土力学总结

一：基本概念1)应力：作用于物体内部或表面单位上的力2)应变：物体内部微小线段的伸缩，物体内部微小直角的改变3)自然（线）应变：4)位移：质点位置的改变5)变形：内部质点位移，使初始形状、方位、位置发生改变，质点初始位置与变形后位置的比较6)弹性：在引起变形的原因（力、温度等）卸除之后能完全恢复其原有形态的性能7)可逆变形：弹性变形时可逆变形，即在除去导致变形的荷载后，材料可以恢复到原来状态的那一部分变形叫做可逆变形8)塑性：在某种给定的荷载下，材料产生永久变形的材料特性9)不可逆变形：朔性变形时不可逆变形，即在某种给定荷载下材料产生不能恢复的永久变形叫做不可逆变形10)平面应变：设有很长的柱形体，它的横截面不沿长度变化，在柱面上受有平行于横截面而且不沿长度变化的面力或约束，同时，体力也平行于横截面而且不沿长度变化，因此只剩下平行于XY面的三个形变分量，11)平面应力：12)基质吸力：土壤水吸力表示土壤水分受到基质力（吸附力、毛管力）时所处的能态，称为基质吸力。基质吸力在数值上等于基质势，但符号相反。13)活动性：由朔性指数和黏粒组分之比反应的黏性土的性质叫活动性14)土的结构：土粒单元的大小、形状、相互排列及联结关系等形成的综合特征。一般分为单粒结构、蜂窝结构和絮状结构三个基本类型。15)组构：表示土中颗粒、颗粒群和孔隙空间的几何排列方式16)临界水力梯度：渗流出逸面处开始发生流土或管涌时的水力梯度17)流动单元：原子、分子和参与取决于时间的流动或变形过程的粒子叫流动单元18)活化能：碰撞理论认为，反应物分子要能发生反应，必须发生有效碰撞而达到活化状态，由普通分子变为活化分子所需的最低能量称为活化能19)流变性：变形与力的响应与时间相关的特性。由流变性而发生的压缩称为次固结，使正常土呈超固结特性20)蠕变：在恒定的荷载作用下变形随时间发展21)弹性后效：固体在卸载后弹性变形经过一段时间后才恢复的现象。22)应力松弛：在变形恒定的情况下应力随时间减小的特性。23)长期强度：在长期剪切过程中结构凝聚力大部分遭受破坏，剪胀性充分发挥，超孔隙水压力充分消散后的最大剪力。24)本构方程（物性方程，物理方程）：物理或材料的物性关系在力学领域通常称为本构关系。25)变弹性：变弹性模型直接把胡克定律写成增量型，认为弹性系数及弹性模量是变量，假定它们只是应力状态的函数，与应变路径无关。26)次弹性模型：只有应力增量张量和应变增量张量间存在一一对应弹性关系的模型。27)超弹性模型：分别以弹性理论中应力总量与应变总量之间的唯一性假设和应变能应力总量之间唯一性假设而推导出增量型应力应变关系的模型。28)塑性应变梯度理论：在传统弹性说性理论的框架下，增加考虑位移二阶导数（应变梯度项）的影响（可以不变量形式出现在本构关系中），而这些应变梯度不变量与传统应变不变量之间在长度量纲上将存在差异。29)许可性原理（相容性原理）：认为本构关系必须与质量、动量、能量基本定律相容，与熵不等式相容、不能矛盾。30)有限特征长度比：表示物体或材料的质点尺寸的大小与物体或工程结构特征长度的比值。31)变形局部化：指在一定的外界条件下介质内形成一薄层的强烈变形区，或称剪切带的一种现象。32)有效应力：由土骨架承担的应力（指颗粒间传递的总荷载与土体总截面积之比）33)结合水：指受电分子吸引力吸附于土颗粒表面的土中水。34)固结：在外荷不变的条件下，随着土中超静孔亚的消散，有效应力将增加，土体不断的压缩，直到稳定。35)固结度：当前有效应力与总应力之比。基本定义：某时刻沉降量与总沉降量之比，给定时间T时的固结沉降量与最终固结沉降量的比值。36)主固结：饱和土在压力作用下，孔隙中的一部分水将随时间的迁延而逐渐被排出，同时孔隙体积随之缩小，这一过程称为饱和土的渗透固结或主固结。37)次固结：在孔隙压力完全消散后，有效应力应力随时间不再增加的情况下，随时间发展的压缩。（主次固结间有耦合作用）38)超静孔隙水压力：由外荷载引起的，超出静水位以上的那部分孔隙水压力，即外荷载引起的孔隙水压力的增量。39)孔隙比：土中孔隙体积与土粒体积之比。40)淤泥：当软土由生物化学作用形成并含有有机质且天然孔隙比e1.5时为淤泥。41)淤泥质土：天然孔隙比1=e=1.5.时为淤泥质土。42)土的灵敏度：原状土样的无侧限抗压强度与重硕土样的无侧限抗压强度的比值。43)颗粒级配试验：测定土中各个粒组的相对含量百分比（指各粒组占总量的百分数）的实验。44)液限：土由可朔状态转到流动状态的界限含水量。45)朔限：土由半固态转到可朔状态的界限含水量。46)缩限：土由半固体状态不断蒸发水分，则体积不断缩小，直到体积不再缩小时的界限含水量。47)塑性指数：液限和朔限的差值，即土在可朔状态的含水量变化范围。48)不固结不排水试验：是在施加周围压力和随后施加竖向压力直到剪切破坏的整个过程中都不允许排水，实验至始至终关闭排水阀门。49)固结不排水试验：试样在施加周围压力，打开排水阀门，允许排水固结，待固结稳定后关闭排水阀门，再施加竖向压力，使试样在不排水的条件下剪切破坏。50)固结排水试验：试样在施加周围压力时允许排水固结，在固结稳定后再在排水条件下施加竖向压力至试件剪切破坏。51)不固结排水试验：是在施加周围压力时关闭排水阀门，稳定后施加竖向压力打开阀门直至试件剪切破坏。52)先期（前期）固结压力：土体在固结过程中所受到的最大有效应力p。53)正常固结：在历史上所受到的先期固结压力等于现在竖向有效自重应力（s）即sp。54)超固结：历史上曾经受过大于现有覆盖土重的先期固结压力，即sp。55)欠固结：先期固结压力小于现有覆盖土重，即sp。56)超固结比OCR：p与s的比值，即spOCR，OCR愈大，土的超固结度愈高，压缩性愈小。57)应力路径：对加荷过程中的土体内某点，其应力状态的变化可在应力坐标图中以应力点的移动轨迹来表示，这种轨迹称为应力路径。58)应变软化：应力一开始随应变增加而增加，达到一定峰值后，应力随应变增加而下降，最后趋于稳定。59)应变硬化：应力一开始随应变增加而增加，但增加速率越来越慢，最后趋于稳定。60)砂土液化：饱和砂土在循环荷载作用下，所显现出的完全丧失承载力的性质。2011-1-29完成高等土力学部分土力学基本概念总结1.第四纪土按搬运和堆积方式不同可以分为：1)残积土：指母岩表层经风化作用破碎成为岩屑或细小颗粒后，未经搬运，残留在原地的堆积物。2)运积土：指风化所形成的土颗粒，受自然力的作用，搬运到远近不同的地点所沉积的堆积物。（可分为坡积土、洪积土、冲积土、湖泊沼泽沉积土、海相沉积土、冰积土、风积土）2.土的三个主要特征：1)碎散性：颗粒之间存在着大量的孔隙，可以透水和透气。2)三相体性：自然界的土一般是由固体颗粒、水和气体三种成分所构成。3)自然变异性：土是自然界漫长的地质年代内所形成的性质复杂、不均匀、各向异性且随时间而在不断变化的材料。3.土的粒径级配两种定义：1)分析粒径的大小及其在土中所占的百分比。2)土中各粒组的相对含量。4.土的组成及粒径级配分析方法：）水分法（组成）（由粉粒、粘粒和胶粒（黏性土）细粒土：）筛分法（（由砾石和砂粒组成）无粘性土粗粒土：土适用适用mm1.0.1mm0)(5.土的不均匀系数CU和土的粒径级配累积曲线的曲率系数Cc：，也称为控制粒径。量占总质量的小于此种粒径的土的质。量占总质量的小于此种粒径的土的质，也称为有效粒径。量占总质量的小于此种粒径的土的质%60%30%102/160301010602301060dddddCddCdcu在一般情况下：1).工程上把Cu≤5的土看作是均粒土，属级配不良；Cu5时，称为不均粒土；Cu10的土属级配良好。2).经验证明，当级配连续时，Cc的范围约为1～3；因此当Cc1或Cc3时，均表示级配线不连续。从工程上看：Cu≥5且Cc＝1～3的土，称为级配良好的土；不能同时满足粒径级配分析方法上述两个要求的土，称为级配不良的土。6.粘图矿物依硅片和铝片的组叠形式的不同可以分为：1)高岭石：颗粒较粗，不容易吸水，失水收缩，或说亲水能力差。2)蒙脱石：颗粒细微，具有显著的吸水膨胀、失水收缩的特性，或说亲水能力强。3)伊利石：特征介于高岭石和蒙脱石之间。7.确定三相比例关系的基本指标：1)密度i.土粒密度(particledensity)定义：土粒密度是指固体颗粒的质量ms与其体积Vs之比；即土粒的单位体积质量：sssVm。ii.土的密度(soildensity)定义：土的密度是指土的总质量m与总体积V之比，也即为土的单位体积的质量：avswsVVVmmVm。iii.饱和密度（saturatiodensity）定义：土的孔隙完全被水充满时的密度称为饱和密度。即，土的孔隙中全部充满液态水时的单位体积质量，可用下式表示：VVmwvssat。iv.干密度（drydensity）定义：土的孔隙中完全没有水时的密度，称干密度；是指土单位体积中土粒的重量，即：固体颗粒的质量与土的总体积之比值：Vmsd。注：有定义可知dsat。2)含水率（含水量）定义：土中水的质量与土粒质量之比，以百分数表示，即%100%100(%)ssswmmmmmw注：土的含水率也可用土的密度与干密度计算得到：%100ssw3)孔隙率（porosity）与孔隙比(voidratio)i.孔隙率（n）：定义：土的孔隙体积与土体积之比，或单位体积土中孔隙的体积，以百分数表示，即：%100VVnv。ii.孔隙比（e）：定义：土中孔隙体积与固体颗粒实体体积之比，以小数表示，即：svVVe注：孔隙比和孔隙率（度）都是用以表示孔隙体积含量的概念。两者有如下关系：een1或nne1。4)饱和度（degreeofsaturation）定义：土中孔隙水的体积与孔隙体积之比，以百分数表示，即：%100vwrvvs或天然含水率与饱和含水率之比：%100satrwws。5)土粒比重（或比密度）定义：土粒的质量与同体积纯蒸馏水在4。C时的质量之比，即：%100)(4CwsssvmG注：土粒比重在数值上即等于土粒的密度，是无量纲数。8.土的物理状态指标1)粗粒土（无粘性土）的密实度：定义：土的密实度通常指单位体积中固体颗粒的含量。i.度量密实度的指标称为相对密度Dr。密实中密疏松且有：土的最小孔隙比；：土的最大孔隙比；；：现场粗粒土的孔隙比32323131minmaxminmaxmaxrrrrDDDeeeeeeeD注：当Dr=0时，表示土处于最松状态；当Dr=1时表示土处于最密状态。2)细粒土（黏性土）的稠度定义：土的软硬程度或土对外力引起变形或破坏的抵抗能力。i.液性界限（l）简称液限：相当于土从朔性状态转变为液性状态时的含水量。ii.朔性界限（p）简称朔限：相当于土从半固态转变为朔性状态时的含水量。iii.液性指数（lI）：表征土的天然含水量与分界含水量之间相对关系的指标。流朔软朔可朔硬朔坚朔（半固态）且LLLLLplpLIIIIII1175.075.025.025.000iv.朔性指数（pI）：土所能吸着的弱结合水质量与土粒质量之比。pLpI。9.反应细粒土结构特性的两种性质1)黏性土的灵敏度St。定义：原状土的单轴抗压强度（或称无侧限抗压强度）与重朔土样的单轴抗压强度之比2)黏性土的触变性定义：含水量和密度不变，土因重朔而软化，又因静置而逐渐硬化，强度有所恢复的性质，称为土的触变性。10.土的总分类体系有机土）粘质土（）粉质土（细粒土）砂类土（）砾类土（粗粒土无机土土CMSG11.土的压实性几个相关概念1)最优含水量（op）：在外荷载