土力学-重点2013课件.ppt

土力学的特点;土工结构物或地基;概念 土力学是研究土体的一门力学，它是研究土体的应力、变形、强度、渗流及长期稳定性的一门学科。;; 土的特点 散体性 多相性 自然变异性; 粒组含量用于土的分类定名； 不均匀系数Cu用于判定土的不均匀程度： Cu ? 5为不均匀土； Cu ? 5为 均匀土 曲率系数Cc用于判定土的连续程度： Cc =1~3为级配连续土；Cc3 或 Cc1为级配不连续土 不均匀系数Cu和曲率系数Cc 用于判定土的级配优劣： Cu ? 5且 Cc=1~3为级配 良好的土； 如果Cu 5 或Cc3 或Cc1为 级配 不良的土;土体有三个组成部分：固相、液相和气相;;土 的 结 构;;塑性指数;液性指数：;冻胀原理： 土发生冻胀一般是指土中水分向冻结区迁移和积聚的结果。 当土层中温度降至负温时，土中的自由水首先在OoC时冻结成冰晶体，随着气温的继续下降，弱结合水的最外层也开始冻结。 这样就使冰晶体周围土中的结合水膜减薄，土粒就产生剩余的分子引力。同时，结合水膜的减簿，使得水膜中的离子浓度增加，又加强了渗透压力。在这两种力的作用下，附近未冻结区水膜较厚处的结合水，被吸引到冻结区的水膜较薄处。 一旦水分被吸引到冻结区后，水即被冻结，使冰晶体增大，而不平衡引力继续存在。若未冻结区存在着水源和水源补给通道，则末冻结区的水分就会不断地向冻结区迁移积聚，使冰晶体不断扩大，在土层中形成冰夹层，土体发生隆胀，即冻胀现象。 这种冰晶体的不断增大，一直要到水源的补给断绝后才停止;岩石 碎石土 砂土 粉土 粘性土 特殊土;土体中的渗流;土的渗透性研究主要方面 ;影响渗透系数的主要因素; 算例说明 ;流砂和流土现象;自重应力和附加应力;地下水位升降时的土中自重应力; 例题4-4;土在压力作用下体积缩小的特性称为土的压缩性。土的压缩通常由三部分组成: 固体土颗粒被压缩; 土中水及封闭气体被压缩; 水和气体从孔隙中被挤出。 试验研究表明:固体颗粒和水的压缩量是微不足道的，在一般压力作用下，固体颗粒和水的压缩量与土的总压缩量之比完全可忽略不计。 所以土的压缩可看作是土中水和气体从孔隙中被挤出，同时，土孔隙体积缩小。 这时，土粒调整位置，重新排列，互相挤紧。;土的压缩变形的快慢与土的渗透性有关。 在荷载作用下，透水性大的饱和无粘性土，其压缩过程短，建筑物施工完毕时，可认为其压缩变形已基本完成; 而透水性小的饱和粘性土，其压缩过程所需时间长，十几年、甚至几十年压缩变形才稳定。 土的固结：饱和土在压力作用下随土中水体积减少的全过程，称为土的固结。 研究土的压缩性大小及其特征的室内试验方法称为压缩试验，室内试验简单方便，费用较低;了解地基土变形状况的现场测试，称为原位试验。;土的类别;沉积土层的应力历史;§5.4 土的变形模量;单向压缩基本公式 分层总和法—将地基土在地基压缩层深度范围内划分为若干分层，计算各分层的压缩量，然后求其总和。 不考虑侧向变形，侧限条件 适用于可压缩土层位于 两层坚硬密实土之间或 在大面积荷载作用下。 地基压缩层深度（地基变形 计算深度）—自基础底面 向下需要计算压缩变形所达 到的深度。;上式说明，饱和土中的总应力为有效应力和孔隙水压力之和。 土的变形及强度性状与有效应力密切相关:只有通过颗粒接触点传递的应力，才能引起土的变形和影响土的强度。 孔隙水压力对各个方向作用是相等的，因此它只能使土颗粒产生压缩，而土颗粒本身的压缩量是很微小的，在土力学中均可不考虑。 上式所表达的概念通常被称为有效应力原理。这是土力学有别于其它力学(如固体力学)的重要原理之一;土中水渗流时的土中有效应力;水自上向下渗流时;水自下向上渗流时;饱和土的渗透固结 ——饱和土在附加应力作用下，孔隙中相应的一些自由水将随时间而逐渐被排出，同时孔隙体积也随着缩小，这个过程称为~~ 饱和土的固结包括渗透固结（主固结）和次固结 渗透固结—由土孔隙中自由水的排出速度决定； 次固结—由土骨架的蠕变速度决定。;库仑公式及抗剪强度指标;土粒表面的粗糙度 土的密实度 颗粒级配 等;按有效应力原理——剪应力只能由土的骨架承担 即抗剪强度只与有效应力有关，故： 有效应力法——有效应力、有效粘聚力、有效内摩擦角 总应力法（库伦公式） ——方便、工程应用 一般;;剪切破坏面的位置;直剪试验的优缺点;§7.3 土的抗剪强度试验;土压力的大小及分布规律受墙体可能的位移方向、墙背填土的种类、填土面形式、墙的截面刚度和地基的变形等一系列因素的影响 按墙的位移情况和墙后土体所处的应力状态，土压力分三种： ①主动土压力：当挡土墙向离开土体方向偏移至土体达到极限状态时