力變化過程可用摩爾應(yīng)力圓上剪應(yīng)力最大點(diǎn)在應(yīng)力坐標(biāo)系中的移動(dòng)軌跡來表示。這個(gè)應(yīng)力點(diǎn)的移動(dòng)軌跡稱為應(yīng)力路徑。第七節(jié)無粘性土的抗剪強(qiáng)度土體在剪切作用下體積要發(fā)生膨脹或收縮的特性稱為剪脹性。第六節(jié)應(yīng)力路徑土內(nèi)一點(diǎn)的應(yīng)力變化過程可用摩爾應(yīng)力圓上剪應(yīng)24第四章土壓力、地基承載力和土坡穩(wěn)定性第一節(jié)概述擋土墻：用來側(cè)向支持土體的結(jié)構(gòu)物，統(tǒng)稱為擋土墻。土壓力：擋土墻后的填土因自重應(yīng)力或外荷載作用對(duì)墻背產(chǎn)生的側(cè)向壓力。設(shè)計(jì)擋土墻首先要確定土壓力的性質(zhì)、大小、方向和作用點(diǎn)。一、擋土墻第四章土壓力、地基承載力和土坡穩(wěn)定性第一節(jié)概述擋土墻25三、土坡如果土坡失穩(wěn)，會(huì)造成滑坡、崩塌等工程事故，因此，對(duì)土坡穩(wěn)定性的驗(yàn)算很重要。土坡：天然土坡

人工土坡（土石壩等）

二、地基承載力地基承載力：地基承受建筑物荷載的能力。在地基計(jì)算中應(yīng)驗(yàn)算地基承載力三、土坡土坡：26第二節(jié)擋土墻上的土壓力一、墻體位移與土壓力類型

墻體位移的方向和位移量決定著所產(chǎn)生的土壓力性質(zhì)和土壓力大小。根據(jù)擋土墻發(fā)生位移的方向，土壓力可以分為：

（一）靜止土壓力

（二）主動(dòng)土壓力Ea<E0<Ep（三）被動(dòng)土壓力

第二節(jié)擋土墻上的土壓力一、墻體位移與土壓力類型27二、靜止土壓力擋土墻在土壓力作用下，墻后土體處于彈性平衡狀態(tài)，不向任何方向發(fā)生位移和轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，作用在墻背上的土壓力稱為靜止土壓力（E0）。

靜止土壓力強(qiáng)度（p0）可按半空間直線變形體在土的自重作用下無側(cè)向變形時(shí)的水平側(cè)向應(yīng)力h來計(jì)算。下圖表示半無限土體中深度為z處土單元的應(yīng)力狀態(tài)：hvhvh=p0zzzH(a)(b)豎向應(yīng)力為自重應(yīng)力：

z=z水平向應(yīng)力為原來土體內(nèi)部應(yīng)力變成土對(duì)墻的應(yīng)力，即為靜止土壓力強(qiáng)度p0：

p0=h=K0z二、靜止土壓力擋土墻在土壓力作用下，墻后土體28K0HzH3E0pf=c+tg(c)(d)h=p0zzH(b)靜止土壓力沿墻高呈三角形分布，作用于墻背面單位長度上的總靜止土壓力（E0）：E0的作用點(diǎn)位于墻底面往上1/3H處，單位[kN/m]。K0HzHE0pf=c+tg(c)(d)h=p29第三節(jié)朗肯土壓力理論朗肯理論的基本假設(shè):(page135)1.墻本身是剛性的，不考慮墻身的變形；2.墻后填土延伸到無限遠(yuǎn)處，填土表面水平（=0）；3.墻背垂直光滑（墻與垂向夾角=0，墻與土的摩擦角=0）。空間體的極限平衡狀態(tài)圖第三節(jié)朗肯土壓力理論朗肯理論的基本假設(shè):(page130一、主動(dòng)土壓力的計(jì)算一、主動(dòng)土壓力的計(jì)算31二、被動(dòng)土壓力的計(jì)算二、被動(dòng)土壓力的計(jì)算32（二）填土表面有均布荷載（三）成層填土（四）墻后填土有地下水三、幾種情況下的土壓力的計(jì)算（二）填土表面有均布荷載（三）成層填土（四）墻后填土有地33第四節(jié)庫倫土壓力理論基本假設(shè)：

a.墻后的填土是理想散粒體（c=0）

b.滑動(dòng)破壞面是一平面。一、主動(dòng)土壓力第四節(jié)庫倫土壓力理論基本假設(shè)：

a.墻后的填土是理想散粒體34二、被動(dòng)土壓力（略）二、被動(dòng)土壓力（略）35第五節(jié)擋土墻設(shè)計(jì)一、擋土墻的類型（一）重力式擋土墻（二）懸臂式擋土墻（三）扶臂式擋土墻第五節(jié)擋土墻設(shè)計(jì)一、擋土墻的類型36二、擋土墻的計(jì)算（1）穩(wěn)定性驗(yàn)算，包括抗傾覆和抗滑移穩(wěn)定驗(yàn)算；（2）地基的承載力驗(yàn)算；（3）墻身強(qiáng)度的驗(yàn)算。（一）傾覆穩(wěn)定性驗(yàn)算二、擋土墻的計(jì)算37（二）滑動(dòng)穩(wěn)定性驗(yàn)算（二）滑動(dòng)穩(wěn)定性驗(yàn)算38第六節(jié)地基破壞形式和地基承載力一、地基破壞的形式三種形式：（1）整體剪切破壞（generalshearfailure）（2）局部剪切破壞（localshearfailure）（3）沖剪破壞（punchingshearfailure）地基的破壞形式主要取決于地基土的特性和基礎(chǔ)的埋深第六節(jié)地基破壞形式和地基承載力一、地基破壞的形式三種形式39二、地基承載力三個(gè)階段之間存在著兩個(gè)界限荷載臨塑荷載pcr：（地基中開始出現(xiàn)塑性破壞區(qū)時(shí)的荷載）對(duì)應(yīng)于p-s曲線上的a點(diǎn)極限荷載pu

：

（極限承載力）對(duì)應(yīng)于p-s曲線上的b點(diǎn)容許承載力pa：地基穩(wěn)定有足夠的安全度，并且變形控制在建筑物的容許范圍內(nèi)時(shí)的承載力。二、地基承載力三個(gè)階段之間存在著兩個(gè)界限荷載40第七節(jié)淺基礎(chǔ)的地基臨塑荷載第七節(jié)淺基礎(chǔ)的地基臨塑荷載41第八節(jié)淺基礎(chǔ)的地基極限承載力一、L.Prandtl課題（1920）基本假定：（1）基礎(chǔ)底面光滑（2）地基土無重量γ=0（3）無限長的荷載q側(cè)=01.當(dāng)荷載達(dá)到極限荷載pu時(shí)，地基內(nèi)出現(xiàn)連續(xù)的滑裂面?；淹馏w可分為五個(gè)區(qū)：

I.朗肯主動(dòng)區(qū)II.過渡區(qū)III.朗肯被動(dòng)區(qū)第八節(jié)淺基礎(chǔ)的地基極限承載力一、L.Prandtl課422.按上述假定Plantl求得地基中只考慮粘聚力c的極限承載力表達(dá)式

3.考慮基礎(chǔ)埋深d，將基底水平面以上的土重用均布荷載q=0d代替，Reissner（1924）得出極限承載力還得加上qNq，即：2.按上述假定Plantl求得地基中只考慮粘聚力c的極限承載43二、Terzaghi（太沙基）課題二、Terzaghi（太沙基）課題44三、魏錫克極限承載力公式在普朗德爾理論的基礎(chǔ)上，考慮了土自重，得到條形基礎(chǔ)在中心荷載作用下的極限承載力的基本公式式中Nq、Nc、Nγ稱為承載力系數(shù)，它們都是的函數(shù)，可以查表4-4求得。三、魏錫克極限承載力公式在普朗德爾理論的基礎(chǔ)上45第九節(jié)土坡和地基的穩(wěn)定性分析一、土坡穩(wěn)定性分析土坡的滑動(dòng)：土坡在一定范圍內(nèi)整體地沿某一滑動(dòng)面向下和向外移動(dòng)而喪失其穩(wěn)定性的現(xiàn)象。分類：（1）粗粒土滑坡（滑動(dòng)面多為淺層平面形）（2）粘性土滑坡（滑動(dòng)面多為深層圓弧形）產(chǎn)生原因：（1）土坡作用力發(fā)生變化（剪應(yīng)力增加）（2）土中抗剪強(qiáng)度降低（3）靜水壓力的作用（4）動(dòng)水壓力的作用第九節(jié)土坡和地基的穩(wěn)定性分析一、土坡穩(wěn)定性分析土坡的滑461.均質(zhì)干坡和水下坡（沒有滲流作用）

只要坡面處的土顆粒在重力作用下保持穩(wěn)定，那么整個(gè)土坡都處于穩(wěn)定狀態(tài)。

砂堆TWN（一）無粘性土坡的穩(wěn)定分析1.均質(zhì)干坡和水下坡（沒有滲流作用）

只要坡面處的土顆粒在重472.有滲透水流的均質(zhì)土坡（不考）有滲透水流逸出的土坡WJNT2.有滲透水流的均質(zhì)土坡（不考）有滲透水流逸出的土坡WJ48（二）粘性土坡的穩(wěn)定分析瑞典條分法、畢肖普法（Bishop法）、普遍條分法（Janbu法）有效應(yīng)力法等。

（二）粘性土坡的穩(wěn)定分析瑞典條分法、畢肖普法（Bishop49條分法是將滑動(dòng)土體豎直分成若干土條，把土條當(dāng)成剛體，分別求作用于各土條上的力對(duì)圓心的滑動(dòng)力矩和抗滑力矩，然后求土坡的穩(wěn)定安全系數(shù)K.

土條i所受的力包括,土條自重Wｉ，土條上的荷載Qi，條塊側(cè)面法向力E1i、E2i，和切向力F1i、F2i，土條底部的法向力Nｉ、切向力Tｉ。Bishop假定E1i、E2i和F1i、F2i的合力為0，合力矩也為0。土條i所受的力包括,土條自重Wｉ，土條上的荷載50土力學(xué)總復(fù)習(xí)課件51（三）最危險(xiǎn)滑裂面的確定方法（不考）B1OARH21.均勻粘性土坡

=0時(shí)：（三）最危險(xiǎn)滑裂面的確定方法（不考）B1OARH21.522.均勻粘性土坡>0時(shí)：C1C2C3BA4.5HHHFS1O1E1F2DO2O3O4FS4GO1'O3'O2'O4'2.均勻粘性土坡>0時(shí)：C1C2C3BA4.5HHH53緒論土具有如下特點(diǎn)：1.碎散性2.多相性3.自然變異性地基（Ground）由于建筑物的修建，使一定范圍內(nèi)土層的應(yīng)力狀態(tài)發(fā)生變化，這一范圍內(nèi)的地層稱為地基。基礎(chǔ)（Foundation）指與地基接觸的建筑物下部結(jié)構(gòu)。緒論土具有如下特點(diǎn)：1.碎散性地基（Groun54第一章土的物質(zhì)性質(zhì)與工程分類粒組的概念砂粒組、粉粒組、粘粒組的粒徑范圍粒度成分（粒徑級(jí)配）的概念及分析方法特征粒徑（d10有效粒徑de；d30；d60控制粒徑）平均粒徑（mm）d50土的不均勻系數(shù)Cu的定義及用途土的曲率系數(shù)Cc的定義及用途級(jí)配良好的土、級(jí)配不良的土第一章土的物質(zhì)性質(zhì)與工程分類粒組的概念55土中的礦物成分的種類土中的粘土礦物的種類什么是雙電層？結(jié)合水包括強(qiáng)結(jié)合水層(固定層)、弱結(jié)合水層(擴(kuò)散層)什么是土的結(jié)構(gòu)，包括什么？土中的三相三相基本試驗(yàn)指標(biāo)指什么？它們的實(shí)驗(yàn)方法怎樣？土的密度(常見值1.6~2.2g/cm3)容重或重度土粒比重Gs（常見值粘性土一般為2.70~2.75，砂土為2.65左右）

土的含水量w

其它常用指標(biāo)指標(biāo)之間的換算關(guān)系土中的礦物成分的種類56表示土的密度和重度的指標(biāo)及其大小關(guān)系

干密度 飽和密度有效密度表示土中孔隙含量的常用指標(biāo)孔隙比孔隙率表示土中含水程度的指標(biāo)飽和度無粘性土的相對(duì)密實(shí)度界限含水量液性界限(液限

wL)塑性界限(塑限

wp)及測(cè)試方法塑性指數(shù)IP及液性指數(shù)IL的定義、用途、計(jì)算方法表示土的密度和重度的指標(biāo)及其大小關(guān)系57土的分類劃分為粗粒土、細(xì)粒土，粗粒土按粒徑級(jí)配進(jìn)一步細(xì)分；細(xì)粒土用塑性指數(shù)Ip或液限wL加塑性指數(shù)Ip進(jìn)行細(xì)分。

砂類土、粉土、粘性土的劃分方法如何？

土的分類58第二章地基的應(yīng)力和沉降地基中的自重應(yīng)力的計(jì)算基底壓力（接觸應(yīng)力）的定義中心荷載、單向偏心荷載作用下基底壓力的簡化計(jì)算基底附加壓力的定義基底壓力基底附加壓力自重應(yīng)力地基中各點(diǎn)附加壓力沉降第二章地基的應(yīng)力和沉降地基中的自重應(yīng)力的計(jì)算基底壓力基底59地基附加應(yīng)力的概念一、豎向集中荷載作用下地基中的附加應(yīng)力二、矩形、圓形荷載下的地基附加應(yīng)力（一）矩形均布荷載1、角點(diǎn)下的應(yīng)力（積分法）2、任意點(diǎn)的應(yīng)力（二）矩形面積豎直三角形荷載三、線荷載、條形荷載下的附加應(yīng)力（一）線荷載（二）條形均布荷載作用下附加應(yīng)力的分布規(guī)律地基附加應(yīng)力的概念60壓縮性的概念土顆粒是不可壓縮的，水是不可壓縮的，只有孔隙可以壓縮。土的壓縮系數(shù)、壓縮指數(shù)、壓縮模量、變形模量的概念、區(qū)別。前期固結(jié)壓力的概念、確定方法、根據(jù)超固結(jié)比的土的分類沉降量及最終沉降量地基沉降量分為哪三個(gè)部分，如何確定？單向分層總和法與GBJ7—89規(guī)范法的原理。壓縮性的概念61有效應(yīng)力、孔隙水壓力、超靜孔隙水壓力的概念有效應(yīng)力原理要點(diǎn)滲透固結(jié)時(shí)土中一點(diǎn)的孔隙壓力與有效應(yīng)力的關(guān)系？一維滲透固結(jié)理論基本假設(shè)是什么？一維固結(jié)微分方程及邊界條件固結(jié)度的定義、確定方法？有效應(yīng)力、孔隙水壓力、超靜孔隙水壓力的概念62第三章土的抗剪強(qiáng)度第一節(jié)概述一、概念土的抗剪強(qiáng)度指土體抵抗剪切破壞的極限能力。土體具有抵剪應(yīng)力的潛在能力剪阻力.二、土的抗剪強(qiáng)度機(jī)理1、摩擦強(qiáng)度包括滑動(dòng)摩擦和咬合摩擦

滑動(dòng)摩擦由顆粒間接觸面粗糙不平所引起。咬合摩擦是指相鄰顆粒對(duì)于相對(duì)移動(dòng)的約束作用。2、粘聚強(qiáng)度取決于土粒間的各種膠結(jié)作用和靜電引力。第三章土的抗剪強(qiáng)度第一節(jié)概述一、概念63第二節(jié)庫倫公式和莫爾-庫倫強(qiáng)度理論一、Coulomb公式（1773）砂土:τf=σtg（3-1）粘性土:τf=c+σtg（3-2）上兩式也叫庫侖定律

第二節(jié)庫倫公式和莫爾-庫倫強(qiáng)度理論一、Coulomb公式64二、莫爾-庫倫強(qiáng)度理論（1910）這個(gè)函數(shù)在f—坐標(biāo)中是一條曲線，稱為莫爾包線（或稱為抗剪強(qiáng)度包線）二、莫爾-庫倫強(qiáng)度理論（1910）這個(gè)函數(shù)在f—坐標(biāo)中是65極限平衡狀態(tài)？極限平衡條件？極限平衡狀態(tài)？極限平衡條件？66

Ac圖3-4莫爾圓與抗剪強(qiáng)度之間的關(guān)系抗剪強(qiáng)度包線與莫爾應(yīng)力圓之間的關(guān)系有三種：（1）整個(gè)莫爾圓位于抗剪強(qiáng)度包線的下方（2）莫爾圓與抗剪強(qiáng)度包線相切（切點(diǎn)為A）（3）莫爾圓與抗剪強(qiáng)度包線相割A(yù)c圖3-4莫爾圓與抗剪強(qiáng)度之間的關(guān)系抗剪強(qiáng)67根據(jù)Mohr-Coulomb破壞理論，破壞時(shí)的Mohr應(yīng)力圓必定與破壞包線相切。切點(diǎn)所代表的平面滿足τ=τf的條件，該點(diǎn)處于極限平衡狀態(tài)。根據(jù)Mohr-Coulomb破壞理論，破壞時(shí)的Mohr應(yīng)力圓68第三節(jié)土的抗剪強(qiáng)度試驗(yàn)方法一、直剪試驗(yàn)直剪試驗(yàn)根據(jù)排水條件可分為：快剪、固結(jié)快剪和慢剪．二、三軸試驗(yàn)按剪切前的固結(jié)程度和剪切過程中的排水條件1、不固結(jié)不排水試驗(yàn)（UU）2、固結(jié)不排水試驗(yàn)（CU）3、固結(jié)排水試驗(yàn)（CD）第三節(jié)土的抗剪強(qiáng)度試驗(yàn)方法一、直剪試驗(yàn)69三、無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)試驗(yàn)時(shí)的周圍壓力σ3=0，試樣在軸向壓力下產(chǎn)生剪切破壞。破壞時(shí)的軸向壓力稱為無側(cè)限抗壓強(qiáng)度，以qu

表示。三、無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)試驗(yàn)時(shí)的周圍壓力σ3=0，試樣在軸向壓70第四節(jié)孔隙水壓力系數(shù)孔壓系數(shù)B表示單位周圍壓力增量所引起的孔壓增量。對(duì)于飽和土，B=1.0；對(duì)于干土，B=0；對(duì)于部分飽和土B=0~1之間。所以B值可用作反映土體飽和程度的指標(biāo)。第四節(jié)孔隙水壓力系數(shù)孔壓系數(shù)B表示單位周圍壓力增量所引71孔壓系數(shù)A是飽和土體在單位偏差應(yīng)力增量作用下產(chǎn)生的孔隙水壓力增量，可用來反映剪切過程中土體的脹縮特性。對(duì)于一般土體的孔隙水壓力增量可利用疊加原理求得孔壓系數(shù)A是飽和土體在單位偏差應(yīng)力增量作用下72第五節(jié)飽和粘性土的抗剪強(qiáng)度一、不固結(jié)不排水抗剪強(qiáng)度第五節(jié)飽和粘性土的抗剪強(qiáng)度一、不固結(jié)不排水抗剪強(qiáng)度73二、固結(jié)不排水抗剪強(qiáng)度

受應(yīng)力歷史的影響1.周圍固結(jié)壓力3最大固結(jié)壓力正常固結(jié)土二、固結(jié)不排水抗剪強(qiáng)度

受應(yīng)力歷史的影響742.周圍固結(jié)壓力3<最大固結(jié)壓力超固結(jié)土有效應(yīng)力圓直徑與總應(yīng)力直徑相等。2.周圍固結(jié)壓力3<最大固結(jié)壓力超固結(jié)土75三、固結(jié)排水抗剪強(qiáng)度

在整個(gè)試驗(yàn)過程中，孔隙水壓力始終為0，總應(yīng)力等于有效應(yīng)力，所以總應(yīng)力圓就是有效應(yīng)力圓，總應(yīng)力破壞包線就是有效應(yīng)力破壞包線。三、固結(jié)排水抗剪強(qiáng)度

在整個(gè)試驗(yàn)過程中，孔隙水壓力始終為0，76第六節(jié)應(yīng)力路徑土內(nèi)一點(diǎn)的應(yīng)力變化過程可用摩爾應(yīng)力圓上剪應(yīng)力最大點(diǎn)在應(yīng)力坐標(biāo)系中的移動(dòng)軌跡來表示。這個(gè)應(yīng)力點(diǎn)的移動(dòng)軌跡稱為應(yīng)力路徑。第七節(jié)無粘性土的抗剪強(qiáng)度土體在剪切作用下體積要發(fā)生膨脹或收縮的特性稱為剪脹性。第六節(jié)應(yīng)力路徑土內(nèi)一點(diǎn)的應(yīng)力變化過程可用摩爾應(yīng)力圓上剪應(yīng)77第四章土壓力、地基承載力和土坡穩(wěn)定性第一節(jié)概述擋土墻：用來側(cè)向支持土體的結(jié)構(gòu)物，統(tǒng)稱為擋土墻。土壓力：擋土墻后的填土因自重應(yīng)力或外荷載作用對(duì)墻背產(chǎn)生的側(cè)向壓力。設(shè)計(jì)擋土墻首先要確定土壓力的性質(zhì)、大小、方向和作用點(diǎn)。一、擋土墻第四章土壓力、地基承載力和土坡穩(wěn)定性第一節(jié)概述擋土墻78三、土坡如果土坡失穩(wěn)，會(huì)造成滑坡、崩塌等工程事故，因此，對(duì)土坡穩(wěn)定性的驗(yàn)算很重要。土坡：天然土坡

人工土坡（土石壩等）

二、地基承載力地基承載力：地基承受建筑物荷載的能力。在地基計(jì)算中應(yīng)驗(yàn)算地基承載力三、土坡土坡：79第二節(jié)擋土墻上的土壓力一、墻體位移與土壓力類型

墻體位移的方向和位移量決定著所產(chǎn)生的土壓力性質(zhì)和土壓力大小。根據(jù)擋土墻發(fā)生位移的方向，土壓力可以分為：

（一）靜止土壓力

（二）主動(dòng)土壓力Ea<E0<Ep（三）被動(dòng)土壓力

第二節(jié)擋土墻上的土壓力一、墻體位移與土壓力類型80二、靜止土壓力擋土墻在土壓力作用下，墻后土體處于彈性平衡狀態(tài)，不向任何方向發(fā)生位移和轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，作用在墻背上的土壓力稱為靜止土壓力（E0）。

靜止土壓力強(qiáng)度（p0）可按半空間直線變形體在土的自重作用下無側(cè)向變形時(shí)的水平側(cè)向應(yīng)力h來計(jì)算。下圖表示半無限土體中深度為z處土單元的應(yīng)力狀態(tài)：hvhvh=p0zzzH(a)(b)豎向應(yīng)力為自重應(yīng)力：

z=z水平向應(yīng)力為原來土體內(nèi)部應(yīng)力變成土對(duì)墻的應(yīng)力，即為靜止土壓力強(qiáng)度p0：

p0=h=K0z二、靜止土壓力擋土墻在土壓力作用下，墻后土體81K0HzH3E0pf=c+tg(c)(d)h=p0zzH(b)靜止土壓力沿墻高呈三角形分布，作用于墻背面單位長度上的總靜止土壓力（E0）：E0的作用點(diǎn)位于墻底面往上1/3H處，單位[kN/m]。K0HzHE0pf=c+tg(c)(d)h=p82第三節(jié)朗肯土壓力理論朗肯理論的基本假設(shè):(page135)1.墻本身是剛性的，不考慮墻身的變形；2.墻后填土延伸到無限遠(yuǎn)處，填土表面水平（=0）；3.墻背垂直光滑（墻與垂向夾角=0，墻與土的摩擦角=0）?？臻g體的極限平衡狀態(tài)圖第三節(jié)朗肯土壓力理論朗肯理論的基本假設(shè):(page183一、主動(dòng)土壓力的計(jì)算一、主動(dòng)土壓力的計(jì)算84二、被動(dòng)土壓力的計(jì)算二、被動(dòng)土壓力的計(jì)算85（二）填土表面有均布荷載（三）成層填土（四）墻后填土有地下水三、幾種情況下的土壓力的計(jì)算（二）填土表面有均布荷載（三）成層填土（四）墻后填土有地86第四節(jié)庫倫土壓力理論基本假設(shè)：

a.墻后的填土是理想散粒體（c=0）

b.滑動(dòng)破壞面是一平面。一、主動(dòng)土壓力第四節(jié)庫倫土壓力理論基本假設(shè)：

a.墻后的填土是理想散粒體87二、被動(dòng)土壓力（略）二、被動(dòng)土壓力（略）88第五節(jié)擋土墻設(shè)計(jì)一、擋土墻的類型（一）重力式擋土墻（二）懸臂式擋土墻（三）扶臂式擋土墻第五節(jié)擋土墻設(shè)計(jì)一、擋土墻的類型89二、擋土墻的計(jì)算（1）穩(wěn)定性驗(yàn)算，包括抗傾覆和抗滑移穩(wěn)定驗(yàn)算；（2）地基的承載力驗(yàn)算；（3）墻身強(qiáng)度的驗(yàn)算。（一）傾覆穩(wěn)定性驗(yàn)算二、擋土墻的計(jì)算90（二）滑動(dòng)穩(wěn)定性驗(yàn)算（二）滑動(dòng)穩(wěn)定性驗(yàn)算91第六節(jié)地基破壞形式和地基承載力一、地基破壞的形式三種形式：（1）整體剪切破壞（generalshearfailure）（2）局部剪切破壞（localshearfailure）（3）沖剪破壞（punchingshearfailure）地基的破壞形式主要取決于地基土的特性和基礎(chǔ)的埋深第六節(jié)地基破壞形式和地基承載力一、地基破壞的形式三種形式92二、地基承載力三個(gè)階段之間存在著兩個(gè)界限荷載臨塑荷載pcr：（地基中開始出現(xiàn)塑性破壞區(qū)時(shí)的荷載）對(duì)應(yīng)于p-s曲線上的a點(diǎn)極限荷載pu

：

（極限承載力）對(duì)應(yīng)于p-s曲線上的b點(diǎn)容許承載力pa：地基穩(wěn)定有足夠的安全度，并且變形控制在建筑物的容許范圍內(nèi)時(shí)的承載力。二、地基承載力三個(gè)階段之間存在著兩個(gè)界限荷載93第七節(jié)淺基礎(chǔ)的地基臨塑荷載第七節(jié)淺基礎(chǔ)的地基臨塑荷載94第八節(jié)淺基礎(chǔ)的地基極限承載力一、L.Prandtl課題（1920）基本假定：（1）基礎(chǔ)底面光滑（2）地基土無重量γ=0（3）無限長的荷載q側(cè)=01.當(dāng)荷載達(dá)到極限荷載pu時(shí)，地基內(nèi)出現(xiàn)連續(xù)的滑裂面?；淹馏w可分為五個(gè)區(qū)：

I.朗肯主動(dòng)區(qū)II.過渡區(qū)III.朗肯被動(dòng)區(qū)第八節(jié)淺基礎(chǔ)的地基極限承載力一、L.Prandtl課952.按上述假定Plantl求得地基中只考慮粘聚力c的極限承載力表達(dá)式

3.考慮基礎(chǔ)埋深