土力学公式
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篇一:土力学带公式完整版
土的三相指标
图 1-2 土的三相图
( 1 )土的天然密度 或重度
单位体积土的质量(重量)。
( kg/m3 ) ( 1-3a )
( kN/m3 ) ( 1-3b )
且有关系
( 1-4 )
试验测定方法:环刀法等。 ( 2 )土的含水量(率) w
土中水的质量(重量)与土粒质量(重量)之比,以百分数
示。
( 1-5 )
试验测定方法:烘干法
( 3 )土粒相对密度(土粒比重) G s
土粒相对密度定义为土粒的质量与同体积 4oC 纯水的质量之比。
(无量纲) ( 1-6 )
试验测定方法:比重瓶煮沸法。由此还可得到
( 1-7 )
以下指标由基本指标导出。设土颗粒的体积为 1 ,按照各指标的定义,可得到单元土的三相简图如图 1-3 所示。
图 1-3 单元土的三相简图 ( 4 )孔隙比 e
孔隙比为土中孔隙何种与土粒体积之比,用小数表示。
( 1-8 )
( 5 )孔隙率 n
土中孔隙体积与土的总体积之比。
( 1-9 )
且有
或
( 1-10 )
( 6 )饱和度 Sr
土中所含水分的体积与孔隙体积之比 , 反映了土体中孔隙被水充满的程度。
( 1-11 )
( 7 ) 土的饱和容重
和浮重度(有效重度)
饱和重度为土处于饱和状态时的重度,浮重度为土浸入水中受到浮力时的重度。
( 1-12 )
( 1-13 )
( 8 )干重度
土中颗粒的重量与土体积之比。
( 1 , 14 )
( 9 )各重度之间的比较
( 1 , 15 )
( 10 )最大干容重和最优含水量
同一种土,采用同一种方法压密击实时,所能达到的最大干容重与其含水量有关,达到最大干容重时所对应的含水量称为最优含水量,显然干容重最大时,填土的密实度最高。
7 (土的物理状态 土的物理状态主要是指:
无粘性土:密实程度,疏松或密实。粘性土:稠度,即土的软硬程度。 土的干湿软硬松密等状态。 ( 1 )无粘性土密实程度指标 ? 孔隙比
孔隙比愈大,则土愈松散,反之越密实。
孔隙比仅适用于级配相近的土的密实度的比较,且取原状土样测定孔隙比 比较困难。 ? 相对密度 D
r
( 1 , 16 )
其中, e 为原状土的孔隙比,
和
分别为该种土所能达到的最大、最小孔隙比。
同样,它也存在着原状土孔隙比 较难测定的问题。 ?
贯入系数 N 63.5
通过现场标准贯入试验确定,适用范围较广。 ( 2 )粘性土的状态及可塑性
即粘性土的软硬程度,或称稠度状态,如图 1-4 所示。其中:
图 1-4 粘性土的物理状态
液 态:含水量较大,颗粒之间有自由水,且粒间联结很弱。宏观上表现为粘土处于粘滞流动状态。
可塑态:颗粒之间的主要为外层间的结合水,土粒之间有一定的联结力。宏观上表现为土的形状可任意改变而不裂不断,外力解除后,土仍保持改变后的形状,这种性能称为可塑性,是粘性土区别于无粘性土的重要特征。
半固态:颗粒间的水主要是强结合水和扩散层的内层结合水,粒间联结比较牢固,土失去可塑性。
固 态:土间之水为强结合水,粒间联结非常牢固,土体积已不随含水量的减少而减少。 它有以下几个稠度界限(粘性土由一种状态变为另一状态的分界含水量):
液限:由液性状态转变为塑性状态时的分界含水量。由锥式(碟式)液限仪法或液塑限联合测定法确定。
塑限:由塑性状态转变为半固体状态时的分界含水量。由搓条法或液塑限联合测定法确定。 缩限:由半固态转变为固态的分界含水量。
( 3 )塑性指数
( 1 , 17 )
反映粘性土的可塑性的大小,综合 反映出该种土的固有特性(指颗粒组成、矿物成分、结构性等),可作为粘性土分类的指标。
( 4 )液性指数
( 1 , 18 )
由此可判断粘性土所处的物理状态:
,半固态或固态;
5 (土(岩)的工程分类
,可塑态;
,液 态
以《建筑地基基础设计规范》( GB5007 , 2002 )为例,作为建筑地基的土 ( 岩 ), 可分为岩石、碎石土、砂土、粉土、粘性土和人工填土等六类。其中,岩石按强度、完整程度等分类,粗粒土按其级配(及颗粒是否圆滑)分类,细粒土按塑性指数分类。
篇二:土力学常用公式
一、常用的物理性质指标之间的换算公式
?d?e?
?
1?w
n?1?
?1
?Gs?w(1?w)
Sr?
wGs? Gs?w(1?w)??(Gs?1)?g Gs(1?w)
Gs?w(1?w)
?
?sat?
(Gs?1)?
??w
Gs(1?w)
?'?
二、土的级配参数
d60 (d30)2 Cu?Cc?
d10d60d10
三、基底应力求解
pmax?P?GM
???
lbWpmin?
四、渗透系数测定公式
常水头试验 k,VL/Aht变水头试验 k?
haL
ln1
A(t2?t1)h2
平行于分层面的渗流 k?
kHH
ii
i
垂直于分层面的渗流 k?
HH?k
ii
i
五、流土型土的(竖向)临界水力梯度(针对无粘性土的表层
流土或者一维均质向上渗流且
渗流顶部无有效压重)
icr?(1?n)(Gs?1)
六、单向压缩量公式
S?
?e
H 1?e1
?
av1
?pH?mv?pH??pH e-p法 1?e1Es
(???zi)?(?si?1??zi?1)Cci
lg[si]Hie-lgp法 1?e1i(?si??si?1)
?
七、一维固结相关公式
Cv?kEs/?w Tv?Cvt/H2
1?(m2?)2TvU?1?2?2e(m?1,3???)(当Tv0.16时,可取级数的第一
项计算)
?m?1m
8
?
八、极限状态下土中应力状态表达式
??
?1f??3ftan2(45o?)?2c?tan(45o?)
2
2
??
?3f??1ftan2(45o?)?2c?tan(45o?)
2
2
?u?B[??3?A(??1???3)]
九、圆弧滑动法
Fs?
cu?L?R
W?d
静水条件下的瑞典条分法 Fs?
(c'l?(W?ub)cos?tg?')?[c'l?b(?h??'h)cos?tg?
9;]
(W?ub)sin?b(?h??'h)sin?
ii
i
ii
i
i
ii
i
i1i
i
2i
i
i
i
ii
i
i
i1i
i
2i
i
静水条件下的毕肖普条分法
1
?m[c'ibi?(Wi?
?uibi??Xi)tg?'i]
i
Fs??
Wsin??M/Riitop
十、地基承载力
按照塑性开展区确定的地基承载力
1
?m[c'ibi?(?i'bihi??Xi)tg?'i]
i
?'bhsin?iiii
1
fp??bN???0dNq?cNc
2
太沙基极限承载力公式
1
fu??bN???0dNq?cNc
2
建筑地基基础设计规范中确定承载力设计值的公式
fa?fak??b?(b?3)??d?0(d?0.5)
fa??bMNb??0dMd?c c
篇三:土力学公式大全
d10
一:粒径不均匀系数Cu?
d10
曲线的曲率系数
Cc?
2d30
d10d60
土的相对密度
ds?
ms?s
?mw?w
土的天然含水量
??
mwVm
?100% 土的天然密度?? 孔隙比e?v
VVsms
孔隙率
n?
VvV
?100% 饱和度Sr?w?100% VVv
土的干密度
?d?
ms
V
土的饱和密度
?sat?
ms?Vv?w
V
浮密度
?'?
ms?Vv?w
??sat??w 相对密度
V
Dr?
emax?e?(???min)
1 0.67 0.33 ?max
emax?emin?(?max??min)IP?wL?wP 17 10 3
塑性指数
稠度指数
Ic?
wL?wwL?wP
灵敏度
1
活动度
A?
毛
IPm
St?
柱
q q1
上
举
力
二:细水
F?s2?rcos??2?r?cos?
度
上升高
hmax?
4?d直径?w
雷诺数
Re圆管
v流速d管径?
s粘滞
系数
Re明渠?
v流速R水力半径
s粘滞系数
v流速d砂粒粒径??
s粘滞系数
(
Re水夹带泥沙
在土隙中达西定律
?s
?1)gd3?w
18s2
Re?
vd101vd50.5
(v?ki(5)ki0(200)kim(1?m?0.5))或者一般Re?s0.75n?0.23s
'
v,?cosv?
三:自重应力中心荷载 偏心荷载其中 布森涅斯克解 变形模
量?z?
2?R
四:变形量
si?h1?h2?
e1?e2
h1压缩系数压缩模量 4 20 :载荷试验p-s曲线的直线段末尾对
应的荷载;:与所取定的比例界
1?e1
限荷载相对应的沉降;b:承压板的边长或者直径;:地基土的
泊松比:沉降影响系数,刚性方形承压板取0.88,圆形取0.79一
般土软土
五:有效应力
?1?(?-u)ta?n?c
'
莫尔圆
(??
?x??y
2
)???(
2
?x??y
2
2
)2??xy
判断破坏
?x??y
?si?n
?x??y?2cco?t
六
:
pcr?
?(?d?ccot??0.25?b)
??b
cot????
2
普朗特—赖斯纳
pu?cNc?qNq
魏西克
1
pu?cNc?qNq??bNr饱和粘土时pu?5.14c??d粘土饱和条形
2
1bd
pu?5c(1?0.2)(1?0.2)??d太沙基pu?cNc?qNq??bNr不发生整体剪
切破坏
2ll
221''
pu?cNc?qNq??bNr??arctan(tan?)长方形基础
pu?1.2cNc?qNq?0.4?bNr圆形
332
基础
pu?1.2cNc?qNq?0.3?b直径Nr
七:
ta?n?,ta?n
Ks??侵
ta?n?satta?n
瑞典粉分条法
Ti?
?fi
Ks
?
cili?Nitan?i
Ks
其中
Ks?
cL弧长??btan?hicos?i
?bhisin?i
毕晓普
Ks?
1,'
[cb?(W?bu)tan?]?m自重ii孔隙水应力?i
W
自重i
sin?i
其中
tan?'sin?i
m?i?cos?i?
Ks
八:静止
P0?K0z?
2
K0?1?sin?
粘性土
Es?
1
K0?H22
而
兰金主动
pa?tan2(45??)?z
2
2
?
被动
pa?tan(45??)?z
2
?
pa?Ka?z?2cKaEa?0.5KH??2cHK?
2c2
?
被动
pP?Kp?z?2cKp Ea?0.5KH2??2cHK
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