土力學(xué)全知識(shí)點(diǎn)

第一章：土的物理性質(zhì)及工程分類第二節(jié)、粒度成分的表示方法土的粒度成分是指土中各種不同粒組的相對(duì)含量（以干土質(zhì)量的百分比表示），它用以描述土中不同粒徑土粒的分布特征。常用的粒度成分的表示方法有表格法、累計(jì)曲線法和二角坐標(biāo)法。2）累計(jì)曲線法：是一一種圖示的方法，通常用半對(duì)數(shù)紙繪制，橫坐標(biāo)（核對(duì)數(shù)比例尺）表示某一粒徑，縱坐標(biāo)表示小于某一粒徑的土粒的百分含量。級(jí)配的指標(biāo)：不均勻系數(shù)cu=d6o-dio曲率系數(shù)Cs=d302/（d60Xd10）式中：d10、d20、d60一分別相當(dāng)于累計(jì)百分含量為10%、30%和60%的粒徑，d10稱為有效粒徑；d60稱為限制粒徑。不均勻系數(shù)Cu反映大小不同粒織的分布情況，Cu<5的土稱為勻粒土，級(jí)配不良；Cu越大，表示粒組分布范圍比較廣，Cu>=5,Cs=1~3的土級(jí)配良好。但如cu過(guò)大，表示可能缺失中間粒徑，屬不連續(xù)級(jí)配，故需同時(shí)用曲率系數(shù)來(lái)評(píng)價(jià)。曲率系數(shù)則是報(bào)述累計(jì)曲線整體形狀的指標(biāo)。土粒的形狀土粒形狀對(duì)丁土的密實(shí)度和十的強(qiáng)度有顯著的影響，棱角狀的顆?；ハ嗲稊D咬合形成比較穩(wěn)定的結(jié)構(gòu).強(qiáng)度較高；磨圓度好的顆粒之間容易滑動(dòng)，土體的穩(wěn)定性比較差用體積系數(shù)和形狀系數(shù)描述土粒形狀體積系數(shù)Vc=6V/（nd」）式中：V土粒體積（mm3）；dm土粒的最大粒徑（mm）。V愈小，土粒愈接近于圓形。圓球狀的Vc=1,立方體的Vc=o.37：棱角狀的土粒Vc更小形狀系數(shù)FF=AC/B2式中：A、B、C分別為土粒的最大、中間和最小粒徑第三節(jié)土的三相比例指標(biāo)一、試驗(yàn)指標(biāo)1.土的密度是單位體積土的質(zhì)量，P=m/V由土的質(zhì)量產(chǎn)生的單位體積的重力稱為重力密度Y，簡(jiǎn)稱為重度Y=Pg=W/V土粒比重Gs土粒質(zhì)量ms同體積4°C時(shí)純水的質(zhì)量之比Gs=ms/（VsPw1）=Ps/Pw1土的含水量3是土中水的質(zhì)量m與團(tuán)體（土粒）質(zhì)量m之比，3=mw/msX100%二、換算指標(biāo)干密度Pd是土的顆粒質(zhì)量ms與土的總體積V之比，Pd=ms/V土的干密度越大，土越密實(shí)，強(qiáng)度就越高，水穩(wěn)定性也好。S土的飽和密度是當(dāng)土的孔隙中全部為水所充滿時(shí)的密度，即全部充滿孔隙的水的質(zhì)量mw與固相質(zhì)量ms之和與土的總體積V之比，Pt=（m+VvP）/VV--土的孔隙體積WS當(dāng)上浸沒(méi)在水中時(shí)，土的時(shí)相受到水的浮力作用，單位土體積中土粒的重力扣除同體積水的重力后，即為單位土體積中土粒的有效重度，單位kN/m3Y’=（msg—VsPw）/V=Ysat_Yw土的孔隙比是e孔隙隙的體積Vv與土粒體積Vs之比，以小數(shù)計(jì)，，e=Vv/Vs土的孔隙率n是孔隙隙的體積Vv與土的總體積V之比n=Vv/VX100%土的飽和度Sr是孔隙中水的體積Vw與土的總體積Vv之比Sr=Vw/VX100%三、三相比例指標(biāo)第四節(jié)黏性土的界限含水率粘性土從一種狀態(tài)轉(zhuǎn)到另一種狀態(tài)的分界含水率；流動(dòng)狀態(tài)與可塑狀態(tài)間的界限含水率成為液限3『可塑狀態(tài)與半固體間稱為塑限3p；半固體狀態(tài)與固體狀態(tài)稱為縮限3sL塑性指數(shù)Ip=3L—3p無(wú)％，黏粒越多，塑性指數(shù)越大液性指數(shù)Il=（3-3）/lp=（3_3）/（3-3）有％沙土相對(duì)密度：當(dāng)沙土處于最密實(shí)狀態(tài)時(shí)，其孔隙比稱為最小孔隙比emin而處于最松散狀態(tài)時(shí)稱為最大孔隙比相對(duì)密度Dr=（emax—e）/（ema—emin）當(dāng)Dr接近1時(shí)最密實(shí)，當(dāng)Dr接近0時(shí)最松散

第六節(jié)土的工程分類粉土是介于沙土和粘性土之間的過(guò)渡土類，它具有沙土和粘性土的某些特征，根據(jù)黏粒含量可以將粉土再劃分為砂質(zhì)粉土和粘質(zhì)粉土第二章粘性土的物理化學(xué)性質(zhì)膠體活動(dòng)性指數(shù)在工程實(shí)踐中，提出了一個(gè)既能反映粘土礦物成分，又能反映粘土顆粒形狀的綜合指標(biāo)AcAc=Ip/pV0.002p<0.002是黏粒（V0.002mm）的百分含量；Ac<0.75非活動(dòng)性粘土，0.75<Ac<1.25正常粘性土，Ac>1.25活動(dòng)性粘性土，Ac越大黏粒對(duì)土的可塑性影響越大靈敏度St，把原狀結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度與結(jié)構(gòu)破壞后的強(qiáng)度之比定義為靈敏度，一般粘性土St=2~4，靈敏性粘性土4~8，高靈敏性粘性土巳8觸變性在工程建設(shè)中，可利用粘土礦物顆粒帶電的特性來(lái)為生產(chǎn)服務(wù)。將純粘土礦物（高嶺石或蒙脫石）與水制成泥漿時(shí)，礦物顆粒吸附大量水化離子和水分子，由于顆粒的水膜很厚，顆粒與顆粒之間的引力很薄弱，可以長(zhǎng)時(shí)期懸浮在水中。當(dāng)懸浮液在靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)，顆粒之間的微弱引力，使其聚集起來(lái)，懸液便成為一種糊狀、粘滯度較大的流體，可是。一旦受到振動(dòng)或擾動(dòng)時(shí)，顆粒之間的聯(lián)結(jié)會(huì)立刻喪失，又恢復(fù)成為流動(dòng)的液體，這種性質(zhì)稱為觸變性第三章土中水的運(yùn)動(dòng)規(guī)律第二節(jié)達(dá)西定律：v=燈或q=kIFv滲透速度，I---水頭梯度I3H/M=（H「H2）/Lk---滲透系數(shù)（m/s）q滲透流量（m3/s）F截面積v=k（I—I0）I。-粘土的起始水頭梯度土的滲透系數(shù)k=QL/AHFt常水頭；k=al/Ftln（%/H2）=2.3al/Ftlog（%/H2）動(dòng)水力：Gd動(dòng)水力：Gd水流作用在單位體積土體中土顆粒上的力，也稱為滲流力G「=T=竺-y=IyLww(kN/m3)流沙現(xiàn)象GD=Y'=Ysat_Yw這時(shí)土顆粒間的壓力等于0,土顆粒將處于懸浮狀態(tài)而失去穩(wěn)定，這種現(xiàn)象稱為流沙現(xiàn)象（土體表面，細(xì)沙粉砂粉土中））臨界水頭梯度Icr=Y'/Y=Yt/Y—1容許水頭梯度IW[I]=Icr/K細(xì)小顆粒在動(dòng)水力作用下通過(guò)粗顆粒的孔隙被水流帶走，稱為管涌（局部擴(kuò)大，任何土）第四章土中應(yīng)力計(jì)算第二節(jié)自重應(yīng)力^宓=Y-Z。砂性土考慮浮重。黏性土：IL》1考慮浮重，IL<0不考慮浮重，0<IL<1視情況定。NP=—NP=—第三節(jié)基底壓力1.中心荷載FPm』=N（1土竺）2、偏心、荷載Pmin^Fb，e>b當(dāng)6時(shí)，基底壓力Pmin<0，基底壓力2N2Np=:=max3（b-e）LKLn重新分布，2第五節(jié)土中豎向應(yīng)力^z一以.P，掌握角點(diǎn)法。第五章土的壓縮性與地基沉降計(jì)算a=tana=空=〈[烏第二節(jié)壓縮系數(shù)“°‘2。（MPa-1），Pi=100kPa，「=200kPa所得到的ai-2作為評(píng)定土壓縮性高低的指標(biāo)則，"1一2-°,5MPa為高壓縮性土，0.1(a1-2高低的指標(biāo)則，"1一2-°,5MPa為高壓縮性土，0.1(a1-2〈0.5Mpa-1為中壓縮性土，ai-2<0.1MPa-1為低壓縮性土壓縮模量△P1+e=1Asa（MPa），天然土層的劃分為正常固結(jié)土（OCR=1）、超固結(jié)土（OCR>1）和欠固結(jié)土/、P（OCR<1）,0.三大模量：1、壓縮模量Es是根據(jù)室內(nèi)壓縮試驗(yàn)得到的，它是指土在完全側(cè)限條件下，豎向正應(yīng)力與相應(yīng)的變形穩(wěn)定情況下正應(yīng)變的比值；2、變形模量E0是根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)載荷試驗(yàn)得到的，它是指土在無(wú)側(cè)限（側(cè)向自由膨脹）條件下正

應(yīng)力與相應(yīng)的正應(yīng)變的比值E0=3pb(1—u2)/ss荷載板下沉量，b荷載板寬度，u泊松比，3沉降影響系數(shù)；3、彈性模量E是指正應(yīng)力。與彈性正應(yīng)變孔的比值，測(cè)法有靜力法和動(dòng)力法。壓縮和變形模量的應(yīng)變?yōu)榭倯?yīng)變，彈模之包含彈性應(yīng)變E0=8Ess=竺。第三節(jié)地基沉降地基沉降是假定地基是均質(zhì)的、各向同性的、線彈性的半無(wú)限體。第'層土壓縮模量'E”,As=￡Hi=(ee)/(1+e)XHi=a(pp)/(1+e)XHi，e平均壓縮應(yīng)變，Hi土厚，e第i層上下層面ii1i—2i1ii2i—1i1ii1i自重應(yīng)力值的平均值PGlo^i])+ocz)/2從土的壓縮曲線上得到的孔隙比第四節(jié)固結(jié)度：深度z的A點(diǎn)在t時(shí)刻豎向有效應(yīng)力?！概c起始超孔隙水壓力p的比值，稱為A點(diǎn)t時(shí)刻的固結(jié)度°Ut=1—t時(shí)刻面積/起始面積固結(jié)度系數(shù)Cv，固結(jié)度是時(shí)間因數(shù)的函數(shù)，時(shí)間因數(shù)Tv越大，固結(jié)度Ut越大。Tv=CvXt/H2Cv=k(1+e)/ayw粘性土地基沉降的三階段:1、瞬時(shí)沉降2、固結(jié)沉降3、次固結(jié)沉降20為基礎(chǔ)及日填土的平均重度第六章土的抗剪強(qiáng)度平平、b=btan2(45o--)-2c-tan(45o--)°122，土的抗剪強(qiáng)度'Sni(kpa)，大主應(yīng)力廣嚴(yán)(眼+5(+2)，小主應(yīng)力剪切破裂面與大主應(yīng)力b=btan2(45o--)-2c-tan(45o--)°122，在實(shí)際工程中應(yīng)當(dāng)具體采用上述哪種試驗(yàn)方法，要根據(jù)地基土的實(shí)際受力情況和排水條件而定。鑒于近年來(lái)國(guó)內(nèi)房屋建筑施工周期縮短，結(jié)構(gòu)荷載增長(zhǎng)速率較快，因此驗(yàn)算施工結(jié)束時(shí)的地基短期承載力時(shí)，《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GBJ7-89)建議采用不排水剪，以保證工程的安全。該規(guī)范還規(guī)定，對(duì)于施工周期較長(zhǎng)，結(jié)構(gòu)荷載增長(zhǎng)速率較慢的工程，宜根據(jù)建筑物的荷載及預(yù)壓荷載作用下地基的固結(jié)程度，采用固結(jié)不排水剪。第七章土壓力計(jì)算土壓力：擋土結(jié)構(gòu)都承受著來(lái)自他們與土體界面上側(cè)向壓力的作用，土壓力就是這些側(cè)向壓力的總稱。分為1、靜止土壓力2、主動(dòng)土壓力3、被動(dòng)土壓力主動(dòng)土壓力PafKa—2C\"a力系數(shù)Ka=tan245主動(dòng)土壓力PafKa—2C\"a力系數(shù)Ka=tan245°-—I2)，c土的黏聚力W內(nèi)摩擦角Ka主動(dòng)土壓h0拉力區(qū)高度2cy^KaEa距離墻底(H-h0)/3=2(H-h°)(yzK-2^K~a)被動(dòng)土壓力Pp=yzK+2c]KKa=tan245°+-l2)填土面有均布荷載主動(dòng)土壓力P=(yz+q)"Ma庫(kù)侖土壓力理論Ea=Qmax=1/2Xy^KaEax=EaCOS9=1/2XyH2Kacos9Eay=Easin9=1/2XyH2Kasin9Ea位置C1=H/庫(kù)侖土壓力理論Ea=Qmax=1/2Xy^Ka_tan土坡滑動(dòng)系數(shù)(土坡未定安全系數(shù))tan以，a——土坡坡角，-——土的內(nèi)摩擦角。第三節(jié)圓弧滑動(dòng)面滑動(dòng)力矩Ms=WaW重力，a—W對(duì)圓心。的力臂穩(wěn)定力矩Mr=,LR'土的抗剪強(qiáng)度L圓弧長(zhǎng)R半徑''

第九章地基承載力地基承載力是指地基土單位面積上所能承受帚載的能力，kPa_,__.?_P=NyD+cN工P=yBN+NyD+cN_地基破壞過(guò)程：壓密、剪切、破壞階段，臨朔荷載crq0c，臨界荷載1/4y?0cB基礎(chǔ)寬度，Ny、Nq、Nc承載力系數(shù)與W有關(guān)，c黏聚力名稱符號(hào)三相比例表達(dá)式用試驗(yàn)指標(biāo)計(jì)算的公式用其他指標(biāo)計(jì)算的公式換算指標(biāo)孔隙比eVe——VsG(1+①)pe—―s^PGw1sre-S—1P飽和重度ysat_W+y*satV_y(G-1)y——ssatG(1+①)s丁…(G+e)sat1+e飽和度sryG①s—srG(1+①)y——wG-ys———re干重度ydy—￥—pgdVdyy=.,、d1+①y_空d1+e孔隙率nn—V^x100%Vn-1—G(1+①)