土力学总结复习名师优质课比赛一等奖国赛一等奖课件

基础与根本先导详细应用绪论一、土力学包含哪些内容？第一章土组成和物理性质第二章土渗透性与土中渗流第三章土体中应力分布及其计算第四章土压缩性和地基沉降计算第五章土抗剪强度第六章挡土结构物上土压力第七章土坡稳定性分析第八章地基承载力渗透特征变形特征强度特征第1页d60d10d30CuCc0.330.0050.063662.41特征粒径:d50：平均粒径d60：控制粒径d10：有效粒径d30；不均匀程度：Cu=d60/d10—不均匀系数Cu≥5,级配不均匀粗细程度：用d50表示第一章4、粒径级配累积曲线应用用途：a)直接了解土粗细程度，用平均粒径表示土粗细程度。b)判别土颗粒均匀程度和级配优劣（特征粒径）。小于某粒径之土质量百分数（％）1009080706050403020100105.01.00.50.100.050.010.0050.001粒径(mm)土粒径级配累积曲线d60d50d10d30第2页WaterAirSoilVaVwVsVvVma=0mwmsm质量体积已知关系五个:共有九个参数:VVvVsVaVω/msmωmam剩下三个独立变量物性指标是百分比关系:可假设任一参数为1对于饱和土,Va=0剩下两个独立变量试验室测定其它指标（一）三相草图P18表1-5§3土物理状态室内测定三个物理性质指标土密度、土粒比重、土含水量第3页§6土压实性压实：土体在压实能量作用下，土颗粒克服粒间阻力，产生位移，土中孔隙减小，密度增大过程。压实机理：颗粒被击碎，土粒定向排列；土粒破碎，粒间联结力被破坏而发生孔隙体积减小；体被挤出或被压缩等。一、细粒土压实性土压实实质：减小土孔隙中气体含量，使其到达饱和。（一）最优含水量和最大干密度最优含水量：对应于最大干密度含水量。试验表明：普通地第4页第二章（二）影响渗透系数原因P451.土性质对渗透系数k影响（1）粒径大小与级配（2）孔隙比e（3）矿物成份（4）结构（5）饱和度Sr2.渗透力①其方向与渗透方向一致；②其数值与水头梯度成正比；③是一个体积力P41达西定律及其适用范围（P58（2-51）临界水力坡降公式）这两个原因对k影响最大第5页预防流土1）上游做防渗帷幕2)上游做水平防渗铺盖3）下游挖减压沟或打减压井预防管涌(管涌形成条件P60)1）改变水力条件(渗透力)：减小水力梯度（降水头，增加渗径）如设水平防渗铺盖；2）改变几何条件：在渗流逸出处加盖压重或设置反滤层或垂直防渗墙等。(不均匀系数Cu对管涌有影响,Cu<10土,粗细颗粒相差不多,细粒不轻易在孔隙中移动,故不易发生管涌)判断：管涌现象发生于土体表面渗流逸出处，流土发生于土体内部。（）预防渗透变形方法第6页第三章第二节地基中自重应力计算1、竖直自重应力（1）若计算点位于地下水位以下，因为水对土体有浮力作用，故水下部分土柱有效重量应采取浮容重计算。（2）对于由多层土组成地基，其自重应力采取叠加原理计算。如图所表示，土中任意深度z处自重应力为：第7页P70对普通天然土层，自重应力引发压缩变形在地质历史上早已完成，不会再引发地基沉降，附加应力则是因为修建建筑物以后在地基内新增加应力，所以，它是使地基发生变形，引发建筑物沉降主要原因。第三章第三节地基中附加应力计算第8页第三章第三节地基中附加应力计算二、矩形面积上受各种分布荷载作用时附加应力计算（一）矩形面积受竖直均布荷载作用（1）角点下附加应力计算微面积上作用集中力所产生附加应力为：对整个矩形面积积分，可得M处附加应力为(P743-12)第9页—矩形面积受竖直均布荷载作用时，角点以下竖直附加应力分布系数。由查表3-2取得。其中：L—为基础底面长边；B—为基础底面短边；（2）任意点附加应力计算—角点法基本思想：利用角点下应力计算公式和应力叠加原理，推求基础底面任意点附加应力。第10页第三章第五节有效应力原理式（3-39）即为饱和土有效应力原理表示式。本公式适用条件：（1）饱和土（2）粘性土（3-39）p96P97土压缩变形主要是因为土中哪一部分应力引发？总应力?有效应力?孔隙水压力?第11页(3-38)因颗粒间点接触面积As0.03A，即：Aw/A1；而Psv/A代表全方面积A上平均竖向粒间应力，定义为有效应力，用/表示。则式（3-38）可写为：(3-39)式（3-39）即为饱和土有效应力原理表示式。本公式适用条件：（1）饱和土（2）粘性土由a-a面竖向平衡条件得：思索题：何谓土中应力？它有哪些分类和用途？第12页式中：A——为孔压系数。对于饱和土：B=1，所以故有：P107（3-57）第13页关系曲线中任意两点间割线斜率。压缩系数：即：（4-3）*工程中惯用压力由到时所得压缩系数来评价土压缩性高低：第四章土压缩性第二节土压缩性P116依据应力历史可将土（层）分为那三类土（层）？第14页CV—土层固结系数；t—固结历时；Ｈ—排水最长距离（cm）；　　单面排水：取土层厚度；　　双面排水：取土层厚度二分之一。P145时间原因第四章土压缩性第四节饱和土体渗流固结理论P145思索：土固结时间与其透水性有没有关系？第15页第五章土抗剪强度二、莫尔—库仑定律（1776年法国学者）该理论认为当法向应力改变范围不大时，土体抗剪强度与法向应力关系近似为一条直线，即：粘性土：无粘性土：f=tanφφf砂土Sandf=c+tanφ粘土Claycφf第16页对于如图所表示破坏面，依据几何关系，可推导出平衡方程。深入整理可得：P164-P165三轴剪切试验中，破裂面与大主应力面（试件顶面）成第17页第五章第五节土在剪切中性状和各类抗剪强度指标按排水条件，三轴试验可分为哪三种类型？它们有何差异？按剪切前固结程度和剪切过程中排水条件，三轴试验可分为不固结不排水剪，固结不排水剪及固结排水剪三种类型。1）不固结不排水试验（UU）：试验过程由始至终关闭排水阀门，土样在加压和剪切过程中，含水量一直保持不变，得到抗剪强度指标用cu、φu表示。P1852）固结不排水试验（CU）：先对土样施加周围压力，开启排水阀门排水至土样完全固结，然后关闭排水阀门，施加竖向压力Δσ，使土样在不排水条件下剪切破坏，得到抗剪强度指标用ccu、φcu表示。P1893）固结排水试验（CD）：在固结过程和Δσ施加过程中，都让土样充分排水，不产生孔隙水压力。故施加应力就是作用于土样上有效应力，得到抗剪强度指标用ccd、φcd表示。P187第18页静止土压力E0挡土墙为刚性不动时，土处于静止状态不产生位移和变形，此时作用在挡土墙上土压力。（弹性平衡状态）主动土压力Ea挡土墙背离填土方向转动或移动时，伴随位移量逐步增加，墙后土体受到土压力逐步减小，当墙后填土到达极限平衡状态时，土压力降为最小值，这时作用在挡土墙上土压力。被动土压力Ep挡土墙向着填土方向转动或移动时，伴随位移量逐步增加，墙后土体受到挤压而引发土压力逐步增大，当墙后填土到达极限平衡状态时，土压力增大为最大值，这时作用在挡土墙上土压力。第六章挡土结构上土压力第一节二、墙体位移与土压力类型P199图6-6第19页P223为何朗肯理论计算所得主动土压力偏大，而被动土压力偏小？P224为何库仑理论计算所得主动土压力偏小，而被动土压力偏大？第六章挡土结构上土压力第五节朗肯理论与库仑理论比较第20页地表有均布荷载时粘性土主动土压力计算主动土压力强度:临界深度:作用于墙后面总土压力为：第21页