最新土力学复习资料(整理).pdf
《最新土力学复习资料(整理).pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《最新土力学复习资料(整理).pdf(12页珍藏版)》请在三一文库上搜索。
1、精品文档 精品文档 土力学复习资料 第一章 绪论 1.土力学的概念是什么?土力学是工程力学的一个分支,利用力学的一般原理及土工试验, 研究土体的应力变形、强度、渗流和长期稳定性、物理性质的一门学科。 2.土力学里的 “两个理论,一个原理“是什么? 强度理论、变形理论和有效应力原理 3.土力学中的基本物理性质有哪四个?应力、变形、强度、渗流。 4. 什么是地基和基础?它们的分类是什么? 地基 :支撑基础的土体或岩体。分类 :天然地基、人工地基 基础 :结构的各种作用传递到地基上的结构组成部分。根据基础埋深分为:深基础、浅基础 5.地基与基础设计必须满足的三个条件 作用于地基上的荷载效应(基底压应
2、力)不得超过地基容许承载力特征值,挡土墙、边 坡以及地基基础保证具有足够防止失稳破坏的安全储备。即满足土地稳定性、承载力要求。 基础沉降不得超过地基变形容许值。即满足变形要求。 基础要有足够的强度、刚度、耐久性。 6.若地基软弱、 承载力不满足设计要求如何处理?需对地基进行基础加固处理,例如采用换 土垫层、深层密实、排水固结、化学加固、加筋土技术等方法进行处理,称为人工地基。 7.深基础和浅基础的区别? 通常把埋置深度不大(35m),只需经过挖槽、 排水等普通施工程序就可以建造起来的基础称 为浅基础 ;反之,若浅层土质不良,须把基础埋置于深处的好地层时,就得借助于特殊的施 工方法,建造各种类型
3、的深基础(如桩基、墩基、沉井和地下连续墙等。) 8.为什么基础工程在土木工程中具有很重要的作用? 地基与基础是建筑物的根本,统称为基础工程,其勘察、设计、施工质量的好坏直接影响到 建筑物的安危、经济和正常使用。基础工程的特点主要有: 由于基础工程是在地下或水下 进行,施工难度大 在一般高层建筑中,占总造价25,占工期2530 隐蔽工程, 一旦出事,损失巨大且补救困难,因此基础工程在土木工程中具有十分重要的作用。 第二章 土的性质与工程分类 1.土:连续、坚固的岩石在风化作用下形成的大小悬殊的颗粒,经过不同的搬运方式,在各种 自然环境中生成的沉积物。 2.三相体系 :固相(固体颗粒) 、液相(土
4、中水) 、气相(气体)三部分组成。 3.固相 :土的固体颗粒, 构成土的骨架, 其大小形状、 矿物成分及组成情况是决定土物理性质 的重要因素。 土的矿物成分 :土的固体颗粒物质分为无机矿物颗粒和有机质。 颗粒矿物成分有两大类:原生矿物、次生矿物。 原生矿物 :岩浆在冷凝过程中形成的矿物,如石英、长石、云母。 次生矿物 :原生矿物经化学风化作用的新的矿物,如黏土矿物。 黏土矿物的主要类型:蒙脱石、伊利石、高岭石(吸水能力逐渐变小) 土的粒组 :粒度 :土粒的大小。粒组:大小、性质相近的土粒合并为一组。画图: 粒径 (mm) 粘粒粉粒| 砂粒圆砾 | 碎石块石 细粒| 粗粒| 巨粒 土的颗粒级配:
5、土中所含各颗粒的相对含量,以及土粒总重的百分数表示。 颗粒级配表示方法: 曲线纵坐标表示小于某土粒的累计百分比,横坐标则是用对数值表示的 土的粒径。 曲线平缓则表示粒径大小相差很大,颗粒不均匀, 级配良好; 反之,则颗粒均匀, 级配不良。*书本 P7 表 2.2 和图 2.5 判断土质的好坏。 精品文档 精品文档 反映土颗粒级配的不均匀程度的指标:不均匀系数Cu和曲率系数Cc, 用来定量说明天然土颗 粒的组成情况。公式: Cu= d60/d10 Cc= (d30)2 /d60 d10 d60小于某粒径的土粒质量占土总质量60的粒径,称限定粒径; d10小于某粒径的土粒质量占土总质量10的粒径,
6、称有效粒径; d30小于某粒径的土粒质量占土总质量30的粒径,称中值粒径。 级配是否良好的判断: 级配连续的土:Cu5,级配良好 ;Cu5和 Cc=13两个条件时, 才为级配良好。 反之则级配 不良。 颗粒分析实验:确定各个粒组相对含量的方法。 筛分法 :(粒径大于0.075mm 的粗粒土) 水分法 : (沉降分析法、密度计法)(粒径小于0.075mm 的细粒土) 4.液相 :土中水按存在形态分为液态水、固态水、气态水。 土中液态水分为结合水和自由水两大类。 黏土粒表面吸附水(表面带负电荷) 结合水是指受电分子吸引力作用吸附于土粒表面成薄膜状的水。分类 :强结合水和弱结合水。 自由水是指存在于
7、土粒表面电场影响范围以外的土中水。分类 :重力水和毛细水。 细粒土的可塑性的本质原因:在于结合水的能力。 工程实践中的流砂、管涌、冻胀、渗透固结、渗流时的边坡稳定等问题都与土中水的运动有 关。 5.气相 :土中气体存在于孔隙中未被水所占据的部位。 自由气体 :对土的性质影响不大。 封闭气体 :增大土体的弹性和压缩性。 6.土的结构(内部特征)三种基本类型: 单粒结构 :是粗粒土的主要结构形式。(砂粒)(脱水) 蜂窝结构 :是粉粒的主要结构形式(居中) 絮凝结构 :是黏粒的主要结构形式。(不脱水) 7.土的构造(外部特征): 层状结构 ; 分散结构 ; 结合状结构 ; 裂隙状结构 8.土的 物理
8、性质 直接反映土的松密、软硬等物理状态,也间接反映土的工程性质。而土的松 密和软硬程度主要取决于土的三相各自在数量上所占的比例关系。 9.土的三相比例指标 物理状态指标(9 个)计算题 (10 分) 三个基本试验指标:土的天然密度( 单位 g/cm3) =m/v 土的含水量=M /Ms100 土粒的相对密实度ds(ds 为一个数值)保留小数点后两位 ds=Ms/Vs 1/ w1= s/ w1(其中 w1=1g/cm3 或 1t/m3)(比重瓶法 ) 六个推导指标 : 土的孔隙比e e=Vv/Vs 土的孔隙率n n=Vv/V100 土的饱和度Sr Sr=Vw/Vv100 Sr=100 Vw=Vv
9、完全饱和土湿度状态划分:稍湿 :Sr 50 Sr=0 Vw=0 干土很湿 :50 Sr 80 饱和 :Sr80 土的干密度d d=ms/v 土的饱和密度sat=(ms+Vvw)/V(其中 w=1g/cm3) 重度 :土的重力密度(单位 :KN/m3) 土的湿重度 : =g(其中 g=10N/kg) 干重度 : d=dg 精品文档 精品文档 饱和重度 sat= sat g 有效重度= g 大小关系 : sat d 大小排序 : sat d(浮密度最小 ) 水的重度 w= wg=10KN/m3 10.判断无粘性土密实度 影响砂、卵石等无黏性土工程性质的主要因素是密实度。 判断方法 : 用孔隙比e
10、来描述。 e 越大表示土中孔隙大,则土质疏松。优点:简单缺点 :未 能考虑级配的因素。 用相对密实度Dr 描述。 Dr=emax-e/emax-emin 00.030.671Dr 松散| 中密| 密实| 试验法。规范中采用标准贯入式试验的锤击数N 来评价砂类土的密实度,是一个行之有 效的方法。可将砂土分为:101530N(锤击数 ) | 松散| 稍密 | 中密| 密实 | 采用圆锥动力触探,碎石根据野外鉴别方法划分为密实、中密、稍密、松散四种状态。 11.黏性土的物理特性 可塑性:具有可塑状态的土(即黏性土)在外力的作用下,可塑成任何形状而不产生裂缝, 当外力去掉后,仍可保持原形状不变。 界限
11、含水量:黏性土从一种状态变成另一种状态的分界。(名词解释4 分) 液限:由可塑状态变化到流动状态的界限含水量,用WL 表示。 塑限:土由半固态变化到可塑状态的界限含水量,用Wp 表示。 缩限: 土由半固态不断蒸发水分,体积逐渐缩小,直到体积不再缩小时土的界限含水量,用 Ws 表示。图示 : 缩限 Ws塑限 Wp液限 Wl含水量 固态| 半固态| 可塑状态| 流动状态 黏性土的界限含水量 液限的测定:我国目前采用锥式液限仪。塑限的测定:多用“搓条法 “,刚好搓至3mm 时产 生裂缝并开始断裂。现在发展到液限、塑限联合测定法。 塑性指数p=L-p ( 可塑状态上限与下限含水量之差。) p 比表面积
12、 土的黏粒或亲 水矿物 可塑性 液性指数L=(-p)/( L-p)=( -p)/lp 灵敏度 St=qu/qu 低灵敏度:(1.0st 2.0) 中等灵敏 (2.0st 4.0) 和高灵敏度 (st4.0) 灵敏度 愈高,其结构性愈强,受扰动后土的强度降低就愈明显。 12.土的渗透性 :土孔隙中的自由水在重力作用下,因为水头差,土被水流过的性质。 渗透 :水透过孔隙流动的现象。 13.影响土的渗透性的主要因素: 砂性土 :颗粒大小、级配、密度以及土中封闭气泡。 黏性土 :土的矿物成分、结合水膜厚度、土的结构构造以及土中气体。 14.土的工程分类: 直观上分成两大类:粗粒土(无黏性土 )、细粒土
13、或者黏性土(有的规范 细分粉土或黏性土) 规范中把土 (岩)作为建筑物地基分为六类:岩石、碎石土、砂土、粉 土、黏性土、人工填土。 第 3 章 土中应力计算 1.自重应力 ( cz):建筑物修建以前,地基中的土体本身的有效重量产生的力。 附加应力 ( z) :建筑物修建以后,建筑物重量等外荷载在地基中引起的应力,所谓“附加 “ 是指在原来的基础上增加的压力。(名词解释, 4 分 ) 2.弹性理论公式:也就是把地基土视为均匀的、各项同性的半无限弹性体。在计算地基中附 精品文档 精品文档 加应力之前,首先要确定作用在地理表面(即基础底面 )的压力。 3.基底压力 (P):基础与地基之间产生接触压力
14、(方向向下 )。 4.基底附加压力(P0):通常是由于新增的建筑物,在土中附加应力的产生的压力。 5.地基的附加应力:由于建筑物荷载引起的应力增量。 6.竖向自重应力的分布规律: 土的自重应力分布线是条折线,折点在土层交界处或地下水 位处,在不透水层面处分布线有突变; 自重应力随深度增加而变大; 在同一层面自重应 力各点相等。 7.根据荷载偏心矩e 的大小,基底压力的分布规律: 当 eL/6 时,由式 3.6 基底压力呈梯形分布。 当 e=L/6 时, Pmin=0,基底压力呈三角形分布。 当 eL/6 时, Pmin0.5MPa-1 时,为高压缩性土。 压缩指数的确定:如果采用e-lgp 曲
15、线,它的后段接近直线,其斜率Cc为: Cc=(e1-e2)/(logp2-logp1)=(e1-e2)/log(p2 /p1) 压缩模量的确定:土体在完全侧限条件下,竖向附加应力z 与相应的应变增量z 之比,成 为压缩模量,用符号Es表示。Es=(1+e1)/a 单位 :KPa或 MPa 由此可知,压缩模量Es与压缩系数a 成反比, Es愈大, a 就愈小,土的压缩性愈低。 Es15MPa时为低压缩性土;Es=415MPa时属中压缩性土。 10.什么是 回弹曲线? 在进行室内试验过程中,当压力加到某一数值Pi(e-p 曲线的 b 点)后, 逐级卸压,土样将发生回弹,土体膨胀,孔隙比增大,若测得
16、回弹稳定后的孔隙比,则可绘 制相应的孔隙比与压力的关系曲线(图 4.7 中虚线 bc),称为回弹曲线。 由图可见,卸压后的回弹曲线bc 并不沿压缩曲线ab 回升, 而要平缓得多,这说明土受压缩发生变形,卸压回弹,但 变形不能恢复,其中可恢复的部分称为弹性变形,不能恢 复的称为残余变形,而土的压缩变形以残余变形为主。P72 11.再压缩曲线 :重新逐级加压,可测得土的再压缩。(曲线 cdf 段) 12.弹性模量 :土体在无侧限条件下瞬时压缩的应力应变模量。画 e-p 曲线 13.静荷载试验 :通过承压板,对地基土分级施加压力的沉降s,便可得到压力和沉降(P-S) 的 关系曲线。然后根据弹性力学公
17、式反求即可得到土的变形模量及地基承载力。 14.天然土层可分为三种固结状态:超固结状态、正常固结状态、欠固结状态。(填空题 ) 15.测量土最基本的方法:室内侧限压缩实验。(2 分) 16.变形模量 :土体在部分侧限条件下单轴受压时的应力与 应变之比,用符号Eo表示。土的变形中包括弹性变形和 残余变形两部分,这是土的变形模量与一般材料的弹性 模量相区别之处。E=(1 -2)p1b/s1 P74 画 p-s 曲线 17.变形模量与压缩模量的关系(一维固结理论):E0 是在现场通过静荷载试验测得,土体压缩 过程中部分侧限;而 Es是通过室内压缩试验获得,土体是在完全侧限条件下的压缩。k0、 、 的
18、经验值。 18.地基最终沉降量:地基土在建筑荷载的作用下,不断产生压缩,直至压缩稳定时地基表面 的沉降量。 18.地基沉降量的计算方法:分层总和法、规范法、弹性力学公式法。 19.分层总和法 :假定地基土为直线变形体,在外荷载作用下的变形只发生在有限厚度的范围 内(即压缩层 ),将压缩层厚度内的地基土分为若干层,分别求出各分层地基的应力,然后用 土的应力 -应变关系式求出各分层的变形量,总合起来就是地基的最终沉降量。 20.分层总和法的假设(目的 :应用第 3 章附加应力计算公式和室内侧限压缩试验指标。) 地基土是均质、各向同性的半无限线性体。(可用弹性理论计算土中应力) 地基土在外荷载作用下
19、,只产生竖向变形,侧向不发生膨胀变形。(侧限条件下的压缩性 指标。 ) 采用基底中心点下的附加应力计算地基变形量。(为了避免假定条件下所引起的误差,以 基底中心的沉降代表整个基础的平均沉降。) 精品文档 精品文档 21.分层总和法计算原理:先将地基土分为若干水平土层,若以基底中心下截面面积为A、高 度为 hi 的第 i 层小土柱为例,此时土柱上作用有自重应力和附加应力。但这时(实际情况 )的 eli 应是自重应力pli 作用下相应的孔隙比;e2i 应是压力从p1i 增大到 p2i(相当于自重应力与附 加应力之和)时,压缩稳定后的孔隙比。这样按式4.1 可求得该土层的压缩变形量si 为:si=(
20、e1i-e2i)/(1+e1i) *hi 22.简述分层总和法的计算步骤(8 分) P78 分层 计算基底压力P及基底附加压力Po 计算各分层面上的自重应力czi (4)附加应力 zi, 并绘制分布曲线。 (5)确定沉降计算深度n。 (6)计算各分层土的平均自重应力和平均附加应力。 (7)按公式计算每一分层土的变形量si (8)计算地基最终沉降量s (9)结果的修正s 23.规范法 (又叫做应力面积法)是一种简化并经修正了的分层总和法。其关键在于引入了平均 附加应力系数的概念,并在总结大量实践经验的基础上,重新规定了地基沉降计算深度的标 准及地基沉降计算经验系数。P81 24.地基最终沉降量S
21、由三部分 组成 ,即 : S=Sd+Sc+Ss 式中 :Sd瞬时沉降Sd固结沉降Ss 次固结沉降P87 25.弹簧 活塞固结模型:可用来说明饱和土的渗透固结。在一个盛满水的圆筒中,装一个带 有弹簧的活塞, 弹簧表示土的颗粒骨架,圆筒内的水表示土中的自由水,带孔的活塞则表征 土的透水性。 P91 第 5 章 土的抗剪强度 1.土的抗剪强度:土体抵抗剪切破坏的极限能力。即土的强度。(名词解释4 分) 2.地基破坏分类: 变形破坏 :沉降、位移、不均匀沉降等超过规定限值。 强度破坏 :整体 破坏 :整体或局部滑移、隆起、土工构筑物失稳、滑坡。 3.简述库仑定律:土的抗剪强度是剪切面上的法向总应力的线
22、性函数。 (5 分) 总应力法砂土 : f= tan 黏性土 : f=c+tan P99 有效应力法砂土 : f=( -u)tan 黏性土 : f=c+ tan P100 4.莫尔 -库仑强度理论:当土体中某点任一平面上的剪应力等于土的抗剪强度时,将该点即濒 于破坏的临界状态称为“极限平衡状态“。表征该状态下各种应力之间的关系称为“极限平衡 条件 “。(只要有一个面上的剪应力抗剪强度 :破坏。 ) 5.P101 公式 5.4 法向应力和剪应力 的公式。 6.土中剪应力最大的面在哪个位置?应力最大的面是否是最危险的面?土中发生剪切破坏 的平面不一定是剪应力最大的面,当土的内摩擦角=0时,破裂面与
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 最新 土力学 复习资料 整理
链接地址:https://www.31doc.com/p-5561121.html