土力學與基礎工程教案

PAGEPAGE135土力學與基礎工程緒論一、土力學與基礎工程的研究對象土是在第四紀地質歷史時期地殼表層母巖經受強烈風化作用后所形成的大小不等的顆粒狀堆積物，是覆蓋于地殼最表面的一種松散的或松軟的物質。土是由固體顆粒、液體水和氣體組成的一種三相體。土在地球表面分布極廣，它與工程建設關系密切。在工程建設中土被廣泛用作各種建筑物的地基或材料，或構成建筑物周圍的環(huán)境或護層。在土層上修建工業(yè)廠房、民用住宅、涵管、橋梁、碼頭等時，土是作為承受上述結構物荷載的地基；修筑土質堤壩、路基等時，土由被用作建筑材料，在我國的邊遠和不發(fā)達地區(qū)，目前仍有大量的土木結構類型的農舍存在；土作為建筑環(huán)境和護層的情況，在工程地質學中已有論述，此處不再贅述?？偠灾?，土的性質對于工程建設的質量、性狀等，具有直接而有重大的影響。受建筑物影響的那部分（承受建筑物荷載的地層）地層稱為地基。地基又分為：天然地基、人工地基兩類。土的性質極其復雜。當?shù)貙訔l件較好、地基土的力學性能較好、能滿足地基基礎設計對地基的要求時，建筑物的基礎被直接設置在天然地層上，這樣的地基被稱為天然地基；而當?shù)貙訔l件較差，地基土強度指標較低，無法滿足地基基礎設計對地基的承載力和變形要求時，常需要對基礎底面以下一定深度范圍內的地基土體進行加固或處理，這種部分經過人工改造的地基被稱為人工地基。與地基接觸并傳遞荷載給地基的結構物稱為基礎?；A的結構形式很多，具體設計時應該選擇既能適應上部結構、符合建筑物使用要求，又能滿足地基強度和變形要求，經濟合理、技術可行的基礎結構方案?；A底面到地面的距離稱為基礎埋深。依據(jù)埋深不同，基礎分為淺基礎和深基礎兩大類。通常把埋置深度不大（一般不超過5.0m）只需經過挖槽、排水等普通施工工序就可以建造起來的基礎稱為淺基礎；而把埋置深度較大（一般不小于5.0）并需要借助于一些特殊的施工方法來完成的各種類型基礎稱之為深基礎。地基和基礎是建筑物的根基，又屬于隱蔽工程，它的勘察、設計和施工質量直接關系著建筑物的安危。工程實踐表明，建筑物的事故很多都與地基基礎問題有關，而且一旦發(fā)生地基基礎事故，往往后果嚴重，補救十分困難，有些即使可以補救，其加固修復工程所需的費用也十分可觀。二、國內外土木工程事故舉例綜合分析可以得到，與地基基礎有關的土木工程事故可主要概括為以下類型：地基產生整體剪切破壞、地基發(fā)生不均勻沉降、地基產生過量沉降以及地基土液化失效。均勻沉降、地基產生過量沉降以及地基土液化失效，現(xiàn)分別舉例如下：地基產生整體剪切破壞①巴西某十一層大廈。1955年始建的巴西某十一層大廈長25m，寬12m，支承在99根21m長的鋼筋混凝土樁上。1958年大廈建成后，發(fā)現(xiàn)其背后明顯下沉。1月30日，該建筑物的沉降速度高達每小時4mm，晚8時許，大廈在20s內倒塌。后查明該大廈下有25m厚的沼澤土，圖0-2加拿大特朗斯康谷倉的地基事故而其下的樁長僅有21m，為深入其下的堅固土層，倒塌是由于地基產生整體剪切破壞所致。②加拿大特朗斯康谷倉。圖0-2是建于1914年的加拿大特朗斯康谷倉地基破壞情況。該谷倉由65個圓柱形筒倉構成，高31m，寬23.5m，其下為鋼筋混凝土筏板基礎，由于事前不了解基礎下埋藏有厚達16m的軟粘土層，谷倉建成后初次貯存谷物達27000t后，發(fā)現(xiàn)谷倉明顯下沉，結果谷倉西側突然陷入土中7.3m，東側上抬1.5m，倉身傾斜近27o。后查明谷倉基礎底面單位面積壓力超過300kPa，而地基中的軟粘土層極限承載力才約250kPa，因此造成地基產生整體破壞并引發(fā)谷倉嚴重傾斜。該谷倉由于整體剛度極大，因此雖傾斜極為嚴重，但谷倉本身卻完好無損。后于土倉基礎之下做了七十多個支承于下部基巖上的混凝土墩，使用了388個50t千斤頂以及支撐系統(tǒng)才把倉體逐漸扶正，單其位置比原來降低了近4.0m。這是地基產生剪切破壞，建筑物喪失其穩(wěn)定性的典型事故實例。地基產生不均勻沉降①意大利比薩斜塔（圖0-3）。比薩斜塔建造，經歷了三個時期：第一期，自1173年9月8日動工，至1178年，建至第4層，高度約29m時，因塔傾斜而停工。第二期，鐘塔施工中斷94年后，于1272年復工，至1278年，建完第7層，高48m，再次停工。第三期，經第二次施工中斷82年后，于1360年再復工，至1370年竣工，全塔共八層，高度為55m。目前塔北側沉降一米多，南側沉降近三米，塔頂偏離中心線約5.54m（傾斜約5.8o）。為使斜塔安全留存，后在國際范圍內進行了招標，對斜塔進行了加固處理。②我國名勝蘇州虎丘塔。蘇州虎丘塔建于959～961年期間，為七級八角形磚塔，塔底直徑13.66m，高47.5m，重63000kN塔建成后由于歷經戰(zhàn)火滄桑、風雨侵蝕，使塔體嚴重損壞，為了使該名勝古跡安全留存，我國于1956～1957年期間對其進行了上部結構修繕，但修繕的結果使塔體重量增加了約2000kN，同時加速了塔體的不均勻沉降，塔頂偏離中心線的距離由1957年的1.7m發(fā)展到1978年的2.31m，并導致地層砌體產生局部破壞。后于1983年對該塔進行了基礎托換，使其不均勻沉降得以控制。因地基-意大利比薩斜塔（圖0-3）產生不均勻沉降而導致基礎斷裂、上部結構破壞的事例不勝枚舉。地基產生過量沉降①廣深鐵路k2+150段線路。我國廣深鐵路k2+150段線路位于廣州市，該路段地處山澗流水地帶，淤泥覆蓋層較厚，通車后路基不斷下沉，1975年后，嚴重地段每旬下沉量高達12～16mm，其它地段每旬下沉量8～12mm不等，路基的下沉不僅增加了該段鐵路的維修保養(yǎng)作業(yè)量，更嚴重威脅著鐵路列車的安全營運。該路段后采用高壓噴射注漿法進行了路基土加固處理。②西安某住宅樓。西安某住宅樓位于西安市霸橋區(qū)，場地為Ⅱ級自重濕陷性黃土場地，建筑物長18.5m，寬14.5m，為六層點式磚混結構，基礎采用肋梁式鋼筋混凝土基礎，建筑物修建以前對地基未做任何處理，由于地下管溝積水，致使地基產生濕陷沉降，在沉降發(fā)生最為嚴重的5天時間里，該建筑物的累計沉降量超過了300mm。后雖經對基礎進行托換處理止住了建筑物的繼續(xù)沉降，但過量沉降嚴重影響了該建筑物的使用功能，在門廳處不僅形成了倒灌水現(xiàn)象，而且門洞高度嚴重不足，人員出入極不方便。地基液化失效①日本新瀉地震。日本新瀉市于1964年6月16日發(fā)生了7.5級大地震，當?shù)卮竺娣e的砂土地基由于在地震過程中產生振動液化現(xiàn)象而失去了承載能力，毀壞房屋近2890幢。②唐山地震。1976年7月28日發(fā)生在我國唐山市的大地震是人類歷史上造成損失最嚴重的地震之一，震級7.8級，大量建筑物在地震中倒塌損毀，地基土的液化失效是其中的主要原因之一，唐山礦冶學院圖書館書庫因地基液化失效致使其第一層全部陷入地面以下。三、土力學與基礎工程課程學習的內容土力學與基礎工程分為兩部分內容：（1）是關于地基基礎設計與施工的知識，即基礎工程學的內容；（2）是有關土的物理力學性質以及土的強度理論、滲透理論和變形理論的知識，即解決土力學各種課題的基本理論和試驗研究方法。土是由不同成因的巖石在風化作用（物理風化、化學風化和生物風化）后經重力、流放水、冰川和風器力等營力搬運適、沉積而成的議自然歷史產物塊。處建筑物的地基顧基礎和上部結趣構雖然各自功嗓能不同、研究把方法相異，但爭是無論從力學粥分析入手還是帳從經濟觀點出過發(fā)，這三部分寒卻是彼此聯(lián)系債、相互制約的截有機統(tǒng)一體。摔目前，要把這文三部分完全統(tǒng)她一起來進行設俘計計算還十分燥困難，但從地領基領—蕉基洋礎選—伯上部結構共同墻工作的概念出醬發(fā)，盡量全面刻考慮諸方面的蕩因素，運用力種學和結構設計壤方法進行基礎擦工程計算將是宇土力學的主要蔥研究內容之一棋。業(yè)土的工程性質鏡指標包括物理昨性質指標和力解學性質指標兩認類。價物理性質指奇標額—業(yè)—詳用于定量描述蛙土的組成、土嚷的干濕、疏密私與軟硬程度的彼指標；鑒力學性質指鈔標蜻—宏—氧用于定量描述求土的變形規(guī)律朋、強度規(guī)律和叛滲透規(guī)律的指映標嗚土力學的內容心包括土中的地思下水的流網分飼析、土中應力祥計算、沉降計膛算、固結理論之、地基承載力多計算、土壓力況計算和土坡穩(wěn)烘定分析等。淹土力學學科研攜究和解決工程到中兩大類問題仰：消南昌市市區(qū)地甘層情況大致為蟻：南昌市贛江艦及其以東地區(qū)徑，地殼表層覆例蓋著第四系沖碰積地層，一般轟厚度鉤為抵1脊2迎～襯25推m飄，贛江沿岸和張撫河支流之間加屬一級階地，河由第四系全新艙統(tǒng)填土層、淤售泥、淤泥質土氧及松散～稍密座狀態(tài)的細、中扭、粗、礫砂組途成，樁基礎側驢阻力較小，城井區(qū)的大部分地鹽段屬于二級階莊地，由力學性際質較好的第四析系上更新統(tǒng)填畜土、粉質粘土愧、細、中、粗濤、礫砂及圓礫佳層等組成，具儀有明顯的二元惑結構。下臥基睛巖為第三系古惱新統(tǒng)新余群紫怎紅色泥質粉皮砂巖、細砂巖訂、灰色鈣質泥撕巖，這幾種巖吉石呈不等厚互境層，形成巨厚慘的紅層。翁四、本學科的凍發(fā)展概況挎地基基礎是一奮項古老的建筑然工程技術。早拳在史前的人類爆建筑活動中，秒地基基礎作為泉一項工程技術補就被應用，我賄國西安市半坡熄村新石器時代泊遺址中的土臺料和石礎就是先染祖?zhèn)儜眠@一截工程技術的見躁證。公元驢前無2隆世紀修建的萬無里長城；始鑿造于春秋末期，爆后經隋、元等堆代擴建的京杭腐運河；隋朝大漿業(yè)年間李春設迷計建造的河北列趙州安濟橋；改我國著名的古邁代水利工程之費一，戰(zhàn)國時期庸李冰領導修建閑的都江堰；遍議布于我國各地冷的巍巍高塔，圣宏偉壯麗的供悄電、廟宇和寺尸院；舉世聞名喘的古埃及金字躁塔等，都是由嫁于修建在牢固厲的地基基礎之洋上才能逾千百名年而留存于今竄。據(jù)報道，建潑于唐代的西安物小雁塔其下為代巨大的船形灰瓜土基礎，這使酸小雁塔經歷數(shù)棍次大地震而留址存于今。上述蠟一切證明，人大類在其建筑工特程實踐中積累愿了豐富的基礎眠工程設計、施犯工經驗和知識呼，但是由于受途到當時的生產競實踐規(guī)模和知灘識水平限制，珠在相當長的的見歷史時期內，覽地基基礎僅作掙為一項建筑工頃程技術而停留聯(lián)在經驗積累和章感性認識階段翁。糞十八世紀辜歐洲產業(yè)革命迷以后，水利、撒道路以及城市維建設工程中大留型建筑物的興爛建，提出了大轎量與土的力學辜性態(tài)有關的問窮題并積累了不作少成功經驗和合工程事故教訓氣。特別是這些碰工程事故教訓沖，使得原來按叉以往建設經驗衣來指導工程的臟做法已無法適愁應當時的工程己建設發(fā)展。這渠就促使人們尋鋼求對許多類似噴的工程問題的坡理論解釋，并嫩要求在大量實冤踐基礎上建立懸起一定的理論擊來指導以后的堤工程實踐。例俯如，十七世紀瞇末期歐洲各國翁大規(guī)模的城堡估建設推動了筑厭城學的發(fā)展并棚提出了墻后土黎壓力問題，許李多工程技術人閃員發(fā)表了多種槳墻后土壓力的種計算公式，為精庫侖雨（格Coulom竹b,C.A.霉177株3起）提出著名的岔抗剪強度公式立和土壓力理論勵奠定了基礎。擊十九世紀中葉勻開始，大規(guī)模炕的橋梁、鐵路警和公路建設推績動了樁基和深秘基礎的理論與粗施工方法的發(fā)績展。路塹和路兇堤、運河渠道廟邊坡、水壩等揚的建設提出了耐土坡穩(wěn)定性的熄分析問題販。按185拒7寇年英國氧人夸W.J.床M私朗肯曠（掩Rankin泛e億）又從不同途俊徑提出了擋土主墻的土壓力理洽論嘆。贏188示5尊年法國學爛者瞇J藏.剛布辛奈斯克窩（億Boussi剪nes弊q否）求得了彈性矩半空間體在豎轟向集中力作用青下的應力和位葵移解慧。強185接2勒年法國升的埋H漿.鳥達西狼（嫩Darc欠y觀）創(chuàng)立了砂性縣土的滲流理土論皇“派達西定雕律吩”變。嶄192辟2泡年瑞典學棒者丹W灰.別費蘭紐斯拘（縣Fellen更iu墻s陰）提出了一種補土坡穩(wěn)定的分辭析方法。這一洪時期的理論研丸究為土力學發(fā)寸展成為一門獨衰立學科奠定了貿基礎。板斧192期5盜年美國滴人峽K岡.泛太沙基他（直Terzag藏h舌i吊）歸納了以往著的理論研究成競果，發(fā)表了第階一本《土力學紛》專著，又踏于緞192拖9她年與其它學者貨一起發(fā)表了《題工程地質學》泡。這些比較系灣統(tǒng)完整的科載學著作的出版降，帶動了各國兄學者對本學科拜各個方面的研柜究和探索，從杯此《土力學》罰作為一門獨立基的科學而得到地不斷發(fā)展。我演國著名學者黃貝文熙教授，陳碧宗基教授等也攻為土力學的發(fā)凱展做出了突出脂貢獻佳。槍諸第忙一得章皇離土的物理性質咳和工程分類倚第一節(jié)土的畜三相組成師土?！逼Ｒ辉~在不同的亂學科領域有其機不同的涵義。轟就土木工程領虛域而言，土是漿指覆蓋在地表惡的沒有膠結和梁弱膠結的顆粒刃堆積物。土與缸巖石的區(qū)分僅器在于顆粒間膠嗎結的強弱欠。算交自然界的土是乓由巖石經風化螞、搬運、堆積康而形成的。包耗括無機礦物顆踩粒和有機質。號物理風蓮化啟—賢—燒指由于溫度變游化、水的凍脹水、波浪沖擊、聞地震等引起的薄物理力使巖體貿崩解、碎裂成助巖塊、巖屑的速過程。物理風?；瘍H使巖石產錘生量的變化。舞化學風推化答—銳—與指巖注體孔(憑或巖塊、巖蜓屑與)灘與空氣、水和營各種水溶液相招接觸，經氧化析、碳化和水化屑作用分解為極隙細顆粒的過程擋，生物的活動熱也可助長風化對的進程。而化某學風化卻使巖相石產生質的變娛化。暴土是由固體顆課粒、水、氣體蔑三部分組成的觸三相組成。窗土＝土粒（固邪相）＋水（液奴相）＋空氣（總氣相）啞1運．固社相垂—書—劃包括多種礦物域成分組成土的腹骨架，骨架間不的空隙為液相除和氣相填滿，工這些空隙是相蕩互連通的，形袍成多孔介質。懼2刻．液堪相鈔—轉—來主要是惹水容(盤溶解有少量的毅可溶鹽造類費)傭。步3宴．氣段相測—廊—蔑主要是空氣、射水蒸氣甚，派有時還有沼氣素等。鉤分類標準犁名稱執(zhí)來鑄

墊至源什無機土師有機土叔搬運力稠殘積土尋運積土梅坡積土哨河流沖擊土惡風積土趟洪積土冒冰川沉積土往冰磧土卸濕陷土峽一、摟土的固故相溪凳1肝、土的礦物成爬分晌磨繡絕土是巖石風化茫的產物。因此撓土粒的礦物組菌成將取決于成團土拉母巖的礦物況組成及其后的網風化作用勵。成土礦物可毅分為兩大類揀即原生礦物和蚊次生礦物羅。繭土的固相部分鎖包括無機礦物贏顆粒和有機質心，販主要是土粒，膠有時還有粒間繭膠結物和有機啞質，他們構成瘡了土的骨架撓。原生礦物備?眾歉君管由巖石經物理噸風化生成的顆今粒通常是由一法種或幾種原生燕礦物所組成，廢它的成分與母莊巖的相同，常橫見的有石英、急長石和云母等嶄。駁局?宰島賣意顆粒一般較粗爺，多呈渾圓形忘、塊狀或板狀記。漿顯?喊蹤糟追吸附水的能力蓮弱，性質比較村穩(wěn)，無塑性延。竿次生礦物衡?昏糕花覆由原生礦物經裳化學風化生成聚的新礦物，它狼的成分與母巖摩的完全不同。卵次生礦物主要塘是粘土礦物，畏即高嶺石、伊轟利石和蒙脫石憶。友貝?體只膽冷顆粒極細，且碼多呈片狀鍋。即然?過快尺譽性質活潑，有忽較強的吸附水向能力（尤其是女由蒙脫石組成藥的顆粒），具壞塑性。遇水膨倉脹。優(yōu)介2發(fā)、土的粒度成嫌分援天然土是由大昏小不同的顆粒懷組成，土粒的絹大小稱為粒度粉。梯土是由大小不這同的土粒組成禿的。土粒的粒揪徑由粗到細逐彎漸變化時，土平的性質相應地劇發(fā)生變化。例具如土的性質隨參著粒徑的變細位可由無粘性變約化到有粘性乞。針堅界限粒喝徑秀——鄭劃分粒組的分身界尺寸靈。叉迫土的顆粒級排配普——舒土中各個粒組際的相對含免量仗(烘各粒組占土粒釘總重的百分槐數(shù)哪)竹。匆（本書稱之為虛土的粒度成分榆）久治得到的方法麥：民1墻、篩分法，粒男徑＞０．０７賽５死m(xù)m天沫宿2搏、沉降法，比數(shù)重計法和移液婆管法印,頁粒徑春<窗０．０７５稱mm燕土的顆粒級配選（粒度成分）誕的表示方法：表格法累計曲線法勝顆粒級配累積趁曲軟線您——秀顆粒大小分析失試驗成果，由草其橫坐標（對黑數(shù)坐標）表示過粒徑?？v坐標腿則表示用小川于歪(共或大蜻于構)凳某粒徑的土重捕含穗量泄(賀或稱累計百分倉含支量京)沃鳴。雕催押社土粒質量累計瘋百分數(shù)頌為演1涼0得％時，相應的鍵粒徑稱為片有效粒徑債d廉10蝕。小于某粒徑渠的土粒質量累狗計百分數(shù)揭為然3隱0農％時的粒徑用碌d攜３進0攤表示。當小于優(yōu)某粒徑的土粒兄質量累計百分將數(shù)稼為荷6延0油％時，該粒徑安稱為泳限定粒徑遺d漠６瘋0醫(yī)。窯川乒搏利用顆粒級配炒累積曲線可以錫確定土粒的級較配指標，如瓶d介６貨0倉與錦d糊10餅的比值吊C測ｕ揪稱丘微不均勻系數(shù)天：慢持送帆最障貧曲率系數(shù)聯(lián)C疏c擦：推熊總糠不均勻系數(shù)籍C蓋ｕ酬反映瞇大小不同粒組民的分布情況啞。驢C憤ｕ倘越大表示土粒植大小的分布范殖圍越大、其級押配越良好，作士為填方工程的拼土料時，則比顛較容易獲得較緞大的密實度。成曲率系數(shù)檢C獅c賭描寫縱累積曲線的分乘布范圍寬，反映曲線的冊整體形狀。搭的土稱為勻粒者土，級配不良津；樓的土級配良好蠶。級配良好：盯曲線平緩，粒豈徑大小相差懸動殊，土粒不均養(yǎng)勻。顆粒級配睜可以在一定程臘度上反映土的尺某些性質。對郵于級配良好的甲土，較粗顆粒柜間的孔隙被較充細的顆粒所填例充，因而土的盲密實度較好，修相應的地基土敢的強度和穩(wěn)定癥性也較好．透絨水性和壓縮性尺也較小，可用植作堤壩或其它螞土建工程的填鑰方土料。五眉（猛3肝）三角坐標法予顆粒級配（粒撫度成分）分析刊方法誼（撈1迎）粗粒者土秩—顆—杏采用篩分法，瓦（掉2括）細粒脅土字—稈—浙用沉降分析法墳3判．土粒的形狀體積系數(shù)：榨—鋒—查土粒體積，巨—成—協(xié)土粒的最大?？硰?；形狀系數(shù)：懼，扮，棚—輝—泡分別為土粒的牽最大、中間、啟最小粒徑輪二、土的液攀相桿聲怖土中的水奏，土中水處于略不同位置和溫獨度條件下，可討具有不同的物令理狀夜態(tài)稻—俯—駐固態(tài)（零度下毀的冰夾層等）惹、液態(tài)、氣態(tài)碎。液態(tài)水是土攤中孔隙水的主坦要存在狀態(tài)，丈因其受土粒表陜面雙電層影響罷程度的不同可次分為結合水、籮毛細水、重力該水。后兩者也返稱為非結合水欠（自由水）。蝴按照水與土相幼互作用程度的掛強弱，可將土甲中水分為結合青水和自由水。餓液態(tài)水是土中基孔隙水的主要桌存在狀態(tài)，因波其受土粒表面提雙電層影響程疊度的不同可分勻為結合水、毛惑細水、重力水恐。后兩者也稱閣為非結合水（挽自由水）。悶式(獻一俯)季結合水勁土顆粒表面帶渠有一定的電荷驕，當土粒與水賀相接觸時，由導于靜電作用力擺，將吸引水化筆離子和水分子吩，形成雙電層鈴（土粒表面的苗負電荷，和其螺形成的電場中弊有鈣、鈉、鋁陪等陽離子），去在雙電層影響偽下的水膜稱為送表面結合水。蹦雙電層的厚薄片也反映了結合盡水的厚薄，結輕合水具有與一捉般自由水不同冊的性質，其密融度較大、粘滯兆度高、流動性扔差、冰點低、稀比熱較大、介咳電常數(shù)較低。合這種差異隨距痛離增加而減弱陪。水的正電荷?。ㄑ蹼x子）對貧著土，土的表辯面是負電荷。巴1蘭．強結合水數(shù)—盼特性接近固體或，完全不能移假動；奪2.

性弱結合水而—管粘滯水膜，能坡發(fā)生變形，但吸不因重力而流達動（土產生塑佛性的原因）副（令二往)并非結合扮水額雅嚴氧怨在雙電層影響笑以外的水為自臟由液態(tài)水，它姥主要受重力作壺用的控制，土巧粒表面吸引力唐居次要地位，盲這部分水稱為隊非結合水，它犧包括毛細水和風重力水。腰(1曲)斜毛細芒水肆糞埋牢毛細水是受到渠水與空氣交界敬面處表面張力鐮作用的自由水孟。毛管現(xiàn)象是興毛細管壁對水霞的吸力和水的塌表面張力共同騰作用的結果。遞毛細水按其與絮地下水面是否粗聯(lián)系可分為毛活細懸掛問水光(杯與地下水無直啊接聯(lián)蹲系縫)厚和毛細水上升睡水（與地下水挺相連）兩種。杰毛細水是受毛輕細管作用控制兄的水，可以把式土的孔隙看作跌是連續(xù)變截面翁的毛細管，毛缸細管放在水中手，管中的水位復會上升到自由裕水位以上的一燦定高度，毛管徒直徑愈細上升障高度愈高。攏箏毛細區(qū)域內的洗水壓力與一般膽靜水壓力的概圈念相同，它與咱水頭高度非常水成正比。負號利表示拉力。自布由水位以下為這壓力，自由水出位以上，毛細私區(qū)域內為拉力兇。顆粒骨架承殘受水的反作用莊力，因此自由丸水位以下。上準骨架受浮托力益，減小顆粒間邊的壓力。自由迅水位以上，毛陽細區(qū)域內，顆以粒間受壓力，烈毛細壓力呈倒送三角形分布。膏彎液面處最大濫，自由水面處鴉為零。愉(2基)贈重力此水鏈代斜負重力水是存在雖于地下水位以饅下的適水土層饒中的地下水。鋪它是在重力或習壓力差作用下向運動的自由水策，對土粒有浮章力作用。重力筒水只受重力控不制，不受土粒夾表面吸引力的串影響三、土的氣相吃粥分為與大氣連瓣通的和不連通祖的兩類。特吸附于土顆粒部表面及溶于水座的氣體較與大氣相通的基氣體他—梢可以排出蘭槳封閉性的氣體尿—豈不可以排出夜存在有封閉氣竭體的土，稱為妖橡皮土，工程烤中決不允許含胳氣體的土稱為塌非飽和土。止【校園現(xiàn)場觀甜察土的特點】舊【現(xiàn)場提問答慕疑】糊【本次課總結職】振1趕．土是由固體即（土粒）、液書體（水）和氣誓體（空氣）三念相所組成；識2稍．粒徑級配曲灶線的特點及用響途；效3導．常見土的結勾構及構造形式痛?！緩土曀伎肌勘?宰．粘土顆粒表貞面哪一層水膜揚對土的工程性旗質影響最大，挑為什么？遲2宵．為什么土的雀級配曲線用半肺對數(shù)坐標？【課后作業(yè)】霧第二節(jié)土的濕三相比例指標昏土的三相物質車在體積和質量椒上的比例關系卻稱為三相比例預指標。鞋所謂古土的物理性質豪指標篇就是表示土中濕三相比例關系梅的一些物理量雄。窮非土的物理性質儲指標可以分為桂兩類扎：靜1蔥．飄必須通過試驗評測定的，如含永水率，密度和頓土粒比賭重怠維2吧．堆可以根據(jù)試驗真測定的指標換臘算的，如孔隙宗比，孔隙率和摟飽和度等。脊（裙）盈-堅土粒質量

斷(頃)夏-式土中水質量

慈(漆)劈-網土的總質量

淹-仆土粒體積

閣-綠土中水體積

晉-勿土中氣體積

脊-鋼土中空隙體積

編V廈-冠土的總體棵積嘩一、試驗指標憐（疤1匯）土的密度（蛋天然密度販）緩：天然狀態(tài)下茶，單位體積土硬的質量，單位朝為雀或輕即：拾天然密度漠變化范圍較大巨。一般賠粘性土拘；蜘砂土鄰；腐殖土澆。天然密度一竊般用用耳"流環(huán)刀優(yōu)法方"為測定，用一個漸圓環(huán)刀（刀口竿向下）放在削嬸平的原狀土樣勵面上，徐徐削促去環(huán)刀外圍的汁土，邊削邊壓瀉，使保持天然貝狀態(tài)的土樣壓乏滿環(huán)刀內，稱葉得環(huán)刀內土樣矛質量，求得它竟與環(huán)刀容積之福比值即為其密容度。欺（柜2浸）土危粒照密度（憂比重錘）夏：選干土粒質量從與其體積諷之比，即：待土粒相對密度錦：次土粒質量與同南體積秘的合4深℃茫時純水的質量截之比，一般用摩或成表示，無量綱子。即：狀暑篩席式中臣－土粒密度（睛）；孤磨－純水半在馳4晶℃廢時的密度（單斤位體積的質量燦），等騾于蘆1身或因者條1神。站試驗聞測定方法蜜：比重瓶法補實際上，罷土粒比重在數(shù)才值上就等于土杏粒密度，但前狹者無因次。土鍛粒比重決定于抹土的礦物成分病，它的數(shù)值一尤般頸為性2.動6膠－婆2.蚊8路；有機質土愛為棉2.常4暮－扮2.翅5展。同一種類的期土，其比重變咬化幅度很小。稅土粒比重醫(yī)可在試驗室內驅用比重瓶測定泊。將置于比重嬸瓶內的土樣丑在槐105-11忠0來℃伐下烘干后冷卻勺至室溫用精密似天平測其質量蝕，用排水法測騾得土粒體積，穗并求得同體燭積皇4繁℃庭純水的質量，舍土粒質量與其夢比值就是土粒與比重。貪由于比重肝變化的幅度不既大，通?？砂待X經驗數(shù)值選用坦。徹土的名稱獻砂土弊粉土換粘質粉土以粘性土姨粉質粘儉土叉振粘土扣土粒比重感2.6虛5現(xiàn)－犁2.69穿2.7謎0毯－涂2.71況2.71仆2.7畢2紗－俱2.73痛2.7掠4袖－彩2.76登（賄3壇）土那的含水量：土同中水的質量與僵土粒質量之比此，一般用逐表示，以百分伯數(shù)計，即：填含水量席是反映土的濕扭度的一個重要礦物理指標。天與然狀態(tài)下土層匯的含水量稱天棋然含水量，其渡變化范圍很大箱，與土的種類痰、埋藏條件及渴其所處的自然薄地理環(huán)境等有佳關。一般干的樓粗箭砂土，其值接農近于零，而飽忘和砂土，可苗達鋸40導%移；堅硬的粘性壟土的含水量約齒小離于框30味%貍，而飽和狀態(tài)誓的軟粘性土（銳如淤泥），則碧可珍達鴨60效%鹿或更大。一般日說來，同一類養(yǎng)土，當其含水予量增大時，強備度就降低。畝土的含水評量一般撲用援"吹烘干改法奉"覆測定。先稱小搜塊原狀土樣的貓濕土質量，然層后置于烘干箱革內維連持氧100-10性5注℃懷烘至恒重，再催稱干土質量，優(yōu)濕、干土質量燦之差與干土質鹿量的比值，就閑是土的含水量凈。蘋【課堂討論】旨相對密度（比篩重）與天然密插度（重度）的嬌區(qū)別橡注意娛：從公式可以瀉看出，對于同定一種土，在不處同的狀態(tài)（重肥度、含水量）競下，其比重不變；雹土的含水量記—播—怖土中水的質量睬與土粒質量之尺比，以百分數(shù)福表示：趁冤敗試驗朵測定方法絞：烘干法非【討論】含水逆量能否超再過餐10聰0冠％？伏——甘從公式可以看陜出，含水量可延以超科出笛10定0來％。寫二、換算指標注淚（燥1擔）伍土的干密度確：廁土的固相質量擠與土的總體積漠之比（泥土單位體積中束固體顆粒部分體質量傘）正，即：捎兵談乳胳分市安掩右果李－孔孔隙比萄；撇－葛含水量心。翠在工程上延常把干密度作駱為評定土體密踢實程度的指標堪，以控制填土損工程的施工質陡量醋?？油恋娘柡兔芏犬悾和量紫吨谐潋v滿水時，單位哭體積質量，即鉗：予式中上為水的密度，完近似等于溉。栽土的炮有效重度夫：是扣除浮力抱以后的固相重劈力與土的總體篩積之比（又稱旁為浮重度）軋有效密狂度轉ρ砍ˊ罪：土體中土粒兼的質量扣除浮啄力后，即為單粱位體積中土粒狗的有效質量，遙即：尋現(xiàn)錦敞4剪、丑土的孔隙止比旬e楊：是土中孔隙隆體積與土粒郵（固相）應體積之比，孔偉隙比用小數(shù)表員示。即：壓盜應傭-予土粒泳比重曉，罰－土的廣干密度支賣－土的槽天然密度欠，召－土的眼含水量芹；加－水的密度，柿近似等于療。泡天然狀態(tài)下土軋的孔隙比稱為鬼天然孔隙比，框它是一個重要苦的物理性指標忙，可以用來評惱價天然土層的結密度程度。一扎般裹的土是密實的刃低壓縮性土，鉤的土是疏松的蛋高壓縮性土。抹5里、煎土的孔隙率野：土中孔隙所籠占體積與總體姿積之比，空隙找率用百分數(shù)表娛示。即：毒夏何頂考一般膀粘性土監(jiān)的孔隙率烈為收3自0惹～盜60見%顯，種無粘性土太為城2顫5植～島45史%水。非6康、輝土的飽和度擺：勁土中被水充滿尸的孔隙體積與鹽孔隙總體積之燕比，，以百分禿率計，即：沃費違蹦葉澆－土的警干密度國；壞－水的密度，霸近似等于崗；蠻－季含水量絮；風－鼻孔隙率虹；帆－陜孔隙比掙。上飽和度可磚以反映土的干寶濕程度，知砂土那根據(jù)飽和森度干S鉤r油的指標值分為禍稍濕、很濕與店飽和三種濕度歷狀態(tài)，其劃分將標準見下表蛋：粗稠砂土濕度狀態(tài)屯稍濕惜很濕旱飽和冒飽和做度爹S株r回（虛%花）鑰S專r渠≤姿50健50<S禿r屯≤名80導Sr>80晉【討論】孔隙籌比、孔隙率、梁飽和度能否超殖過寇1惠或感10雄0憶％？添三、指標間的筋相互換算妹已知：頁（厚），援G鄉(xiāng)s奴或體（相對密度）右，創(chuàng)——頁→搖e畏，惕n爭，感S休r觀，堂sat覽（復sat鳳），穿d廟（葬d勒），股等的廉表達式。變推導間接指標智的店關鍵波在于：熟悉各異個指標的定義棕及其表達式，約能熟練利用土罷的三相簡圖。辛推導公式主要雹步驟：垂①葵利用哪V獸S泳作為未知數(shù)，懼將土的三相圖醬中的各相物質紐的質量用士（犧），三G逢s搏或烘（相對密度）近，詞和帽V款S倡表示出來，填最在圖中；允②迅先將孔隙比錦e森的表達式求出認來，然后將其綠它指標用紫（食），掠憂G挪s圣，傭和玩e酷來表達。煙依上圖，將典m罵＝嶺（鬼1稱＋垃）涂G干s挖V醬s醬和哭V焦＝頁（港1愿＋例e緞）箭V龜s河代入獎中可得：削注意：下此時楊e港已絲是寺“善已慧知雹”予的指標。根據(jù)貞各間接指標的荷定義，利用三山相簡圖可求得具：共①響灌瓣或腐閥②，③或④或⑤合【課堂思考】毫可否用其它簡記潔方法上述推雅導公式？如令辦V賞s廢＝疏1靈。港【課堂先自習所例題后講解】掩【幅例闖1嚷－拒1予】斯某土樣經試驗咱測得何種糠為軍10僻0藍㎝桿3妥，濕土質量題為歌187蛋g乓，烘干后，干獲土質量為替167扇g振。若土粒的相姻對密度足G北s吼為沃2.6斷6家，試求該土樣壞的含水量頸、密度龜、重度電、干重度確d犧、孔隙比脈ｅ肯、飽和重度杜sat灌和有效重度購＇食。減解題思路：利徐用定義先求凱，綱，熄疫，后根據(jù)公式此求相關指標?；摇臼＠?剪－取1糖】纖某完全飽和粘索性土的含水量嶼為罵=40奔%泊，土粒相對密淚度管G框s輕=2.歇7鑰，試按定義求饅土的孔隙比鼻ｅ掌和填密度嫂。解題思路：螺①吐本題給出的條片件是飽和土社——螞→塊S添r子＝極10脂0慘％渣②蟻利用三相圖求更出各相的質量計和體積竄③豈用定義求出剝e艇和碌d危。棄報【現(xiàn)場提問答團疑】笑【本次課小結并】蹤1現(xiàn)．各指標的定姻義；蠟2達．利用三相圖息進行指標間的燃相互換算?！緩土曀伎肌课?是．在土的三相副比例指標中，靈哪些指標是直仇接測定的？用圈何方法？暮2孟．在三相比例易指標中，哪些伴指標的數(shù)值可釣以大膠于蘭1吳，哪些不行？【課后作業(yè)】乓第三戚節(jié)供議土的結構摧土的結構是指霞土粒的大小、邁形狀、互相排祥列及聯(lián)結的特暗征。匪（耽1竟）輛單粒結桃構派珍以養(yǎng)點存—緣—施點接觸占優(yōu)勢允，這是碎石土或和砂土的結構伙特征。其特點剝是土粒間沒有亞聯(lián)結存在，或濕聯(lián)結非常微弱千，可以忽略不響計。黃（堡2西）腳片堆結椅構省悼（分散結構腔）體撕以擠面輛—嬸—雷面接觸為主，稠以粉粒為主的映土的結構特征音。禾（夾3棟）皮片架結愉構陵狐（絮凝結構宏）胞獸以妖點宋—慢—捆面接觸為主，大是粘土顆粒特疲有的結構。畢第四眠節(jié)玻耐粘性土的界限捆含水量塊一、粘性土的限狀態(tài)與界限含布水量敵粘性土由于含知水量的不同，吐分為固態(tài)、寫半固態(tài)、揉可塑狀態(tài)和流駁動狀態(tài)，這即背是粘性土的稠呼度狀態(tài)。各稠師度狀態(tài)間的臨企界含水量稱蘇界限含水量脂，界限含水量萬隨粘粒含量和毫礦物成份的不書同變化較大，糧也反映出工程悠地質性質的顯妙著差別。因此跌界限含水量及些界限含水量與徑天然含水量摟的關系，即勵塑性指數(shù)和液申性指數(shù)拋，慰流動狀扔態(tài)運—售—軟可塑狀恥態(tài)班—既—抓半固體狀檢態(tài)低—運—斧固體狀態(tài)市土由半固態(tài)到豐可塑狀態(tài)的界璃限含水量稱為涌塑限丟，用順表示，壟用信"犧搓條渾法師"魔測定。即用雙份手將天然濕度睛的土樣搓成小熔圓球（球徑小加于帶10m矛m錢），放在毛玻棒璃板上再用手查掌慢慢搓滾成谷小土條，用力楊均勻，搓到土撕條直徑田為河3m享m均，出現(xiàn)裂紋，扛自然斷開，這牧時土條的殊含水量賽就是塑限朽值。爪土由可塑狀態(tài)育到流動狀態(tài)的帥界限含水量稱退為判液限舟，用扯表示，我國采貝用錐式液限儀降來測定。其工別作過程是：將煌粘性土暖調成均勻的濃俯糊狀，裝滿盛隆土杯，刮平杯心口表面，跑將過7鋒6陽克重圓錐體輕卵放在試樣表面鉗的中心，使其源在自重作用下歪徐徐沉入試樣靠，若圓錐體博經續(xù)5姑秒種恰好沉太入徹10m即m約深度，這時杯餐內土樣的含水管量就是液限螺值。為了避免沾放錐時的人為做晃動影響，總可采用電磁放材錐的方旨法。蝶注意：源塑限、液限是久一個共含水量二、塑性指數(shù)錯塑性指數(shù)是指撿液限和塑限退的差值（省蜻去組%魂號），即土處即在可塑狀態(tài)的身含水量品變化范圍，用搬表示。勸顯然，塑錘性指數(shù)愈大，投土處于可塑狀胃態(tài)的含水量范伶圍也愈大。塑答性指數(shù)的大小克與土中結合水盟的可能含量有霉關，土中軋結合水六的含量與土的知顆粒組成燭、宵礦物組成猛以及土中水的閃離子成分和濃釣度等因素有關福。婆由于塑性忌指數(shù)在一定程婚度上綜合反映營了影響粘性土恢特征的各種重恥要因素，因此粒，在工程上常問按塑性指數(shù)對脈粘性土跟進行分類。襲三、液性指數(shù)囑液性指數(shù)：緒粘性土夜的粗天然含水量輪和挖塑限酸的差值與住塑性指數(shù)鴉之比。用廊表示。即：誰結忠初悟從式中可見：擦誓斑當土的天然含貌水量堂小于滴時，債小涂于擺0飯，天然土處于圓堅硬狀態(tài)；絮當趴大于努時，停大欄于拆1洞，天然土處于握流動狀態(tài)；綁當魔在頃與倆之間時，即馳在京0第－隆1鐘之間，則天然布土處于可塑狀遼態(tài)。智因此，可屑以利用液性指將數(shù)賊來表示粘性土咳所處的軟硬狀禽態(tài)。謹值愈大，土質逢愈軟；反之，悟土質愈硬。昂《建筑地基基身礎設計規(guī)范》蠟（梅GBJ7-8兼9裝）規(guī)定粘性土下按液性指數(shù)值脾劃分為：釘狀態(tài)漂堅硬惱硬塑蹈可塑爽軟塑庫流塑塊液性指數(shù)迅IL懲揚≤撥0債0<I諷L貨≤撇0.25透0.25<鐘IL錫舒≤閥0.75序0.75<仔IL廳辛≤陡1.0洽IL>1.夫0鍬【討論】液性轉指數(shù)是否會出回現(xiàn)倍I犧L讓>1.婦0刪和者I脆L覺<聯(lián)0炊的情況？綱第五地節(jié)格啦砂土的密實度倒土的密實度監(jiān)—愛—際單位土體中固堤體顆粒的含量章。無粘性土的丟密實度與其工廣程性質有著密土切關系。指密實的無粘性趨土由于鳴壓縮性同小，施抗剪強度絨高，鍋承載力乎大，可作為建凍筑物的良好地腳基。但如處于介疏松狀態(tài)，尤辰其是細砂和粉垃砂，其承載力蹈就有可能很低憂，因為疏松的肅單粒結構是不策穩(wěn)定的，在外勇力作用下很容散易產生變形，執(zhí)且強度也低，緩很難作天然地型基。如它位于輕地下水位以下稼，在動荷載作萄用下還有可能寄由于超靜水壓瀉力的產生而發(fā)電生液化。例如駛我國海續(xù)城術1975.2浪.忍4筍的在7.根3陡級地震，震中桐區(qū)以藏西素25-60k劉m光的下遼河平原他，發(fā)生強烈砂所土液化，大面炒積噴砂冒水，滾許多道路、橋季梁、工業(yè)設施小、民用建筑遭唱受破壞庸。煉1976.7銹.2鵝8押唐山倒的壺7.尚8摧級地震，也引貓起大區(qū)域的砂逃土液化。因此掃，凡工程中遇霜到無粘性土時醫(yī)，首先要注意稈的就是它的密討實度按。成梢密實度的翻評價方法有三魔種：遷1事、嶺校室內測試孔隙趙比確定輕相對密實度之的方法御2睛、建估利用活標準貫入試驗正等原位測試方諒法權3莊、閃指野外觀測方法趙一、違相對密實度補孔隙比：孔隙浪比愈大，則土慕愈松散。肆缺陷飲：述①哪取原狀砂樣和態(tài)測定孔隙比存乘在實際困難，世故在實用上也宋存在問題團。診②權沒有考慮到顆揪粒級配這一重姐要因素對砂土雅密實狀態(tài)的影計響。介最大孔隙比番與臭天然孔隙比永之差和最大孔隔隙比鷹與最小孔隙比盛之差的比值，晌以扁表示。即：蘇鵲最小孔隙比是洲最緊密狀態(tài)的慎孔隙比，用符亞號宣表示；滋用投"酒振擊鑰法晌"鏈測定。最大孔叔隙比是土處于稻最疏松狀態(tài)時黨的孔隙比，用維符號幟表示；坦用部"紙松砂器先法續(xù)"組測定。帥根行據(jù)頁D梅r勞值可把和砂土合的密實度狀態(tài)灰劃分為下列三號種：叛恨槐1洗≥山Dr>0.6仆7格隆密實的衰及領0.6鉗7合≥撐Dr>0.3甚3案址中密的裕襪股0.3婆3些≥膛Dr>0灶狐松散的冠相對密實慧度試驗適用于銅透水性良好的君無粘性土，如省純砂、純礫等桿。一般情況很的難保證砂土的叢原狀結構，因博此很難測得天慘然孔隙蛙比臭e筑，工程中常用喚標準貫入犬擊啄數(shù)脅N案確定砂土的密絲實度。壯【討論】相對仙密度是否會出辜現(xiàn)武D潮r霜>1.盼0順和吼D扇r就<孤0隸的情況？繼優(yōu)點役：在理論上比圣孔隙比勢能夠更合理確鵲定土的密實狀熟態(tài)。損缺陷突：測定身e巾、丟e京max歲與亮e燭min咱困難，偏通常多用于填宅方工程的質量塞控制中，對于精天然土尚難以噸應用。顛【例】梯某砂土試先樣摘,頂通過試驗測定踩土粒相對密度筐G階s死=2.7寒,機含水量爹恩=9.43%墾,哀天然天然密度勁ρ筒=1.66礎/頂㎝糕3喚。已知砂樣牌闖最密實狀態(tài)時討稱得干砂質量兩m瘋s蜘1快=1.6聲2想㎏孤,貿牌最疏松狀態(tài)帖時稱得干砂質探量紡m獨s扎2內=1.4覆5稱㎏。試求此砂快土的相對密度碰D功r磨,峽并判斷砂土所猜處的密實狀態(tài)枕。解題思路：獵①鍵先利用三個基雁本指標求出天曾然孔隙比松e天②額土最密實時有催最大干密度耍dmax晶和最小孔隙比往e香min御，澇土最疏松時有別最小干密度長dmin蟲和最泥大孔隙比田e鉆max暈。利用公式茅d怖＝諸和沒e陷＝極求得辦e患min躺與胖e豬max慶。唱③活利用相對密度帆的定義式返求得其密實度技。價二、標準貫入兄試驗閉標準貫入試躲驗革(SPT筒)柄是動力觸探的典一種，它利用驕一定的錘擊動斧能（錘淡重寄63.5±0事.5k惜g埋，落劃距孩76±2c段m耀），將一定規(guī)墨格的對開管式度的貫入齡器礦(喬對開管外鵲徑競51±1m霞m娃、內興徑洽35±1m隱m秒，長度花＞顧457m灘m征；下端接長緣度堵76±1m畜m信、刃辯角爬1疲8觀－殼2悔0愚℃張、刃口端部妻厚鑰1.6m裹m撐的管靴；上端找接一內外徑與慮對開管相同的針鉆桿接頭，隆長被152mm比)匪打入鉆孔孔底斥的士中，根據(jù)環(huán)打入土中的貫奏阻抗，判別土旋層的工程性質防。貫入阻抗用橋貫入器貫入土額中泳30c找m欠的錘擊酸數(shù)愛N響表示政，遠N嬌也稱為標貫擊搜數(shù)。頌該實驗的億的應用主要有湯評定孟砂土庸的相對密度、即評定地基土辮承載力算、估算單樁承痕載力等。以下雨提供前兩方面咸的經驗數(shù)據(jù)。脊優(yōu)點銹：可現(xiàn)場測定醉土的密實度，識得到廣泛應用貴。底【工程經驗】忙在工地現(xiàn)場要偏判別土料是否季在最優(yōu)含水量宵附近時，可按搞下述方法：用沈手抓朽起一把土，握吸緊后松開，如很土成團一點都井不散開，說明想土太潮濕；如揭土完全散開，蓄說明土太干燥扒；如土部分散喂開，中間部分桿成團，說明土規(guī)料含水量在最晴優(yōu)含水量附近層。昨第六帳節(jié)丟鍋粘性土的物理嶄化學性質尊一、粘土顆粒默的礦物成分、的形狀和比表面深積駛蔥竄粘性土的性質遷與粗顆粒土很驅不相同，主要飲是因為礦物成逗分不同。粘土勤顆粒則主要由尸粘土礦物組成斗。如：高嶺石蹄、蒙脫石、伊燕利石。成分與諷含量不同形成雜了土的不同的冊工程性質。貸高嶺石：具有紫不活動的雙層閥晶格構造，含球高嶺石的粘性飄土具有較好的司工程性質?？鹈擅撌壕哂匈浐艽蠡顒有缘募Z三層晶格構造油，含蒙脫石的虛粘性土呈不良哈的工程性質。盼過大的粘著性績和可塑性，強局烈的干縮與濕綱脹，水穩(wěn)定性貫很差。手伊利石：是一吐種過渡性的礦桶物，其性質介豎是上面兩者之錄間。叢二、粘性土的焰膠體性質禍粘土顆粒的帶銷電性駝粘土顆粒是帶丈負電的窗土中水的水化蘆離子鑒雙電層和結合嘴水膜養(yǎng)土粒表面的負尖電荷和反離子盤層合起來稱為太雙電層。案擴散層中的離莖子電荷與土粒并表面電荷相反擺，則稱之為反扔離子層。膠溶和凝聚扶是土粒間引力解和斥力相互作槐用的結果。泛當引力與斥力田互相平衡以后委的凈作用力為廊斥力時，互相倆排斥，處于膠局溶狀態(tài)。當凈營作用力為引力巷時，互相吸引玩，則產生凝聚捆，形成絮狀結侵構。格三、粘性土膠寺體性質對工程厲性質的影響適土在形成過程見中的膠體物理悠化學現(xiàn)象甲對粘性土可塑虧性的影響廈對土的觸變性要的影響藥粘性土的脹縮蚊性近四、在工程實辨踐中的應用嫁觸變性質的利侍用。否離子交換性質囑的利用。止電滲、電泳規(guī)灰律的利用。曲路基凍脹的機忘理分析。撓第七村節(jié)逐健土的工程分類很地基土的分類繡是根據(jù)不同的寨原則將其劃分淺為一定的類別做，同一類別的顛土在工程地質果性質上應比較鞭接近。土的合紫理分類具有很鉛大的實際意義蛛，例如根據(jù)分跳類名稱可以大表致判斷土的工胳程特性、評價鬧土作為建筑材群料的適宜性及陡結合其他指標酒來確定地基的選承載力福等。當作為建筑組場地和地基的塑土的分類一般返可按下列原則渠進行：鋤派視1和、討孕根據(jù)菊地質成因階可分為殘積土移、坡積土、洪皇積土、沖積土使、風積土等。補儀釋2屆、潮迅根據(jù)冠顆粒級配狹或市塑性指數(shù)誦可分為對碎石土、砂土網、伶粉土漂和桌粘性土賤。翻俗僚3丈、勿楊根據(jù)土的工程便特性的特殊性惱質可分為一般享土和拆特殊土州。枝一、母無粘性土溜：刷一般指碎石土駛和砂土。森碎石土是窄粒徑大裕于同2m灰m哪的顆粒含量超炎過全重節(jié)的春50趣%俘的土。來碎石土根奇據(jù)膜粒組含量斷及形狀按下表嬌分類。頓土的名稱勺顆粒形毅狀番拜顆粒級反配覽撞漂石

捐塊石穿圓形及亞圓形綿為主

香棱角形為主泰粒徑大聞于銳200m柱m脾的顆粒超過全界重鞋50%眉卵石

早碎石旺圓形及亞圓形熟為主

沿棱角形為主按粒徑大嘉于餐20m瓶m口的顆粒超過全揭重剛50%預圓礫

啦角礫盆圓形及亞圓形胸為主

漁棱角形為主談粒徑大候于鼠2m碑m領的顆粒超過全剩重優(yōu)50%醬抵砂土是指粒盲徑大睡于顛2m兔m室的顆粒含量不創(chuàng)超過全膏重刊50勻%加、粒徑大秘于滋0.075m鋪m縱的顆粒超過全俱重謝50撈%矩的土。砂土按委粒組含量分類遲如下表改。擾匹土的名稱巴顆粒級配杰礫砂第粒徑大趕于拋2m脾m夠的顆粒占全列重惱25-50%蜂粗砂手粒徑大輔于幕0.5m秧m攤的顆粒超過全江重戴50%強中砂緩粒徑大纖于碰0.25m認m從的顆粒超過全水重晃50%表細砂蓋粒徑大膏于體0.75m襲m景的顆粒超過全籍重層85%歉粉砂菜粒徑大歲于歌0.75m督m蘇的顆粒超過全筒重補50%即二、道粉土舒：適介于鴨無粘性土藥與賊粘性土棚之間，是指粒瞎徑大朝于吃0.075m毀m襯的顆粒含量不椅超過全艦重母50證%饒，董塑性指數(shù)星小于或等突于閥1攪0持的土。又可根癥據(jù)怨顆粒級配膀分為別砂質粉土飽：粒徑小獻于憐0.005m火m咽的顆粒含量不腥超過全獸重威10%刑粘質粉土江：粒徑小店于脈0.005m殘m坊的顆粒含量超認過全蔥重守10%爭粉土的顆概粒級配沿中辨0.05-0答.1m餓m啦和既0.005-賴0.05m誤m仁的粒組占絕大宋多數(shù)，而水與察土粒之間的作繼用是明顯不同顫于粘性土和砂艘土，這主要表術現(xiàn)上"凡粉壘粒松"以的特性。其工序程性質介于粘講性土和砂土之喚間。若用含水膏量接近飽和的僚粉土，團成小均球，放在掌上招左右反復搖幌枕，并以另一手丘震擊，則土中絞水迅速滲出，示并呈現(xiàn)光澤，往這是野外鑒別責時常用方法之盆一。飼三、掛粘性土上：葉是指塑性指數(shù)篩大碰于悄1辱0裂的土。粘性土米類的工程性質畫與土的成因、警生成年代的關懲系很密切，不眠同成因和年代償?shù)恼承酝?，盡盒管其某些物理透性質指標值可寧能很接近，但詳其工程性質可揉能相差很懸殊郊。頃撲1際、粘性土按沉煌積年代分為：桶老粘性土帝：第四紀晚更坊新紀（冶）及其以前沉們積的粘性土，毀它是一種沉積塊年代久，工程騾性質較好的粘傾性土。一般具嚇有較高的強度聚和較低的冒壓縮性兼。缺一般粘性嫌土：第四紀全漿新世（嫌）、（文化期頓以前）沉積的眨粘性土，其分靠布面積最廣，慌遇到的也最多士，工程性質變痰化很大。鍵新近沉積減的粘性土：指鞭文化期（５千堵年）以來新近派沉積的粘性土萬，強度較低。慘恢2齒、粘性土按塑雖性指數(shù)分脫類錄摟粘性土按究塑性指數(shù)段分類標準如下貪表涌：遺土的名燥稱蛾繩粉質粘土擋粘土飄塑性指誤數(shù)浙童10<IP藝<17仆IP>17幻四、塑性圖分有類宵第二薦章溪最土中水的運動縱規(guī)律第一節(jié)概述虛土是由固體相愁的顆粒、孔隙槽中的液體和氣遺體三相組成的誤，而土中的孔盡隙具有連續(xù)的驚性質，當土作互為水土建筑物待的地基或直接骨把它用作水土獻建筑物的材料脈時，水就會在困水頭差作用下泄從水位較高的燙一側透過土體賽的孔隙流向水妨位較低的一側供。圈滲透皂：存在于地基瞎中的地下水，胸在一定的壓力訴差作用下，將集透過土中的這辭些孔隙發(fā)生流潤動（在水頭差耗作用下，水透菠過土體孔隙的忌現(xiàn)象）。島滲透性：土允移許水透過的性紛能稱為土的滲永透性。枝水在土體中滲絮透會產生兩方助面的禿影響公，一方面會造綱成水量損失，所影響工程效益踐；另一方面將甲引起土體內部宮應力狀態(tài)的變蔥化，從而改變授水土建筑物或方地基的穩(wěn)定條蝕件，甚者還會芹釀成破壞事故引。慈不同的土具有弟不同的透水能押力，主要由土列的顆粒組成和胃孔隙比等決定擔。定量指標為設滲透系數(shù)依。土層中所有嶼名點在同一方曠向的透水能力良相同時，稱為葛均質土層呼，否則稱為執(zhí)非均質土層屆。土層中任一做點各個方向透匆水能力相同時蛋，稱為黨各向同性土層斥，否則稱為妹各向異性土層奴。都此外，土的滲迎透性的強弱，越對土體的固結租、強度以及工騎程施工都有非蜘常重要的影響好。曬本章將主要討鮮論水在土體中訓的滲透性及滲肢透規(guī)律，以及片滲透力滲透變揭形等問題。度第二對節(jié)扮掀滲透理論一、滲流模型芽土體中空隙的赤形狀和大小是欠極不規(guī)則的，總因而水在土體它空隙中的滲透朝是一種十分復貓雜的現(xiàn)象，由矛于土體中的空大隙一般非常微煩小，水在土體溉中流動時的粘困滯阻力很大，虧流速緩慢，因抱此，其流動狀敲態(tài)大多屬于層儀流。對滲流作獨出如下二方面箱的簡化：茂是不考慮滲流嚇路徑的迂回曲愧折，只分析它傘的主要流向；汗是不考慮土體狗中顆粒的影響坦，認為孔隙和具土粒所占的空編間之總和均為擋滲流所充滿。陡滲流模型假定現(xiàn)：壯在同一過水斷稻面，滲流模型歡的流量等于真鏡實滲流的流量營。嗽在任意截面上跟，滲流模型的顏壓力與真實滲那流的壓力相等毯。長在相同體積內查，滲流模型所腸受到的阻力與幼真實滲流所受惹到的阻力相等急。爸二、達錯西荷(Darcy冷)低滲透定律造理想重力的能與量方程式（伯壺努利方程時式去173腦8使年瑞士數(shù)學家床應用動能定理乏推導出來的。相）艇飽和土體空隙首中的滲透水流貞，也遵從伯努紙利方程，并用犯水頭的概念來姿研究水體流動書中偷的位能和動能疑。聽水頭：實際上叔就是單位重量嗚水體所具有的塘能量。舞按照伯努利方貌程，液流中一麗點的總水合頭幫h賄，可以用位置出水心頭武Z備，壓力水朵頭拒U/r稈w拉和流速水睡頭周V醉2粒/2神g哥之和表示，即怨此方程式中各現(xiàn)項的物理意義黎均代表單位重豐量液體所具有禿的各種機械能草，而其量綱都紛是長度。才式中：題相對于任意選跑定的基準面的寫高度，代表單壓位重量液體所云具有的位能（禁位置高度）故叔稱赴為位置水頭。侮代表單位重量聰液體所具有的住壓力勢能。而魂代表某點的水煌柱高度。故稱衫為壓力水頭。平即代表單位重鮮量液體所具有央的動能，故稱棟為流速水頭。念：單位重量液極體所具有的機喚械能，故稱之址為總水頭。漏此外，螞稱為測管水頭想，代表單位重謹量液體所具有辯的總勢能。過當土中滲流阻過力大時見，澤V淘一般都很小，維形成的流速水債頭幅V北2擾/2論g加更小，可不計暗，這時，總共水市頭謠h芝,桃可用測管水頭薪來代替，即顫（一）達西滲筑透實驗與達西賺定律煙195留6兄年，法國工程趣師達西利用痰圖陶2圈－旋3范(咸教斯材培P28芽)腹所示試驗裝置目，對砂土的滲蓄流性進行了研翁究，發(fā)現(xiàn)水在肝土中的滲流速寺度與圓筒斷面鍵積毅試樣兩端面間進的水頭差撇成正比，而與市滲流長度成反簡比，于是他把儀滲流速度表示雜為：或奪這就是著名的秀達西定律，錯式中共：表示斷面平賀均滲透速度，盜單位：帽；侵：滲透系數(shù)，趨（宏mm/樓s晶）其物理意義泊是當水力坡解降鏡i=坡1饑時的滲透速度嫩；唯：結況為衛(wèi)A察，防B儉兩點之間的總間水頭差，代表滅單位重量液體破從被A披點伍向粱B梢點流動時，為騰克服阻力而損肚失的能量。擔（二）達西定深律的適用范圍場（斧1緞）在層流狀態(tài)熊的滲流中，滲舞流速捕度蛙V典與水力坡降的場一次方成正比蕉，并與土的性好質有關?；颍喊W砂土的滲透速左度與水力坡降染呈線性關系。另（編2透）但對于密實墨的粘土，由于朋吸著水具有較灘大的粘滯阻力擋，因此只有當桌水力坡降達到鳳某一數(shù)值，克熟服了吸著水的世粘滯阻力以后昨，才能發(fā)生滲磨透。我們將這味一開始滲透時影的水力坡降稱獸為粘性土的筋起始水力坡降括。犯試驗資料表明煉，密實的粘土喝不但存在起始惹水力坡降，而液且當水力坡降菌超過起始坡降恒后，滲透速度線與水力坡降的村規(guī)律還偏離達嘴西定律而呈線糾性關系。糾式中：春指密實粘土的有起始水力坡降課。廉此外，試驗也注表明，在粗顆湊粒土中（如礫攤石，卵石），軋只見在小的水瞎力坡降下，滲遍透速度與水力顛坡降才能呈線扭性關系，而在盆較大的水力坡唉降下，水在土捷中的流動即進禮入牽紊流謠（不規(guī)則的相博互混雜的流動味形式）狀態(tài)，罷滲透速度與水渾力坡降呈非線觀性關系，此時順達西定律不能石適用。狀三、滲透系數(shù)亡的確定譯主要分現(xiàn)場試顛驗和室內試驗撞兩大類，一般慶說，現(xiàn)場試驗恭比室內試驗所運得到的成果要丹準確可靠。腥1羨、實驗室測定攔法：常水頭試價驗法，透水性愿大的砂性土園變水頭試驗法舊，透水性小的敢無粘性土過2輪、現(xiàn)場測定法館：攤實測流速法：抵色素法、電解趨質法、食鹽法注水法院抽水法：降低殲水位法：平衡嘆法，不平衡法水位恢復法掘（一）實驗室羨測定法凍1原．劣常水頭試驗科常水頭試驗適煤用于透水性大礎（惹k店>10貼-3籮cm/炭s產）的土，例如累砂土瞇。采常水頭試驗揚就是在整個試焰驗過程中，水跟頭保持不變。叫試驗時測出某叮時間間隔夜t充內流過試樣的挺總水量綿，根據(jù)達西定剩律部即啄羨但到支薄膝建蘿耳應燒2值．查變水頭試驗刪粘性土由于滲杏透系數(shù)很小，隱流經試樣的總影水量也很小，瑞不易準確測定逐。因此，應采道用變水頭試驗河。希變水頭試驗哭就是在整個試滲驗過程中，水乓頭隨時間而變尺化的一種試驗閱方法。利用數(shù)令學方法可得到饒滲透系數(shù)頂如用常用對數(shù)剛表示，上式可續(xù)寫為袖疾呈惕屈施須暑為參扛（二）現(xiàn)場測汁定法泰四、影響滲透瞧系數(shù)的因素般滲透系數(shù)是一創(chuàng)個代表土的滲澡透性強弱的定灶量指標，也是利滲透計算時必能須用到的一個梁基本參數(shù)。鼓影響滲透系數(shù)兇的主要有：選1撐.駱土的粒度成分悟和礦物成分的哨影響：土的顆雹粒大小，形狀慕及級配，影響拐土中空隙大小招及形狀，因而莊影響滲透性。悅土粒越粗，越贈渾園，越均勻泥時，滲透性就鈴大。砂土中含斃有較多粉土，亭或粘土顆粒時紀，其滲透系數(shù)妹就大大降低。本土中含有親水攔性較大的粘土積礦物或有機質轎時，也大大降忙低土的滲透性夸。轟2左.沸孔隙比對滲透種系數(shù)的影響匯由燃可知，孔隙比資越大，錦越大，滲透系狹數(shù)越大，而孔羽隙比的影響，劉主要決定于土值體中的孔隙體媽積，而孔隙體采積又決定于孔副隙的直徑大小澡，決定于土粒辜的顆粒大小和避級配。的3瑞.脂土的結構構造乓的影響姻天然土層通常址不是各向同性饅的，在滲透性玉方面往往也是年如此。虜如黃土特別是趨具濕陷性黃土圍，具有豎直方茶向的滲透系數(shù)必要比水平方向顏大得多。莫層狀粘土常夾縱有薄的粉砂層爛，它在水平方柳向的滲透系數(shù)建要比豎直方向窄大得多。鎖4持.獨結合水膜厚度行的影響勢粘性土中若土遭粒的結合水膜霧較厚時，會阻同塞土的孔隙，壤降低土的滲透飼性。財5律.筆土中氣體的影跟響踏當土孔隙中存豪在密閉氣泡時配，會阻塞水的弓滲流，從而降卻低了的滲透性博。這種密閉氣房泡有時是由溶億解于水中的氣估體分離而形成臺的，故水的含智水量也影響土壟的滲透系數(shù)。歐影響因素：水棵溫，試驗表明扒，績與滲透液體的捏容重澤及粘滯系數(shù)有絲關；水溫不同覆，姜相差不大，但剝粘滯系數(shù)變化尼較大，水溫升刷高，粘滯系數(shù)丘降低，宣增蠻大緣.材此外，滲透水競的性質對病值的影響。餃【討論】上述清因素對滲透系慌數(shù)的影響鼓第三節(jié)流網小及其工程應用韻一姿.好平面穩(wěn)定滲流附基本微分方程翠設從穩(wěn)定滲流促場中任取一微祖分單元土體，劑其面積蒼為低dxd辯z撒，如圖若在塔方向流入單元滾體的滲流速度善為擇，流出的速度拖為曲掛，在照方向流入的速瑞度為段，流出的速度譜為稀。逗由于流出水量刷與流入水量相戀等，則：＋＝0根據(jù)達西定律，扯將上列關系式令代入上式中并暢經簡化后可得偵：循+析=0殼這就是平面穩(wěn)棚定滲流問題基掘本微分方程。駱式中：息，風分別為犁和惹方向的滲透系礎數(shù)厘H蜻拆總水頭或測壓副管水頭。輕如果土是各向剪同性的，即剩，則上式可改女寫成：＋＝0相這就是著名的蔥拉普拉斯方程崗，它是描述穩(wěn)綠定滲流的基本解方程式。賢第四肥節(jié)伯耽土中滲流的作堂用力和滲透變績形塊滲流所引起的辜變形（穩(wěn)定）秋問題一般可歸托結為兩類：游一類圓是土體的局部壞穩(wěn)定問題。這徹是由于滲透水兆流將土體中的爭細顆粒沖出，球帶走或局部土斤體產生移動，涼導致土體變形皇而引起的滲透程變形。蔥另一類法是整體穩(wěn)定問創(chuàng)題。這是在滲豐流作用下，整沖個土體發(fā)生滑緩動或坍塌。一、滲透力哀滲透力么―親―藝滲透水流作用桿對土骨架產生化的拖曵力（水史在土體中流動繭時，滲透水流歡施加于單位土腥粒上的拖曳力皺）。泉票滲透力的特點幸外【討論】遭滲透力對土體去穩(wěn)定的影響二、滲透變形誓滲透水流將部臭分土體或土顆負粒沖走、帶走片，導致局部土修體產生移動，盒位移達到一定牢程度，土體將幻發(fā)生失穩(wěn)破壞塔，這類問題稱迫為僵滲透變形出。壘滲透變形的基類本形式（一）流土浩流土是指在向仿上滲流作用下休，局部土體表習面隆起，或者泥顆粒群同時起柿動而流失的現(xiàn)臉象。它主要發(fā)攪生在地基或土挨壩下游滲流溢啊出處?；踊虬萸篱_挖時所哲出現(xiàn)的流砂現(xiàn)避象是流土的一仗種常見形式。歸一般說來，任豪何類型的土，趨只要坡降達到匯一定的大小，餃都會發(fā)生流土寨破壞，瓣特點：發(fā)生于皮地基或土壩下氧游滲流出逸處零，而不發(fā)生于仍土體內部。開題挖基坑或渠道螞時常常遇到的曬流砂現(xiàn)象，就起屬于流土破壞亡。細砂、粉砂歷、淤泥等較易遠發(fā)生流土破壞璃。盾在設計時，為膚保證建筑物安拉全，通常要求畫將溢出水力坡耍降丸限制在容許坡鞏降廁[限]南之內，即糕搬式中節(jié)首為流土安全系壘數(shù)，常術取樸2.辟0梁～糊2.5（二）管涌懲管涌是滲透變處形的另一種形與式，它是指在愿滲流作用下土絡體中的細顆粒暴在粗顆粒形成錘的孔隙道中發(fā)燭生移動并被帶按走的現(xiàn)象。美管涌的形成主謀要決定于土本原身的性質，對忌于某些土，即仔使在很大的水狐力坡降下也不柴會出現(xiàn)管涌，劫而對于另一些累土（如缺乏中仰間粒徑的砂礫殿料）卻在不大喘的水力坡降下破就可以發(fā)生管教涌。淋管涌破壞一般褲有個時間發(fā)育似過程，是一種摘漸進性質的破輛壞，按其發(fā)展逃的過程，可分呈為兩類：一種要土，一旦發(fā)生斥滲透變形就不絞能承受較大的魚水力坡降，這神種土稱為危險鎖性管涌土；另誦一種土，當出而現(xiàn)滲透變形后禍，仍能承受較跑大的水力坡降哀，最后試樣表廟面出現(xiàn)許多大沿泉眼，滲透量豎不斷增大，或襪者發(fā)生流土，返這種土稱為非雙危險性管涌土啦。僵一般來說，粘粥性土只有流土詳而無管涌地無粘性土滲透夢變形的形式主服要取決于顆粒院級配曲線的形凝狀，其次是土灰的密度。壽特點：域既可以發(fā)生在塞土體內部，也筆可以發(fā)生在滲煮流出口處。它分的發(fā)展一般有晴個時間過程，合是一種漸進性屈的破壞。管涌蘿的臨界水力梯濟度告i補cr解一般通過試驗爭確定。煤一般說來，滲暑透系數(shù)越大，腔則臨界水力坡男降越小。無粘叔性土的臨界水裙力坡降可歸納蠢如下表（錢家羨歡）河海大學馬水力坡降是土士鞠餓類杯流土型土沉過渡型土治管涌型土也C攪u坊≤養(yǎng)5嗽C揮u鳳＞候5拔級配連續(xù)介級配不連續(xù)省臨界水力坡降歐0.帶8膊～合1.0挺1.扔0功～兆1.5分0.窯4袖～河0.8境0.折2睬～裁0.4雨0.1災0飄～討0.30數(shù)容許水力坡降覽0.爹4很～惡0.5患0.齊5融～漢0.8嫌0.2蘆5貓～顫0.40趕0.1加5寬～怒0.25炎0.1旗0傅～溝0.20【工程經驗】徑粘性土由于粒紹間具有粘聚力耕，連結較緊，欠常不出現(xiàn)管涌蠅而只發(fā)生流土承破壞；穩(wěn)不均勻系數(shù)慨C坐u保>佳10掩的勻粒砂土，擺在一定的水力淡梯度下，局部羽地區(qū)較易發(fā)生御流土破壞；護對騎C木u強>蹄10殖的砂和礫石、翼卵石，分兩種亞情況。當孔隙賤中細粒含量較范少（小于睛30爆%命）改時，只要較小拼的水力坡降，毛就足以推動這嶄些細粒發(fā)生管辯涌。如它們的驅孔隙中細粒增屠多，以至塞滿血全部孔隙（此度時細料含量約芝為術30%~35式%式）測，便不出現(xiàn)管號涌而會發(fā)生流孩土現(xiàn)象。累【本次課小結駁】1．達西定律酷2傷．測定滲透系絡數(shù)的方法完3似．滲透力與滲遺透變形【復習思考】尚達西定律的適葡用條件有哪些通？PAGE33窗2左．實驗室測定驗滲透系數(shù)的方盲法有哪兩種？測它們分別適用量于什么情況？燥3彼．何謂滲透力泊？其大小、方躍向、單位如何適？仔4承．滲透變形的垮基本形式有分食哪兩種？它們劑分別有什么特俊征？知第三從章卵嚇土體中的應力漁分布與計算第一節(jié)概述乏一、土中應力搖計算的目的及補方法謝大多數(shù)建筑物尚是造建在土層揀上的，我們把尚支承建筑物的有這種土層稱為敏地紐基。由天然土豬層直接支承建霉筑物的稱恒天然地基度，軟弱土層經抓加固后支承建啄筑物的稱凡人工地基辛，而與地基相連接觸的建筑物掌底部稱為奧基礎婆。罩地基受荷以后弟將產生應力和閑變形，給建筑刮物帶來兩個工芒程問題，即土背體穩(wěn)定問題和聾變形問題。如夫果地基內部所攔產生的應力在膠土的強度所允冠許的范圍內，勵那么土體是穩(wěn)姐定的，反之，驅土體就要發(fā)生律破壞，并能引剃起整個地基產祝生滑動而失去石穩(wěn)定，從而導憑致建筑物傾倒蝦。地基中的應流力，按照其因血可以分為自重巡應力和附加應拖力兩種：偽自重應力桂：由土體本身裕有效重量產生洽的應力稱為自荒重應力。一般門而言，土體在象自重作用下，裳在漫長的地質么歷史上已壓縮犬穩(wěn)定，不再引朝起土的變形（梯新沉積土或近鐘期人工充填土額除外）。州附加應力籠：由于外荷（永靜的或動的）運在地基內部引梨起的應力稱為冰附加應力，它耐是使地基失去形穩(wěn)定和產生變碑形的主要原因青。映附加應力的大花小，除了與計魂算點的位置有潤關外，還決定尼于基底壓力的忽大小和分布狀堆況。殖真實土的應力億～應變關系是惑非常復雜的，怪目前在計算地晉基中的附加應株力時，常把土跡當成線彈性體瘡，即假定其應啟力與應變呈線理性關系，服從覆廣義虎克定律接，從而可直接弟應用彈性理論顆得出應力的解手析解。恩1貪、關于連續(xù)介幕質問題（土的渠分散性影響）粱彈性理論要求癥：受力體是連匆續(xù)介質，即土狡中應力是通過裁土顆粒間的接蓬觸而傳遞的，剝而土是由三相埋物質組成的碎它散顆粒集合體福，不是連續(xù)介愿質。診為此假設土體嗽是連續(xù)體，從貸平均應力的概雕念出發(fā)，用一廈般材料力學的蛾方法來定義土役中的應力。過2寬、關于線彈性播體和均質、等蔽向問題（土的江非均質性和非勢理想彈性體的蝦影響）頌理想彈性體的睜應力與應變成揀正比直線關系債，且應力卸除錦后變形可以完陽全恢復。土體合則是彈塑性物拋質，它的應力痛應變關系是呈筍非線性的和彈軟塑性的，且應腐力卸除后，應鹽變也不能完全雞恢復。為此進困行假設土的應龜變關系為直線崗，以便直接用烘彈性理論求土韻中的應力分布壯，但對沉降有鮮特殊要求的建梳筑物，這種假胸設誤差過大。雷3急、地基土可視智為半無限體伙即該物體片在水平向是無趙限延伸的，而拼豎直向只在向囑下的正方向是萬無限延伸的。定且相對建筑物以基礎尺寸而言舍，可以認為是挖半無限體。枝二、土中一點裙的應力狀態(tài)排計算地基應力捆時，一般將地泰基當作半無限油空間彈性體來螞考慮；即把地胳基看作是一個瓣具有水平界面煙、深度和廣度臂都無限大的空買間彈性體。刃常見的地基中頭的應力狀態(tài)有酒如下三種：僅1擊、三維應力狀敏態(tài)蹲荷載作用下，滑地基中的應力質狀態(tài)均屬三維朗應力狀態(tài)。每逝一點的應力都疊是骨x秩、張y渣、壇z鄙的函數(shù)，每一她點的應力狀態(tài)廳都朗有扣9扔個應力分量?；j，寫成矩陣形等式則為：尖根據(jù)剪應力互幫等原理，有減τ笛xy停=弊τ摸yx拜,北τ旨yz船=燈τ脫zy辮,讓τ袖xz帥=最τ莊zx景，因此，該單棚元體只葛有裂6沖個應力分量，劇即假σ甩xx孕,膠σ炕yy痰,懷σ郊zz踩,獵搭τ初xy,鞋券τ吸xz,龍抵τ遵yz解。停2廣、二維應變狀奏態(tài)（平面應變我狀態(tài)）墊二維應變狀態(tài)踩是指地基中的干每一點應力分爭量只是兩個坐身標至（招x,您y盞）的函數(shù)，因拒為天克地面可蘆看作一個平面清，并且悔沿臟z鑒方向的應變鉆，由于對稱性薄，畝，這時，每一惱點的應力狀態(tài)字有汁5傍個應力分量：仿漲。對于捕圖欄3狀－由2則可以求得爛就可以得到主衰應力的計算式賢：龍3血、側限應力狀帖態(tài)夫側限應力狀態(tài)術是指側向應變詢?yōu)榱愕囊环N應烘力狀態(tài)；土體脅只發(fā)生豎直向爆的變形。強由于任何豎直召面都是對稱面蔬，故在任何豎逝直面和水平面櫻上都不會有剪催應力存在，即節(jié)，應力矩陣為殿：券由董，并與立成正比。彈第二干節(jié)拼殼土的自重應力木計算慘在計算地基中版的自重應力時弄，一般將地基浪作為半無限彈飼性體來考慮，異且剪應力灰。模一億、均質土的自架重應力挎設地基中某單遞元體離地面的容距安離伍z擁，土的容重為凡，則單元體上盯豎直向自重應跨力等于單位面洗積上的土柱有鍋效重量，即民可見，土的豎像向自重應力隨劫著深度直線增黃大，呈三角形講分布。換二、成層土體碼的自重應力雷自重應力是由且多層土組成，趨設各土層的厚獻度薯為晉h尖1寬、譜h苗2抽、洞…傲…定h支n荒，相應的容重崗分別為來，則地基中的右第偶n邁層底面處的豎律向自重應力為極：些＝棚互食三、土層中有撐地下水時的自規(guī)重應力愁（幫1億）若計算點在早地下水為以下俊，由于水對土偷體有浮力作用煩，則水下部分蓬土柱的有效重撐量應采用土的忍浮容重蜘或飽和容重得計算旗；禮a脊：當位于地下舌水位以下的土毯為砂土時，土哈中水為自由水至，計算時用勁。由b車：當位于地下聽水位以下的土議為堅硬粘土時若，在飽和堅硬過粘土中只含有佩結合水，計算淋自重應力時應訴采用飽和容重絨。糠c準：水下粘土，要當失時，用聯(lián)。敘d拆：如果是介乎爭砂土和堅硬粘友土之間的土，樂則要按具體情提況分析選用適全當?shù)娜葜?。踏（?央）胃在地下水位以桶下，若埋藏有進不透水層井（如基巖層、流連續(xù)分布的硬悟粘性土層），地不透水層中不椒存在水的浮力戒，層面及層面鄙以下的自重應枝力按上覆土層寺的水土總重計憶算；知四、水平向自誘重應力令在半無限體內型，由側限條件秩可知，土不可掉能發(fā)生側向變甜形（著），因此，該先單元體上兩個調水平向應力相雹等并按下式計殺算：貿式中使—晌—乘土的側壓力系鍋，它是側限條池件下土中水平區(qū)向有效應力與團豎直有效應力筒之比，可由試鳥驗測定，汗，頌是土的泊松比漲。乘第三笨節(jié)輔冷基礎底面壓力帶分布和計算貢基底壓力匪—裕—葡建筑物上部結踏構荷載和基礎斑自重通過基礎忙傳遞給地基，欺作用于基礎底豎面?zhèn)靼仓恋鼗膲毫Τ簦址Q爸接觸壓力粱。車一、基礎底面態(tài)地基反力分布斃的概念丙建筑物的荷載灌是通過它的基毛礎傳給地基的歇。因此，基底扮壓力的大小和明分布狀況，將喇對地基內部的趁附加應力有著漆十分重要的影帆響；而基底壓卵力的大小和分計布狀況，又與苦荷載的大小和辭分布，基礎的訊剛度，基礎的溉埋置深度以及太土的性質等多干種因素有關。咱⑴不與對于剛性很小建的基礎和柔性米基礎，其基底銷壓力大小和分芒布狀況與作用裹在基礎上的荷噸載大小和分布估狀況相同。（泊因為剛度很小屑，在垂直荷載痰作用下幾乎無疊抗彎能力，而案隨地基一起變光形）。秘⑵暮偷對于剛性基礎邁：其基底壓力象分布將隨上部賄荷載的大小，感基礎的埋置深帳度和土的性質革而異。攝如：砂土地基姓表面上的條形昌剛性基礎，由議于受到中心荷圾載作用時，基堆底壓力分布呈荒拋物線，隨著絲荷載增加，基徒底壓力分布的廁拋物線的曲率犬增大。這主要魔是散狀砂土顆撫粒的側向移動從導致邊緣的壓夕力向中部轉移叉而形成的。健又如粘性土表博面上的條形基跪礎，其基底壓揭力分布呈中間繩小邊緣大的馬哀鞍形（如圖）熟，隨荷載增加點，基底壓力分鮮布變化呈中間刻大邊緣小的形脊狀。奔二、地基反力飽的簡化計算方各法姥根據(jù)經驗，當忌基礎的寬度不絡太大，而荷載歪較小的情況下冬，基底壓力分遮布近似地按直內線變化的假定擾（彈性理論中底圣維達原理）消，所引起地誤庫差是允許地，鷹也是工程中經慧常采用地簡化寸計算方法。玻（煤1事）、豎直中心昂荷載作用下的奮基底壓力比如瞇圖道3協(xié)－著1某1期所示，若矩形蘇基礎地長度爺為淚L勞，寬度杯為凍b嗚，其上作用著盾豎直中心荷煙載掙N暫，當假定基底斷壓力為均勻分儀布時，其值為禍：跡若基礎為長條承形（進），則在長度扯方向截炎取山1曾m皆進行計算，此晌時基底壓力為效：財（疼2旋）、豎直偏心悉荷載作用下的姓基底壓力菊當矩形基礎上常作用著豎直偏虛心荷歉載曲N嶼時，則任意點臟的基底壓力，說可按材料力學丟偏心受壓的公伴式進行計算：芹—錢—穴基礎底面最大總和最小邊緣地蘋基反力，宏；條，怎—圣—淺基礎底平面的設長度和寬度，獨；幣—憂—圍作用在基礎底掛面的力矩：稻；桃—燈—施基礎底面的抗套彎截面模量，駐（堆m幅2焦）搏。睜在豎直偏心荷鼠載作用下，基怒底兩側得最大她和最小壓力得株計算公式為：蘭討論：控⑴右當?shù)趀=軌0堪時，基底壓力滔為矩形；閣⑵直當合力偏力澆矩釀0<e<宋時，基底壓力奧呈梯形分布；愁⑶由當合力偏力矩汁，蓄P貧min記=0盡翼基底壓力呈三綢角形分布；籌⑷前當日時，察則啊P危min銜<艇0脈，意味著基底破一側出現(xiàn)拉應澤力。但基礎與瘋地基之間不能疾受拉，故該側駁將出現(xiàn)基礎與畜地基得脫離，開接觸面積有所裳減少，而出現(xiàn)小應力重分布現(xiàn)蓋象。此時不能幕再按疊加原理億，求最大應力滾值。甘其最大應力值包為：豈堡冒周（例如：高聳盡結構物下得基頸底壓力）伙一般而言，工秀程上不允許基擾底出現(xiàn)拉力，肥因此，在設計僑基礎尺寸時，嘩應使合力偏心朵矩滿足出①答的條件，以策新安全。鈴或烘②喊：為了減少因問地基應力不均堵勻而引起過大茅的不均勻沉降鵲，通常要求：權；對壓縮性大賴的粘性土應采己取小值；對壓倦縮性小的無粘棵性土，可用大梳值。幕當荷載雙向偏衛(wèi)心時，地基邊易緣反力用下式氏表達：或凳，科—眾—皺分別為荷載對彩軸、對郵軸的偏心距懇；婚m；隆三、基礎有埋鍬深時的基底壓割力分酬布菜(瓶基底附加壓力換計紫算章)罷基底附加壓力叨――之作用于地基表犁面，由于建造逗建筑物而囑新增加汽的壓力，即導每致地基中產生言附加應力的那罪部分基底壓力勵。駐基底附加壓力諸在數(shù)值上等于冬基底壓力扣除龜基底標高處原嫂有土體的自重悅應力。即基底埋壓力均勻分布俯時垮：拖因為未修建基帥礎以前，土體飄中已有自重壓邊力蝦，修建基礎時偽將這部分土挖查除后再建差造基礎，再基教底增加的壓力慌實際為柴。稅基底壓力呈梯泄形分布時，直基底附加壓力偵為：待式腰中由倘P夕0害―銀―眨基底附加壓力蚊設計值，斷kPa蟻；多P搭―該―跌基底壓力設