土力学概念

第一章绪论1、土是矿物或岩石碎屑构成的松软集合体。P12、基础是将结构承受的各种作用传递到地基上的结构组成部分，一般应埋入地下一定的深度，进入较好的地层。根据基础的埋置深度不同可分为浅基础和深基础，通常把埋置深度不大（3~5m），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，需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，建造各种深基础（如桩基、墩基、沉井和地下连续墙）（填空，简答）P13、地基和基础设计必须满足三个条件：①作用于地基上的荷载效应(基底压应力)不得超过地基容许承载力或地基承载力特征值，保证建筑物不因地基承载力不足造成整体破坏或影响正常使用，具有足够防止整体破坏的安全储备;②基础沉降不得超过地基变形容许值，保证建筑物不因地基变形而损坏或影响其正常使用;③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。P1简答第二章土的性质及工程分类1、土体一般由固相（固体颗粒）、液相（土中水）和气相（气体）三部分组成。P42、土的固体颗粒物质分为无极矿物颗粒和有机质。矿物颗粒成分有两大类：①原生矿物。即岩浆在冷凝过程中形成的矿物，如适应、长石、云母等。②次生矿物。系原生矿物经化学风化作用后形成的新的矿物，如黏土矿物。P53、黏土矿物分类：蒙脱石、伊利石、高岭石。P54、膨胀土就是由于黏粒中含有一定数量这类矿物的缘故，一般含量在5%以上，就会有明显的膨胀性。P65、土粒的大小称为粒度。表中根据土的分类标准按规定的界限粒径200mm、60mm、2mm、0.075mm、和0.005mm，将土粒粒组先粗分为巨粒、粗粒、和细粒三个统称，再细分为六个粒组，漂石（块石）、卵石（碎石）、砾粒、砂粒、粉粒和黏粒。P66、P7P8公式理解7、土中水按存在形态分有液态水、固态水和气态水。P98、土中液态水分为结合水和自由水两大类。P99、自由水按所受作用力的不同，又可分为重力水和毛细水两种。P910、P12上课笔记11、地基为什么会冻胀？因为未冻结去的水分（包括弱结合水和自由水）就会不断向冻结区迁移和积累，使冰晶不断扩大，在土层中形成冰夹层，土体随之发生隆起，即冻胀现象。当气温升高、土层解冻时，土中积聚的冰晶体融化，土体随之下陷，即出现融陷现象和融陷现象是季节性冻土的特性，亦即土的冻胀性。12、因影响冻胀的素：①土的因素。冻胀现象通常发生在细粒土中，特别是粉砂、粉土、粉质黏土和粉质亚砂土等，冻结时水分迁移积聚最为强烈，冻胀现象严重。②水的因素。土层发生冻胀是由水分的迁移和积聚所致。③温度因素。当气温骤降且冷却强度很大时，土的冻结面迅速向下推移，即冻结速度很快。（简答，标题加扩展）13、土的结构是指土颗粒或集合体的大小和形状、表面特征。排列形状以及它们之间的连接特征，而构造是指土层的层理、裂隙和大孔隙等宏观特征，亦称宏观结构。（结构和构造各指什么）14、P16、17、18、19计算公式例题15、影响砂、卵石等无粘性土工程性质的主要因素是密实度。16、P20公式17、所谓粘性土就是指具有可塑状态性质的土。它们在外力作用下，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，土的这种性质叫塑性。18、塑限是指土由可塑状态过渡到半固体状态时的界限含水率（Wp）。19、液限从流动状态转变为可塑状态(或由可塑状态到流动状态)的界限含水率称为液限，用WL(L为下标，下同)表示。20、粘性土从一种状态转变为另一种状态的分界含水率称为界限含水率。21、标准贯入试验：用63.5kg的锤,自1900px(76cm)的高度自由落下,将长度51厘米、外径5.1厘米、内径3.49厘米的对标准贯入器击入土中750px(30cm)所需的锤击数,称为标准贯入击数N。22、我国采用椎式液限仪来测定粘性土的液限。欧美用碟式液限仪测定液限。塑限多采用“搓条法”。现在用液限、塑限联合测定法。23、土的灵敏度越高，其结构性越强。粘性土结构遭到破坏，强度降低，但随时间发展土体强度恢复的胶体化学性质称为土的触变性。24、P21.23公式25、P44.45习题第三章土中应力计算1、土体重力引起的应力称为自重应力。2、附加应力是指由于外荷载（如建筑荷载、车辆荷载、土中水的渗流力、地震作用等）的作用，在土中产生的应力增量。3、若将地基视为均质的半无限体，土体在自重作用下只能产生竖向变形，而无侧向位移及剪切变形存在。因此，在深度Z外平面上，土体因自身重力产生的竖向应力（以后简称自重应力）就等于单位面积上土柱体的重力。4、P46、47公式、例题5、土资中应力分布图可知竖向自重应力的分布规律为①土的自重应力分布线是条折线，折点在土层交接处或地下水位处，在不透水层面处分布线有突变。②同一层土的自重应力按直线变化。③自重应力随深度增加而变大。④在同一平面自重应力各点相同。P47看图6、建筑荷载是通过基础传递给地基的，在基础底面与地基之间产生接触压力（方向向下），通常称为基地压力。7、P49、50公式P55、60例题8、由分布图可得均布矩形荷载下地基附加应力的分布规律如下：①附加应力自基地算起，随深度呈曲线衰减。②具有一定的扩散性。它不仅分布在基底范围内，而且分布在基底荷载面积以外，相当大的范围之下。③基底下任意深度水平面上的，在基底中轴线上最大，随距中轴线距离越远而越小。P61看表格，很重要9、P64公式10、P67习题第四章土的变形性质及地基沉降计算1、土的压力作用下体积缩小的特性称为土的压缩性。2、土是三相分散体系，地基土被压缩了，那就是：①固体土颗粒被压缩。②土中水及封闭气体被压缩。③水和气体从空隙中被挤出。3、研究土的压缩性大小及其特征的室内试验方法称为压缩试验，亦称固结试验。4、P70图10分5、压缩性指标：①压缩系数：描述物体压缩性大小的物理量。（概念，公式，评定）②压缩模量：土压缩模量是土在有侧限条件下受压时，压应力增量与压应变增量的比值。以Es表示。（评定。）③变形模量：土的变形模量是指土体在无侧限条件下单轴受压时的应力与应变之比，有符号表示。（只有概念）P716、旁压试验试验原理：①在建筑场地试验地点钻孔，将旁压器放入钻孔中至测试高程。②用水加压力，使充满水的旁压器圆筒形橡胶模膨胀，压向四周钻孔孔壁的土体。③当时侧记施加的压力与四周孔壁土体变形值。④计算地基土的变形模量（亦称旁压模量）及地基承载力。（考的可能性10%）7、分层总和法：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，应变关系式求出各分层的变形量，总和起来就是地基的最终沉降量。（计算思路）8、P78计算P79例题P84公式P87看懂表格理解公式9、瞬时沉降是指加荷瞬间土孔隙中水来不及排出，孔隙体积尚未变化，地基土在荷载作用下仅发生剪切变形时的地基沉降。10、固结沉降是指在荷载作用下，随着土孔隙水分的逐渐挤出，孔隙体积相应减少，土体逐渐压密而产生的沉降，通常采用分层总和法计算。11、次固沉降是指土中孔隙水已经消散，有效应力增长基本不变之后仍随时间而缓慢增长所引起的沉降。12、超固结状态，正常固结状态，欠固结状态。P88理解13、地基固结过程中任意时刻的沉降量可按下列步骤求得：①计算地基附加应力沿深度的分布。②计算地基最终沉降量。③计算土层的竖向固结系数和时间因数。④求解地基固结过程中的某一时刻t的沉降量，或沉降量达某已知数值所需的时间。（简答）14、P97习题第五章土的抗剪强度1、土的抗剪强度是指土体抗剪切破坏的极限能力。2、P99P100公式P101图理解3、为判别M点土是否破坏，可将该点的莫尔应力圆与土的抗剪强度包线绘在同一坐标图上并作相对位置。如图5.4所示，它们之间的关系存在存在以下三种情况①M点莫尔应力圆整体位于抗剪强度包线的下方（圆I），莫尔应力圆与抗剪强度线相离，表明该点在任何平面上的剪应力均小于土所；能发挥的抗剪强度，因而，该点未被剪破。②③P101看书理解4、抗剪强度的测定方法：室内试验常有的有：直接剪切仪、三轴压缩仪、无侧限抗压仪单剪仪。直接剪切试验，三轴压缩试验，无侧限抗压强度试验。5、粘性土在不同固结和排水条件下的抗剪指标①固结不排水剪（又称固结快剪，以符号CU表示）②不固结不排水剪（又称快剪，以符号UU表示）③固结排水剪。（又称慢剪，以符号CD表示）（简写）6、P121习题第六章土压力、地基承载力和土坡稳定1、挡土墙的土压力是指挡土墙后填土因自重或外荷载作用对墙背产生的侧向压力。2、地基承载力是指地基单位面积上承受荷载的能力。3、P123理解不要死记硬背4、滑裂面的方向与大主应力作用面（即水平面）成角。5、P125公式P126例题P128例题6、挡土墙设计包括墙型选择、稳定性验算、地基承载力验算、墙身材强度验算以及一些设计中的构造要求和措施等。7、常用的挡土墙形式有重力式、悬臂式、扶壁式、锚定板及锚杆和加筋土挡土墙。（填空）8、重力式挡土墙的构造措施：墙型的合理选择对挡土墙设计的安全和经济性有着较大的影响。挡土墙中主动土压力以仰斜最小，直立居中，俯斜最大。此外，墙背的倾斜形式还应综合考虑使用要求、地形和施工条件。一般，挖坡建墙宜用仰斜，其土压力小，且墙背可与边坡紧密贴合：填方地区可用直立或俯斜，便于施工使填土夯实：而在山坡上建墙，则宜用直立，因此时仰斜墙身较高，俯斜则土要太大。墙背仰斜时其坡度不宜缓于1:0.25（高宽比），且墙面应尽量与墙背平行。（简答，三个形式和填方挖方关系）9、p151习题第七章浅基础设计1、地基可分为天然地基和人工地基，基础可分为浅基础和深基础。2、天然地基上钱基础设计的内容和一般步骤是（每一点句话8点句话）1.充分的掌握拟建场地的工程地质条件和地质勘察资料。2.根据上部荷载的性质、类型、分布选择基础的类型和平面布置。3.选择地基持力层和基础的埋置深度4.确定地基承载力.5.按地基承载力确定基础的底面尺寸。6.进行必要的地基稳定性验算、使地基安全稳定不至于破坏。7.进行基础的结构设计8.绘制基础施工图，并提出必要的设计说明3、极限状态可分为下列两类①承载能力极限状态：这种极限状态对应于结构或构件达到最大承载能力或不适于继续承载大变形，例如地基丧失承载能力而失稳破坏（整体剪切破坏）。（马上不能用）②正常使用极限状态：这种极限状态对应于结构或构件达到正常使用或耐久性能的某项规定限值，例如影响建筑物正常使用或外观的地基变形。（还能用）4、地基基础设计等级：①甲级：重要的工业与民用建筑物、30层以上的高层建筑物②丙级：场地和地基条件简单、荷载分布均匀的七层及七层以下民用建筑物及一般工业建筑物、次要的轻型建筑物。P154表格5、地基基础和计算应该满足下述三项基本原则：①在防止地基土体剪切破坏和丧失稳定性方面，应具有足够的安全度。②控制地基的变形，使之不超过建筑物的地基变形允许值，以免引起基础和上部结构的损坏或影响建筑物的正常使用功能和外观。③基础的材料、形式、尺寸和构造除应上部结构、符合使用要求、满足上述地基承载力(稳定性)和变形要求外，还应满足对基础结构的强度、刚度和耐久性的要求。④按地基承载力确定基础底面面积及埋深或按单桩数时，传至基础或承台底面上的作用效应应按正常使用极限状态下作用的标准组合。⑤计算地基变形时，传至基础地面上的作用效应应按正常使用极限状态下作用的准永久组合，不应记入风荷载和地震作用。⑥计算挡土墙、地基或滑坡稳定以及基础浮稳定时，作用效应应按承载能力极限状态下作用的基本组合，但其分项系数均为1.0。⑦⑧基础设计安全等级、结构设计使用年限、结构重要性系数应按有关规范的规定采用，但结构重要性系数不应与1.0.6、无筋扩展基础系指用砖、毛石、混凝土、毛石混凝土、灰土和三合土等材料组成的墙下条件基础或柱下独立基础，适用于多层民用建筑和轻型厂房。P155公式7、P155公式P156土理解8、扩展基础系指柱下钢筋混凝土独立基础和墙下钢筋混凝土条形基础。按形式分为：柱下条形基础和筏形基础。9、基础