土力学半开卷考试总结

时间:2024.5.2

1.1土:地球表面的整体岩石在大气中经受长期的风化作用后形成形状不同、大小不同的颗粒,在不同的自然环境下堆积(或经搬运沉积)形成的松散颗粒的堆积物。

1.2残积土:岩石经风化后仍留在原地未经搬运的堆积物,良好的建筑土材。运积土是指岩石风化后经流水、风和冰川以及人类活动等动力搬运离开生成地点后的堆积物。 1.3土中各种大小的粒组的相对含量称为土的级配。粒径分布曲线:以土粒粒径为横坐标(用对数坐标表示,以突出显示细小颗粒粒径),小于某粒径土质量占试样总质量的百分数为纵坐标绘制而成的曲线。用Cu=d60/d10和Cc=d30?/d10d60表示。级配良好:Cu≥5&Cc=1~3。 1.4土的结构:土的物质组成在空间上的相互排列以及土粒间连接特征的综合。包括单粒结构(点点的接触),分散结构(片状土粒间互相接近于平行排列,面面接触),絮状结构(角、边与面的接触或边边的搭接形式)。

1.7吸着水是由土颗粒表面分子力作用吸附在土粒表面的一层水,有较大的粘滞性、较小的能动性和不同的密度。

1.8离开土颗粒表面较远,不受土颗粒电分子引力作用,且可自由移动的水称为自由水,分为毛管水和重力水(在重力或水位差作用下能在土中流动的自由水,有溶解能力、能传递净水和动水压力,对土颗粒有浮力作用)。

1.10与大气连通的气体(对土的性质影响不大)和封闭气体(增加土的弹性,减小渗透性,延长土体受力后变形达到稳定的历时)。

1.11物理性质指标:反应组成土的固体颗粒、空隙中的水和气体这三相所占的体积和质量的比例关系。ρ,Gs,ω

1.15压实性:在一定的含水率下,以人工或机械的方法,使土能够压实到某种密实程度的性质。与ω、击实功能、土的种类和级配以及粗粒含量有关。

2.1应力按起因分自重应力(由自身重量所产生)和附加应力(由外荷引起);传递方式分有效应力(由土骨架传递)和孔隙应力(孔隙流体水和气体传递)。

2.4柔性基础:能适应地基变形的基础(基础底面压力的分布和大小完全与其上荷载分布与大小相同);刚性基础:不能适应地基变形的基础。

3.1达西定律:水在土中的渗透速度与试样两端水面间的水位差成正比,而与渗径长度成反比。V=kh/l=ki;q=vA=kiA。条件:砂土,层流Re=ρvd/η≤1。 3.2常水头法:无粘性土;变水头法:粘性土。

3.3流线与等势线正交;网格为正方形或曲边正方形;相邻等势线间的水头损失相等;各流槽的渗流量相等。

3.4渗透变形:流土(在渗流作用下局部土体表面隆起或土粒群同时起动而流失的现象)和管涌(土体中的细土粒在粗土粒形成的孔隙通道中发生移动并被带出的现象)。 4.1在外力作用下土颗粒重新排列导致土体发生体积缩小的现象称为压缩。 4.3天然地基通常由不同土层组成,地基中自重应力和引起地基变形的附加应力均沿深度变化,所以将地基分层。 4.5基础埋深d越大,基地净压力(真正施加于地基的压力)越小,地基中附加应力将越小,有利于减小基础沉降。

5.1抗剪强度:土体对于外荷载所产生的剪应力的极限抵抗能力,是滑动面上的法向总应力σ试、十字板剪切试验。的线性函数(库伦)。

5.6四种方法:直接剪切试验、三轴压缩试验、无侧限抗压强度测5.7灵敏度:原状试样与相同含水率下重塑试样的无侧限抗压强度比。触变性:在含水率不变的条件下粘土因重塑而软化,软化后又随静置时间的延长而变硬的性质。

5.8砂土的抗剪强度受密度、颗粒形状、表面粗糙度和级配的影响,主要是其初始孔隙比。 5.9对于饱和疏松的粉细砂,当收到突发的动力荷载时,一方面由于动剪应力的作用有使体积缩小的趋势,另一方面由于时间短来不及向外排水,因此产生了很大的孔隙水应力τf=σ6.2’tan静止土压力(土体处于静止状态不产生位移和变形)υ’=(σ-u)tanυ’,当σ=u,τf=10,无粘性土地基将丧失其承载力,流土。:挡土墙为刚性、墙体不发生任何 位移;主动土压力(墙后填土达到极限平衡状态是土压力降为最小值):挡土墙背离填土方向转动;被动土压力(增大到最大值):向着。

6.3可以把主动土压力看作是滑动块体在自重应力下克服滑动面上的摩擦力而向前滑动的力,E越大,块体向下滑动的可能性也越大,所以产生最大E值的滑动面就是真实滑动面,即最大值;被动,挤压,最小,向上推出。

6.4朗肯:应力极限平衡条件,墙背面竖直、光滑;趋于保守,主动土压力偏大,被动土压力偏小。库伦:静力平衡条件,破换面是平面;摩擦角较大时,不是平面,误差较大。ε=0,α=0,υ0=0时一致。 7.1天然边坡:组成坡体的工程性质、水文地质条件和岩土力学性质决定;人工:土的性质、施工质量、地下水等。

7.2影响安全系数的因素很多。比真值偏低。 7.3瑞典(一半):不考虑条间力作用;毕肖普考虑侧面的作用力,并假定各土条底部滑动面的抗滑安全系数相同。

8.1变性条件:建筑物基础的沉降或沉降差必须在允许范围之内;稳定条件:基地应力必须在承载能力之内。

8.2破坏类型:整体、局部剪切破坏,冲剪破坏

8.7软弱下卧层,在受到荷载作用时将会产生较大变形,影响基础及上部建筑物的稳定,必须进行承载力计算。 Clay粘土;Constant head test 常水头测试;Cross-sectional area 横截面积;Darcy’s Law 达西定律;Density 密度;Diameter of soil grains 土粒子粒径;Discharge velocity 渗透速度;Effective Stress有效应力;Equipotential line 等势线;Falling head test 变水头测试;Flow line 流线 ;Flow net 流网;Flow rate 渗流量;Gravel 砾石; Hydraulic head difference 水头差 ;Breaking hydraulic gradient起始水力梯度;Critical hydraulic gradient 临界水力梯度;Hydrostatic condition静水条件;Laminar flow 层流;Coefficient of permeability 渗透系数;Pore-water pressure孔隙水压力;Porosity 孔隙率;Reynolds numbers 雷诺数;Sand 砂土;Seepage Force渗流力;Silt 粉土;Total Stress总应力;Viscosity 粘滞系数;Void ratio 孔隙比; Normally consolidated clay 正常固结粘土;Overconsolidated clay 超固结粘土;Coefficient of earth pressure at rest (Ko) 静止侧压力系数;Bottom of foundation 基底;Flexible foundation 柔性基础;Rigid foundation 刚性基础;Strip foundation 条形基础;Ground water table 地下水位;Load 荷载;Pressure 压力;Principle of superposition 叠加原理;Stress 应力;Unit weight of soil 土的重度;Compression curve 压缩曲线;Compression index 压缩指数;Consolidated soil固结土;Consolidation 固结;Excess pore-water pressure 超孔隙水压力;Expansion curve 回弹曲线;Expansion index 回弹指数;Pre-consolidation pressure 前期固结压力;Recompression curve再压缩曲线;Immediate settlement瞬时沉降;Stress history 应力历史;Coefficient of earth pressure 土压力系数;Coefficient of active earth pressure 主动土压力系数;Coefficient of earth pressure at-rest 静止土压力系数;Coefficient of passive earth pressure 被动土压力系数;Cohesion 粘聚力;Cohesionless soils 无粘性土;Cohesive soils 粘性土;Earth pressure 土压力;Active earth pressure 主动土压力;Earth pressure at-rest 静止土压力;Passive earth pressure 被动土压力;Coulomb’s earth pressure theory库伦土压力理论;Rankine’s Earth Pressure Theory 朗肯土压力理论;Earth retaining structures挡土结构物;Effective angle of internal friction 有效內摩擦角;Effective stress 有效应力;Failure 破坏;Active failure 主动破坏;Passive failure 被动破坏;Mohr’s circle Homogeneous soil 均匀土;Limiting equilibrium 极限平衡;Mohr’s circle莫尔圆;Normally consolidated soil 正常固结土;Principal effective stress有效主应力;Shear strength 抗剪强度;Static Equilibrium静力平衡

1.一般的土而言,通常既经历过物理风化,又有化学风化,只不过哪种占优而已。物理风化:量变过程,形成的土颗粒较粗;化学风化:质变过程,形成的土颗粒很细。对

残积土Residual soil的特点:湿热地带,粘土,深厚,松软,易变;寒冷地带,岩块或砂,物理风化,稳定;颗粒多为角粒。运积土Transported soil(Alluvial soil、Colluvial soil、Aeolian soil风积土的特点:颗粒沿风向有一定程度的颗粒分选,没有明显的层理,颗粒以带角的细砂、Glacial soil、Bog soil、Marine soil)。

粒和粉粒为主,同一地区颗粒较均匀。

泥炭土的特点:通常呈海绵状,干密度很小,含水率极高,土质十分疏松,压缩性高、强度低、灵敏度高。

2.结物;液相:土体孔隙中的水;气相:孔隙中的空气。土是固体颗粒、水和空气的混合物,常称土为三相系。

固相:土的颗粒、粒间胶3.Crystal Structure of Clay Particletetrahedron 硅片Octahedral or Al sheet ,底面每个氧离子为2个相邻单元的硅原子共有组成六边形孔硅片。铝片Tetrahedral or Si sheet :基本单元是硅-氧四面体Si-O 2:铝(镁)-氢氧(氧)八面体Al-OH octahedron ,每个氢氧离子为4.个相邻单元的铝原子共有组成铝片。粒大小分析试验。筛分法:粒径测定土中各粒组颗粒质量所占该土总质量的百分数,

>0.075mm,X=mi/m*100%确定粒径分布范围的试验称为土的颗;密度计法:粒径<0.075mm ;联合测定:既有粒径>0.075mm,又有粒径>0.075mm . 5.下游设置减压井、减压沟等,使渗透水流有畅通的出路。防止渗透变形:(1)减小水力梯度;(2)在渗流逸出处加盖压重或设反滤层,或在建筑物

6.2压缩:在外力作用下,土体体积缩小的现象。原因:间增长的过程。、孔隙气体的压缩变形;1、土粒本身和孔隙中水的压缩变形;

3、孔隙中的水和气体有一部分向外排出。固结:土的压缩随时7.其中蠕变(现象)是最常遇到的现象即在恒定荷载(应力)作用下,土体的变形随时间增土的流变性:土体的变形、应力与时间有关的性质。土体的流变性以多种现象表现出来,长而增加的现象。次固结即是土体的体积蠕变。

8.度降低比正常固结粘土的大;粘土的残余强度:1粘土的残余强度与它应力历史无关;3残余强度线为通过坐标原点的直线,即2在大剪位移下超固结粘土的强τr=σtgυr。 910..土的蠕变是指在剪切过程中,在恒定剪应力作用下应变随时间而增长的现象。瑞典条分法:假设滑动面为圆弧面,不考虑条间力,即常用条分法的简化假设

Ei=Xi=0,减少3n-3个未知数。 简化毕肖普条分法:假设滑动面为圆弧面,不考虑切向条间力,即Xi=0,减少n-1个未知数。

杨布条分法:假设滑动面为任意面,条间法向作用力的作用点在滑面以上1/3土条高度处,减少n-1个未知数。注意事项:(1) 对于为?i负值的那些土条,要注意会不会使mi趋近于零。如果是这样,简化毕肖普条分法就不能使用,因为此时,Ni会趋于无限大,这显然是不合理的。当任一土条的mi小于或等于0.2时,计算就会产生较大的误差,此时最好采用别的方法。(2)当坡顶土条的很大? i时,会使该土条出现Ni<0,此时可取它的Ni=0计算. 其他条分法:假设滑动面为任意面,法向条间力和切向条间力之间为某种函数关系,减少n-111.个未知数。如不平衡推力法、摩根斯袒承受的基底压力。临塑荷载pcr:地基开始出现剪切破坏

(即弹性变形阶段转变为弹塑性变形阶段—普赖斯法等。

)时,地基所极限荷载fu:地基濒临破坏(即弹塑性变形阶段转变为破坏阶段)时,地基所承受的基底压力。 极限承载力fu:地基所能承受的最大基底压力。

容许承载力:fa:fa=fu/Fs指满足(1)地基不会产生剪切破坏而失稳;(2)地基变形引起的建筑物沉降及沉降差等应限制在允许范围内时地基土所能承担的最大荷载。 11.式为整体剪切破坏。太沙基极限承载力公式的基本假设: (2)基础底面粗糙,即它与土之间有摩擦力存在。(1)均质地基,条形基础,中心荷载,地基破坏形(3)当基础有埋置深度d时,将基础底面以上的两侧土体用当量均布超载q=?0d来代替。 12.对于粘土地基,基础宽度增加虽可以减小基底压力,但应力影响深度增加,有可能使基础影响地基承载力的主要因素:(1)物理力学性质?、c、?,(2)基础宽度b:影响有限;的沉降加大;(3)基础埋深d:增加基础的埋置深度可以提高地基的承载力。由于埋置深度增加,基底净压力减小,相应可以减小沉降。故,增加基础埋置深度对提高软粘土地基的稳定性和减小沉降均有明显效果。但基础埋置太深,基坑开挖也越困

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