1、1土力学复习资料 绪论 一、概念 1 土力学： 是利用力学基本原理和土工测试技术等方法，研究地表土的物理、力学特性及其受力后强度和体积变化规律的学科土力学里的“两个理论，一个原理“是强度理论、变形理论和有效应力原理 土力学中的基本物理性质有哪四个？应力、变形、强度、渗流。 2 地基:支撑基础的土体或岩体。分类:天然地基、人工地基 3 基础:结构的各种作用传递到地基上的结构组成部分。根据基础埋深分为:深基础、浅基础 4 土:连续、坚固的岩石在风化作用下形成的大小悬殊的颗粒，经过不同的搬运方式，在各种自然环境中生成的沉积物。 二、知识点1 土的工程用途：（1 ） 建筑物的地基（2 ） 建筑材料（3
2、 ） 建筑环境或介质2 地基与基础设计必须满足的三个条件：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特征值，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。即满足土地稳定性、承载力要求。 基础沉降不得超过地基变形容许值。即满足变形要求。基础要有足够的强度、刚度、耐久性。 3 若地基软弱、承载力不满足设计要求如何处理？需对地基进行基础加固处理，例如采用换土垫层、深层密实、排水固结、化学加固、加筋土技术等方法进行处理，称为人工地基。土的结构组成与物理性质一、概念1 粒组：工程上常把大小、性质相近的土粒合为一组，称粒组2 土的颗粒级配：土中所含各颗粒的相对含量，以及土粒总
3、重的百分数表示。 3 结合水：指受电分子吸引作用吸附于土粒表面的水4 土的结构：指土粒的原位集合体特征，是由颗粒大小、形状、表面特征相互排列和联结关系等因素形成的综合特征。5 土的构造：指同一土层中成分和大小都相近的颗粒或颗粒集合体相互关系的特征6 界限含水量：黏性土从一种状态变成另一种状态的分界。（名词解释 4 分）二、知识点1 三相体系:固相（固体颗粒）、液相（土中水）、气相（气体） 三部分组成。 2 粒组划分（如图）粒度分析方法有哪些？使用条件？ 答：土的颗粒粒径及级配是通过土的颗粒分析试验测定的。常用方法有两种：筛选法（d0.075mm ）3 反映土的颗粒级配状况有哪些指标？如何计算？
4、 沉降分析法（d抗剪强度:破坏。) 5.土中剪应力最大的面在哪个位置？应力最大的面是否是最危险的面？土中发生剪切破坏的平面不一定是剪应力最大的面，当土的内摩擦角 =0 时，破裂面与最大剪应力是一致的. 7.直剪试验优缺点:优点:设备简单，操作方便；测试时间短；结果便于整理操作方便。缺点： 剪切面是 人为固定剪切面 剪切面 应力状态复杂 剪切面 面积逐渐减小 排水条件不明确8土的极限平衡条件 P9310.三轴试验方法(3 种):固结不排水剪(又称固结快剪，符号 CU)不固结不排水(又称快剪，符号 UU)固结排水剪(又称慢剪，符号 CD) ucud11.UU 试验:地基为透水性差的饱和黏性土或排水
5、不良，且建筑物施工速度快。常用于施工期的强度与稳定验算。 12.三轴试验的优缺点：优点： 缺点：设备构造及操作相对复杂，现场无法试验1.应力状态明确；2 排水条件清楚，可控制 3 破坏面不是人为固定的 4 结果较可靠 。12.无侧限抗压强度试验对应于 UU 试验，还可以测定饱和黏土的灵敏度。13.灵敏度：原状土与重塑土无侧限抗压强度的比值（St=q u/q0）是表征土的结构性强弱的指标低灵敏土 1 St2 中灵敏土 2 St4 土的灵敏度愈高， 其结构性愈强度降低就愈多 高灵敏土 St4 P96土压力、地基承载力和土坡稳定 一、概念1.挡土墙是防止土体坍塌的构筑物。 2.挡土墙的土压力是指挡土
6、墙后填土因自重或外荷载作用对墙背产生的侧向压力。 3.地基承载力是指地基单位面积上承受荷载的能地基产生压缩的原因1)外因：建筑物荷载作用；地下水位大幅度下降；施工影响，基槽持力层土的结构扰动；振动影响，产生震陷；温度变化影响，冻融；浸水下沉，湿陷2)内因：固相矿物本身压缩，极小，可忽略；液相水的压缩，很小，可忽略；土中水与气体受压后从孔隙中挤出， 孔隙的体积减小，使土的孔隙减小。土体强度问题在工程实践中应用有以下（1 ）地基承载力与地基稳定性（2 ）挡土墙及地下结构（3 ）土坡稳定性问题。6力。 4.土压力的三种类型。根据挡土墙位移情况和墙后土体所处的应力状态，土压力可分为三种:主动土压力、被
7、动土压力、静止土压力。(3 分) 5.主动土压力:当挡土墙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。6.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。用 E0表示。静止土压力沿墙高呈三角形分布，如取单位墙长，则作用在墙上的静止土压力为: E0=1/2h k0 h挡土墙墙高(m) E0 的作用点在距墙底 h/3 处7.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，作用在墙背的土压力。一般用 Ep 表示。8.静土压力的用：地下室外墙，拱桥桥台，基岩上的挡土墙。 9.三种土压力的大小关系:在相同的墙高和填土条件
8、下:EaE0Ep。(2 分 选择题) 10 朗肯主动土压力计算结果 ea 与实际值相比偏小，e p 与实际值相比偏大，并解释说明（P110 笔记）11 临街深度 Z0（填空）： 12 水土分算 P122（结合图分析）二、知识点1 朗肯基本假设及使用条件：半空间应力状态、墙后土体处于极限平衡状态；2 .朗肯土压力理论假定（适用条件） : 挡土墙为刚体 挡土墙墙背竖直、光滑填土面水平(5 分) 12.库仑土压力理论:根据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。 13.库仑土压力理论的基本假设:墙后填土是理想的散粒体(黏聚力 c=0)滑动破裂面为通过墙踵
9、的平面。 14.库仑土压力理论适用范围:砂土或碎石填料的挡土墙计算，可考虑墙背倾斜以及墙背与填土间的摩擦等多种因素的影响。分析时，一般沿墙长度方向取 1m 考虑。15.朗肯土压力与库伦土压力理论的比较(p119) 一、 概念+知识点1 土坡分为天然土坡和人工土坡 . 天然土坡是指由于地质作用天然形成的土坡。人工土坡是指因人类平整场地、开挖基坑等而形成的土坡。2 土坡滑动一般系指土坡在一定范围内整体沿某一滑动面向下和向外滑动而丧失稳定性。 3 影响土坡稳定的五个因素:(1)土体的类型:c、,大土坡安全 . (2)边坡的几何形状：坡高越高,坡角越大越不安全.(3)荷载 (4).土体中水的影响：降雨
10、、蓄水、使岩土软化,存在渗透力. (5).振动：爆破、地震引起土体抗剪强度减小 内因：剪应力的增加 外因：土体自身抗剪强度的降低19.土坡的稳定性分析:无黏性土坡的稳定性分析黏性土坡稳定性分析 20.无粘性土坡稳定安全系数= 抗滑力/ 下滑力21.粘性土坡的稳定性分析常用的方法为：条分法722.采用瑞典圆弧条分法计算土坡的稳定安全系数等于假定的土楔体的抗滑力矩与下滑力矩之比浅基础一、概念1 地基承载力：地基承受荷载的能力。数值上用地基单位面积上所能承受的荷载来表示。2 临塑荷载（Pcr）: 地基土开始出现剪切破坏但未破坏的单位面积上承受的荷载。3 临界荷载(P1/4 P1/3):允许地基产生一
11、定范围塑性区所对应的荷载。4.P1/4:允许塑性变形区最大深度为基础宽度的 1/4.5 地基极限承载力（极限荷载）P u:是指地基剪切破坏发展至即将失稳时所能承受的极限荷载， 它相当于地基中应力状态从局部剪切阶段过渡到完全破坏地基隆起阶段时的界限荷载。抗力的三个来源：滑动土体的自重产生的抗力、滑裂面上粘聚力产生的抗力、侧载荷 产生的抗力6.地基承载力特征值 P140：由载荷实验测定地基土压力变形曲线线性变形阶段内规定的变形所对应的压力值，其最大值为比例界限值。二、知识点1 地基变形的三个阶段：1，压密阶段 2，塑性变形阶段 3，破坏阶段2.地基的基本破坏形式: 1.整体剪切破坏，2.局部剪切破
12、坏 3. 冲剪破坏地基基础设计依据:上部结构条件、工程地质条件，水文地质条件。 1.地基基础设计方案:天然地基上的浅基础人工地基上的浅基础 人工地基深基础(或桩基础) 2.天然地基上浅基础设计的内容和一般步骤（了解）充分掌握拟建场地的工程地址条件和地质勘察资料 综合考虑选择基础类型和平面布置方案 选择地基持力层和基础埋置深度 确定地基承载力 按地基承载力(包括持力层和软弱下卧层 )确定基础底面尺寸 进行必要的地基稳定性和变形验算 进行基础的结构设计绘制施工图。 3.地基基础设计和计算应满足的三项基本原则:（了解）(满足强度、沉降、稳定性要求) 具有足够的安全度控制地基的变形满足对基础结构的强度
13、、刚度、耐久性的要求。 6.浅基础的类型:无筋扩展基础( 刚性基础)扩展基础(柔性基础 )柱下条形基础筏形基础壳体基础岩层锚杆基础 7.无筋扩展基础:指砖、毛石、混凝土、灰土、三合土等材料组成的墙下条形基础或柱下独立基础，适用于多层民用建筑和轻型厂房。 8.扩展基础:指柱下钢筋混凝土独立基础和墙下钢筋混凝土条形基础。 1、 d 的确定，主要考虑那些因素？P1412、确定 fak 的方法有哪些？3、基础埋深选择的原则在保证建筑物安全、稳定量浅埋，以便节省投资，方便施工小于 0.5 米。4 基础底面尺寸的确定89.持力层:直接支撑基础的土层。下卧层:其下的各土层。 10.基础埋置深度是指基础底面至
14、地面( 天然地坪面)的距离。 11.选择基础埋置深度时应考虑的主要因素？也即选择合适的地基持力层。1 建筑物结构条件与场地环境条件工程地质条件水文地质条件地基冻融条件。12 地基承载力确定方法: 原位测试法(载荷试验法)理论公式法 (临塑荷载公式、塑性荷载公式、地基极限承载公式、建筑地基设计规范公式) P16515.减轻地基不均匀沉降的措施.：一、建筑措施（1 ） 建筑物的体型应力求简单（2 ） 控制长高比及合理布置墙体（3 ） 设置沉降缝 ；（4 ） 控制相邻建筑物之间的距离（5 ） 调整某些设计标高 。 二、结构措施（1 ） 减轻建筑物的自重 ；（2 ） 增强建筑物的整体刚度和强度（3 ）
15、 减小或调整基底附加压力（4 ） 采用非敏感性结构 三、施工措施在开挖基坑时，避免扰动基底土的结构序上，先应先重后轻、先高后低减少基础开挖时，由于井点降水相邻建筑物造成的附加沉降。桩基础1.采用深基础方案的情况:当建筑场地浅层地基土质不能满足建筑物对地基承载力和变形的要求，也不宜采用地基处理等措施时，往往需要以地基深层坚实土层或岩层作为地基持力层。 2.深基础的类型:桩基础、沉井基础、墩基础和地下连续墙 。 3.桩基础的组成:桩、承台。 4.柱基础的特点:承载力高、稳定性好、沉降量小而均匀、 便于机械化施工、适应性强。 5.桩基础的适用条件(简答)荷载较大，地基上部土层软弱，适宜的地基持力层位
16、置较深，采用浅基础或人工地基在技术上、经济上不合理时地基计算沉降过大或结构对不均匀沉降敏感当施工水位或地下水位较高时，采用桩基础可减小施工困难和避免水下施工在地震区、可液化地基中，采用桩基础可增加结构物的抗震能力。需要长期保存、具有重要历史意义的建筑物。6.桩基础设计的内容(简答)（不怎么考）场地勘察提出勘察报告确定桩机持力层确定桩型、外形尺寸和构造确定单桩承载力确定桩数和布桩，拟定承台尺寸和埋深根据荷载条件验算作用在桩上的力验算承台的结构强度，必要时验算桩基的整体承载力和沉降量，验算下卧层强度。单桩设计，绘制桩、承台施工图。 7.单桩基础:桩基础的一种。采用单根桩的形式承受和传递上部结构荷载
17、的独立基础。 8.桩的分类:按承载性状分:摩擦型桩、端承型桩按施工方法 分:预制桩、灌注桩按桩的设置效应分:非挤土桩、部分挤土桩、挤土桩。按桩的材料分:钢筋混凝土桩、钢桩、木桩、组合材料桩等按桩径大小分: 小直径桩(d250mm)、中等直径桩(250mmd800mm)和大直径桩(d 800mm) 911桩侧负阻摩力:桩土之间相对位移的方向决定了桩侧摩阻力的方向，当桩周土层相对于桩侧向下位移时，桩侧摩阻力方向向下。 7.深基础和浅基础的区别？ 深基础：把基础做在地基深处承载力较高的土层上大于 5m 或大于基础宽度。在计算基础时应该考虑基础侧壁摩擦力的影响，这类基础叫做深基础浅基础：做在天然地基上
18、，埋置深度小于 5 米的一般基础（ 柱基或墙基 ） 以及埋置深度虽超过 5 米，但小于基础宽度的大尺寸基础（ 如箱形基础 ）， 在计算中基础的侧面摩擦力不必考虑，统称为天然地基上的浅基础8 桩基础和其它深基础的优点及适用性1、优点(1) 承载力高。(2) 沉降量小且沉降均匀。(3) 能承受一定的水平荷载。(4) 可以减小机械基础的振幅不利影响。(5) 可以提高建筑物的抗震能力(6) 便于实现基础工程机械化和工业化10 产生负摩阻力的原因（1 ）桩周地面大面积堆载、填土或桩侧地面承受局部较大长期荷载（2 ）桩基场地降低地下水位；（3 ）自重欠固结土层的桩基；（4 ）沉桩严重扰动桩周土后引起土的固结（5 ）桩穿越厚层松散填土、自重湿陷性黄土进入相对较硬土层11 桩基础竖向承载力计算 p212土力学常见公式（自己总结）2、 适用范围(1) 高层建筑。(2) 重型工业厂房和荷载很大的建筑物(3) 软弱地基和某些特殊土上的永久建筑物(4) 高耸构筑物。(5) 需要减弱其振动影响的动力机械基础
