土力学全知识点

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1、第一章：土的物理性质及工程分类第二节、粒度成分的表示方法土的粒度成分是指土中各种不同粒组的相对含量（以干土质量的百分比表示），它用以描述土中不同粒径土粒的分布 特征。常用的粒度成分的表示方法有表格法、累计曲线法和二角坐标法。 2）累计曲线法：是种图示的方法，通常用半对数纸绘制，横坐标（核对数比例尺）表示某粒径，纵坐标表示小于 某一粒径的土粒的百分含量。级配的指标：不均匀系数Cu = d60-d10曲率系数Cs叫02/*60皿1。）式中：d10、d20、d60分别相当于累计百分含量为10%、30%和60%的粒径,d10称为有效粒径；d60称为限制 粒径。不均匀系数Cu反映大小不同粒织的分布情况，

2、Cu = 5,Cs=13的土级配良好。但如cu过大，表示可能缺失中间粒径，属不连续级配，故需同时用曲率系数 来评价。曲率系数则是报述累计曲线整体形状的指标。土粒的形状 土粒形状对丁土的密实度和十的强度有显著的影响，棱角状的颗粒互相嵌挤咬合形成比较稳定的结构强度较高；磨 圆度好的颗粒之间容易滑动，土体的稳定性比较差用体积系数和形状系数描述土粒形状体积系数Vc=6V/5dm3m式中：V土粒体积（mm3）；dm土粒的最大粒径（mm）。V愈小，土粒愈接近于圆形。圆球状的Vc二1,立方体的Vc二0.37:棱角状的土粒Vc更小形状系数FF=AC/B2式中：A、B、C分别为土粒的最大、中间和最小粒径 第三节

3、 土的三相比例指标一、试验指标1 土的密度是单位体积土的质量，p=m/V由土的质量产生的单位体积的重力称为重力密度Y ,简称为重度Y=pg=W/V2土粒比重Gs 土粒质量ms同体积4弋时纯水的质量之比Gs=ms/（Vspw1）=ps/pw13 土的含水量3是土中水的质量mw与团体（土粒）质量ms之比，w=mw/msx100%wsw s二、换算指标1 .干密度Pd是土的颗粒质量ms与土的总体积V之比，pd=ms/V土的干密度越大，土越密实，强度就越高，水稳定性也好。2 . 土的饱和密度是当土的孔隙中全部为水所充满时的密度，即全部充满孔隙的水的质量口与固相质量msN和与土ws的总体积V之比，psa

4、t= ms+Vvpw）/ V V-土的孔隙体积3当上浸没在水中时，土的固相受到水的浮力作用，单位土体积中土粒的重力扣除同体积水的重力后，即为单位土体积中土粒的有效重度单位 kEmmY =(msg-Vspw)/V=Ysat_Vw4 . 土的孔隙比是e孔隙隙的体积Vv与土粒体积Vs之比，以小数计，e=Vv/Vs5 . 土的孔隙率n是孔隙隙的体积Vv与土的总体积V之比 n=Vv/Vx 100%6、土的饱和度Sr是孔隙中水的体积Vw与土的总体积Vv之比 Sr=Vw / Vx 100%三、三相比例指标第四节 黏性土的界限含水率粘性土从一种状态转到另一种状态的分界含水率；流动状态与可塑状态间的界限含水率成

5、为液限3l ；可塑状态与半固 体间称为塑限3p ；半固体状态与固体状态称为缩限3S塑性指数 Ip=WL_Wp无，黏粒越多，塑性指数越大液性指数 IL=（wL_wp）/Ip=（W_Wp）/（WL_Wp）有沙土相对密度：当沙土处于最密实状态时，其孔隙比称为最小孔隙比emin而处于最松散状态时称为最大孔隙比相对密度Dr=（emaxe）/emaxemin当Dr接近1时最密实，当Dr接近0时最松散maxmax min第六节 土的工程分类 粉土是介于沙土和粘性土之间的过渡土类，它具有沙土和粘性土的某些特征，根据黏粒含量可以将粉土再划分为砂质粉土和粘质粉土第二章粘性土的物理化学性质胶体活动性指数在工程实践中

6、，提出了一个既能反映粘土矿物成分，又能反映粘土颗粒形状的综合指标Ac Ac=Ip/pv 0.002 p 0.002是黏粒（ 0.002mm）的百分含量；Ac 0.75非活动性粘土，0.75 Ac 1.25活动性粘性土，Ac越大黏粒对土的可塑性影响越大灵敏度St，把原状结构的强度与结构破坏后的强度之比定义为灵敏度，一般粘性土St=24，灵敏性粘性土48,高灵敏性粘性土8触变性在工程建设中，可利用粘土矿物颗粒带电的特性来为生产服务。将纯粘土矿物（高岭石或蒙脱石）与水制成泥浆时，矿 物颗粒吸附大量水化离子和水分子，由于颗粒的水膜很厚，颗粒与颗粒之间的引力很薄弱，可以长时期悬浮在水中。 当悬浮液在静止

7、状态时，颗粒之间的微弱引力，使其聚集起来，悬液便成为一种糊状、粘滞度较大的流体，可是。一 旦受到振动或扰动时，颗粒之间的联结会立刻丧失，又恢复成为流动的液体，这种性质称为触变性第三章 土中水的运动规律第二节 达西定律：V = kI或q = kFv渗透速度，I-水头梯度I=AH /AL=（ Hx-H2）/L k-渗透系数（m/s）q-渗透流量（叫/s） F-截面积v=k（I-I） 1。_粘土的起始水头梯度土的渗透系数 k=QL/AHFt-常水头；k=al / Ft ln（H/H2）=2.3al / Ft log（H/H2）G = T = h= I动水力：Gd水流作用在单位体积土体中土颗粒上的力，

8、也称为渗流力DL w w （kN/m3）流沙现象GD=Y =Ysat_Yw这时土颗粒间的压力等于0,土颗粒将处于悬浮状态而失去稳定，这种现象称为流沙现象（土体表面，细沙粉砂粉土中）临界水头梯度Icr=Y /Yw=Ysat/Yw -1容许水头梯度鸟卩】= Icr/K细小颗粒在动水力作用下通过粗颗粒的孔隙被水流带走，称为管涌（局部扩大，任何土）第四章 土中应力计算第二节自重应力 cz Z。砂性土考虑浮重。黏性土：【l1考虑浮重，X 0不考虑浮重，0【l 2、偏心荷载pmin JF b ，当 6时，基底压力P min 0，基底压力Aee - e1 2a = tan a =i第五章 土的压缩性与地基沉

9、降计算第二节 压缩系数AP P2 - Pi （MPa-1），件=100kPa， =200kPa所得到的a 作为评定土压缩 性高低的指标则，a-2 - -5MPa-1为高压缩性土，ai-25MPa-i为中压缩性土，J 1）和欠固结土OCR/ 1+exi）xHi , si平均压缩应变,Hi 土厚,exi第 i 层上下层面 自重应力值的平均值pxi=（ocz（i_1）+ocz）/ 2从土的压缩曲线上得到的孔隙比第四节固结度:深度z的A点在 t时刻竖向有效应力5与起始超孔隙水压力p的比值，称为A点t时刻的固结 度。Ut=1-t时刻面积/起始面积 固结度系数Cv ,固结度是时间因数的函数，时间因数Tv越

10、大，固结度Ut越大。 Tv=Cvxt/H2 Cv=k（1 + e）/aYw 粘性土地基沉降的三阶段：1、瞬时沉降2、固结沉降3、次固结沉降20为基础 及日填土的平均重度第六章 土的抗剪强度o = o tan2 （45 ） 2c tan（45 ）a = 45 + 3122 ，剪切破裂面与大主应力o 1作用平面的夹角为2抗剪强度指标的试验测定方法：直接剪切试验、三轴剪切试验、无侧限抗压试验、十字板剪切试验 饱和粘性土剪切试验方法的选择：1不固结不排水剪（或称快剪）2固结不排水剪（或称固结快剪）3固结排水剪（或称 慢剪）在实际工程中应当具体采用上述哪种试验方法，要根据地基土的实际受力情况和排水条件而

11、定。鉴于近年来国内 房屋建筑施工周期缩短，结构荷载增长速率较快，因此验算施工结束时的地基短期承载力时，建筑地基基础设计规范（GBJ789）建议采用不排水剪，以保证工程的安全。该规范还规定，对于施工周期较长，结构荷载增长速率较慢的工 程，宜根据建筑物的荷载及预压荷载作用下地基的固结程度，采用固结不排水剪。第七章 土压力计算土压力：挡土结构都承受着来自他们与土体界面上侧向压力的作用，土压力就是这些侧向压力的总称。分为 1、静止土压力 2、主动土压力 3、被动土压力主动土压力pKa = tan2 (45 I 2丿c 土的黏聚力 屮内摩擦角Ka主动土压力系数h拉力区高度2c0 KaEa距离墙底(H-h

12、o )/3=丄(H h )zK 2c禾)20aa被动土压力Pp =YZKa +城兀Ka = tan245 + I 2丿填土面有均布荷载主动土压力p =(yz + q) K 2cpK库仑土压力理论 Ea=Qmax=12aa axy H2KaEax=EaCOS0 = 1 / 2 xyKacose Eay=Easin6 = 1/2 xyHzKasi n6 Ea 位置 C1=H/3第八章 土坡稳定性分析k=Jan土坡滑动系数（土坡未定安全系数）tana , 土坡坡角，土的内摩擦角。第三节圆弧滑动面滑动力矩Ms=Wa W重力,a-W对圆心。的力臂稳定力矩Mr=TfLR *土的抗剪强度L圆弧长R半径第九章

13、 地基承载力地基承载力是指地基土单位面积上所能承受菷载的能力，kPa地基破坏过程：压密、剪切、破坏阶段，临朔荷载匚厂 N 0 D + cNc ,临界荷载P/4二怡竹+打o D + cN础宽度，Ny、Nq、Nc承载力系数与屮有关，c黏聚力名称符号三相比例表达式用试验指标计算的公式用其他指标计算的公式换算指标孔隙比eVe = VsG (1 + 3)pe =s3-PG 3e =s-1sre = G s P3 1 P d饱和重度YsatW +Y VY=s3 vsatVY (G -1)Y二ssa G (1 + 3)s；Y3Y (G + e)Y 3 =ssat1 + e和度srEHYG 3s = sr G (1 + 3)Ys33 G-Y s =re干重度YdWY =77 =P g dVdYY =7- d 1 + 3Y GYd 1 + e孔隙率nn =x 100 %V1Yn = 1G (1 + 3) s/e/ n 一31 + e有效重度Y，m g - V YY = s-3-Vy，= y (Gs -1)G (1 + 3)sY一 Y -Ysat3液性指数状态液性指数IL状态店0坚硬0.75 IL1软塑0IL1流塑0.250.25Il17砂质粉土粒径小于0.005mm的颗粒质量小于等于总重量的10%粉质粘土10Ip17黏质粉土粒径小于0.005mm的颗粒质量超过总重量的10%粉土Ip10