土力学与地基处理基础知识

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1、土力学土力学土 的 物 理 性 质 及 分 类地 基 沉 降土 的 抗 剪 强 度边 坡 稳 定土 力 学分类指标名称符号量纲测定方法备注物理指标土体天然重度kN/m3环刀法颗粒比重Gs-比重瓶法含水率w%烘干法土力学土力学分类指标名称符号量纲测定方法备注物理指标液限Wl%落锥法或碟式仪法适用于粘性土塑限Wp%搓条法适用于粘性土有效粒径d10mm砂土用筛分法粘土用比重计法在颗分粒径级配曲线上定出限定粒径d60mm压实性指标最优含水率Wop%击实试验在击实曲线上定出最大干密度 maxmaxkN/m3土力学土力学分类指标名称符号量纲测定方法备注渗 透性指标渗透系数Kcm/s砂土可直接测定固结系数C

2、v, Chcm2/s固结试验测定力学性指标变形指标压缩系数am2/ kN单向压缩试验压缩模量EskN/m2压缩指数Cc-回弹指数Cs -弹性指数EdkN/m2单向压缩试验或三轴压缩试验切线模量Et变形模量Eo载荷试验Chapter 1 Physical Characteristics & classification of Soil第一章第一章 土的物理性质及其分类土的物理性质及其分类第一章 土的物理性质及其分类 重点掌握：一.无粘性土和粘性土的工程性质及其分类方法。工程性质：无粘性土的密实度（e、Dr、N63.5）粘性土的稠度，塑限含水量wp和液限含水量wl，塑性指数Ip和液性指数I

3、L 。二、土的三相比例指标三个基本指标的定义（ ）；换算指标（ ）及其定义。三、了解地基土的工程分类方法1.无粘性土（粗颗粒土），按颗粒含量百分比。2.粉土：指粒径大于0.075mm的颗粒含量不超过全重的50%、IP10的土。3.粘性土：IP10。粉质粘土1017。sG、Srnesatddsat、第一章 土的物理性质及其分类2四、 地下水1.达西定律(DarcyLaw)2. 动水力：流动的水对单位体积土的骨架作用力。3. 流砂：当动水力GD的数值等于或大于土的浮重度时,砂土随水流动，称为流砂。 称为临界水力梯度。tiAQktikAtvAQikvwDiGcrii 0Chapter 2 Stres

4、s and subsidence of the Ground第二章第二章 地基的应力和沉降地基的应力和沉降第二章 地基的应力和沉降地基的应力和沉降（地基的沉降计算）分层总和法规范方法地基固结沉降量地基附加应力计算地基变形参数的确定sEsE第二章 地基的应力和沉降2地基总沉降量由固结沉降、瞬时沉降和次固结沉降三部分组成： 固结沉降计算：掌握土层的变形参数：a、cc、ES 瞬时沉降（弹性变形）次固结沉降（蠕变变形）根据蠕变曲线的变化规律计算。 sdcssss第二章 地基的应力和沉降3重点掌握：一、地基附加应力计算1.基底附加应力的分布形式：假设为线性分布；2.基底附加应力计算：3.用角点法计算地基

5、中任意点的附加应力二、掌握土的压缩性1. 压缩试验和压缩性指标的关系：a、cC、ES=（1+e1）/a2. 分层总和计算法：计算中注意的问题：分层（0.4B）、附加应力的确定、计算深度；如果采用变形参数计算应注意e1为自重应力作用下，e2为自重应力和附加应力共同作用下；3. 规范法dpp00pcziiniiizniiniisiizniheeeheahEsS)1()1(11211111)(1110iiiinisisszzEpSS第二章 地基的应力和沉降4二、掌握应力历史对地基沉降的影响前期固结压力(pre-consolidated pressure)超固结 (overconsolidation)

6、 的压缩曲线正常固结(normally consolidated soil)欠固结(underconsolidated)三.了解太沙基一维固结理论根据孔隙的变化等于水量的变化建立一维固结微分方程：固结度（U）：将某一时刻固结沉降量和最终固结沉降量之比称为固结度 。ccrSSU Chapter3 Shear Strength of Earth & Bearing apacity of the Ground第三章第三章 土的抗剪强度与地基承载力土的抗剪强度与地基承载力第三章 土的抗剪强度与地基承载力土体的破坏往往是剪切破坏。一. 土的强度理论库仑抗剪强度理论（Coulombs Equati

7、on for shear strength）：摩尔强度理论（Mohr-Coulombs theory）。土的极限平衡条件无粘性土（cohesionless soil）粘性土(clayey soil, cohesive soil)：)245(2)245()245(2)245(213231tgctgtgctg)245()245(213231tgtgctgtgff第三章 土的抗剪强度与地基承载力2二.抗剪强度指标的确定 直剪试验（direct shear test）慢剪、固结快剪、快剪）。=100，200，300，400f 三轴压缩试验(triaxial compression test; 围压3、

8、轴压1=3+1）特点：在整个试验过程中，可控制排水并量测孔隙水压力的大小。不固结不排水试验（UU）固结不排水试验（CU）固结排水试验（Cd） 无侧限抗压强度试验（Unconfined compression test）3 =0，只能作一个极限应力圆，当 。2 0uufqc 第三章 土的抗剪强度与地基承载力3 十字板剪切试验(vane shear test)n是一种原位试验（in situ testing）。属不排水剪切试验，其结果与无侧限抗压强度试验接近。第三章 土的抗剪强度与地基承载力5四.饱和粘性土(Saturated Soil)的抗剪强度UU试验（软粘土）CU试验 正常固结：剪缩 超固结

9、：剪胀产生负的孔隙水压力 通常有CD试验，五.抗剪强度指标的选择用 分析地基长期稳定性或透水性，或透水性和排水性较好的地基； ：土的透水性差和排水条件不良的地基；)(21)(21 , 03131ufuC tgCtgCfcuufcuuCC,很接近，与CCdd,，CuuC,第三章 土的抗剪强度与地基承载力7七.地基承载力(Bearing Capacity of Ground)的确定地基承载力：地基承受荷载的能力（容许承载力，极限承载力）。确定方法：荷载试验；理论计算。1.荷载试验(Bearing Test ,Loading Plate Test)：地基从变形到失稳的发展过程见图。临塑荷载（pcr）

10、临界荷载(p1/3, p1/4)极限荷载(pu)。第三章 土的抗剪强度与地基承载力82.理论计算（土的强度理论）对条形基础下土体内的应力进行分析，并根据土的极限平衡条件建立塑性区计算公式，从而得到临塑荷载和临界荷载。假设破裂面的不同形式，用极限平衡法、刚体平衡法进行静力平衡分析，得到不同的地基承载力计算公式。 太沙基（Terzaghi）k3； Skempton 主要适用于饱和软粘土、浅基础和矩形基础的情况k=1.11.5; Hansen J.B.主要适用于倾斜荷载作用 k2bNCNdNPCNdNPcdcdcr4141Chapter 4 Earth pressure & slope st

11、ability第四章第四章 土压力与土坡稳定土压力与土坡稳定第四章 土压力与土坡稳定（Earth pressure & slope stability）一、三种土压力（静止土压力、主动土压力、被动土压力） 1. 静止土压力 粘性土：k0=0.50.7； 砂土：k0=0.340.45sin1 000kzK第四章 土压力与土坡稳定22.朗肯（Rankine）土压力理论（挡土墙向前位移：密砂=0.5%H；粘土：=12%H。）假设条件：表面水平的半无限土体，处于极限平衡状态。适合条件：挡土墙的墙背垂直、光滑；挡土墙后填土面水平。zkaa第四章 土压力与土坡稳定3主动土压力 无粘性土： 粘性土：