土力學(xué)復(fù)習(xí)教材

土力學(xué)部分1第四紀(jì)沉積層巖石---風(fēng)化、剝蝕、搬運、沉積—土殘積層；坡積層；洪積層；沖積層；海積層；湖積層；風(fēng)積層

巖石經(jīng)風(fēng)化后未被搬運而殘留于原地的碎屑物質(zhì)所組成的土體，它處于巖石風(fēng)化殼的上部。雨水將山坡高處的風(fēng)化碎屑物順坡沖洗，堆積在較平緩的山坡腳處而形成土體。概念

2．地下水流土：當(dāng)動水力的數(shù)值等于或大于土的浮重度時，土體被水沖起來的現(xiàn)象叫流土?；佑嬎鉮0rsat＞hY式中：

---動水力，---水的重力密度，

---水力坡降，

h/L3土的結(jié)構(gòu)和構(gòu)造土的結(jié)構(gòu)：土的顆粒之間的相互排列和聯(lián)接形式稱土的結(jié)構(gòu)；

單粒結(jié)構(gòu)；蜂窩結(jié)構(gòu)；絮狀結(jié)構(gòu)工程性質(zhì)單粒較好土的構(gòu)造：同一土層中，土顆粒之間相互關(guān)系的特征。種類：層狀構(gòu)造(組成層理）分散構(gòu)造（土層中顆粒分布均勻，性質(zhì)相近）結(jié)核狀構(gòu)造（分布粗粒）；裂隙狀構(gòu)造（有不連續(xù)的小裂隙）。4土的工程特性壓縮性高反映材料壓縮性高低的參數(shù)是彈性模量“E”，土稱為變形模量。強度低：抗剪強度透水性大：土是不勻均，不連續(xù)，各向異性的特點5土的三相組成固體顆粒

粒組:（6組）

按粗細進行分組，將粒徑接近的歸成一類土的粒徑級配:顆粒大小,各粒徑成分在土中占的比例6土的粒徑級配累積曲線不均勻程度：不均勻系數(shù)Cu=d60/d101009080706050403020100小于某粒徑之土質(zhì)量百分?jǐn)?shù)（％）105.01.00.50.100.050.010.0050.001粒徑(mm)土的粒徑級配累積曲線d60d50d10d30連續(xù)程度:曲率系數(shù)Cc=d302/(d60×d10)Cu≥5,且Cc=1-3

為級配良好如果Cu<5或Cc>3或Cc<1,級配不良的土。7土中水結(jié)晶水礦物內(nèi)部的水

結(jié)合水吸附在土顆粒表面的水強結(jié)合水弱結(jié)合水

自由水重力水毛細水電場引力作用范圍之外的水(在重力作用下可在土中自由流動-能傳遞靜水壓力)8土物理性質(zhì)指標(biāo)

共有九個參數(shù):

VsVω

VaVVvmsmωma

m

其它由實驗室確定土的密度、土粒比重、土的含水量孔隙率(孔隙度)：土中孔隙體積與總體積之比,用百分?jǐn)?shù)表示飽和度土中水的體積與孔隙體積的比值其它導(dǎo)出參數(shù)9土的物理狀態(tài)粗粒土的松密程度和粘性土的軟硬狀態(tài)，從而影響了土的力學(xué)特性。砂土相對密度粘性土的物理特征

（1）液性指數(shù)IL（2）塑性指數(shù)Ip常作為細粒土工程分類的依據(jù)狀態(tài)確定堅硬狀態(tài)、可塑狀態(tài)、流態(tài)10工程土的命名土的名稱粒組含量礫砂粒徑大于2mm的顆粒占全質(zhì)量25--50%粗砂粒徑大于0.5mm的顆粒超過全質(zhì)量50%中砂粒徑大于0.25mm的顆粒超過全質(zhì)量50%，細砂粒徑大于0.075mm的顆粒超過全質(zhì)量85%粉砂粒徑大于0.075mm的顆粒超過全質(zhì)量50%定名時以從上到下優(yōu)先符合者確定判斷砂土的狀態(tài)標(biāo)貫錘擊數(shù)N密實度N≤10松散10＜N≤15稍密15＜N≤30中密N＞30密實判斷粘性土的狀態(tài)液性指數(shù)IL狀態(tài)液性指數(shù)IL狀態(tài)IL

≤0堅硬0.75＜IL≤1軟塑0＜IL≤0.25硬塑IL＞1流塑0.25＜IL≤0.75可塑11土的壓縮系數(shù)12側(cè)限壓縮模量與壓縮系數(shù)關(guān)系計算土層的壓縮量

地基最終沉降量

13土層的自重應(yīng)力豎直向：成層地基:豎直向：水平向：γ2γ3γ114地基中附加應(yīng)力分布規(guī)律：

有一獨立基礎(chǔ)按荷載準(zhǔn)永久組合求得基底凈反力p0=200kN/㎡，基底面積為2×1㎡，如圖所示，基礎(chǔ)下第一層為粘土層厚度為1.0m，底面均為透水層。該土的初始平均孔隙比e=0.9，壓縮系數(shù)a=0.50MPa-1。求:（1）基礎(chǔ)中心點下0和1m深度處的附加應(yīng)力；（2）該粘土層的壓縮模量；（3）該粘土層的壓縮變形量。

15土中的應(yīng)力狀態(tài)與摩爾圓

3

1

斜截面上的應(yīng)力

土體內(nèi)一點處不同方位的截面上應(yīng)力的集合（剪應(yīng)力

和法向應(yīng)力

）

摩爾圓莫爾圓可以表示土體中一點的應(yīng)力狀態(tài)；莫爾圓圓周上各點的坐標(biāo)表示相應(yīng)平面上的正應(yīng)力和剪應(yīng)力。

3

1

O

1

3

2A(,)砂土剪切試驗結(jié)論：

f=tan砂土

f式中：

f

---抗剪強度

---內(nèi)摩擦角粘性土剪切試驗結(jié)論：

f=c+tan粘土c

f抗剪強度指標(biāo)式中：

f

---抗剪強度

c---粘聚力

---內(nèi)摩擦角

16土的極限平衡狀態(tài)

3強度包線極限應(yīng)力圓無粘性土的極限平衡條件

3

1c

2A

1/2(1+3)極限平衡條件表達式：粘性土的極限平衡條件

3

1c

f2

fA

cctg

1/2(1+3)極限平衡條件表達式：由式

【例

】為研究內(nèi)蒙露天礦高邊坡穩(wěn)定性，為安全生產(chǎn)提供科學(xué)依據(jù)，對邊坡土層中點的應(yīng)力狀態(tài)進行測試,其中有一點的主應(yīng)力為，。土的抗剪強度指標(biāo)為,。試問該點處于什么狀態(tài),并判斷是否存在滑坡的可能？解：可得，土體處于極限平衡狀態(tài)時，與最小主應(yīng)力對應(yīng)的最大主應(yīng)力為：

可得，土體處于極限平衡狀態(tài)時，與最小主應(yīng)力對應(yīng)的最大主應(yīng)力為：

故可判定該點接近極限平衡狀態(tài)，存在滑坡的可能性。17抗剪強度指標(biāo)的確（三軸實驗）

f

：

土的抗剪強度

tg

：

摩擦強度-正比于壓力c：

粘聚強度-與所受壓力無關(guān)庫侖定律影響土的摩擦強度的主要因素：密度（e,

粒徑級配（Cu,Cc）顆粒的礦物成分：對于

：砂土>粘性土；高嶺石>伊里石>蒙特石粒徑的形狀（顆粒的棱角與長寬比）

在其他條件相同時：對于砂土，顆粒的棱角提高了內(nèi)摩擦角

對于碎石土，顆粒的棱角可能降低其內(nèi)摩擦角

粘聚強度影響因素地質(zhì)歷史粘土顆粒礦物成分密度離子價與離子濃度18地基的臨塑荷載pS臨塑荷載極限荷載極限破壞狀態(tài)彈性壓密狀態(tài)彈塑性工作狀態(tài)臨界荷載

20地基的極限荷載

1.重力式擋土墻21擋土墻設(shè)計墻頂墻基墻趾墻面墻背墻趾墻踵立壁鋼筋2.懸臂式擋土墻墻趾墻踵扶壁3.扶壁式擋土墻朗肯土壓力理論朗肯土壓力理論使用條件1.擋土墻背面豎直

2.墻背光滑

3.墻后填土面水平庫侖土壓力理論適用條件1.墻背傾斜、墻后填土表面傾斜；

2.墻后的填土是理想的散粒體（粘聚力c=0）；

3.滑動破壞面為一通過墻踵的平