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1、绪论1. 地基：直接承受建筑物荷载影响的那一部分地层称为地基2. 基础：基础是将建筑物承受的各种荷载传递到地基上的下部结构 土的物理性质与工程分类1. 累计曲线法：横坐标土颗粒的直径 mm 纵坐标小于（或大于）某粒径土的累积含量，用百分比表示 由累计曲线的坡度可以大致判断土的均匀程度或级配是否良好。如曲线较陡，表示粒径大小相差不多土粒较均匀，级配不良；反之，曲线平缓，表示粒径大小相差悬殊，土粒不均匀，级配良好。2粒径级配曲线的应用d 60可0d 302d 60 * d 10不均匀系数反应大小不同粒组的分布情况，即土粒大小或粒度的均匀程度。Cu 10的土，属级配良好。曲率系数 c ：累计曲线分布
2、的整体形态，反映了限制粒径与有效粒径之间各粒组含量的分布情况砾类土或砂类土同时满足Cc =1-3两个条件时，则为良好级配砾或良好级配砂。对于粗粒土，不均匀系数Cu和曲率系数Cc也是评价渗透稳定性的重要指标。3黏土矿物的分类及其特性蒙脱石 颗粒细微，具有显著的吸水膨胀、失水收缩的特性，或者说亲水能力强。伊利石 其特征介于高岭石和蒙脱石之间。高岭石 颗粒较粗，不容易吸水膨胀，失水收缩，或者亲水能力差。4土中水 土中水根据水与土相互作用程度的强度分为结合水和自由水。结合水因离颗粒表面远近不同，受电场作用力的大小不一样，可以分为强结合水和弱结合水。强结合 水：紧靠于颗粒表面的水分子，所受电场作用力很大
3、，几乎完全固定排列，丧失液体的特性而接近于固体， 完全不能移动，这层水称为强结合水。其特征是：没有溶解盐类的能力，不能传递静水压力，只有吸热变成 蒸汽时才能移动；只含强结合水的土表现为固态；强结合水德冰点低于 0C 很多，密度要比自由水大，具 有蠕变性。自由水按其移动所受作用力的不同可分为重力水和毛细水。5土的结构类型 土的结构按其颗粒排列和联结，可分为三种基本类型：单粒结构、蜂窝结构和絮状结构 6土的三相比例指标表示土的三相组成比例关系的指标。7土的三个物理实验与指标土的密度定义：土单位体积的质量 测定方法：一般用“环刀法”测定，用一个圆环刀（刀刃向下）放在削平地原状土样面上，徐徐削去外围的
4、 土，边削边压，使保持天然状态的土样压满环刀内，称得环刀内的土样质量，求得它与环刀容积之比值即为 密度。土的相对密度（比重）定义：土粒密度与4C时纯水密度之比测定方法：在实验室内用比重瓶法测定，使用于粒径小于5mm或含少量5mm颗粒的土。原理是将颗粒放入 盛有一定水的比重瓶中，排开的水量即为实验的体积，土粒质量可用精密天平测得。若土中含大量的可溶盐 类有机质胶粒，则可用中性液体，如煤油、汽油、甲苯和二甲苯，此时必须用排气法排气。土的含水量定义：土中水的质量与土粒质量之比测定方法：一般用“烘干法”测定。先称小块原状土样的湿土质量，然后置于烘箱内维持100-105C烘至恒 重，在称干土质量，湿、干
5、土质量之差与干土质量的比值，就是土的含水量。8其他物理性质指标孔隙比：土中孔隙体积与土粒体积之比 孔隙率：土中孔隙所占体积与总体积之比，用百分数表示 饱和度：土中被水充满的孔隙体积与孔隙总体积之比，以百分数计干重度：土粒重力与总体积之比干密度：土粒质量与总体积之比 饱和重度：孔隙中全部充满水的总重力与总体积之比，即饱和度为 100%时土的重力密度 饱和密度：土中孔隙完全被水充满时的密度有效重度（浮重度）：土体淹没在水下时的有效重力与总体积之比有效密度（浮密度）：土粒质量与同体积水的质量之差与总体积之比饱和重度重度干重度有效重度（浮重度）9无黏性土物理状态指标无黏性土一般指砂（类）土和碎石（类）
6、土。其物理状态主要决定于土的密实程度。 密实度三个判定标准：孔隙比、相对密实度、现场标准贯入试验标准贯入试验是一种原位测试方法，是用规定的锤重（63.5kg）和落距（76cm）把标准贯入器（带有刃 口的对口器，外径50mm,内径35mm）打入土中，记录贯入一定深度（30cm）所需要的锤击数N值的原位 测试方法。根据标准贯入锤击数N划分砂土的密实度：N值密实度NW10松散10VNW15 稍密15VNW30 中密N30 密实10黏性土的物理状态指标与物理特征黏性土最主要的物理状态是稠度。稠度是指土的软硬程度或土对外力引起变形或破坏的抵抗能力。 稠度界限（界限含水量、阿太堡界限）：稠度状态之间的转变
7、界限。常用稠度界限有液性界限和塑性 界限。液限：土从塑性状态转变为液性状态时的含水量（液限仪测定） 塑限：土从半固体状态转变为塑性状态时的含水量（搓条法测定） 塑性指数：液限与塑限的差值（去掉百分号）液性指数：黏性土天然含水量与塑限的差值和塑性指数之比 黏性土软硬状态的划分计算塑性指数与液性指数，判定黏性土状态 P27状态坚硬硬塑可塑软塑流塑液性指数IW00VIW0.250.25VIW0.750.75VIW1.0I1.011 地基土地基土分成六大类，即岩土、碎石土、砂土、粉土、黏性土、人工填土。碎石土：指粒径大于 2mm 颗粒含来那个超过总质量 50%的土砂土：指粒径大于 2mm 的颗粒含量不
8、超过总质量的 50%，而粒径大于 0.075mm 的颗粒含量超过总质 量的 50%的土黏性土：指塑性指数Ip10的土粉土：塑性指数IpW10且粒径大于0.075mm的颗粒不超过总质量的50%的土。土的渗透性与渗流1. 渗透变形（渗透破坏）：土工建筑及地基由于渗透作用而出现变形或破坏。2. 渗透变形的类型流土：指在向上渗流作用下，局部土体表面隆起，或者颗粒群同时启动而流失的现象。主要发生在 地基或土坝下游渗流溢出处。基坑或渠道开挖时所出现的流砂现象是流土的一种常见形式。管涌：指在渗流作用下土体中的细颗粒在粗颗粒形成的孔隙-涌土。土中应力分布与计算1. 自重应力：指土体受到自重作用所产生的应力2.
9、 附加应力：指由土体受外荷载以及地下渗流、地震等作用下附加 产生的应力增量。土的压缩性与地基沉降计算1 土的压缩性及其指标 土的压缩性：土体在压力作用下体积缩小的特性。 压缩性指标：压缩系数、压缩指数、压缩模量、土的体积压缩系数压缩系数a： 土体在侧限条件下孔隙比缩小量与竖向有效压力增量的比值，即e-p曲线中某一压力段的割线斜 率。通常采用压力段由pi =0.1MPa（100kPa）增加到P2 =0.2MPa （200kPa）时的压缩系数ai - 2来评定土的压缩性, 如下：a1 - 2 V0.1MPa -1 低压缩性土01 W a1 - 2 V0.5MPa 一1 中压缩性土a1 - 2 M0
10、.5MPa-1 高压缩性土压缩指数Cj 土体在侧限条件下孔隙比减小量与竖向有效压力常用对数值增量的比值，即e-lgp曲线中的某 一压力段的直线斜率。土的压缩模量（侧限模量） E ：土体在侧限条件下竖向附加压应力与竖向应变的比值s土的体积压缩系数 m ：土体在侧限条件下体积应变与竖向压应力增量之比，即在单位压力作用下土体单位v体积的体积变化。 压缩指数、压缩系数、体积压缩系数越大，土的压缩性越高。 土的压缩模量值越小，土的压缩性越高。2地基沉降随时间的变化规律 土中有效力：指土中固体颗粒（土粒）接触点传递的粒间应力饱和土中任意点的总应力b总是等于有效应力b 加上孔隙水压力或有效应力b 总是等于总
11、应力b减去孔隙水压力土的固结度：指地基土在某一压力作用下，经历时间 t 所产生的固结变形（沉降）量与最终固结变形（沉降） 量之比3. 地基最终沉降量计算地基最终沉降量：地基变形完全稳定时地基表面的最大竖向变形（一）按分层总和法计算最终沉降量基本假定：（1）土受压时，只产生土的压缩变形，无侧向位移（即按有侧限压缩公式计算）（2）地基土中的附加应力按基础中心点的最大值考虑（3）地基最终沉降量只考虑土受压层范围内各土层的压缩量之和计算步骤（1）计算基础底面的附加压力。（2）计算地基土的自重应力、附加应力并绘出分布曲线（3）按W0.2 （软土取0.1）确定压缩层厚度（从基地算起）（4）按0.4b或1-
12、2m （通常为lm）划分地基土为若干层（对于成层土的层面和地下水面应为分层面）（5）低i层土厚度为h.，其压力由P.（自重应力平均值）增加到P.（自重应力平均值+附加应力平均i i i值），则第i层土的压缩变形量，即沉降量为s.，地基最终沉降量s = 丫ii=1（二）按规范修正公式计算地基最终沉降量修正的分层总和法采用侧限条件的压缩指标，但引入了地基平均附加应力系数刃计算，规定了地基沉降量计算深度z的新标准以及提出了地基沉降量计算经验系数申，使得计算成果接近于实测值。 ns4. 应力历史对地基沉降的影响 先（前）期固结压力：天然土层在历史上受过最大的固结压力 根据先期固结压力划分的三类土（主要
13、为黏性土和粉土）： 正常固结土 先期固结压力等于现有覆盖土重 超固结土（超压密土）先期固结压力大于现有覆盖土重 欠固结土 先期固结压力小于现有覆盖土重影响土抗剪强度的因素（1）土的矿物成分、颗粒形状和级配的影响对黏性土来说，主要是矿物成分的影响。一般情况下，黏性土的抗剪强度随黏粒和黏土矿物含量的增加和增 大，随胶体活动性的增强而增大。对砂性土来说，主要是颗粒的形状、大小及级配的影响。一般情况下，在土的颗粒级配中，粗颗粒越多、形 状越不规则、表面越粗糙，土内摩擦角越大，抗剪强度也越高。（2）含水量的影响随含水量的增高土抗剪强度降低，含水量对砂土抗剪强度的影响很小，对黏性土抗剪强度影响很大。影响主
14、 要有两方面：一粗颗粒之间的润滑作用，摩阻力减小；二黏土颗粒表面结合水膜的增厚使原始黏聚力减小。（3）原始密度的影响一般情况下，土原始密度越大，其抗剪强度越高（4）黏性土触变性的影响触变性：黏性土的强度因受到扰动而削弱，但经过静置可得到一定程度的恢复 在黏性土地基中进行钻探取样时，土样受到明显扰动，由于黏性土的触变性，试样不能反映其天然强度，土 灵敏度愈大，影响愈明显。（5）土的应力历史的影响土体受力历史不同，影响土体强度的试验结果土压力与挡土墙设计1土压力类型同样高度的挡土墙，作用有不同性质的土压力时，被动土压力E 静止土压力E 主动土压力Ep o a影响土压力的因素：（1）挡土墙的移动方向
15、和位移量（2）挡土墙的形状、墙背的光滑程度和结构形式（3）墙后填土的性质，包括填土的重度、含水量、内摩擦角和黏聚力的大小及填土面的倾斜程度。2朗肯土压力理论假设条件：（1）挡土墙背垂直（2）墙后填土表面水平（3）挡墙背面光滑即不考虑墙与土之间的摩擦力计算（书 P152 例 1 2 3 4）3挡土墙设计挡土墙类型：重力式挡土墙 墙体稳定性靠墙身自重。具有结构简单、施工方便、能够就地取材等优点，是工程中应用较广的一种型式悬臂式挡土墙 墙体稳定主要靠墙踵底板上的土重，墙内拉应力由钢筋承担。能充分利用钢筋混凝土的受力 特性，墙体截面较小。在市政工程以及厂矿贮库中广泛应用这种挡墙。扶壁式挡土墙 当挡土墙填土比较高时，为了增强悬臂式挡土墙中立臂的抗弯性能，常沿墙的纵向每隔一定 距离设一道扶壁。锚定板与锚杆式挡土墙 依靠填土与结构的相互作用力而维持其自身稳定。与重力式挡土墙相比，其结构轻、 柔性大、工程量少、造价低、施工方
