土力學總結和

一：基本概念應力：作用于物體內部或表面單位上的力應變：物體內部微小線段的伸縮，物體內部微小直角的改變自然（線）應變：位移：質點位置的改變變形：內部質點位移，使初始形狀、方位、位置發(fā)生改變，質點初始位置與變形后位置的比較彈性：在引起變形的原因（力、溫度等）卸除之后能完全恢復其原有形態(tài)的性能可逆變形：彈性變形時可逆變形，即在除去導致變形的荷載后，材料可以恢復到原來狀態(tài)的那一部分變形叫做可逆變形塑性：在某種給定的荷載下，材料產(chǎn)生永久變形的材料特性不可逆變形：朔性變形時不可逆變形，即在某種給定荷載下材料產(chǎn)生不能恢復的永久變形叫做不可逆變形平面應變：設有很長的柱形體，它的橫截面不沿長度變化，在柱面上受有平行于橫截面而且不沿長度變化的面力或約束，同時，體力也平行于橫截面而且不沿長度變化，因此只剩下平行于XY面的三個形變分量，平面應力：基質吸力：土壤水吸力表示土壤水分受到基質力（吸附力、毛管力）時所處的能態(tài)，稱為基質吸力?；|吸力在數(shù)值上等于基質勢，但符號相反?；顒有裕河伤沸灾笖?shù)和黏粒組分之比反應的黏性土的性質叫活動性土的結構：土粒單元的大小、形狀、相互排列及聯(lián)結關系等形成的綜合特征。一般分為單粒結構、蜂窩結構和絮狀結構三個基本類型。組構：表示土中顆粒、顆粒群和孔隙空間的幾何排列方式臨界水力梯度：滲流出逸面處開始發(fā)生流土或管涌時的水力梯度流動單元：原子、分子和參與取決于時間的流動或變形過程的粒子叫流動單元活化能：碰撞理論認為，反應物分子要能發(fā)生反應，必須發(fā)生有效碰撞而達到活化狀態(tài)，由普通分子變?yōu)榛罨肿铀璧淖畹湍芰糠Q為活化能流變性：變形與力的響應與時間相關的特性。由流變性而發(fā)生的壓縮稱為次固結，使正常土呈超固結特性蠕變：在恒定的荷載作用下變形隨時間發(fā)展彈性后效：固體在卸載后彈性變形經(jīng)過一段時間后才恢復的現(xiàn)象。應力松弛：在變形恒定的情況下應力隨時間減小的特性。長期強度：在長期剪切過程中結構凝聚力大部分遭受破壞，剪脹性充分發(fā)揮，超孔隙水壓力充分消散后的最大剪力。本構方程（物性方程，物理方程）：物理或材料的物性關系在力學領域通常稱為本構關系。變彈性：變彈性模型直接把胡克定律寫成增量型，認為彈性系數(shù)及彈性模量是變量，假定它們只是應力狀態(tài)的函數(shù)，與應變路徑無關。次彈性模型：只有應力增量張量和應變增量張量間存在一一對應彈性關系的模型。超彈性模型：分別以彈性理論中應力總量與應變總量之間的唯一性假設和應變能應力總量之間唯一性假設而推導出增量型應力應變關系的模型。塑性應變梯度理論：在傳統(tǒng)彈性說性理論的框架下，增加考慮位移二階導數(shù)（應變梯度項）的影響（可以不變量形式出現(xiàn)在本構關系中），而這些應變梯度不變量與傳統(tǒng)應變不變量之間在長度量綱上將存在差異。許可性原理（相容性原理）：認為本構關系必須與質量、動量、能量基本定律相容，與熵不等式相容、不能矛盾。有限特征長度比：表示物體或材料的質點尺寸的大小與物體或工程結構特征長度的比值。變形局部化：指在一定的外界條件下介質內形成一薄層的強烈變形區(qū)，或稱剪切帶的一種現(xiàn)象。有效應力：由土骨架承擔的應力（指顆粒間傳遞的總荷載與土體總截面積之比）結合水：指受電分子吸引力吸附于土顆粒表面的土中水。固結：在外荷不變的條件下，隨著土中超靜孔亞的消散，有效應力將增加，土體不斷的壓縮，直到穩(wěn)定。固結度：當前有效應力與總應力之比。基本定義：某時刻沉降量與總沉降量之比，給定時間T時的固結沉降量與最終固結沉降量的比值。主固結：飽和土在壓力作用下，孔隙中的一部分水將隨時間的遷延而逐漸被排出，同時孔隙體積隨之縮小，這一過程稱為飽和土的滲透固結或主固結。次固結：在孔隙壓力完全消散后，有效應力應力隨時間不再增加的情況下，隨時間發(fā)展的壓縮。（主次固結間有耦合作用）超靜孔隙水壓力：由外荷載引起的，超出靜水位以上的那部分孔隙水壓力，即外荷載引起的孔隙水壓力的增量?？紫侗龋和林锌紫扼w積與土粒體積之比。淤泥：當軟土由生物化學作用形成并含有有機質且天然孔隙比e>1.5時為淤泥。淤泥質土：天然孔隙比1<=e<=1.5.時為淤泥質土。土的靈敏度：原狀土樣的無側限抗壓強度與重碩土樣的無側限抗壓強度的比值。顆粒級配試驗：測定土中各個粒組的相對含量百分比（指各粒組占總量的百分數(shù)）的實驗。液限：土由可朔狀態(tài)轉到流動狀態(tài)的界限含水量。朔限：土由半固態(tài)轉到可朔狀態(tài)的界限含水量。縮限：土由半固體狀態(tài)不斷蒸發(fā)水分，則體積不斷縮小，直到體積不再縮小時的界限含水量。塑性指數(shù)：液限和朔限的差值，即土在可朔狀態(tài)的含水量變化范圍。不固結不排水試驗：是在施加周圍壓力和隨后施加豎向壓力直到剪切破壞的整個過程中都不允許排水，實驗至始至終關閉排水閥門。固結不排水試驗：試樣在施加周圍壓力，打開排水閥門，允許排水固結，待固結穩(wěn)定后關閉排水閥門，再施加豎向壓力，使試樣在不排水的條件下剪切破壞。固結排水試驗：試樣在施加周圍壓力時允許排水固結，在固結穩(wěn)定后再在排水條件下施加豎向壓力至試件剪切破壞。不固結排水試驗：是在施加周圍壓力時關閉排水閥門，穩(wěn)定后施加豎向壓力打開閥門直至試件剪切破壞。先期（前期）固結壓力：土體在固結過程中所受到的最大有效應力。正常固結：在歷史上所受到的先期固結壓力等于現(xiàn)在豎向有效自重應力（）即。超固結：歷史上曾經(jīng)受過大于現(xiàn)有覆蓋土重的先期固結壓力，即。欠固結：先期固結壓力小于現(xiàn)有覆蓋土重，即。超固結比OCR：與的比值，即，OCR愈大，土的超固結度愈高，壓縮性愈小。應力路徑：對加荷過程中的土體內某點，其應力狀態(tài)的變化可在應力坐標圖中以應力點的移動軌跡來表示，這種軌跡稱為應力路徑。應變軟化：應力一開始隨應變增加而增加，達到一定峰值后，應力隨應變增加而下降，最后趨于穩(wěn)定。應變硬化：應力一開始隨應變增加而增加，但增加速率越來越慢，最后趨于穩(wěn)定。砂土液化：飽和砂土在循環(huán)荷載作用下，所顯現(xiàn)出的完全喪失承載力的性質。2011-1-29完成高等土力學部分考試資料（注冊巖土、建造師、注冊結構工程師等等）：/lsf885-doc-1940500-11-1.html道客巴巴：/lsf885-doc.html土力學基本概念總結第四紀土按搬運和堆積方式不同可以分為：殘積土：指母巖表層經(jīng)風化作用破碎成為巖屑或細小顆粒后，未經(jīng)搬運，殘留在原地的堆積物。運積土：指風化所形成的土顆粒，受自然力的作用，搬運到遠近不同的地點所沉積的堆積物。（可分為坡積土、洪積土、沖積土、湖泊沼澤沉積土、海相沉積土、冰積土、風積土）土的三個主要特征：碎散性：顆粒之間存在著大量的孔隙，可以透水和透氣。三相體性：自然界的土一般是由固體顆粒、水和氣體三種成分所構成。自然變異性：土是自然界漫長的地質年代內所形成的性質復雜、不均勻、各向異性且隨時間而在不斷變化的材料。土的粒徑級配兩種定義：分析粒徑的大小及其在土中所占的百分比。土中各粒組的相對含量。土的組成及粒徑級配分析方法：粒徑級配分析方法粒徑級配分析方法土的不均勻系數(shù)CU和土的粒徑級配累積曲線的曲率系數(shù)：在一般情況下：1).工程上把≤5的土看作是均粒土，屬級配不良；>5時，稱為不均粒土；>10的土屬級配良好。2).經(jīng)驗證明，當級配連續(xù)時，的范圍約為1～3；因此當<1或>3時，均表示級配線不連續(xù)。從工程上看：≥5且＝1～3的土，稱為級配良好的土；不能同時滿足上述兩個要求的土，稱為級配不良的土。粘圖礦物依硅片和鋁片的組疊形式的不同可以分為：高嶺石：顆粒較粗，不容易吸水，失水收縮，或說親水能力差。蒙脫石：顆粒細微，具有顯著的吸水膨脹、失水收縮的特性，或說親水能力強。伊利石：特征介于高嶺石和蒙脫石之間。確定三相比例關系的基本指標：密度土粒密度(particledensity)定義：土粒密度是指固體顆粒的質量ms與其體積Vs之比；即土粒的單位體積質量：。土的密度(soildensity)定義：土的密度是指土的總質量m與總體積V之比，也即為土的單位體積的質量：。飽和密度（saturatiodensity）定義：土的孔隙完全被水充滿時的密度稱為飽和密度。即，土的孔隙中全部充滿液態(tài)水時的單位體積質量，可用下式表示：。干密度（drydensity）定義：土的孔隙中完全沒有水時的密度，稱干密度；是指土單位體積中土粒的重量，即：固體顆粒的質量與土的總體積之比值：。注：有定義可知。含水率（含水量）定義：土中水的質量與土粒質量之比，以百分數(shù)表示，即注：土的含水率也可用土的密度與干密度計算得到：孔隙率（porosity）與孔隙比(voidratio)孔隙率（n）：定義：土的孔隙體積與土體積之比，或單位體積土中孔隙的體積，以百分數(shù)表示，即：?？紫侗龋╡）：定義：土中孔隙體積與固體顆粒實體體積之比，以小數(shù)表示，即：注：孔隙比和孔隙率（度）都是用以表示孔隙體積含量的概念。兩者有如下關系：或。飽和度（degreeofsaturation）定義：土中孔隙水的體積與孔隙體積之比，以百分數(shù)表示，即：或天然含水率與飽和含水率之比：。土粒比重（或比密度）定義：土粒的質量與同體積純蒸餾水在4。C時的質量之比，即：注：土粒比重在數(shù)值上即等于土粒的密度，是無量綱數(shù)。土的物理狀態(tài)指標粗粒土（無粘性土）的密實度：定義：土的密實度通常指單位體積中固體顆粒的含量。度量密實度的指標稱為相對密度Dr。注：當Dr=0時，表示土處于最松狀態(tài)；當Dr=1時表示土處于最密狀態(tài)。細粒土（黏性土）的稠度定義：土的軟硬程度或土對外力引起變形或破壞的抵抗能力。液性界限（）簡稱液限：相當于土從朔性狀態(tài)轉變?yōu)橐盒誀顟B(tài)時的含水量。朔性界限（）簡稱朔限：相當于土從半固態(tài)轉變?yōu)樗沸誀顟B(tài)時的含水量。液性指數(shù)（）：表征土的天然含水量與分界含水量之間相對關系的指標。朔性指數(shù)（）：土所能吸著的弱結合水質量與土粒質量之比。。反應細粒土結構特性的兩種性質黏性土的靈敏度St。定義：原狀土的單軸抗壓強度（或稱無側限抗壓強度）與重朔土樣的單軸抗壓強度之比黏性土的觸變性定義：含水量和密度不變，土因重朔而軟化，又因靜置而逐漸硬化，強度有所恢復的性質，稱為土的觸變性。土的總分類體系土的壓實性幾個相關概念最優(yōu)含水量（）：在外荷載作用下達到最密實時的含水量。最大干密度（）：在最優(yōu)含水量下，以這種方法所測得的密度。壓實度（）：相對密度（）：一般用于控制粗粒土的壓實標準。土的滲透性滲流中的總水頭與水力坡降總水頭h水力坡降i達西定律定義：滲出水量Q與圓筒斷面積A和水力坡降成正比，且與土的透水性質有關，即：其中：v——斷面平均滲透速度，單位mm/s或m/day;k——反應土的透水性能的比例系數(shù)，稱為土的滲透系數(shù)。影響滲透系數(shù)的因素主要有以下幾種：粒徑大小與級配、孔隙比、礦物成分、結構、飽和度。層狀地基的等效滲透系數(shù)水平滲流的特點：總水頭損失與各層水頭損失相同；等效土層H的總滲流量等于各層土滲流量之和。結論：沿水平方向的滲透系數(shù)豎直滲流的特點：根據(jù)水流連續(xù)性原理，流經(jīng)各土層的流速與流經(jīng)等效土層的流速相同；流經(jīng)等效土層H的總水頭損失等于各層土的水頭損失之和。結論：沿水平方向的滲透系數(shù)土的滲透變形（或稱滲透破壞）類型主要有管涌、流土、接觸流土、接觸沖刷四種，就單一土層來說，主要是流土和管涌兩種基本形式。流土定義：在向上的滲透水流作用下，表層土局部范圍內的土體或顆粒群同時發(fā)生懸浮、移動的現(xiàn)象稱為流土。任何類型的土，只要水力坡降達到一定的大小，都會發(fā)生流土破壞。管涌定義：在滲透水流作用下，土中的細顆粒在粗顆粒形成的孔隙中移動，以致流失；隨著土的孔隙不斷的擴大，滲透流速不斷增加，較粗的顆粒也相繼被水流逐漸帶走，最終導致土體內形成貫通的滲流管道，造成土體塌陷，這種現(xiàn)象稱為管涌。應力—應變關系假定關于連續(xù)介質問題：在研究宏觀土體的受力問題時，土體的尺寸遠遠大于土顆粒尺寸，此時可以將土體當作連續(xù)介質來處理。關于線彈性體問題：理想彈性體的應力與應變成正比直線關系，且應力卸除后變形可以完全恢復。關于均質、等向問題：均質是指受力體各點的性質完全相同；等向則是指同一點處的各個方向上性質相同。地基中的幾種應力狀態(tài)三維應力狀態(tài)（空間應力狀態(tài)）：每一點的應力狀態(tài)都可以用9個應力分量（獨立的有6個）來表示。寫成矩陣形式為：二維應變狀態(tài)（平面應變狀態(tài)）：由于土不能切成薄片受力，故土中二維問題往往都是平面應變問題而不是平面應力問題（具體定義見前面）。由平面應變問題的定義可知：應力分量只是x、z兩個坐標的函數(shù)，并且沿y方向的應變?yōu)?，由于對稱性，，從而可得到相應的應力矩陣表達式。側限應力狀態(tài)：側限應力狀態(tài)是指側向應變?yōu)?的一種應力狀態(tài)，如地基在自重作用下的應力狀態(tài)即屬于此種應力狀態(tài)。由于把地基視為半無限彈性體，因此同一深度Z處的土單元受力條件均相同，土體不可能發(fā)生側向變形，而只能發(fā)生豎向的變形。又由于任何豎直面都是對稱面，故在任何豎直面和水平面上都不會有剪應力存在，即，故同樣可以得到相應的應力矩陣表達式。土的側壓力系數(shù)K0。定義：側限條件下土中水平向有效應力與豎直向有效應力之比即為土的側壓力系數(shù)，所以側限狀態(tài)又稱為狀態(tài)。公式表示即為：（主要根據(jù)胡克定律推導而得，詳細推導過程見附錄1）地基中的附加應力（引起建筑物沉降的主要原因）計算（詳見土力學P70）集中荷載作用下的附加應力計算豎直集中力作用——布辛內斯克課題其中稱為集中力作用下的應力分布系數(shù)水平集中力作用——西羅提課題：其中矩形面積上各種分布荷載作用下的附加應力計算矩形面積豎直均布荷載，簡寫為：，其中的Ks稱為矩形豎直向均布荷載角點下的應力分布系數(shù)，矩形面積豎直三角形荷載，簡寫矩形面積水平均布荷載,簡寫水平均布荷載時角點下的應力分布系數(shù)，注：i）中的iii）中B為平行于水平荷載作用方向的邊長。應力路徑應力歷史：土在其形成的地質年代中所經(jīng)受的應力變化情況。應力水平