土力学几个概念问题1.ppt

土力学几个概念问题 1.土力学内容 三方面： 渗流 固结（变形） 强度（破坏） 一条主线：有效应力原理 2.土与土性定义 （1）.粘粒 (0.005) 粉粒（0.075~0.005） 砂粒 (2~0.075) （2）砂性土、粉性土、粘性土 （3）砂土、粉土、粘土 3.水对土的物理性质和力学性质的影响 结合水： 强结合水 弱结合水 自由水: 毛细水 重力水 土的物理性质：重度、界限含水量、相对密度等 土的力学性质：渗透破坏、强度、变形 重力水对砂性土物理力学性质的影响（浮力、渗透力） 毛细水对粉细砂物理性质的影响 重力水对粉细砂力学性质的影响（渗透破坏、液化） 结合水对粘性土物理性质的影响（塑性指数IP) 重力水对粘性土物理性质的影响(液性指数IL) 结合水对粘性土力学性质的影响（强度) 重力水对粘性土力学性质的影响(强度值) 6.渗流和固结的联系与区别 7.达西定律的适用范围 达西定律是由砂质土体实验得到的，后来推广应用于其他土体如粘土和具有细裂隙的岩石等。进一步的研究表明，在某些条件下，渗透并不一定符合达西定律，因此在实际工作中我们还要注意达西定律的适用范围。 8 .土中渗流的作用力及渗透变形 （1）渗透力的定义 水在土中流动的过程中将受到土阻力的作用，使水头逐渐损失。 同时，水的渗透将对土骨架产生拖曳力，导致土体中的应力与变形发生变化。这种渗透水流作用对土骨架产生的拖曳力称为渗透力。 (2). 渗透变形 渗透变形:当水力梯度超过一定的界限值后，土中的渗流水流会把部分土体或土颗粒冲出、带走，导致局部土体发生位移，位移达到一定程度，土体将发生失稳破坏，这种现象称为渗透变形。 渗透变形主要有二种形式: 流土:渗流水流将整个土体带走的现象 管涌:渗流中土体大颗粒之间的小颗粒被冲出的现象 a.流土 渗流方向与土重力方向相反时，渗透力的作用将使土体重力减小，当单位渗透力j等于土体的单位有效重力（有效重度） gˊ 时，土体处于流土的临界状态。如果水力梯度继续增大，土中的单位渗透力将大于土的单位有效重力，此时土体将被冲出而发生流土。据此，可得到发生流土的条件为： 　　　　　　　　　　　　　（2－34）??? 或 　 （2－35） 流土的临界状态对应的水力梯度ic可用下式表示： ? （2－35） 这里?s为地基土的土粒密度，g/cm3。 （2）管涌 产生管涌的条件比较复杂，从单个土粒来看，如果只计土粒的重量，则当土粒周界上水压力合力的垂直分量大于土粒的重量时，土粒即可被向上冲出。实际上管涌可能在水平方向发生，土粒之间还有摩擦力等的作用，它们很难计算确定。 因此，发生管涌的临界水力梯度i。一般通过试验确定。 9.点、线、面荷载与地基的破坏与沉降 图3－14 双层地基中界面上附加应力的分布规律 (a) 应力集中 (b) 应力扩散 10.土的压缩性 ①土的压缩主要是由于孔隙体积减少而引起的。 ②由于孔隙水的排出而引起的压缩对于饱和粘性土来说是需要时间的 压缩性指标 （1）压缩系数a 通常可将常规压缩试验所得的e～p 数据采用普通直角坐标绘制成e～p 曲线，如图4－1所示。： （2）．压缩模量E 根据e-p曲线，可以得到另一个重要的侧限压缩指标—侧限压缩模量，简称压缩模量，用E9来表示。其定义为土在完全侧限的条件下竖向应力增量Δp（如从Pl增至P2）与相应的应变增量Δε的比值，根据这个定义参见图4-5可得到： （4-3） 式中Es—侧限压缩模量，MPa (3). 土的侧限回弹曲线和再压缩曲线 (4).关于三种模量的讨论 压缩模量Es是土在完全侧限的条件下得到的，为竖向正应力与相应的正应变的比值。该参数将用于地基最终沉降量计算的分层总和法、应力面积法等方法中。 变形模量E0是根据现场载荷试验得到的，它是指土在侧向自由膨胀条件下正应力与相应的正应变的比值。该参数将用于弹性理论法最终沉降估算中，但载荷试验中所规定的沉降稳定标准带有很大的近似性。 弹性模量Ei