土力全知识点.pdf

学习必备 精品学问点 第一章：土的物理性质及工程分类 其次节，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 特点； ( 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 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 某一粒径的土粒的百分含量； 级配的指标： ( 核对数比例尺 ) 表示某粒径，纵坐标表示小于 不匀称系数 C u=d60 d10 2 曲率系数 d60 d10 Cs=d30 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； 不匀称系数 Cu 反映大小不同粒织的分布情形， 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， 曲率系数就是报述累计曲线整体外形的指标； 土粒的外形 属不连续级配， 故需同时用曲率系数来评判； 土粒外形对丁土的密实度和十的强度有显著的影响，棱角状的颗粒相互嵌挤咬合形成比较稳固的结构强度较高；磨 圆度好的颗粒之间简单滑动，土体的稳固性比较差 用体积系数和外形系数描述土粒外形 体积系数 Vc=6V/ dm 3 3 式中： V土粒体积 (mm) ； dm 土粒的最大粒径 (mm)； V 愈小，土粒愈接近于圆形；圆球状的 外形系数 F Vc 1, 立方体的 Vc o 37：棱角状的土粒 Vc 更小 2 F=AC/B 式中： A， B， C 分别为土粒的最大，中间和最小粒径 第三节 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， =m V 由土的质量产生的单位体积的重力称为重力密度 ，简称为 重度 = g=W V 2. 土粒比重 Gs 土粒质量 ms 同体积 4时纯水的质量之比 Gs=ms Vs w1 = s w1 3 土的含水量 是土中水的质量 二，换算指标 mw 与团体 ( 土粒 ) 质量 ms 之比， =mw ms 100 1 干密度 d 是土的颗粒质量 ms 与土的总体积 V 之比， d=ms V 土的干密度越大，土越密实，强度就越高，水稳固性也好； 2 土的饱和密度 是当土的孔隙中全部为水所布满时的密度，即全部布满孔隙的水的质量 mw与固相质量 ms 之和与土的 总体积 V 之比， sat= ms+Vv w 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 3 积中土粒的 有效重度 ，单位 kN m =(msg Vs w) V= sat w 4 土的孔隙比 5 土的孔隙率 6， 土的饱和度 是 e 孔隙隙的体积 n 是孔隙隙的体积 Vv 与土粒体积 Vs 之比，以小数计， e=VvVs Vv 与土的总体积 V 之比 VvV 100 Sr=Vw V 100 n= Sr 是孔隙中水的体积 Vw 与土的总体积 Vv 之比 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；流淌状态与可塑状态间的界限含水率成为 液限 L；可塑状态与半固 体间称为 塑性指数 液性指数 塑限 p；半固体状态与固体状态称为 缩限 s Ip= L p 无，黏粒越多，塑性指数越大 I L= L p Ip= p L p 有 第 1 页，共 5 页 学习必备 精品学问点 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 emax emin 当 Dr 接近 1 时最密实，当 Dr 接近 0 时最松散 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点，依据黏粒含量可以将粉土再划分为砂质 粉土和粘质粉土 其次章粘性土的物理化学性质 胶体活动性指数 在工程实践中，提出了一个既能反映粘土矿物成分，又能反映粘土颗粒外形的综合指标 Ac Ac=Ip p p 是黏粒 的百分含量； Ac 非活动性粘土， Ac 正常粘性土， Ac 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 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 St=24 ，灵敏性粘性土 48，高灵 ( 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； 当悬浮液在静止状态时，颗粒之间的柔弱引力，使其集合起来，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，颗粒之间的联结会马上丢失，又复原成为流淌的液体，这种性质称为触变性 第三章 土中水的运动规律 q kIF v kI 其次节 达西定律 : 或 v 渗透速度， I- 水头梯度 I= H L= H1-H 2 L 渗透系数 k- （ m s） q- 渗透流量（ m3 s） 截面积 v=k （ I I 0） 0- - 粘土的起始水头梯度 F- I 土的渗透系数 k=QL HFt- 常水头 ; k=al Ft H1 H2 Ft H1 H2 h L GD T I w w 动水力： GD 水流作用在单位体积土体中土颗粒上的力，也称为渗流力 (kN/m3) 流沙现象 GD= = sat w 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固， 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= w= sat w 1 容许水头梯度 I I 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 土中应力运算 Z I I L 0 不考虑浮重， 0 I L ）1 和欠固结土 第 2 页，共 5 页 学习必备 精品学问点 PC P0 OCR = （ OCR）1 , . 三大模量 ： 1， 压缩模量 Es 是依据室内压缩试验得到的，它是指土在完全侧限条件下，竖向正应力与相应的变形 稳固情形下正应变的比值； 应力与相应的正应变的比值 2，变形模量 E0 是依据现场载荷试验得到的，它是指土在无侧限（侧向自由膨胀）条件下正 E0= pb 1 2 s s 荷载板下沉量， b 荷载板宽度， 泊松比， 沉降影响系数； 3， 弹性模量 E 是指正应力 与弹性正应变 d 的比值，测法有静力法和动力法；压缩和变形模量的应变为总应变，弹模之 包含弹性应变 E0= Es Pi Esi si hi 第 i 第三节 地基沉降 地基沉降是假定地基是均质的， 各向同性的， 线弹性的半无限体； 层土压缩模量 , si =i Hi= e1i e2i 1+e1i Hi=a i p2i p1i 1+e1i Hi， i 平均压缩应变， Hi 土厚， e1i 第 i 层上下层面 自重应力值的平均值 p1i = cz i 1 +cz 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 度； Ut=1 t 时刻面积起始面积 t 时刻竖向有效应力 t 与起始超孔隙水压力 p 的比值， 称为 A 点 t 时刻的固结 固结度系数 Cv ，固结度是时间因数的函数，时间因数 Tv 越大，固结度 Ut 越大； 为基础及 2 Tv=Cv t H Cv=k1 e a w 日填土的平均重度 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 第六章 土的抗剪强度 2 3 tan (45 ) 2 2c tan(45 ) 2 tan c 1 f 土 的 抗 剪 强 度 （ kpa ）， 大 主 应 力 ， 小 主 应 力 2 1 tan (45 ) 2c tan(45 ) 45 3 2 2 2 ，剪切破裂面与大主应力 1 作用平面的夹角为 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挑选： 称慢剪 ) 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 在实际工程中应当详细采纳上述哪种试验方法，要依据地基土的实际受力情形和排水条件而定；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， 因此验算施工终止时的地基短期承载力时， 建筑地基基础设计规范 (GBJ7 89) 建议采纳不排水剪，以保证工程的安全；该规范仍规定，对于施工周期较长，结构荷载增长速率较慢的工 程，宜依据建筑物的荷载及预压荷载作用下地基的固结程度，采纳固结不排水剪； 第七章 土压力运算 土压力 ：挡土结构都承担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 2 Ka tan 45 pa zKa 2c Ka 2 主动土压力 ， 土的黏聚力 内摩擦角 Ka 主动土压 , c 力系数 2c Ka 1 2 h0 E a (H h 0 )( zK a 2c K a ) Ea H- h 0 ） /3 拉力区高度 距离墙底（ tan2 Ka 45 pp zKa 2c Ka 2 被动土压力 ， 填 土 面 有 均 布 荷 载 主 动 土 压 力 , pa （ z q）K a 2c K a Ea=Qmax=1 2 H2Ka H2Kacos H2Kasin 库仑土压力理论 Eax=EaCOS =1 2 =1 2 Eay=Easin 第 3 页，共 5 页 学习必备 精品学问点 Ea 位置 C1=H 3 第八章 土坡稳固性分析 tan tan K 土坡滑动系数 土坡未定安全系数 ， 土坡坡角， 土的内摩擦角； 第三节 圆弧滑动面 度 L 圆弧长 R 半径 滑动力矩 Ms=Wa W 重力， aW 对圆心 o 的力臂 稳固力矩 Mr=f LR f 土的抗剪强 第九章 地基承载力是指地基土单位面积上所能承担菷载的才能， 地基承载力 kPa Pcr Nq 0 D cN c ，临界荷载 P1/4 BN N q 0 D cN c 地基破坏过程：压密，剪切，破坏阶段，临朔荷载 B 基 础宽度， N ， Nq， Nc 承载力系数与 有关， c 黏聚力 用试验指标运算 的公式 用其他指标运算的 公式 名 称 符号 三相比例表达式 G s sr Gs (1 ) e V v V s e 1 e e 孔隙比 G s e 1 d (Gs Gs (1 1) Ws Vv 饱和重 度 (G 1 e) sat s sat ) V sat sat e Gs ) sr 换 算 指 标 饱和 度 Gs e sr Gs (1 sr Ws V Gs e 干重度 d g d d d d 1 1 n 1 Vv V e n n 100 % 孔隙率 Gs (1 ) n 1 e 有效重 度 msg Vs (G 1) ) s sat V Gs (1 液性指数 I L 液性指数 I L I L 1 状 态 状 态 I L 0 坚 硬 软 塑 0 I L 硬 塑 I L 1 流 塑 0.25 I L 可 塑 第 4 页，共 5 页 学习必备 精品学问点 细粒土分类 塑性指 粉土划分 土的 名称 砂质 粉土 黏质 粉土 土的名称 黏粒含量 数 I p 黏土 粒径小于 的颗粒质量小于等 Ip 17 于总重量的 10% 10Ip 17 Ip 10 粒径小于 的颗粒质量超过总 粉质粘土 重量的 10% 粉土 第 5 页，共 5 页 。