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1、基础与主线 先导 具体应用 绪论 一 土力学包括哪些内容 第一章土的组成和物理性质 第二章土的渗透性与土中渗流 第三章土体中的应力分布及其计算 第四章土的压缩性和地基沉降计算 第五章土的抗剪强度 第六章挡土结构物上的土压力第七章土坡稳定性分析第八章地基承载力 渗透特性变形特性强度特性 1 特征粒径 d50 平均粒径d60 控制粒径d10 有效粒径d30 不均匀程度 Cu d60 d10 不均匀系数 Cu 5 级配不均匀 粗细程度 用d50表示 第一章4 粒径级配累积曲线的应用 用途 a 直接了解土的粗细程度 用平均粒径表示土的粗细程度 b 判别土颗粒均匀程度和级配优劣 特征粒径 小于某粒径之土
2、质量百分数 2 已知关系五个 共有九个参数 VVvVsVaV msm mam 剩下三个独立变量 物性指标是比例关系 可假设任一参数为1 对于饱和土 Va 0剩下两个独立变量 实验室测定 其它指标 一 三相草图P18表1 5 3土的物理状态 室内测定的三个物理性质指标土的密度 土粒比重 土的含水量 3 6土的压实性 压实 土体在压实能量作用下 土颗粒克服粒间阻力 产生位移 土中孔隙减小 密度增大的过程 压实机理 颗粒被击碎 土粒定向排列 土粒破碎 粒间联结力被破坏而发生孔隙体积减小 体被挤出或被压缩等 一 细粒土的压实性土压实的实质 减小土孔隙中气体的含量 使其达到饱和 一 最优含水量和最大干密
3、度 最优含水量 对应于最大干密度的含水量 试验表明 一般地 4 第二章 二 影响渗透系数的因素P45 1 土的性质对渗透系数k的影响 1 粒径大小与级配 2 孔隙比e 3 矿物成分 4 结构 5 饱和度Sr2 渗透力 其方向与渗透方向一致 其数值与水头梯度成正比 是一种体积力P41达西定律及其适用范围 P58 2 51 临界水力坡降公式 这两个因素对k影响最大 5 防止流土1 上游做防渗帷幕2 上游做水平防渗铺盖3 下游挖减压沟或打减压井防止管涌 管涌形成的条件P60 1 改变水力条件 渗透力 减小水力梯度 降水头 增加渗径 如设水平防渗铺盖 2 改变几何条件 在渗流逸出处加盖压重或设置反滤层
4、或垂直防渗墙等 不均匀系数Cu对管涌有影响 Cu 10的土 粗细颗粒相差不多 细粒不容易在孔隙中移动 故不易发生管涌 判断 管涌现象发生于土体表面渗流逸出处 流土发生于土体内部 防止渗透变形的方法 6 第三章第二节地基中的自重应力计算 1 竖直自重应力 1 若计算点位于地下水位以下 由于水对土体有浮力作用 故水下部分土柱的有效重量应采用浮容重计算 2 对于由多层土组成地基 其自重应力采用叠加原理计算 如图所示 土中任意深度z处的自重应力为 7 P70对一般天然土层 自重应力引起的压缩变形在地质历史上早已完成 不会再引起地基的沉降 附加应力则是由于修建建筑物以后在地基内新增加的应力 因此 它是使
5、地基发生变形 引起建筑物沉降的主要原因 第三章第三节地基中的附加应力计算 8 第三章第三节地基中的附加应力计算二 矩形面积上受各种分布荷载作用时的附加应力计算 一 矩形面积受竖直均布荷载作用 1 角点下的附加应力计算 微面积上作用的集中力所产生的附加应力为 对整个矩形面积积分 可得M处的附加应力为 P743 12 9 2 任意点的附加应力计算 角点法 基本思想 利用角点下的应力计算公式和应力叠加原理 推求基础底面任意点的附加应力 10 第三章第五节有效应力原理 式 3 39 即为饱和土有效应力原理的表达式 本公式适用条件 1 饱和土 2 粘性土 3 39 p96 P97土的压缩变形主要是由于土
6、中哪一部分应力引起的 总应力 有效应力 孔隙水压力 11 3 38 因颗粒间点接触面积As 0 03A 即 Aw A 1 而 Psv A代表全面积A上的平均竖向粒间应力 定义为有效应力 用 表示 则式 3 38 可写为 3 39 式 3 39 即为饱和土有效应力原理的表达式 本公式适用条件 1 饱和土 2 粘性土 由a a面竖向平衡条件得 思考题 何谓土中应力 它有哪些分类和用途 12 式中 A 为孔压系数 对于饱和土 B 1 所以 故有 P107 3 57 13 关系曲线中任意两点间割线斜率 压缩系数 即 4 3 工程中常用压力由到时所得的压缩系数 来评价土的压缩性高低 第四章土的压缩性第二
7、节土的压缩性 P116根据应力历史可将土 层 分为那三类土 层 14 CV 土层的固结系数 t 固结历时 排水最长距离 cm 单面排水 取土层厚度 双面排水 取土层厚度的一半 P145时间因素 第四章土的压缩性第四节饱和土体渗流固结理论 P145思考 土的固结时间与其透水性有无关系 15 第五章土的抗剪强度二 莫尔 库仑定律 1776年法国学者 该理论认为当法向应力变化范围不大时 土体的抗剪强度与法向应力的关系近似为一条直线 即 粘性土 无粘性土 16 对于如图所示的破坏面 依据几何关系 可推导出平衡方程 进一步整理可得 P164 P165三轴剪切试验中 破裂面与大主应力面 试件顶面 成 17
8、 第五章第五节土在剪切中的性状和各类抗剪强度指标 按排水条件 三轴试验可分为哪三种类型 它们有何差别 按剪切前的固结程度和剪切过程中的排水条件 三轴试验可分为不固结不排水剪 固结不排水剪及固结排水剪三种类型 1 不固结不排水试验 UU 试验过程由始至终关闭排水阀门 土样在加压和剪切过程中 含水量始终保持不变 得到的抗剪强度指标用cu u表示 P1852 固结不排水试验 CU 先对土样施加周围压力 开启排水阀门排水至土样完全固结 然后关闭排水阀门 施加竖向压力 使土样在不排水条件下剪切破坏 得到的抗剪强度指标用ccu cu表示 P1893 固结排水试验 CD 在固结过程和 的施加过程中 都让土样
9、充分排水 不产生孔隙水压力 故施加的应力就是作用于土样上的有效应力 得到的抗剪强度指标用ccd cd表示 P187 18 静止土压力E0挡土墙为刚性不动时 土处于静止状态不产生位移和变形 此时作用在挡土墙上的土压力 弹性平衡状态 主动土压力Ea挡土墙背离填土方向转动或移动时 随着位移量的逐渐增加 墙后土体受到的土压力逐渐减小 当墙后填土达到极限平衡状态时 土压力降为最小值 这时作用在挡土墙上的土压力 被动土压力Ep挡土墙向着填土方向转动或移动时 随着位移量的逐渐增加 墙后土体受到挤压而引起土压力逐渐增大 当墙后填土达到极限平衡状态时 土压力增大为最大值 这时作用在挡土墙上的土压力 第六章挡土结构上的土压力第一节二 墙体位移与土压力类型P199图6 6 19 P223为什么朗肯理论计算所得的主动土压力偏大 而被动土压力偏小 P224为什么库仑理论计算所得的主动土压力偏小 而被动土压力偏大 第六章挡土结构上的土压力第五节朗肯理论与库仑理论的比较 20 地表有均布荷载时粘性土主动土压力计算 主动土压力强度 临界深度 作用于墙背面的总土压力为 21
