65土力学复习资料整理

填空：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，简称“三相体系”。常见的粘土矿物有：蒙脱石、伊利石和高岭石。由曲线的形态可评定土颗粒大小的均匀程度。如曲线平缓则表示粒径大小相差很大，颗粒不均匀，级配良好；反之，则颗粒均匀，级配不良。颗粒分析试验方法：对于粒径大于0.075mm的粗粒土，可用筛分法；对于粒径小于0.075mm的细粒土，可用沉降分析法（水分法）。土的颗粒级配评价：根据颗粒级配曲线的坡度可以大致判断土的均匀程度或级配是否良好。粒径级配曲线：颗粒级配曲线的越陡，说明颗料粒径比较一致，级配不良。相反，颗粒级配曲线的越缓，说明颗粒不均匀，级配良好。土中水按存在形式分为：液态水、固态水和气态水。土中液态水分为结合水和自由水两大类；结合水可细分为强结合水和弱结合水两种。含水量试验方法：土的含水量一般采用“烘干法”测定；在温度100～105℃下烘至恒重。塑性指数Ip越大，表明土的颗粒愈细，比表面积愈大，土的粘粒或亲水矿物含量愈高，土处在可塑状态的含水量变化范围就愈大。塑性指数定名土类按塑性指数：Ip﹥17为粘土；10﹤Ip≦17为粉质粘土。液性指数：IL=（ω-ωp）/（ωL-ωp）=（ω-ωp）/Ip。当土的天然含水量ω﹤ωp时，IL﹤0,土体处于坚硬状态；当ω﹥ωL时，IL﹥0,土体处于流动状态；当ω在ωp和ωL之间时，IL=0～1,土体处于可塑状态。粘性土根据液性指数可划分为坚硬、硬塑、可塑、软塑及流塑五种软硬状态。土的结构和构造有三种基本类型：单粒结构、蜂窝结构及絮凝结构。影响土的击实（压实）特性的因素：含水量影响、击实功（能）的影响、土类及级配的影响。人工填土按组成物质分类：素填土、杂填土和冲填土三类。有效应力原理，即有效应力等于上层总压力减去等效孔隙压力；其中，等效孔隙压力等于孔隙压力与等效孔隙压力系数之积，等效系数介于0和1之间。饱和的有效应力原理：（1）饱和土体内任一平面上受到的总应力等于有效应力加孔隙水压力之和；（2）土的强度的变化和变形只取决于土中有效应力的变化。压缩系数a1-2给土分类：1）；a1-20.1MPa-1为低压缩性土；2）0.1MPa-1≤a1-20.5MPa-1为中压缩性土；3)a1-2≥0.5MPa-1属高压缩性土。分层厚度抗剪强度指标的测定方法选用：直接剪切试验、三轴压缩试验、无侧限抗压强度试验、十字板剪切试验。剪切破坏面位置：抗剪强度指标c、φ值的确定：粗粒混合土的抗剪强度c、φ值通过现场剪切试验确定。地基破坏形式分为：整体剪切破坏、局部剪切破坏、冲剪破坏。荷载效应组合：1）作用短期效应组合；2）作用长期效应组合。地基基础方案类型：浅基础和深基础。浅基础进行稳定性验算内容：1.基础倾覆稳定性验算；2.基础滑动稳定性验算。摩擦桩的传力机理：大部分荷载传给桩周土层，小部分传给桩端下的土层水中基坑的围堰工程类型：土围堰、草（麻）袋围堰、钢板桩围堰、双壁钢围堰、地下连续墙围堰。桩基础组成：多根桩组成的群桩基础。桩按受力（承载性状）分类：竖向受荷桩、横向受荷桩、桩墩。桩基础按设置效应分类：挤土桩、部分挤土桩、非挤土桩。桩基础按承台位置分类：高桩承台基础和低桩承台基础。我国主要的区域性特殊土类型：湿陷性黄土、膨胀土、软土和冻土。名词解释：土的颗粒级配：土中所含各粒组的相对含量，以土粒总量的百分数表示，称为土的颗粒级配。结合水：是指受电分子吸引力作用吸附于土粒表面成薄膜状的水。土的重度：单位体积土的重力密度。土的饱和度Sr：土中水的体积与孔隙体积的比值。Sr=（Vw/Vv）×100%。土粒比重：土中固体矿物的质量与同体积4℃时纯水质量的比值。土的孔隙率n：土中孔隙体积与总体积之比（用百分数表示）称为土的孔隙率。n=（Vv/V）×100%。土的含水量：土中水的质量与土粒质量之比（用百分数表示）称为土的含水量。ω=(mw/ms)×100%。土的不均匀系数:是指工程上用来反映颗粒级配的不均匀程度的一个量用Cu或CC表示。曲率系数：是反映土的粒径级配累计曲线的斜率是否连续的指标系数液限：土由可塑状态变化到流动状态的界限含水量称为液限（或流限），用ωL表示。塑限：土由半固态变化到可塑状态的界限含水量称为塑限，用ωp表示。塑性指数Ip：液限与塑限之差值定义为塑性指数Ip。Ip=ωL-ωp。土的结构：是指土颗粒或集合体的大小和形状、表面特征、排列形式以及它们之间的连接特征。构造：是指土层的层理、裂缝和大孔隙等宏观特征，亦称宏观结构。触变性：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。灵敏度St:来衡量粘性土结构对强度的影响。最优（最佳）含水量：在一定的压实功（能）下使土最容易压实，并能达到最大密实度时的含水量称为土的最优（最佳）含水量，用ωop表示。最大干密度：在一定的压实功（能）下使土最容易压实，并能达到最大密实度时的干密度称为土的最大干密度，用ρdmax表示。土的渗透性：土体本身具有连续的孔隙，如果存在水位差作用，水就会透过土体孔隙发生孔隙内的流动，这种具有被水透过的性能称为土的渗透性。达西定律：层流条件下，土中水渗透速度与能量（水头）损失之间关系的渗流规律，即达西定律。表达式：Q/t=q=kA(△h/L)=kAi或q/A=v=ki.（q单位渗水量；i水力梯度或水力坡降，i=（h1-h2）/L；v=渗透速度；k土的渗透系数）动水力：流动的水对单位体积土骨架作用的力，称为动水力。流砂（流土）现象：当动水力GD的数值等于或大于土的浮重度γ’时（即向上的动水力克服了土粒向下的重力时），土体发生浮起而随水流动，这种现象称为流砂或流土。防治流砂的原则：治砂先治水。①减少或消除基坑内外地下水的水头差；②增长渗流路径；③在向上渗流出口处地表用透水材料覆盖压重以平衡动水力(此法多用于闸坝下游处)。管涌：在地下水流动的水力坡降i很大时，水流由层流变为紊流，此时渗流力将土体粗粒孔隙中充填的细粒土带走最终导致土体内形成贯通的渗透管道，造成土体坍陷，这种现象称为管涌。基底附加应力：是指作用于地基表面的附加应力称为基底附加应力。地基附加应力：是由建（构）筑物荷载在土体中引起的应力增量称为地基附加应力。应力集中现象：是指受力构件由于外界因素或自身因素几何形状、外形尺寸发生突变而引起局部范围内应力显著增大的现象。应力集中是指接头局部区域的最大应力值比平均应力值高的现象。在设计脆性材料构件时，应考虑应力集中的影响。在研究塑性材料构件的静强度问题时，通常不考虑应力集中的影响。角点法：角点法的实质是利用角点下的应力计算公式和应力叠加原理推求地基中任意点的附加应力的方法，称为角点法。土的有效应力原理：控制饱和土体体积变形和强度变化的不是土体承担的总应力σ,而是总应力与孔隙水压力σw之差,即土骨架承受的应力。有效应力：土体产生压缩变形的有效因素，就是有效应力。孔隙水压力：土体中由孔隙水所传递的压力称为孔隙水压力。压缩模量：土体在完全侧限的条件下，竖向附加应力σz与其相应的应变增量εz之比，称为土的压缩模量或侧限压缩模量，用符号Es表示。土的压缩性：土在压力作用下体积缩小的特性称为土的压缩性。固结概念：土壤中由若干单粒粘结在一起形成为团聚体的一种土壤结构。地基的固结度U：指地基在荷载作用下，经历时间t的固结沉降量Sct与最终沉降量Sc之比称为固结度，即Ut=Sct/Sc。固结时间因数：次固结沉降：指土中孔隙水已经消散，有效应力增长基本不变之后变形随时间缓慢增长所引起的沉降。土的抗剪强度:是指土体抵抗剪切破坏的极限能力。库仑定律：库仑定律阐明，在真空中两个静止点电荷之间的相互作用力与距离平方成反比，与电量乘积成正比，作用力的方向在它们的连线上，同号电荷相斥，异号电荷相吸。库伦定律(土压力理论)：墙后土体处于极限平衡状态并形成一滑动楔体时从楔体的静力平衡条件得出的土压力计算理论。库伦公式：τf=σtanφ超固结土：指土体现有的上覆有效压力小于先期固结压力的土。【是先期固结压力大于现有自重压力的土(PcPo)。】剪胀性：由于在常规三轴压缩试验中，平均主应力增量在加载过程中总是正的，不可能是体积的弹性回弹，因而这种体应变只能是由剪应力引起的，被称为剪胀性。主动土压力：当挡土墙向离开土体方向偏移至墙后土体达到极限平衡状态时，作用在墙背上的土压力称为主动土压力，一般用Ea表示。被动土压力：当挡土墙在外力作用下，向土体方向偏移至墙后土体达到极限平衡状态时，作用在墙背上的土压力称为被动土压力，一般用Ep表示。静止土压力：当挡土墙静止不动，墙后土体处于弹性平衡状态时，作用在墙背上的土压力为静止土压力，一般用Eo表示。地基承载力：是指地基承受荷载的能力。地基：将承受建筑物各种作用的地层称为地基。基础:将建筑物与地基接触的最下部分，也就是将建筑物的各种作用传递至地基的结构物称为基础。天然地基：未经人工处理就可以满足设计要求的地基称为天然地基。刚性基础：当基础圬工具有足够的截面使材料的容许应力大于由地基反力产生的弯曲拉应力和剪应力，a-a断面不会出现裂缝，这时，基础内不需配置受力钢筋，这种基础称为刚性基础。柔性基础：是指用抗拉、抗压、抗弯、抗剪均较好的钢筋混凝土材料做基础。基底的核心半径：基底受压区范围的半径ρ=W/A。W:相应于应力较小基底边缘截面模量A:基底截面积摩擦桩：在竖向荷载作用下，基桩所发挥的承载力以侧摩阻力为主时，统称为摩擦桩。端承桩：在竖向荷载作用下，基桩所发挥的承载力以桩底土层的抵抗力为主时，称为端承桩或柱桩。负摩阻力：当桩的周围土体因某种原因发生下沉，其沉降变形大于桩身的沉降变形时，在桩侧表面将出现向下的摩阻力。“M”法：考虑土的弹性抗力在地面或最大冲刷线处为零，随深度成直线比例增长的计算算法。挤土桩：在成桩过程中，造成大量挤土，使桩周围土体受到严重挠动，土的工程性质有很大改变的桩，挤土过程引起的挤土效应主要是地面隆起和土体侧移，导致对周边环境影响较大。这类桩主要有实心的预制桩，下端封闭的管桩、木桩以及沉管灌注桩在锤击或振入的过程中都要将桩位处的土大量排挤开。刚性桩：当桩的入土深度h＜＝2.5/a则桩的相对刚度较大。视为刚性桩。弹性桩：对αh2.5且计算σymax发生在yh/3处的桩，可验算y=h/3处的σy。则也可以根据变形系数α判别，此时桩身抗弯刚度较小，此灌注桩判为弹性桩。群桩效应：摩擦型群桩基础受竖向荷载后，由于承台、桩、土的相互作用使其桩侧阻力、桩端阻力、沉降等性状发生变化而与单桩明显不同，这种群桩不同于单桩的工作形状所产生的效应，称其为群桩效应。复合地基：是指天然地基在地基处理中部分土体得到增强，或被置换，或在天然地基中设置加筋材料，加固区是由基体和增强体两部分组成的人工地基。软土地基：强度低,压缩量较高的软弱土层.多数含有一定的有机物质。人工地基：经过人工加固或处理后的地基。淤泥质土：是指天然孔隙比小于1.5但大于等于1.0的粘性土。简答题：地下水在土中渗流速度的影响因素：答：1）影响砂性土渗透性的主要因素有：颗粒大小、级配、密度以及土中封闭气泡；2）影响粘性土渗透性的主要因素有：土的矿物成分、结合水膜厚度、土的结构构造以及土中气体。流砂定义及防治原则？答：定义：当动水力GD的数值等于或大于土的浮重度γ’时（即向上的动水力克服了土粒向下的重力时），土体发生浮起而随水流动，这种现象称为流砂或流土。防治流砂的原则：治砂先治水。①减少或消除基坑内外地下水的水头差；②增长渗流路径；③在向上渗流出口处地表用透水材料覆盖压重以平衡动水力(此法多用于闸坝下游处)。动水力定义及影响因素？答：定义：流动的水对单位体积土骨架作用的力，称为动水力；影响因素：简述地下水位变化对土中自重应力、地基沉降的影响。答：1）当地下水位发生下降时，土中的自重应力会增大。地下水位下降后，新增加的自重应力会引起土体本身产生压缩变形。由于这部分自重应力的影响深度很大，故所引起的地面沉降往往是可观的。2）地下水位上升时，土中自重应力会减小。地下水位的上升会导致基坑边坡坍塌，或使新浇筑、强度尚低