2023年土力學(xué)全知識點

：土的物理性質(zhì)及工程分類第二節(jié)、粒度成分的表達(dá)方法土的粒度成分是指土中各種不同粒組的相對含量(以干土質(zhì)量的比例表達(dá)),它用以描述土中不同粒徑土粒的分布特性。常用的粒度成分的表達(dá)方法有表格法、累計曲線法和二角坐標(biāo)法。２)累計曲線法:是——種圖示的方法，通常用半對數(shù)紙繪制，橫坐標(biāo)(核對數(shù)比例尺)表達(dá)某—粒徑,縱坐標(biāo)表達(dá)小于某一粒徑的土粒的百分含量。級配的指標(biāo)：不均勻系數(shù)Cu=d６０÷d10曲率系數(shù)Ｃs=ｄ3０2/﹙d６0×ｄ1０﹚式中：ｄ10、ｄ2０、d６0—分別相稱于累計百分含量為10%、30%和60％的粒徑，ｄ10稱為有效粒徑;d60稱為限制粒徑。不均勻系數(shù)Cｕ反映大小不同?？椀姆植记闆r，Ｃu<5的土稱為勻粒土，級配不良；Cｕ越大，表達(dá)粒組分布范圍比較廣,Cu>=５,Ｃs=1～3的土級配良好。但如ｃｕ過大,表達(dá)也許缺失中間粒徑,屬不連續(xù)級配，故需同時用曲率系數(shù)來評價。曲率系數(shù)則是報述累計曲線整體形狀的指標(biāo)。土粒的形狀土粒形狀對丁土的密實度和十的強(qiáng)度有顯著的影響，棱角狀的顆粒互相嵌擠咬合形成比較穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)．強(qiáng)度較高；磨圓度好的顆粒之間容易滑動，土體的穩(wěn)定性比較差用體積系數(shù)和形狀系數(shù)描述土粒形狀體積系數(shù)Vｃ=6Ｖ/﹙πdm3﹚式中：V———土粒體積(mm3）；ｄm——土粒的最大粒徑(ｍｍ）。Ｖ愈小，土粒愈接近于圓形。圓球狀的Ｖｃ＝1,立方體的Ｖc＝o.3７:棱角狀的土粒Vc更小形狀系數(shù)FF=ＡC/B2式中:A、B、C分別為土粒的最大、中間和最小粒徑第三節(jié)土的三相比例指標(biāo)一、實驗指標(biāo)

1．土的密度是單位體積土的質(zhì)量,ρ=m／V

由土的質(zhì)量產(chǎn)生的單位體積的重力稱為重力密度γ，簡稱為重度γ=ρｇ＝W／V2.土粒比重Ｇs土粒質(zhì)量ｍs同體積４℃時純水的質(zhì)量之比Gs=ms/﹙Vsρw1﹚=ρs／ρw1

3.土的含水量ω是土中水的質(zhì)量ｍw與團(tuán)隊(土粒)質(zhì)量ｍs之比,ω=mｗ／ｍs×10０％

二、換算指標(biāo)?1.干密度ρd是土的顆粒質(zhì)量ｍs與土的總體積V之比,ρd=ms／V

土的干密度越大,土越密實，強(qiáng)度就越高，水穩(wěn)定性也好。?２．土的飽和密度是當(dāng)土的孔隙中所有為水所充滿時的密度，即所有充滿孔隙的水的質(zhì)量mw與固相質(zhì)量ms之和與土的總體積V之比，ρｓat＝﹙ｍｓ+Vｖρw﹚／ＶＶ--土的孔隙體積

３.當(dāng)上浸沒在水中時,土的固相受到水的浮力作用，單位土體積中土粒的重力扣除同體積水的重力后，即為單位土體積中土粒的有效重度，單位kN／m3γ’=(ｍｓｇ－Vsρw）／V=γsat-γw

4.土的孔隙比是e孔隙隙的體積Ｖv與土粒體積Ｖｓ之比，以小數(shù)計,ｅ=Ｖv／Vs?5．土的孔隙率ｎ是孔隙隙的體積Vv與土的總體積V之比n=Vv／V×1０0％

6、土的飽和度Sｒ是孔隙中水的體積Vw與土的總體積Vｖ之比Sr=Vw/V×100%

三、第四節(jié)黏性土的界線含水率粘性土從一種狀態(tài)轉(zhuǎn)到另一種狀態(tài)的分界含水率;流動狀態(tài)與可塑狀態(tài)間的界線含水率成為液限ωL;可塑狀態(tài)與半固體間稱為塑限ωp;半固體狀態(tài)與固體狀態(tài)稱為縮限ωs塑性指數(shù)Ip=ωL－ωｐ無％,黏粒越多，塑性指數(shù)越大液性指數(shù)IＬ=﹙ωL-ωp﹚/Iｐ=﹙ω-ωｐ﹚/﹙ωL－ωp﹚有％沙土相對密度:當(dāng)沙土處在最密實狀態(tài)時，其孔隙比稱為最小孔隙比ｅmin而處在最松散狀態(tài)時稱為最大孔隙比相對密度Dｒ=﹙emaｘ-e﹚/﹙emax-ｅmｉn﹚當(dāng)Dr接近1時最密實,當(dāng)Ｄｒ接近０時最松散土的工程分類粉土是介于沙土和粘性土之間的過渡土類，它具有沙土和粘性土的某些特性,根據(jù)黏粒含量可以將粉土再劃分為砂質(zhì)粉土和粘質(zhì)粉土粘性土的物理化學(xué)性質(zhì)膠體活動性指數(shù)在工程實踐中,提出了一個既能反映粘土礦物成分,又能反映粘土顆粒形狀的綜合指標(biāo)ＡcAc=Ip／ｐ<0．00２p<0.002是黏粒﹙＜０.002㎜﹚的百分含量;Ac＜０.７5非活動性粘土，0.75＜Aｃ<1．２5正常粘性土，Ac>1.２５活動性粘性土，Ａc越大黏粒對土的可塑性影響越大靈敏度Ｓt，把原狀結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度與結(jié)構(gòu)破壞后的強(qiáng)度之比定義為靈敏度，一般粘性土St=2~4，靈敏性粘性土4~8,高靈敏性粘性土≥８觸變性在工程建設(shè)中，可運(yùn)用粘土礦物顆粒帶電的特性來為生產(chǎn)服務(wù)。將純粘土礦物(高嶺石或蒙脫石）與水制成泥漿時,礦物顆粒吸附大量水化離子和水分子，由于顆粒的水膜很厚,顆粒與顆粒之間的引力很薄弱,可以長時期懸浮在水中。當(dāng)懸浮液在靜止?fàn)顟B(tài)時，顆粒之間的薄弱引力，使其聚集起來，懸液便成為一種糊狀、粘滯度較大的流體，可是。一旦受到振動或擾動時，顆粒之間的聯(lián)結(jié)會立刻喪失，又恢復(fù)成為流動的液體,這種性質(zhì)稱為觸變性土中水的運(yùn)動規(guī)律第二節(jié)?達(dá)西定律:或v滲透速度,I－--水頭梯度I=ΔH/ΔＬ=﹙H1-H2﹚／Lk－--滲透系數(shù)（m／ｓ）q-－－滲透流量(m3／s)F---截面積ｖ=k(I-I0）I０-－－-－粘土的起始水頭梯度土的滲透系數(shù)k=QＬ/ΔHFt-－---常水頭;k=ａl/Ft㏑﹙H1/H２﹚=２．３ａl/Ｆt㏒﹙Ｈ1／H2﹚動水力:ＧD水流作用在單位體積土體中土顆粒上的力,也稱為滲流力(ｋN/m３)流沙現(xiàn)象GD=γ’=γsat－γw這時土顆粒間的壓力等于0，土顆粒將處在懸浮狀態(tài)而失去穩(wěn)定，這種現(xiàn)象稱為流沙現(xiàn)象﹙土體表面,細(xì)沙粉砂粉土中﹚臨界水頭梯度Icｒ=γ’/γw=γsａt(yī)／γw－１允許水頭梯度Ｉ≦[Ｉ］＝Ｉcr/Ｋ細(xì)小顆粒在動水力作用下通過粗顆粒的孔隙被水流帶走，稱為管涌﹙局部擴(kuò)大,任何土﹚第四章 土中應(yīng)力計算第二節(jié)自重應(yīng)力。砂性土考慮浮重。黏性土：》1考慮浮重，<0不考慮浮重,0<<1視情況定。第三節(jié)基底壓力1.中心荷載2、偏心荷載,當(dāng)時,基底壓力，基底壓力重新分布，第五節(jié)土中豎向應(yīng)力，掌握角點法。第五章土的壓縮性與地基沉降計算第二節(jié)壓縮系數(shù)(MPa-1),=10０kPａ，=2００kＰa所得到的作為評估土壓縮性高低的指標(biāo)則,為高壓縮性土，為中壓縮性土，為低壓縮性土壓縮模量(MＰa)，天然土層的劃分為正常固結(jié)土（OCR=1）、超固結(jié)土(OCＲ>１)和欠固結(jié)土(OCR<1)，.三大模量:1、壓縮模量Eｓ是根據(jù)室內(nèi)壓縮實驗得到的,它是指土在完全側(cè)限條件下,豎向正應(yīng)力與相應(yīng)的變形穩(wěn)定情況下正應(yīng)變的比值；２、變形模量Ｅ0是根據(jù)現(xiàn)場載荷實驗得到的,它是指土在無側(cè)限(側(cè)向自由膨脹）條件下正應(yīng)力與相應(yīng)的正應(yīng)變的比值E0=ωpb﹙1－μ2﹚／ｓs荷載板下沉量,b荷載板寬度,μ泊松比，ω沉降影響系數(shù);3、彈性模量Ｅ是指正應(yīng)力σ與彈性正應(yīng)變εd的比值,測法有靜力法和動力法。壓縮和變形模量的應(yīng)變?yōu)榭倯?yīng)變,彈模之包含彈性應(yīng)變E0＝βEs地基沉降地基沉降是假定地基是均質(zhì)的、各向同性的、線彈性的半無限體。第層土壓縮模量，Δsi=εｉHｉ=﹙e1ｉ-e２ｉ﹚／﹙1+e1i﹚×Ｈi=ａｉ﹙p2i-p1i﹚／﹙1+e１i﹚×Hｉ，εｉ平均壓縮應(yīng)變，Hｉ土厚,ｅ１i第i層上下層面自重應(yīng)力值的平均值p１i＝﹙σcz﹙i－1﹚+σcｚ﹚／2從土的壓縮曲線上得到的孔隙比固結(jié)度:深度z的Ａ點在t時刻豎向有效應(yīng)力σt’與起始超孔隙水壓力p的比值，稱為Ａ點t時刻的固結(jié)度。Ut=１－t時刻面積／起始面積固結(jié)度系數(shù)Cv，固結(jié)度是時間因數(shù)的函數(shù)，時間因數(shù)Tv越大,固結(jié)度Uｔ越大。Ｔv＝Cｖ×t/H2Cv=ｋ﹙1＋e﹚/ａγw粘性土地基沉降的三階段:１、瞬時沉降2、固結(jié)沉降３、次固結(jié)沉降2０為基礎(chǔ)及日填土的平均重度土的抗剪強(qiáng)度土的抗剪強(qiáng)度（kpa）,大主應(yīng)力，小主應(yīng)力，剪切破裂面與大主應(yīng)力作用平面的夾角為抗剪強(qiáng)度指標(biāo)的實驗測定方法:直接剪切實驗、三軸剪切實驗、無側(cè)限抗壓實驗、十字板剪切實驗飽和粘性土剪切實驗方法的選擇:1．不固結(jié)不排水剪（或稱快剪)2．固結(jié)不排水剪(或稱固結(jié)快剪)3.固結(jié)排水剪(或稱慢剪)在實際工程中應(yīng)當(dāng)具體采用上述哪種實驗方法，要根據(jù)地基土的實際受力情況和排水條件而定。鑒于近年來國內(nèi)房屋建筑施工周期縮短,結(jié)構(gòu)荷載增長速率較快,因此驗算施工結(jié)束時的地基短期承載力時，《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》(GBJ７—8９)建議采用不排水剪，以保證工程的安全。該規(guī)范還規(guī)定,對于施工周期較長,結(jié)構(gòu)荷載增長速率較慢的工程，宜根據(jù)建筑物的荷載及預(yù)壓荷載作用下地基的固結(jié)限度，采用固結(jié)不排水剪。第七章土壓力計算土壓力：擋土結(jié)構(gòu)都承受著來自他們與土體界面上側(cè)向壓力的作用，土壓力就是這些側(cè)向壓力的總稱。分為１、靜止土壓力2、積極土壓力3、被動土壓力積極土壓力 ,，?ｃ土的黏聚力ψ內(nèi)摩擦角Kａ積極土壓力系數(shù)拉力區(qū)高度距離墻底（H-)/3被動土壓力?,，填土面有均布荷載積極土壓力庫侖土壓力理論 Ea=Qｍax=1/2×γＨ2KaEａｘ=EaＣOSθ＝１／2×γH2KacoｓθＥay＝Easinθ=1／2×γH2KasinθEa位置C１=H/３第八章土坡穩(wěn)定性分析土坡滑動系數(shù)﹙土坡未定安全系數(shù)﹚，——土坡坡角，——土的內(nèi)摩擦角。圓弧滑動面滑動力矩Ｍｓ=WａW重力，a－W對圓心ｏ的力臂穩(wěn)定力矩Mr＝τｆＬRτf土的抗剪強(qiáng)度L圓弧長R半徑地基承載力地基承載力是指地基土單位面積上所能承受菷載的能力，kPa地基破壞過程：壓密、剪切、破壞階段，臨朔荷載,臨界荷載B基礎(chǔ)寬度,Nγ、Nq、Nc承載力系數(shù)與ψ有關(guān),c黏聚力名稱符號三相比例表達(dá)式用實驗指標(biāo)計算的公式用其他指標(biāo)計算的公式換算指標(biāo)孔隙比飽和重