土力學(xué)與基礎(chǔ)工程重點(diǎn)概念總結(jié)

1、土力學(xué)與基礎(chǔ)工程0.土：地球表面的整體巖石在大氣中經(jīng)受長(zhǎng)期的風(fēng)化作用而形成的、覆蓋在地表上碎散的、沒(méi)有膠結(jié)或膠結(jié)很弱的顆粒堆積物。1.土的主要礦物成分： 原生礦物：石英、長(zhǎng)石、云母次生礦物：主要是粘土礦物，包括三種類型 高嶺石、伊里石、蒙脫石2.粒徑：顆粒的大小通常以直徑表示。稱為粒徑（mm）或粒度。3.粒組：粒徑大小在一定范圍內(nèi)、具有相同或相似的成分和性質(zhì)的土粒集合。4.粒組的劃分：巨粒(200mm) 粗粒(0.075200mm) 卵石或碎石顆粒 (20200mm)圓礫或角礫顆粒 (220mm)砂 (0.0752mm) 細(xì)粒(0.075mm) 粉粒(0.0050.075mm)粘粒(0.005

2、mm)5.土的顆粒級(jí)配：土由不同粒組的土顆?；旌显谝黄鹚纬桑恋男再|(zhì)主要取決于不同粒組的土粒的相對(duì)含量。土的顆粒級(jí)配就是指大小土粒的搭配情況。6.級(jí)配曲線法：縱坐標(biāo)：小于某粒徑的土粒累積含量 橫坐標(biāo)：使用對(duì)數(shù)尺度表示土的粒徑，可以把粒徑相差上千倍的粗粒都表示出來(lái)，尤其能把占總重量少，但對(duì)土的性質(zhì)可能有主要影響的顆粒部分清楚地表達(dá)出來(lái). 7.不均勻系數(shù)：可以反映大小不同粒組的分布情況，Cu越大表示土粒大小分布范圍廣，級(jí)配良好。 8.曲率系數(shù)：描述累積曲線的分布范圍，反映曲線的整體形狀9.土中水-土中水是土的液體相組成部分。水對(duì)無(wú)粘性土的工程地質(zhì)性質(zhì)影響較小，但粘性土中水是控制其工程地質(zhì)性質(zhì)的重

3、要因素，如粘性土的可塑性、壓縮性及其抗剪性等，都直接或間接地與其含水量有關(guān)。 10.結(jié)晶水：土粒礦物內(nèi)部的水。11.結(jié)合水：受電分子吸引力作用吸附于土粒表面的土中水。12.自由水：存在于土粒表面電場(chǎng)影響范圍以外的土中水。13.表示土的三相組成部分質(zhì)量、體積之間的比例關(guān)系的指標(biāo)，稱為土的三相比例指標(biāo)。主要指標(biāo)有：比重、天然密度、含水量（這三個(gè)指標(biāo)需用實(shí)驗(yàn)室實(shí)測(cè)）和由它們?nèi)齻€(gè)計(jì)算得出的指標(biāo)干密度、飽和密度、孔隙率、孔隙比和飽和度。14.稠度：粘性土因含水量的不同表現(xiàn)出不同的稀稠、軟硬狀態(tài)的性質(zhì)稱為粘性土的稠度。15.粘性土的界限含水量：同一種粘性土隨其含水量的不同，而分別處于固態(tài)、半固態(tài)、可塑狀態(tài)

4、及流動(dòng)狀態(tài)。由一種狀態(tài)轉(zhuǎn)變到另一種狀態(tài)的分界含水量，叫界限含水量16.可塑性是粘性土區(qū)別于砂土的重要特征，可塑性的大小用土處在可塑狀態(tài)時(shí)的含水量的變化范圍來(lái)衡量，從液限到塑限含水量的變化范圍越大，土的可塑性越好。17.塑性指數(shù)：指液限和塑限的差值（省去%號(hào)），即土處在可塑狀態(tài)的含水量變化范圍，用IP表示。 18.塑性指數(shù)是粘性土的最基本、最重要的物理指標(biāo)，其大小取決于吸附結(jié)合水的能力，即與土中粘粒含量有關(guān)，粘粒含量越高，塑性指數(shù)越高（粘土礦物成分、水溶液）。19.液性指數(shù)：粘性土的天然含水量和塑限的差值與塑性指數(shù)之比，用IL表示。20.液性指數(shù)表證天然含水量與界限含水量間的相對(duì)關(guān)系，可塑狀態(tài)的

5、土的液性指數(shù)在01之間；液性指數(shù)大于1，處于流動(dòng)狀態(tài)；液性指數(shù)小于0，土處于固態(tài)或半固體狀態(tài)。21.滲透：土孔隙中的自由水在重力作用下發(fā)生運(yùn)動(dòng)的現(xiàn)象稱為水的滲透，而土被水流透過(guò)的性質(zhì)，稱為土的滲透性。22.土滲透性的影響因素：土的粒度成分及礦物成分、合水膜厚度、土的結(jié)構(gòu)構(gòu)造、水的粘滯度、土中氣體23.滲透水流施于單位土體內(nèi)土粒上的力稱為滲流力、動(dòng)水壓力。24.當(dāng)滲流力和土的有效重度相同且方向相反時(shí)，土顆粒間的壓力等于零，土顆粒將處于懸浮狀態(tài)而失去穩(wěn)定。這種現(xiàn)象稱為流土，此時(shí)的水頭梯度成為臨界水頭梯度icr。25.流土：是指在滲流作用下局部土體表面隆起，或土粒群同時(shí)起動(dòng)而流失的現(xiàn)象。它主要發(fā)生在

6、地基或土壩下游滲流逸出處。26.管涌指在滲流作用下土體的細(xì)土粒在粗土粒形成的孔隙通道中發(fā)生移動(dòng)并被帶出的現(xiàn)象。主要發(fā)生在砂礫土中。27.土的壓實(shí)性：指在一定的含水率下，以人工或機(jī)械的方法，使土體能夠壓實(shí)到某種密實(shí)程度的性質(zhì)。28.當(dāng)含水率較小時(shí)，土的干密度隨著含水率的增加而增大，而當(dāng)干密度增加到某一值后，含水率繼續(xù)增加反而使干密度減小。干密度的這一最大值稱為該擊數(shù)下的最大干密度，此時(shí)對(duì)應(yīng)的含水率稱為最優(yōu)含水率29.地基變形的原因是由于土體具有可壓縮性的內(nèi)在因素和地基受到附加壓力的作用的外在因素。30.只有通過(guò)土粒接觸點(diǎn)傳遞的粒間應(yīng)力，才能使土粒彼此擠緊，從而引起土的變形，而粒間應(yīng)力又是影響土體

7、強(qiáng)度的一個(gè)重要因素，所以粒間應(yīng)力又稱為有效應(yīng)力。因此，土中自重應(yīng)力可定義為土自身有效重力在土體中引起的應(yīng)力。土中豎向和側(cè)向的自重應(yīng)力一般均指有效自重應(yīng)力。為簡(jiǎn)便起見(jiàn)，常把CZ稱為自重應(yīng)力，用C表示。 31.基底壓力：基礎(chǔ)底面?zhèn)鬟f給地基表面的壓力，也稱基底接觸壓力。32.影響基底接觸壓力大小和分布的因素：A、地基土種類（土性）。B、基礎(chǔ)埋深。C、荷載大小及分布情況。D、地基與基礎(chǔ)的相對(duì)剛度。E、基礎(chǔ)平面形狀、尺寸大小33.基底附加壓力：由建筑物建造后的基底壓力中扣除基底標(biāo)高處原有的自重應(yīng)力后，新增加于基底的壓力。34.附加應(yīng)力：由建筑物荷載在地基中產(chǎn)生的應(yīng)力35.有效應(yīng)力：通過(guò)粒間接觸面?zhèn)鬟f的應(yīng)

8、力稱為有效應(yīng)力，只有有效應(yīng)力才能使得土體產(chǎn)生壓縮（或固結(jié)）和強(qiáng)度。36.孔隙水應(yīng)力：飽和土體中由孔隙水來(lái)承擔(dān)或傳遞的應(yīng)力定義為孔隙水應(yīng)力，常用u表示。 孔隙水應(yīng)力的特性與通常的靜水壓力一樣，方向始終垂直于作用面，任一點(diǎn)的孔隙水應(yīng)力在各個(gè)方向是相等的。37.當(dāng)總應(yīng)力保持不變時(shí)，孔隙水應(yīng)力和有效應(yīng)力可以相互轉(zhuǎn)化，即孔隙水應(yīng)力減?。ㄔ龃螅┑扔谟行?yīng)力的等量增加（減?。?8.土的壓縮性：地基土在壓力作用下體積減小的特性。土體積縮小包括兩個(gè)方面： 土中水、氣從孔隙中排出，使孔隙體積減?。煌令w粒本身、土中水及封閉在土中的氣體被壓縮，很小可忽略不計(jì)。39.固結(jié)：土的壓縮隨時(shí)間增長(zhǎng)的過(guò)程稱為固結(jié)。對(duì)于透水性大

9、的無(wú)粘性土，其壓縮過(guò)程在很短時(shí)間內(nèi)就可以完成。而透水性小的粘性土，其壓縮穩(wěn)定所需的時(shí)間要比砂土長(zhǎng)得多。40.土的壓縮性：在附加應(yīng)力作用下，地基土產(chǎn)生體積縮小41.沉降：建筑物基礎(chǔ)的豎直方向的位移（或下沉）42.為了保證建筑物的安全和正常使用，我們必須預(yù)先對(duì)建筑物基礎(chǔ)可能產(chǎn)生的最大沉降量和沉降差進(jìn)行估算。如果建筑物基礎(chǔ)可能產(chǎn)生的最大沉降量和沉降差，在規(guī)定的允許范圍之內(nèi)，那么該建筑物的安全和正常使用一般是有保證的；否則，是沒(méi)有保證的。對(duì)后一種情況，我們必須采取相應(yīng)的工程措施以確保建筑物的安全和正常使用。43.壓縮系數(shù)：用單位壓力增量所引起的孔隙比的改變，即壓縮曲線的割線坡度表征土的壓縮性的高低。4

10、4.壓縮指數(shù)Cc：在較高的壓力范圍內(nèi)，壓縮曲線近似為一直線，很明顯，該直線越陡，意味著土的壓縮性越高。45.壓縮模量 Es：土在完全側(cè)限條件下豎向應(yīng)力增量Dp與相應(yīng)的應(yīng)變?cè)隽緿e 的比值側(cè)限壓縮模量，MPa46.土體如果曾承受過(guò)比現(xiàn)在大的壓力，其壓縮性將降低，也就是說(shuō)土的應(yīng)力歷史對(duì)壓縮性有很大影響。47.變形模量E0：表示土體在無(wú)側(cè)限條件下應(yīng)力應(yīng)變之比，相當(dāng)于理想彈性體的彈性模量。其大小反映了土體抵抗變形的能力，是反映土的壓縮性的重要指標(biāo)之一。48.變形模量與壓縮模量之間的關(guān)系：壓縮模量Es：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)定情況下的豎向應(yīng)變的比值。變形模量E0：土在無(wú)側(cè)限條件下，

11、豎向正應(yīng)力與相應(yīng)的變形穩(wěn)定情況下的豎向應(yīng)變的比值。49.分層總和法的基本假定：土的壓縮完全是由于孔隙體積減小導(dǎo)致骨架變形的結(jié)果，土粒本身的壓縮可忽略不計(jì)；土層僅產(chǎn)生豎向壓縮，而無(wú)側(cè)向變形；土層均質(zhì)且在土層厚度范圍內(nèi)，壓力是均勻分布的；只計(jì)算豎向附加應(yīng)力的作用產(chǎn)生的壓縮變形，而不考慮剪應(yīng)力引起的變形；基底壓力是作用于地表的局部柔性荷載，對(duì)非均質(zhì)地基可按均質(zhì)地基計(jì)算。50.應(yīng)力歷史：土體在歷史上曾經(jīng)受過(guò)的應(yīng)力狀態(tài)。51.固結(jié)應(yīng)力：能夠使土體產(chǎn)生固結(jié)或壓縮的應(yīng)力52.能夠使土體產(chǎn)生固結(jié)或壓縮的應(yīng)力：土在歷史上曾受到過(guò)的最大固結(jié)應(yīng)力pc53.抗剪強(qiáng)度：土體抵抗剪切破壞的極限能力。54.破壞準(zhǔn)則：土體達(dá)

12、到破壞狀態(tài)時(shí)的應(yīng)力組合稱為破壞準(zhǔn)則。55.在直剪試驗(yàn)過(guò)程中，不能量測(cè)孔隙水應(yīng)力，也不能控制排水，所以只能以總應(yīng)力法來(lái)表示土的抗剪強(qiáng)度。但是為了考慮固結(jié)程度和排水條件對(duì)抗剪強(qiáng)度的影響，根據(jù)加荷速率的快慢可將之間試驗(yàn)劃分為快剪、固結(jié)快剪、慢剪56.直剪試驗(yàn)的缺點(diǎn)：剪切破壞面固定為上下盒之間的水平面；試驗(yàn)中試驗(yàn)的排水程度靠試驗(yàn)速度的快慢控制；由于上下土盒的錯(cuò)動(dòng)，剪切過(guò)程中試樣的有效面積減小，使試樣中的應(yīng)力分布不均勻，主應(yīng)力方向發(fā)生變化，當(dāng)剪切變形較大時(shí)這一缺陷表現(xiàn)更為突出。57.土壓力：擋土墻后的填土因自重或外荷載作用對(duì)墻背產(chǎn)生的側(cè)壓力58.土壓力的大小和分布規(guī)律不僅與擋土墻的高度、填土的性質(zhì)有關(guān)還

13、與擋土墻的剛度及其位移的方向與大小密切相關(guān)。59.靜止土壓力E0、s0擋土墻為剛性，不動(dòng)時(shí)土處于彈性平衡狀態(tài)，不產(chǎn)生位移和變形，此時(shí)作用在擋土墻上的土壓力稱為靜止土壓力。60.主動(dòng)土壓力 Ea、 s a擋土墻背離填土方向轉(zhuǎn)動(dòng)或移動(dòng)時(shí)，隨著位移量的逐漸增加，墻后土體受到的土壓力逐漸減小，當(dāng)墻后填土達(dá)到極限平衡狀態(tài)時(shí)，土壓力降為最小值，這時(shí)作用在擋土墻上的土壓力成為主動(dòng)土壓力。61.被動(dòng)土壓力 Ep、 s p擋土墻向填土方向轉(zhuǎn)動(dòng)或移動(dòng)時(shí)，隨著位移量的逐漸增加，墻后土體受到擠壓而引起土壓力逐漸增大，當(dāng)墻后填土達(dá)到極限平衡狀態(tài)時(shí)，土壓力增大為最大值，這時(shí)作用在擋土墻上的土壓力成為被動(dòng)土壓力。62.朗肯

14、土壓力理論：基本原理：墻后填土達(dá)到極限平衡狀態(tài)時(shí)，與墻背接觸的任一土單元體都處于極限平衡狀態(tài)，然后根據(jù)土單元體處于極限平衡狀態(tài)時(shí)應(yīng)力所滿足的條件來(lái)建立土壓力的計(jì)算公式?；炯俣ǎ和馏w是具有水平表面的半無(wú)限體，墻背豎直光滑，采用這樣假定的目的是控制墻后單元體在水平和豎直方向的主應(yīng)力方向。63.庫(kù)倫土壓力理論：破壞面為平面滑動(dòng)體為剛體滑動(dòng)體整體處于極限平衡狀態(tài)，在滑動(dòng)面上抗剪強(qiáng)度已充分發(fā)揮。64.朗肯與庫(kù)侖土壓力理論存在的主要問(wèn)題：朗肯理論基于土單元體的應(yīng)力極限平衡條件來(lái)建立，采用的假定是墻背豎直光滑，填土面為水平，其計(jì)算結(jié)果偏于保守。庫(kù)侖土壓力理論基于滑動(dòng)塊體的靜力平衡條件來(lái)建立，采用的假定是破

15、壞面為平面。但當(dāng)墻背與填土的摩擦角較大時(shí)，在土體中產(chǎn)生的滑動(dòng)面往往是一個(gè)曲面，會(huì)產(chǎn)生較大的誤差。被動(dòng)土壓力的計(jì)算常采用朗肯理論。65.朗肯理論與庫(kù)倫理論比較：(1)、基本假定：前者假定擋墻光滑、直立、填土面水平；后者假定填土為散體（c=0）。(2)、基本方法：前者應(yīng)用半空間中應(yīng)力狀態(tài)和極限平衡理論；后者按墻后滑動(dòng)土楔體的靜力平衡條件導(dǎo)出計(jì)算公式。(3)、結(jié)果比較：朗肯理論忽略了墻背與填土之間的摩擦影響，使計(jì)算的主動(dòng)土壓力偏大，被動(dòng)土壓力偏小；庫(kù)倫理論假定破壞面為一平面，而實(shí)際上為曲面。實(shí)踐證明，計(jì)算的主動(dòng)土壓力誤差不大，而被動(dòng)土壓力誤差較大。66.擋土墻的類型: 1、重力式擋土墻2、懸臂式擋土

16、墻3、扶壁式擋土墻67.擋土墻的計(jì)算:設(shè)計(jì)方法：先假定截面尺寸，然后驗(yàn)算穩(wěn)定性及強(qiáng)度，若不滿足要求，再修改設(shè)計(jì)。計(jì)算內(nèi)容：（1）穩(wěn)定性驗(yàn)算，包括抗傾覆和抗滑動(dòng)驗(yàn)算；（2）地基承載力驗(yàn)算；（3）墻身強(qiáng)度驗(yàn)算。68.土坡：具有傾斜坡面的土體69.邊坡：具有傾斜坡面的巖土體。70.土坡種類：天然土坡、人工土坡。71.滑坡:一部分土體在外因作用下，相對(duì)于另一部分土體滑動(dòng)72.滑坡的根本原因：邊坡中土體內(nèi)部某個(gè)面上的剪應(yīng)力達(dá)到了它的抗剪強(qiáng)度。73滑坡的具體原因：(1) 滑面上的剪應(yīng)力增加：如填土作用使邊坡的坡高增加、滲流作用使下滑力產(chǎn)生滲透力、降雨使土體飽和，容重增加、地震作用等； (2) 滑面上的抗剪

17、強(qiáng)度減?。喝缃饔檬雇馏w軟化、含水量減小使土體干裂，抗滑面面積減小、地下水位上升使有效應(yīng)力減小等。74.土坡的穩(wěn)定分析就是利用土力學(xué)理論研究發(fā)生滑坡時(shí)滑面可能的位置和形式、滑面上的剪應(yīng)力和抗剪強(qiáng)度的大小、抵抗下滑的因素以及如何采取措施等問(wèn)題。土坡的穩(wěn)定安全度用安全系數(shù)表示。75.剪切破壞的型式:整體剪切破壞、沖剪破壞、局部剪切破壞76.沖剪破壞：隨著荷載的增加，基礎(chǔ)出現(xiàn)持續(xù)下沉，主要因?yàn)榈鼗恋妮^大壓縮以至于基礎(chǔ)呈現(xiàn)連續(xù)刺入。地基不出現(xiàn)連續(xù)滑動(dòng)面，基礎(chǔ)側(cè)面地面不出現(xiàn)隆起，因而基礎(chǔ)邊緣下的地基垂直剪切破壞。77.局部剪切破壞：靜荷載曲線沒(méi)有明顯的直線段，地基破壞的曲線也不呈現(xiàn)沖剪破壞那樣的明顯

18、的陡降。當(dāng)基底壓力達(dá)到一定數(shù)值即相應(yīng)的極限荷載時(shí)，基礎(chǔ)兩側(cè)微微隆起，然而剪切破壞區(qū)僅僅被限制在地基內(nèi)部的某一區(qū)域，未形成延伸至底面的連續(xù)滑動(dòng)面。78.地基的破壞形式，主要與地基土的性質(zhì)尤其是與壓縮性質(zhì)有關(guān)。較堅(jiān)硬或密實(shí)的土，具有較低的壓縮性，通常呈現(xiàn)整體剪切破壞。軟弱粘土或松砂土地基，具有中高壓縮性，常常呈現(xiàn)局部剪切破壞或者沖剪破壞。與基礎(chǔ)埋埋深有關(guān)。79.地基、基礎(chǔ)的類型：天然地基 人工地基淺基礎(chǔ) 深基礎(chǔ)80.人工地基：加固上部土層，提高土層的承載力，再把基礎(chǔ)做在這種經(jīng)過(guò)人工加固后的土層上。這種地基叫做人工地基。81.樁基礎(chǔ)：在地基中打樁，把建筑物支撐在樁臺(tái)上，建筑物的荷載由樁傳到地基深處較

19、為堅(jiān)實(shí)的土層。這種基礎(chǔ)叫做樁基礎(chǔ)。82.深基礎(chǔ)：把基礎(chǔ)做在地基深處承載力較高的土層上。埋置深度大于5m或大于基礎(chǔ)寬度。在計(jì)算基礎(chǔ)時(shí)應(yīng)該考慮基礎(chǔ)側(cè)壁摩擦力的影響。這類基礎(chǔ)叫做深基礎(chǔ)。83.地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的基本原則：防止地基土發(fā)生剪切破壞和喪失穩(wěn)定性，應(yīng)具有足夠的安全度；控制地基的變形量，使之不超過(guò)建筑物的地基特征變形允許值；基礎(chǔ)本身應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度、剛度和耐久性。84.天然地基上的淺基礎(chǔ)：做在天然地基上，埋置深度小于5米的一般基礎(chǔ)（柱基或墻基）以及埋置深度雖超過(guò)5米，但小于基礎(chǔ)寬度的大尺寸基礎(chǔ)85.剛性基礎(chǔ)：指受壓極限強(qiáng)度較大，而受彎、受拉極限強(qiáng)度較小的材料所建造的基礎(chǔ)。86.柔性基礎(chǔ)：指鋼筋混凝土基礎(chǔ)。利用其抗彎、抗拉性能。不受臺(tái)階寬高比限制，可寬基淺埋。87.地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)分甲、乙、丙三個(gè)設(shè)計(jì)等級(jí)。88.基礎(chǔ)埋置深度：是指基礎(chǔ)底面至地面（一般指設(shè)計(jì)地面）的距離。89.基礎(chǔ)埋深選擇的意義：建筑物的安全和正常使用；基礎(chǔ)施工技術(shù)措施；施工工期；工程造價(jià)。對(duì)高層穩(wěn)定、滑移的影響；地基強(qiáng)度、變形的影響；基礎(chǔ)由于凍脹或水影響下的耐久性。90.基礎(chǔ)埋深選擇的原則：在保證建筑物安全、穩(wěn)定、耐久使用的前提下，應(yīng)盡