土力学满分攻略.docx

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第一章
1、自然界的土是由岩石经风化、搬运、聚集而形成的。
2、粒组区分颗粒界线mm:漂石200卵石20砾石2砂粒1/20
3、土的三比较率指标:
1)土密度ρ=M/V(~)
2)土粒密度ρs=Ms/Vs
3)土含水量ω=Mω/Ms*100%(水的质量与土粒质量之比)
4)干密度ρd=Ms/V(土粒质量除以整体积)
5)饱和密度ρsat=(Mω+Ms)/V
6)有效重度γ’=(10*Ms-Vs*γω)/V
7)孔隙比e=Vv/Vs(缝隙体积与固体体积之比)
8)孔隙率n=Vv/V(缝隙体积与整体积之比)
9)饱和度Sr=Vω/Vv(水的体积与缝隙体积之比)

粉粒

1/200

粘粒。
4、换算
1)e=γs*(1+ω)/γ-1
e=γs/γd-1e=ω*γs/(Sr*γω)
2)γd=γ/(1+ω)γd=γs/(1+e)
5、土的构造的基本种类:单粒构造,蜂窝构造,絮状构造。
6、粘性土的状态与界线含水量:流动状态(液限ωL)可塑状态(塑限ωp)半固体状态(缩限ωs)固体状态。
7、塑性指数:

Ip=ωL-ωp

液性指数

IL=(ω-ωp)/(ωL-ω)
8、土的状态:

IL

坚硬

0硬塑





1流塑。
第二章
1、达西浸透定律:v=q/A=k*i(i是水力梯度,k是浸透系数)
2、有效应力原理:饱和土体内任一平面上遇到的总应力等于有效应力加孔隙水压力之和

;土的变形和强度取
决于有效应力而不是总应力。
3、流网的特色:流线与等势线互相正交;每个网格的长宽比为常数;相邻等势线间的水头损失相等;各流槽的渗流量相等。
4、浸透力的见解:水在土中流动的过程中将遇到土阻力的作用,使水头渐渐损失。同时,水的浸透将对土骨架产生拖曳力,致使土体中的应力与变形发生变化。浸透力:浸透水流施于单位土体内土粒上的拖曳力,也称
渗流力、动水压力,用f表示(kN/m3)。
5、浸透力计算:j=J/V=γω*i
6、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。(渗流水流将整个土体带走)
7、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挪动并被带出的现象。主要发生在砂
砾土中。(土体大颗粒之间的小颗粒被冲出)
第三章
1、依据顾力产生的原由,土中应力分为自重应力和附带应力。自重应力是土体遇到重力作用而产生的应力;
附带应力是因为外载荷(建筑荷载、车辆荷载、土中水的渗流力、地震力等)的作用,在土中产生的应力增量。
2、依据顾力分担角度来分,则土中应力还可分为有效应力和孔隙水压力。
3、3个假定:1)以为土是连续的;2)以为土拥有均匀性且知足弹性理论;3)以为土是半无量体。
4、土中一点应力状态:正应力σα=(σx+σy)/2+(σx-σy)/2*cos2α+τxy*sin2α
切应力τα=(σx-σy)/2*sin2α+τxy*cos2α
5、自重应力:σcz=γz
6、成层土的自重应力:
σcz=∑γi*hi
7、土层中有地下水时的自重应力:
1)砂性土考虑浮力;
2)粘性土先判断土的液性指数,大于
1算浮力,不然
不算。
8、水平向自重应力:
σcx=σcy=K0σcz(K0为侧压力系数)
9、基底地基反力的散布规律主要取决于基础的刚度和地基的变形条件。
(注意下柔性基础和刚性基础的差异)
10、地基反力的简化计算方法:
1)中心荷载:p=N/A
2)单向偏爱荷载:p=N/(l*b)(1±6*e/l)
3)双向
偏爱载荷:p=N/(l*b)(1
±6*ex/l±6*ey/l)
11、集中力作用在地表时的应力计算:布西奈斯克是明德林解法的特例,
前者附带应力在地表,
后者在土层内
部。
12、矩形面积均布荷载作用时,土中任一点的竖向应力
σz的角点法计算:第三章ppt
38页,课本57页。
13、土的泊松比:λ=εx/εy(x、y方向的应变之比)
第四章
1、土在外力作用下体积减小的特色即为土的压缩性。
2、土的压缩性特色:1)土的压缩主要由孔隙体积减少惹起。饱和土可不予考虑。但土中水拥有流动性,在外
力作用下会沿土中孔隙排出,进而惹起土体积减少而发生压缩;2)孔隙水的排出关于饱和粘性土需要时间。
土的压缩随时间增添的过程称为土的固结。
3、基底地基土主要因为压缩而惹起的竖直方向位移称为沉降。
4、研究建筑物地基沉降包含:
1)绝对沉降量的大小(最后沉降);
2)沉降与时间的关系。
5、室内侧限压缩试验及压缩模量:加荷等级
p为50、100、200、300、400kPa。
6、孔隙比e=e0-H/H0*(1+e0)
或许
H/H0=(e0-e)/(1+e0)
8个见解:1)压缩系数a=tanα=-
e/
p=(e1-e2)/(p2-p1);2)压缩模量Es=
p/ε=
p/(
H/H?)=(1+e?)/a
;
7、
3)变形模量E。:土在侧向自由膨胀条件下正应力与相应的正应变之比,(
ppt25页);4)弹性模量E:前
两个的应变包含弹性和塑性应变,这个只有弹性应变;
5)压缩指数Cc=(e1-e2)/lg(p2/p1)
,e-logp曲线直线段的
斜率;6)回弹指数Ce:卸载段和再压缩段的均匀斜率,远小于
Cc;7)先期固结压力
Pc:土体在固结过程中
所曾受的最大有效应力;
8)超固结比OCR=Pc/Po(1为正常固结土,>1为超固结土,<1为欠固结土)。
8、分层总和法计算最后沉降:基本假定
1)取基地中心点下地基附带应力来计算各分层的竖向压缩量,以为
基础的均匀沉降量为各分层土竖向压缩量之和;
2)假定地基土只在竖向发生压缩变形,没有侧向变形,可用
室内侧限压缩试验成就。
9、计算步骤:1)地基土分层:成层土和地下水面为自然分层层面,
其余分层厚度不大于
(b为基地宽度);
2)计算各分层界面处土自重应力,从天然地面起算,地下水位下应用有效重度(
γ-);3)利用角
点法计算各分层界面处基底中心下竖向附带应力;
4)确立地基沉降计算深度,
取附带应力等于自重应力的

深度所在层为计算深度的限值,若遇到花岗岩则直接作为深度限值;
5)计算压缩量,
s=
e*Hi/(1+e1)。e-p
曲线,插值。
10、简单讨论:只有竖向压缩的假定在压缩土层厚度同基底荷载散布面基比较很薄时才比较凑近,
此假定惹起
计算结果偏小,但取基底中心计算偏大,必然程度互相填补;相邻荷载的影响能够用叠加法办理;当基坑开挖面积较大,较深以及裸露时间长,考虑回弹和再压缩。
11、其余方法:弹性理论法、应力面积、
Logistic曲线、泊松曲线拟合的概率法、传达矩阵法、反应计算法、
灰色群优化展望模型、静力触探法和瞬态
R波法、指数曲线配合法
12、太沙基一维渗流固结理论基本假定:
1)土是均质、各向同性且饱和的;
2)土粒和孔隙水是不可以压缩的,
土的压缩完满由孔隙体积的减小惹起;
3)土的压缩和固结仅在竖直方向发生;
4)孔隙水的向外排出符合达西
定律,土的固结快慢决定于它的渗流速度;
5)在整个固结过程中,土的浸透系数、压缩系数等均视为常数;
6)
地面上作用着连续均布荷载并且是一次施加的。
13、固结度:就是指在某一附带应力下,经某一时间
t后,土体发生固结或孔隙水应力消失的程度。有效应力
与附带应力之比。
14、饱和粘性土地基沉降的三个阶段:

刹时沉降:初始沉降、不排水沉降,施加荷载后刹时发生的;

固结沉降:
主固结沉降,在荷载作用下,孔隙水渐渐被挤出孔隙体积减小惹起;次固结沉降:次压缩沉降、徐变沉降,超
静孔隙水压力消失为零,联合水以粘滞流动的形态惹起的。
第五章
1、库伦定律:τf=σ*tanφ+c(τf为抗剪强度,σ为法向应力,φ为土的内摩擦角,
c为土的粘聚力,若c
为0,则为砂土,c和φ为土抗剪强度指标)
2、摩尔包线:资料遇到不一样样应力作用达到极限状态时,滑动面上法向应力和剪切力的关系。
3、摩尔库伦理论:摩尔应力圆和库伦线相切,极限均衡,相割剪切破坏,相离未破坏。公式见书籍
108页。
4、破坏面与最大主应力面夹角:
α=45°+φ/2
5、判断土体极限均衡状态,必然同时掌握大小主应力和土的抗剪强度指标大小及其关系;破坏面不是在最大
剪应力作用面。
6、抗剪强度指标实验:
1)直接剪切试验:快剪(不排水,
),固结快剪(排水,固结坚固
,),
慢剪(排水,固结坚固
,)。长处:设施简单,土样制备及实验操作方便;弊端:破坏面不用然是土样最薄
弱面;剪切面上应力散布不均匀,且竖向荷载会发生偏转;剪切面渐渐减小;不可以够严格控制排水,没法量测孔
隙水压力;上下盒之间易嵌入沙粒,使结果偏大。
2)三轴压缩试验:不固结不排水剪(
UU试验),固结不
排水剪(CU试验,先充分排水到固结坚固,再不排水剪切),固结排水剪(
CD试验,全程排水)。长处:①
能控制排水条件,量测孔隙水压力。②试样的应力散布比较均匀,剪切破坏面为最单薄面。弊端:①试验仪器
复杂,操作技术要求高,试样制备较复杂。②试验在
σ2=σ3的轴对称条件下进行,与土体实质受力状况可能
不符。3)无侧限抗压强度试验。
4)十字板剪切试验。
7、应力路径:在外力作用下某一点应力变化过程在应力座标图中的轨迹。
8、总应力路径(TotalStressPath):遇到荷载后土中某点的总应力变化的轨迹,它与加荷条件相关,而与土
质和土的排水条件没关。
9、有效应力路径(EffectiveStressPath):则指在已知的总应力条件下,土中某点的有效应力变化的轨迹,它不只与加荷条件相关,并且也与土体排水条件及土的初始状态,初始固结条件及土类等等土质条件相关。
10、土的抗剪强度影响要素:1)土的性质:矿物成分、颗粒形状和级配,含水量,原始密度,粘性土的触变性;2)应力状态:土的应力历史。
第六章
1、静止土压力Eo:挡土构造在土压力作用下,不发生变形和位移,土体处于弹性均衡状态;主动土压力Ea:
挡土构造在土压力作用下向走开土体方向位移,当土体达到主动极限均衡状态时的土压力;被动土压力Ep:
挡土构造在荷载作用下向土体方向位移,使土体达到被动极限均衡状态时的土压力。
2、土压力的大小及散布与作用在挡土构造上的土体性质、挡土构造自己的资料及挡土构造的位移相关。
3、朗肯土压力理论:朗金土压力理论应用于半空间中的应力状态和极限均衡理论的见解,比较明确,公式简
单,合用于粘性土和无粘性土,工程上应用宽泛;其假定条件为墙背直立、圆滑、墙后填土水平并没有量延长,合用受限;该理论忽视了墙背与填土之间的摩擦力,使计算的主动土压力偏大,而计算的被动土压力偏小。
4、库伦土压力理论依据墙后滑动土楔的静力均衡条件推导获得土压力计算公式,考虑了墙背与墙后填土之间
的摩擦力,可用于墙背倾斜,填土面倾斜的状况,因为理论假定填土为无粘性土,所以不可以用库伦土压力理
论直接计算粘性土的土压力。库伦土压力理论假定墙后填土破坏时,破碎面是一平面,实质是一曲面。计算主
动土压力时,只有当墙背的斜度不大,墙背与填土间的摩擦力较小时,破碎面才近似为一平面。平常,用此理
论计算主动土压力偏差较小

2%~10%,知足实质工程要求精度;但计算被动土压力时,因为破坏面凑近对数螺
线,计算结果偏差较大,可达

2~3

倍,甚至更大。
5、朗肯主动土压力:
pa
3
ztan2(45
)2ctan(45
)
zKa2cKa
2
2
土不受
拉力,令Pa=,上述减号都改为加号。
第七章
1、土坡:天然土坡(山坡、岸坡),人工土坡(边坡)。
2、滑坡的实质:土坡内滑动面上作用的滑动力超出了土的抗剪强度。
3、砂土土坡坚固的极限坡脚等于砂土的内摩擦角,特称之为自然休止角。
4、费伦纽斯(瑞典)条分法:基本源理:将滑动土体分红很多竖向土条,考虑每一个土条的静力均衡,最后
叠加计算整个滑动面的坚固安全系数。基本假定:滑动面上的法向反力和切向反力都作用在滑动面的中点;认
为土条间的作使劲对土坡的整体坚固性影响不大,

能够忽视,即假定土条双侧的作使劲大小相等、

方向相反且
作用于同向来线上而互相抵消。
5、毕肖普条分法:基本假定:忽视土条间的竖向剪切力的作用;假定土条滑动面上的抗剪强度与切向下滑力相均衡;假定各土条的抗滑安全系数相同,即等于滑动面的均匀安全系数。
6、不均衡推力传达法:基本假定:假定土条间作使劲的协力与上一土条底面相平行;土条的底面必然为平面。
7、岩石边坡的破坏种类分为:(1)滑动破坏;(2)倾倒破坏;(3)断裂破坏。
8、内部加固的构造:铺设型:条形加筋构件、土工布、格删型加筋构件、插入型锚固构件;现场改进型:土
钉、锚索、树根桩。
第八章
1、当土中一点的剪应力达到土的抗剪强度时,这一点的土就处于极限均衡状态。
2、若土体中某一地区内各点都达到极限均衡状态,这一地区就称为极限均衡区,或塑性区。
3、地基单位面积上承受荷载的能力称为地基承载力。
4、地基马上丧失坚固性时的承载能力称为地基极限承载力pu。
5、赞成承载力[R]是指:地基坚固有足够的安全度,并且变形控制在建筑物的赞成范围内时的承载力。
6、承载力基本值(f0):是指按相关规范规定的必然的基础宽度和埋深条件下的地基承载能力,按相关规范查表确立。
7、承载力标准值(fk):是指按相关规范规定的标准方法试验并经统计办理后的地基承载能力。
8、承载力设计值(f):地基承载力标准值经过深宽修正后的地基承载力。
9、变形要求:建筑物基础在荷载作用下产生最大沉降量或沉降差,应当在该建筑物所赞成的范围内;稳
定要求:建筑物的基底压力,应当在地基所赞成的承载能力以内。
10、(压密阶段):转折点为比率界线Pcr;(剪切阶段):转折点为极
限荷载Pu;。
11、地基破坏形式:整体剪切破坏;局部剪切破坏;刺入剪切破坏。
12、临塑荷载:Pcr;
临界荷载:P1/4,P1/3。
13、上述计算公式注意事项:1)计算公式合用于条形基础,这些计算公式是从平面问题的条形均布荷载状况下推得的,若将它近似地用于矩形基础,其结果是偏安全的。
2)计算土中由自重产生的主应力时,假定土的侧压力系数K0=1,这是与土的实质状况不符的,但这样可使计
算公式简化。
3)计算临界荷载p1/4时,土中已经出现塑性区,但这时仍按弹性理论计算土中应力,这在理论上是自相矛盾的,其所惹起的偏差是随塑性区范围的扩大而扩大的。
14、45°+φ/2朗肯主动区,接下来是过渡区,最后45°-φ/2是朗肯被动区。
第九章
1、基础设计步骤:资料、设计、出图、预计。
2、上部构造:建(构)筑物在地表以上的部分;基础:建(构)筑物在地表以下的构造;地基:支承基础的
土层。
3、基础的作用:“承前启后”;基础设计的目标:保证基础自己有足够的强度和刚度;选择合理的尺寸和部署方案,使地基的反力和沉降在赞成范围以内。
4、地基分类:天然地基,人工地基;按埋置深度:浅基础(h<b),深基础。
5、基础设计考虑要素:上部构造的种类、使用要求及其对不均匀沉降的敏感性;地基承载力特色值;基础的资料及构造形式;基础的埋置深度;施工限时、施工方法及所需施工设施;基础的形状和部署,以及与相邻基础、地下修建物和地下管道的关系。
6、浅基础种类:按形状大小:独立基础,条形基础,筏板基础,箱形基础,壳体基础。按资料性能:刚性基础(墙下刚性条形基础、柱下刚性独立基础,抗压),柔性基础(钢筋混凝土独立基础(台阶型基础、锥型基
础、杯口形基础),抗剪抗弯、钢筋混凝土条形基础(墙下钢筋混凝土条形基础、柱下**、十字交叉**),筏
板基础(平板式、梁板式),箱形基础,壳体基础)。
7、建筑构造必然知足以下各项功能要求:
1)能承受在正常施工和正常使用时可能出现的各样状况;并拥有优秀的工作性能;
2)在正常保护状况下拥有足够的长久性;
3)在有时局件发生时及发生后,还能够保持必要的整体坚固性。
8、基础设计的原则:一、安全等级;二、荷载规定;三、地基基础设计的技术要求;四、地基基础设计的表达式。
9、安全等级:甲、乙、丙级。建筑物均应进行变形计算;

1)各级建筑物的地基计算均应知足地基承载力计算的相关规定;2)甲、乙级
3)表9-2所列范围内的丙级建筑物一般可不做变形验算,但有特别状况仍应做变
形验算;4)对常常承受水平荷载作用的高层建筑和高耸构造和挡土墙等,以及建筑在斜坡上或边坡周边的建
筑物,尚应验算其坚固性。
10、荷载规定:静荷载,动荷载(一般活荷载、特别荷载(地震、风力))。
11、受水平荷载较大的建筑物或修建物(如挡土墙),除验算沉降外,还需进行沿地基与基础接触面的滑动、沿
地基内部滑动和沿某础边沿颠覆等方面的验算。
12、在地基基础设计时,对不一样样荷载应采纳不一样样的代表值:对静荷载,应采纳标准值作为代表值;对活荷载,
应依据设计要求采纳标准值、组合值或准永远值作为代表值;对特别荷载,应依据试验资料,联合工程经验确
定其代表值。
13、静荷载标准值:对构造自重,可按构造构件的设计尺寸与资料单位体积的自重计算确立;活荷载的标准值:
详见《建筑构造设计规范》的规定。当构造承受两种或两种以上活荷载时,设计时应采纳组合值作为代表值;活荷载组合值:为活荷载标准值乘荷载组合系数;活荷载准永远值:为活荷载标准值乘荷载准永远值系数。
14、地基基础设计的技术要求:地基基础设计应知足:承载力p<=f(强度和坚固性);沉降量s<=[s](包含绝对沉降和不均匀沉降);基础构造应有足够的强度、刚度和长久性。
15、地基基础设计的三种设计表达式:赞成承载力法,安全系数法,分项系数法。
16、影响基础埋深的条件:建筑物的用途种类及荷载大小性质;工程地质和水文地质条件;相邻建筑物基础埋
深的影响;地基土冻胀和融陷的影响。
17、地基承载力计算步骤:埋深、基底尺寸、承载力、沉降、坚固性。
18、注意事项:一般只要计算基础基层;若存在纤弱下卧层,需验算;偏爱荷载:
-3)+ηd*γ0*(d-)(γ为所求承载力的土层土的重度,b为基础地面宽度不足

Pmax<;f=fk+ηb*γ*(b
3m按3m算,大于6m按
6m

算,γ0

为待求层之上的土加权重度);纤弱下卧层:矩形基础和条形基础验算公式

p200。
19、基础地面尺寸设计:预计面积;放大面积;选择

--3

的长宽比。
20、建筑物的变形赞成值(查规范):
1)关于砖石砌体承重构造,房子的破坏主假如因为墙体挠曲惹起的局部曲折,故由局部倾斜控制。
2)混淆构造房子对地基的不均匀沉降是很敏感的,墙体极易产生呈45度左右的裂痕。
3)关于框架构造和单层排架构造主要因为相邻柱基的沉降差使构件受剪歪曲而破坏,所以应由沉降差来控制,
并要求沉降量不宜过大。
4)关于高耸构造物和多层、高层建筑物,应控制基础的倾斜,其赞成倾斜值主要取决于人类感觉的敏感程度,
倾斜值达到显然可见的程度大概为1/250,构造破坏则大概在倾斜值达到1/150时开始。
21、坚固性计算平常采纳圆弧滑动法。K>=
22、减少不均匀沉降危害的举措:采纳桩基础或其余深基础,减少总沉降量;对地基进行办理,提升承载力和压缩模量;在建筑、构造和施工中采纳举措。
23、建筑举措:建筑物的体形力争简单;增强构造的整体刚度;设置沉降缝;相信建筑物基础间应有适合的净距;调整某些设计标高。
24、构造举措:设置圈梁;采纳适合的构造形式;减少建筑物和基础自重;减少或调整基底附带压力;增强基础刚度。
25、施工举措:先建重(高)建筑,后建轻(低)建筑;建筑物施工前使地基开初沉降;注意沉降、降水对周边建筑物的影响;基坑开挖坑底土的保护。
26:沉井:用钢筋混凝土资料制成的井筒状构造物。长处:占地面积小,开挖不需围护,技术操作简单,挖土量少,节俭投资,施工安妥靠谱。
第十章
1、桩基础特色:承载力高;坚固性好;沉降小;便于机械化施工。
2、采纳条件:(1)对地基沉降要求严格,不一样样意有不均匀或过大沉降的建筑物;
(2)采纳地基加固举措不适合的纤弱地基或特别土地基;
(3)当施工水位或地下水位很高或基础位于水中的建筑物;
(4)高耸建筑物等;
(5)建筑物遇到大面积地面超载的影响,或软土上活荷载比较大的筒仓、油库等;
(6)承受大荷载、动荷载、大偏爱荷载的建筑物;
(7)精巧或大型设施的基础,对基础振动有较高要求的建筑;
(8)意义重要或需长久保留的建筑物。
3、功能作用:将上部构造荷载,经过较纤弱的地层传达给深部较坚硬的土层或岩层。
4、分类:端承型桩(端承桩、摩擦端承桩),摩擦型桩(摩擦桩、端承摩擦桩)
5、预制桩:钢筋混凝土桩、预应力钢筋混凝土桩、钢桩。
6、灌输桩:沉管灌输桩、钻孔灌输桩、挖孔灌输桩。
7、单桩的破坏模式:(
1)桩身资料服气(非压曲)(
2)持力层整体剪切破坏。(
3)刺入剪切破坏。(
4)
沿桩身侧面纯剪切破坏(
5)在拔力作用下沿沿桩身侧面纯剪切破坏。
8、单桩的荷载传达:竖向荷载作用于桩顶,上部桩身第一遇到压缩而发生相关于土的向下位移,于是桩周土
在桩侧界面上产生向上的摩阻力;荷载沿桩身向下传达的过程就是不停的战胜这类摩阻力并经过它向土中扩散
的过程;桩身轴力沿深度减小,致使桩端,桩身轴力与桩底反力相均衡,同时使桩底土压缩,使桩身下沉,又使摩阻力进一步发挥。随荷载的渐渐增添,上述过程循环往复地进行,直至变形坚固。
9、负摩阻力:
压缩地基在打桩以前采纳加固举措,以除去下拉荷载。

,或对可

许沉降量而从头选择持力层。
10、桩基础的设计:采集资料、出图、设计、预计。
11、竖向荷载作用下,因为承台、桩、,常常与相同地质条件和设置方法的相同独立单桩有显着差异,这类现象称为群桩效应