2013-2014第一学期土力学-期末复习.ppt

土 力 学（总复习） 土力学总复习 第一部分 土的基本物理性质 第二部分 土中应力及土体的变形 第三部分 土的渗透性 第四部分 土的抗剪强度及强度试验 第五部分 几个工程问题（土压力、边坡稳定、地基承载力） 第一部分 土的基本物理性质 第一部分 土的基本物理性质 第二部分 土中应力及土体的变形 一、空间问题条件下地基附加应力 二、平面问题条件下地基附加应力 第三部分 土的渗透性 第四部分 土的抗剪强度及强度试验 第四部分 几个工程问题 第四部分 几个工程问题 第四部分 几个工程问题 即时间为t时刻的沉降量与最终沉降量之比 （适用于 ） H为土层的最大排水距离，双面排水时取土层厚度的一半，单面排水时取土层总厚度。 时间因子 土的固结系数 土体中的孔隙一般非常微小，水在土体中流动时的粘滞阻力很大、流速缓慢，其流动状态大多属于层流。 v（mm/s）表示断面平均渗透速度，k（mm/s）其物理意义是当水力坡降i=1时的渗透速度。 1、达西渗透定律 Darcy’s Law求出的渗透速度是一种假想的平均流速，它假定水在土中的渗透是通过整个土体截面进行的，而实际上，渗透水仅仅通过土体中的孔隙流动，实际平均流速要比假想的平均流速大很多。 实验室测定法：常水头试验法，透水性大的砂性土 变水头试验法，透水性小的无粘性土 2、渗透系数测定 渗流力：渗透水流施于单位土体内土粒上的拖曳力；渗透力、动水压力。 4、渗流力 h0 0 0 hw L 贮水器 土样 滤网 a b h2 Δh2 h1 Δh1 3-5 渗流力及渗透稳定性 5、渗透变形 渗透变形的形式： 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。主要发生在地基或土坝下游渗流溢出处。 管涌：在渗流作用下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。主要发生在砂砾土中。 孔隙水应力u：饱和土体中由孔隙水来承担或传递的应力 6、在静水和有渗流情况下的孔隙水应力和有效应力 通过粒间的接触面传递的应力称为有效应力。 孔隙水应力和有效应力之和称为总应力。 只有有效应力才能使土体产生压缩（或固结）和强度。 1）在静水条件下水平面上的孔隙水应力和有效应力 h2 h1 粘土层 γsat 水 γw 2）在稳定渗流条件下水平面上的孔隙水应力和有效应力 渗流方向由上向下 hw h h2 h1 砂层，排水 粘土层 γsat 水 γw 渗流方向由下向上 h hw h2 h1 砂层，承压水 粘土层 γsat 水 γw 渗流方向由下向上 流土的有效应力临界条件 　 　1．摩尔—库仑强度理论 　　抗剪强度与法向压应力的关系，强度线，库仑的简化公式，摩尔圆的引入，极限平衡状态应力圆与强度线的相互关系。 　 　2．土中一点应力极限平衡 　　判断土体所处状态。 1）求法向应力，剪应力，抗剪强度 2）应力圆与强度线的关系 3） 　 4） 3．抗剪强度测定 剪切试验测定土抗剪强度指标的试验称； 按常用的试验仪器剪切试验可分为直接剪切试验、三轴压缩试验、无侧限抗压强度试验和十字板剪切试验四种。 　 1）直接剪切试验 快剪；固结快剪；慢剪 cQ ＞ cR ＞cS ， φQ ＜φR ＜φS。 2）三轴压缩试验 三轴试验根据试样的固结和排水条件不同，可分为不固结不排水剪（UU）、固结不排水剪（CU)和固结排水剪（CD)三种方法。 不固结或固结是对周围压力增量而言的； 不排水或排水是对附加轴向压力而言的。 4．剪切形状 松砂→应变硬化型，体积缩小，剪缩。 紧砂→应变软化型，体积膨胀，剪胀。 砂土的液化 ?f ? O 固结不排水强度（CU） 正常固结粘土 A B 正常固结饱和粘性土的剪切性状 ?f ? O （土压力、边坡稳定性、地基承载力） 一、土压力 　　1．土压力的概念 　　根据位移移动方向，主动土压力，被动土压力、静止土压力。 　 　　2．主动土压力 　 主动土压力系数 3.土压力问题的讨论　　 朗肯土压力理论优缺点： 朗肯理论基于土单元体的应力极限平衡条件得出；计算简单，使用方便； 假设墙背竖直、光滑、填土表面水平；假设条件较苛刻，应用受到限制，工程中多用于挡土桩、板桩、锚桩等的土压力计算； 朗肯理论忽略了墙背与填土之间的相互作用，使得计算的主动土压力偏大，而被动土压力偏小； 库仑土压力理论是基于滑动块体的静力平衡条件建立的； 假定破坏面是通过墙踵的平面； 适用范围广，可用于填土面形状任意、墙背倾斜的情况，并可以考虑墙背的实际摩擦角；