河海大学土力学复习知识点

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地基变形与时间的关系:主要取决于土的渗透性和土层厚度;饱和土的渗透固结过程,就是孔隙水压力向有效应力转化的过程。

简述饱和土的渗透固结过程? 答:饱和土的渗流固结过程如下: (1)土体孔隙中自由水逐渐排出; (2)土体孔隙体积逐渐减小;

(3)由孔隙水承担的压力逐渐转移到土骨架来承受,成为有效应力。 粘性土沉降组成:

瞬时沉降:加载后地基瞬时发生的沉降; 采用弹性理论,采用不排水变形模量

主固结沉降:饱和与接近饱和的粘性土在基础荷载作用下,随着超静孔隙水压力的消散,土骨架产生变形所引起的沉降; 次固结沉降:主固结结束后,在有效应力不变的条件下,土骨架仍随时间发生变形. 利用S-lgt曲线,次固结指数进行计算

最终沉降量的计算方法(分层总和法) 基本假定:

(1)地基是均质、各向同性的半无限线性变形体,可按弹性理论计算土中应力,附加应力计算时取基础中心点下的附加应力进行计算; (2)在压力作用下,地基土不产生侧向变形,可采用侧限条件下的压缩性指标 分层总和法的计算步骤:

(1) 分层 分层原则 hi?0.4b; 天然土层面及地下水位处 (2)绘制基础中心点下地基中自重应力和附加应力分布曲线

(3)确定地基沉降计算深度 按照 ?zn/?czn?0.2(软土取0.1)确定

(4)计算各分层土的平均自重应力和平均附加应力 (5)计算各分层沉降量 (6)计算基础最终沉降量

有效应力原理:总应力由有效应力及孔隙水压力组成;土的变形和强度只与有效应力有关 太沙基一维固结理论的基本假定:

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(1) 土体是均质弹性,完全饱和; (2) 土粒和水不能压缩;

(3) 水的渗出以及土的压缩只能沿竖向发生;

(4) 水的渗流服从Darcy定理,且渗透系数k不变;

(5) 孔隙比的变化与有效应力的变化成正比,压缩系数a不变; (6) 外荷载一次瞬时施加.

灵敏度:在不排水条件下,原状土的无侧限抗压强度与重塑土的无侧限抗压强度之比,用St表示。

土的触变性:在土的含水量和密度不变的情况下,土因重塑而软化,又因静置而逐渐硬化,强度有所恢复的性质。

第五章

库仑定律:当土所受法向应力不很大时,土的抗剪强度与法向应力可近似用线性关系表示,这一表征土体抗剪强度与法向应力的公式即为库仑定律表达式

土的抗剪强度的组成 ⑴ 摩擦力

滑动摩擦: 剪切面土粒间表面粗糙所产生的摩擦

咬合摩擦: 土粒间相互嵌入所产生的咬合力, 其引起土的剪胀 颗粒的破碎与重排列

⑵ 粘聚力:由土粒间的胶结作用和各种物理-化学键力作用的结果,其大小与土的矿物组成和压密程度有关

静电引力: 包括库仑力仑力和离子-静电力

范德华力: 物质的极化分子与相邻另一极化分子间通过相反的偶极吸引

胶结力: 土或水中碳、硅、铅、铁等氧化物对土颗粒形成胶结作用,其粘聚力可达几百千帕

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表观粘聚力: 如毛细力、非饱和土中吸力等

影响抗剪强度的因素有哪些?

摩擦力: 剪切面上的法向总应力、土的初始密度、土粒级配、土粒形状以及表面粗糙程度 粘聚力: 土中矿物成分、粘粒含量、含水量以及土的结构

土体中发生剪切破坏的平面,是不是剪应力最大的平面?在什么情况下,剪切破坏面与最大剪应力面是一致的?

土体中发生剪切破坏的平面一般不是剪应力最大的平面。

当土的莫尔破坏包线与?轴平行时,即

?f?常数时,剪切破坏平面与最大剪应力面是一致的。

莫尔-库伦强度理论:以库伦公式作为抗剪强度公式,根据剪力是否达到抗剪强度作为破坏准则的理论就称为莫尔-库伦强度理论.

直剪试验与三轴试验的优缺点 直剪试验:

优点:直剪仪构造简单,操作简单,在一般工程中应用广泛。

缺点:a.不能严格控制排水条件,不能量测试验过程中试样的孔隙水压力。 b.剪切面不是沿土样最薄弱的面剪切破坏。

c.剪切过程中剪切面上的剪应力分布不均匀,剪切面积随剪切位移的增加而减小。 三轴试验:

优点:a. 试验中能严格控制试样的排水条件,准确测定试样在剪切过程孔隙水压力的变化,从而定量获得土中有效应力的变化情况; b. 与直剪试验相比,试样中的应力状态相对地较为明确和均匀,不硬性指定破裂面位置; C.除抗剪强度指标外,还可测定,如土的灵敏度,压力系数、孔隙水压系数等力学指标。

缺点:a.试验仪器较复杂,操作技术要求高,且试样制备比较麻烦。 b.试验是在轴对称情况下进行的,不能考虑中主应力的影响。

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试验方法 适 用 条 件

地基土的透水性和排水条件不良, 建筑物施工速度较快 不排水剪 (快 剪)

排 水 剪(慢 剪) 地基土的透水性好, 排水条件较佳, 建筑物加荷速率较慢 建筑物竣工后较久, 荷载又突然增大, 或地基条件等介于上述两种情况之间 固结不排水剪(固结快剪)

饱和粘性土不同排水条件下的抗剪强度指标

1. 不固结不排水剪(UU) :试验过程中试样含水量和体积保持不变, 加压过程中只引起试样的孔隙水压力变化, 而有效应力不变, 故抗剪强度亦不变。 2. 固结不排水剪(CU) :固结过程中试样含水量和体积减小, 剪切过程中保持不变, 只是孔隙水压力改变, 破坏时孔隙水压力完全由试样受剪引起。 3. 固结排水剪(CD) :整个试验过程中始终打开排水阀门, 让试样充分排水固结, 保持孔隙水压力为零, 有效应力等于总应力。

第六章

被动土压力:挡土墙在外力作用下向墙背方向移动时,墙挤压土体,墙后土压力逐渐增大,当达到某一位移时,墙后土体开始上隆,滑动楔体内应力处

于被动极限平衡状态,此时作用在墙背上的土压力称为被动土压力。

主动土压力:当挡土墙沿墙趾向离开填土方向转动或平行移动位移量达到一定量时,滑动面上的剪应力等于抗剪强度,墙后土达到主动极限平衡状态,

填土中开始出现滑动面,这时作用在墙背上的土压力就称为主动土压力。

三种土压力与位移之间的关系?三种土压力之间的大小关系?

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