土力学与基础工程复习重点第一章绪论(1)地基:支承基础的土体或岩体。
(2)天然地基:未经人工处理就可以满足设计要求的地基。
(3)人工地基:若地基软弱、承载力不能满足设计要求,则需对地基进行加固处理。
(4)基础:将结构承受的各重作用传递到地基上的结构组成部分。
第二章土的性质及工程分类(1)土体的三相体系:土体一般由固相(固体颗粒)、液相(土中水)和气相(气体)三部分组成。
(2)粒度:土粒的大小。
(3)界限粒径:划分粒组的分界尺寸。
(4)颗粒级配:土中所含各粒组的相对量,以土粒总重的百分数表示。
(5)土的颗粒级配曲线。
(6)土中的水和气(p9)(7)工程中常用不均匀系数u C 和曲率系数c C 来反映土颗粒级配的不均匀程度。
1060d d C u = 6010230d d d C c ⨯=)(的粒径,称中值粒径。
占总质量小于某粒径的土粒质量—的粒径,称有效粒径;占总质量小于某粒径的土粒质量—的粒径,称限定粒径;占总质量小于某粒径的土粒质量—%30%10%60301060d d d 不均匀系数u C 反映了大小不同粒组的分布情况,曲率系数c C 描述了级配曲线分布整体形态。
工程上对土的级配是否良好可按如下规定判断:1.对于级配连续的土:5>u C ,级配良好:5<u C ,级配良好。
2.对于级配不连续的土,级配曲线上呈台阶状(见图2.5曲线C ),采用单一指标u C 难以全面有效地判断土的级配好坏,同时需满足5>u C 和3~1=c C 两个条件时,才为级配良好,反之则级配不良。
颗粒分析实验:确定土中各个粒组相对含量的方法称为土的颗粒分析实验。
对于粒径大于0.075mm 的粗粒土,可用筛分法。
对于粒径小于0.075mm 的细粒土,则可用沉降分析法(水分法)。
(7)土的物理性质指标 三个基本实验指标 1.土的天然密度ρ土单位体积的质量称为土的密度(单位为33//m t cm g 或),即Vm=ρ。
(2.10)2.土的含水量w土中的水的质量与土粒质量之比(用百分数表示)称为土的含水量, 即%100⨯=swm m w 。
(2.11) 3.土粒相对密度s d土的固体颗粒质量与同体积4℃时纯水的质量之比,称为土粒相对密度,即111w s w S s s V m d ρρρ==(2.12)反映土单位体积质量(或重力)的指标 1.土的干密度d ρ土单位体积中固体颗粒部分的质量,称为土的干密度,并以d ρ表示:Vm sd =ρ。
(2.13) 2.土的饱和密度sat ρ土孔隙中充满水的单位体积质量,称为土的饱和密度sat ρ, 即VV m wV s sat ρρ+=, (2.14)式中w ρ为水的密度,近似取3/1cm g w =ρ3.土的有效密度(或浮密度)ρ'在地下水位以下,单位体积中土粒的质量扣除同体积水的质量后,即为单位土体积中土粒的有效质量,称为土的有效密度ρ',即VV m ws s ρρ-='. (2.15) 反映土的空隙特征、含水程度的指标 1.土的孔隙比e土中空隙体积与土粒体积之比称为土的孔隙比e ,即sVV V e =。
(2.16) 2.土的孔隙率n土中孔隙体积与总体积之比(用百分数表示)称为土的孔隙率,即%100⨯=VV n V。
(2.17) 3.土的饱和度r S土中水的体积与孔隙体积之比称为土的饱和度,以百分率计,即%100⨯=Vwr V V S 。
(2.18) 指标的换算令1=s V ,w w ρρ=1,则e V e V V +==1,,再由式(2.11)和(2.12)得w s s d m ρ=,w s w s w w d m wd m ρρ)1(,+==。
则:e w d V m ws ++==1)1(ρρ w e d V m w s s d +=+==11ρρρ 1)1(1-+=-=ρρρρws dws w d d e ee d V V m ws w V s sat ++=+=1)(ρρρ w sat ww V s W V s w s s VV V m V V V m V V m ρρρρρρρ-=-+=--=-=')(或ed V V m w s w s s +-=-='1)1(ρρρ e eV V n V +==1 e wd V m V V S s w V w V w r ===ρ 土的三相组成比例指标换算公式(9)若将砂土处于最松撒状态的e 称为最大孔隙比m ax e ,砂土处于最紧密状态时的e 称为最小孔隙比m in e 。
而当土粒粒径较均匀时,其min max e e -差值较小,而当土粒粒径不均匀时,其差值较大,因此利用砂土的最大最小孔隙比与所处状态的天然孔隙比e 进行比较,能综合反映土粒级配、土粒形状和结构等因素,该指标称为相对密实度r D ,即:minmax max e e e e D r --=r D 一般一百分数表示。
显然,当0=r D ,即max e e =时,表示砂土处于最疏松状态;1=r D ,即min e e =时,表示砂土处于最紧密状态。
因此,根据r D 值可把砂土的密实度状态分为下列三种:67.01>≥r D 密实 33.067.0>≥r D 中密 033.0>≥r D 松散(10)界限含水量:黏性土从一种状态转变为另一种状态的分界含水量(11)黏性土的塑性指数和液性指数 液限与塑限之差定义为塑性指数p I ,即p L p w w I -= (L w :液限; p w :塑限)塑性指数习惯上用不带“%”的百分数表示。
I p 越大,表明土的颗粒越细,比比表面积愈大,土的黏粒或亲水矿物(如蒙脱石)含量越高,土处在可塑状态的含水量变化范围就越大。
塑性指数能综合反映土的矿物成分和颗粒大小的影响,因此,塑性指数常作为工程上对黏性土进行分类的依据。
液性指数:天然含水量与分界含水量之间相对关系的指标。
即pppL p L I w w w w w w I -=--=液性指数一般用小数表示。
当土的天然含水量w 小于p w 时,L I 小于0,土体处于坚硬状态,当w 大于L w 时,L I 大于1,土体处于流动状态;当w 在p w 和L w 之间时,1~0=L I ,土体处于可塑状态。
(12)黏性土的灵敏度天然状态下的黏性土,由于地质历史作用常具有一定的结构性。
工程上常用灵敏度S t 来衡量黏性土结构性对强度的影响。
'=uut q q S u q 、'u q ——分别为原状土和重塑土式样的无侧限抗压强度。
土的灵敏度越高,其结构性越强,受扰动后土的强度降低就越明显。
(13)土的渗透及渗流水透过土空隙流动的现象,称为渗透或渗流,而土被水透过的的性质,称为土的渗透性。
(14)土的渗透系数hAtQlk ∆=(15)土的压实原理在一定的压实功(能)下使土最容易压实,并能达到最大密实度的含水量称为土的最优(或最佳)含水量,用op w 表示。
与其相对应的干密度则成为最大干密度,以max ρ表示。
(16)粗粒土的压实曲线(17)击实曲线(p33)① 峰值。
只有当土的含水量达到最优含水量时,才能达到这个峰值max ρ ② 击实曲线位于理论饱和曲线左边。
③ 击实曲线的形态。
(18)压实系数λ:工地压实时要求达到最大干密度'max ρ与室内击实试验所得到的最大干密度max ρ之比值,即maxmax ρρλ'=。
λ>1 超密(19)《建筑地基基础设计规范》把土(岩)作为建筑物地基的工程分类,即把土分为岩石、碎石、碎石土、砂土、粉土、黏性土、人工填土六大类。
(20)碎石土:粒径大于2mm 的颗粒含量超过全重50%的土。
(21)砂土:粒径大于2mm 的颗粒含量不超过全重50%,而粒径大于0.075mm 的颗粒超过全重50%的土。
(22)粉土:粒径大于0.075mm 的颗粒含量不超过全重50%,且塑性指数小于或等于10的土。
(23)黏性土:塑性指数p I 大于10的土。
(24)人工填土;指由于人类活动而堆填形成的各类土,其物质成分杂乱,均匀性较差。
根据其物质组成和成因可分为素填土(压实填土)、杂填土和冲填土三类。
复习题一、是非题1、 若土的颗粒级配曲线较平缓,则表示粒径相差悬殊,土粒级配良好。
√2、 土的相对密实度越大,表示该土越密实。
√3、 当某土样的含水量在缩限和塑限之间时,土处于可塑状态。
×4、 黏性土的塑性指数越大,说明黏性土处于可塑状态的含水量变化范围越大。
√5、 液性指数是指无黏性土的天然含水量和塑限的差值与塑性指数之比。
×6、 甲土的饱和度大于乙土的饱和度,则甲土的含水量就一定高于乙土的含水量。
×7、 颗粒级配曲线平缓,表明粒径大小相差较多,土粒不均匀;曲线较陡,表明土粒大小相差不多,土粒较均匀。
√8、 土的灵敏度越高,其结构性越强,工程性质就越好。
×9、 土的灵敏度定义为:原状土的无侧限抗压强度与经重塑后的土体无侧线抗压强度之比。
√10、 天然孔隙比大于或等于1.5的黏性土称为淤泥质土。
× 二、选择题(填空题形式)1、 若甲乙两种图的不均匀系数相同,则两种土限定粒径与有效粒径之比值相同。
2、 黏性土的塑性指数越大,表示土的黏粒含量越高。
3、 下列黏土矿物中,亲水性最强的是蒙脱石。
4、 土的三个基本试验指标是天然密度、含水量和土粒相对密度。
5、 若土的颗粒级配曲线很陡,则表示土粒较均匀。
6、 不同状态下同一种土的重度由大到小的排列顺序γγγγ'>>>d sat .7、 某砂土的天然孔隙比与其所能达到的最大空隙比相等,则该土处于最松散状态。
8、 对无黏性土的工程性质影响最大的因素是密实度。
9、 无黏性土,随着孔隙比的增大,它的物理状态是趋向松散。
10、黏性土以塑限指数p I 的大小来进行分类时,当p I 大于17为黏土。
(超了,应该不会考,书上没有,百度知道,10到17之间为粉质黏土)11、 对黏性土进行分类定名的依据是塑性指数。
第三章 土中应力计算(1)土的自重应力:土体因自身重力产生的竖向应力cz σ,即为自重应。
(2)均质土的自重应力:对于均质土(土的重度为常数),在地表以下深度z 处自重应力为z cz γσ=(3)成层土的自重应力:各土层厚度为i h ,重度为i γ,则深处z 处土的自重应力可通过对各土层自重应力求和得到,即:∑==+++=ni i i cz h h h h 1332211γλγγσ例题3.1(4)柔性基础:柔性基础是指用抗拉、抗压、抗弯、抗剪均较好的钢筋混凝土材料做基础。
刚度小,就像放在地上的柔软薄膜,在垂直荷载作用下没有抵抗弯曲变形的能力,基础随地基一起变形。