土力学期末总复习课件.ppt
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1、土 力 学总 复 习土力学期末考试土力学期末考试v 土力学有一定难度,侧重基础部分土力学有一定难度,侧重基础部分v 考试原则:考试原则:难度一般不会超过例题和课后习题难度一般不会超过例题和课后习题v 开卷考试开卷考试土力学期末考试土力学期末考试v 成绩比例:成绩比例:l期末考试期末考试 70;l平时表现平时表现 30。v 考试内容:考试内容:l选择题选择题 10题,题,20分分l简答题简答题 8题,题,32分分l 计算题计算题 4题,题,48分分土 力 学内容复习内容复习第一章第一章 绪论绪论n土力学的研究内容土力学的研究内容n什么是土?土有哪些特点?什么是土?土有哪些特点?n地基和基础的概念
2、地基和基础的概念第二章 土的组成、性质和工程分类2.2 土的形成土的形成2.3 土的物质组成土的物质组成2.5 土的结构土的结构2.6 土的物理性质指标土的物理性质指标2.7 土的物理状态指标土的物理状态指标2.8 土的压实性土的压实性2.9 土的工程分类土的工程分类2.2 土的形成土的形成n风化作用:风化作用:物理、化学、生物物理、化学、生物n搬运沉积方式:搬运沉积方式:残积土、运积土残积土、运积土一般了解一般了解第二章第二章 土的组成、性质和工程分类土的组成、性质和工程分类重点重点2.3 土的物质组成土的物质组成n固体颗粒固体颗粒颗粒级配:粒组,分析方法,级配曲线(用途)颗粒级配:粒组,分
3、析方法,级配曲线(用途)级配良好:级配良好:CuCu,Cc;Cc;特征粒径特征粒径矿物成分:原生、次生矿物成分:原生、次生(高岭、伊利、蒙脱高岭、伊利、蒙脱-黏土矿黏土矿物的主要成分物的主要成分)颗粒形状和比表面积(反映黏性土特征颗粒形状和比表面积(反映黏性土特征-与水作用)与水作用)第二章第二章 土的组成、性质和工程分类土的组成、性质和工程分类重点重点d(mm)d(mm)砾石砾石砂粒砂粒粉粒粉粒粘粒粘粒6020.0050.250.5520粗 中 细 粗 中 细0.075粗粒粗粒细粒细粒 曲线的连续性、走势的陡缓可以直接判断土的颗粒粗细、颗粒分布的均匀程度及级配的优略,从而评价土的工程性质。颗
4、粒级配曲线的应用颗粒级配曲线的应用1009080706050403020100小于某粒径之土质量百分数()小于某粒径之土质量百分数()105.01.00.50.100.050.010.0050.001粒径粒径(mm)d60d50d10d30(1)不均匀系数)不均匀系数Cu(2)曲率系数)曲率系数Cc工程规定工程规定:级配曲线光滑连续,不存在平台段,坡度平缓,并级配曲线光滑连续,不存在平台段,坡度平缓,并满足满足 且且 ,说明该土级配良好,否则该土为级配,说明该土级配良好,否则该土为级配不良土。不良土。如何评价?如何评价?粒径粒径比表面积比表面积胀胀 缩缩 性性渗渗 透透 性性强度强度压压 缩缩
5、 性性大大10-20m2/g小小大大大大小小中中80-100m2/g中中中中中中中中小小800m2/g大大小小小小大大比表面积:单位质量土颗粒所拥有的总表面积(氢键联结)(氢键联结)高岭石高岭石伊利石伊利石蒙脱石蒙脱石2.3 土的物质组成土的物质组成n土中水土中水结合水结合水(强、弱强、弱)、自由水、自由水(重力、毛细重力、毛细)n土中气土中气(一般了解一般了解)结晶水结晶水沸石水沸石水土粒表面结合水土粒表面结合水结构水结构水第二章第二章 土的组成、性质和工程分类土的组成、性质和工程分类重点重点2.6 土的物理性质指标土的物理性质指标n三相草图三相草图试验(基本)指标:密度试验(基本)指标:密
6、度、土粒比重、土粒比重GsGs、含水量、含水量ww常用指标:常用指标:e,n,w,Sr,Gs,sat,d,重点:各物理量定义重点:各物理量定义第二章第二章 土的组成、性质和工程分类土的组成、性质和工程分类重点重点WaterAirSolidVaVwVsVvVma=0mwmsm质量质量体积体积2.7 土的物理状态指标土的物理状态指标n 粗粒土:粗粒土:密实度密实度相对密度相对密度n 细粒土:细粒土:稠度稠度 液性指数液性指数 粘性大小粘性大小塑性指数塑性指数 (物理意义物理意义)第二章第二章 土的组成、性质和工程分类土的组成、性质和工程分类重点重点IP=wL-wP塑限塑限wp液限液限wL稠度界限稠
7、度界限固态固态 半固态半固态塑态塑态 流态流态 强结合水膜最大强结合水膜最大出现自由水出现自由水强结合水强结合水弱结合水弱结合水自由水自由水稠度状态稠度状态含水量含水量土中水的形态土中水的形态w缩限缩限ws2.8 土的压实性土的压实性n细粒土:细粒土:相应于一定压实功存在最优含水量、最大干密度相应于一定压实功存在最优含水量、最大干密度压实标准:压实度压实标准:压实度n粗粒土:粗粒土:不存在最优含水量不存在最优含水量全干和饱和状态容易压实全干和饱和状态容易压实压实标准:相对密度压实标准:相对密度n影响因素影响因素第二章第二章 土的组成、性质和工程分类土的组成、性质和工程分类重点重点2.9 土的工
8、程分类土的工程分类n分类依据:分类依据:粗粒土:级配组成粗粒土:级配组成细粒土:矿物成分、亲水性细粒土:矿物成分、亲水性(Ip)n分类标准(了解):分类标准(了解):建筑地基基础设计规范建筑地基基础设计规范(GB 50007-2002)(GB 50007-2002)土的分类标准(土的分类标准(GBJ 145-90)GBJ 145-90)分类法分类法(重点:表(重点:表2-72-7)第二章第二章 土的组成、性质和工程分类土的组成、性质和工程分类重点重点重点:土的物理性质指标定义式土的物理性质指标定义式土的粒径级配曲线土的粒径级配曲线土的三相草图与三相换算土的三相草图与三相换算土的物理状态指标土的
9、物理状态指标 第二章第二章 土的组成、性质和工程分类土的组成、性质和工程分类第三章 土的渗透性和渗流3.2 土的渗透性与渗透定律土的渗透性与渗透定律3.3 渗流破坏和控制渗流破坏和控制3.2 土的渗透性与渗透定律土的渗透性与渗透定律n渗透定律:渗透定律:达西定律:达西定律:v=k i ,适用条件:层流适用条件:层流n渗透系数渗透系数 测定方法:常水头、变水头试验测定方法:常水头、变水头试验影响因素:粒径级配、矿物成分、饱和度影响因素:粒径级配、矿物成分、饱和度重点重点第三章第三章 土的渗透性和渗流土的渗透性和渗流3.3 渗流破坏与控制渗流破坏与控制n渗透力:渗透力:孔隙水对土骨架的拖曳力孔隙水
10、对土骨架的拖曳力方向与渗流方向一致方向与渗流方向一致 大小大小:j=win土体受力分析:土体受力分析:土骨架、土水整体为隔离体土骨架、土水整体为隔离体n渗透破坏:渗透破坏:流土:表层土、向上渗流,流土:表层土、向上渗流,i icr cr/ww管涌:管涌:Cu10Cu10,ii iicr cr重点重点第三章第三章 土的渗透性和渗流土的渗透性和渗流重点:达西定律:达西定律:v=k i,i=H/L,H为为总水头总水头差差渗透力的计算:渗透力的计算:j=i ww流土的发生条件,临界水力坡降流土的发生条件,临界水力坡降第三章第三章 土的渗透性和渗流土的渗透性和渗流第四章 土体中的应力计算4.1 概述概述
11、4.2 土体的自重应力计算土体的自重应力计算4.3 基底压力分布与计算基底压力分布与计算4.4、4.5 土中附加应力的计算土中附加应力的计算4.6 有效应力原理有效应力原理4.1 概述概述n计算假定计算假定n地基中常见的应力状态地基中常见的应力状态侧限应力状态:自重应力侧限应力状态:自重应力平面应变状态:附加应力平面应变状态:附加应力一般应力状态:附加应力一般应力状态:附加应力n应力莫尔圆符号规定应力莫尔圆符号规定 压为正、逆时针旋转为正压为正、逆时针旋转为正重点重点第四章第四章 土的渗透性和渗流土的渗透性和渗流4.2 土体的自重应力计算土体的自重应力计算n水平地基中的自重应力:水平地基中的自
12、重应力:侧限应力状态侧限应力状态均质地基均质地基成层地基成层地基地下水位的影响地下水位的影响 重点重点第四章第四章 土的渗透性和渗流土的渗透性和渗流砂性土砂性土应该考虑浮力作用应该考虑浮力作用粘性土粘性土则视其物理状态而定:则视其物理状态而定:I IL L 1 1,土体受,土体受浮力浮力作用作用I IL L00,土体不受浮力作用,土体不受浮力作用0 0I IL L1 1,一般按土体受到浮力作用考虑。,一般按土体受到浮力作用考虑。如何如何考虑浮力作用:考虑浮力作用:水下部分土的重度按水下部分土的重度按有效重度有效重度计算。计算。1 1不透水层面不透水层面4.3 基底压力分布与计算基底压力分布与计
13、算重点重点第四章第四章 土的渗透性和渗流土的渗透性和渗流n影响因素影响因素 荷载条件(荷载条件(大小、方向、分布)大小、方向、分布)地基条件(地基条件(刚度形状大小埋深刚度形状大小埋深)基础条件基础条件(土类、密度、土层结构等)(土类、密度、土层结构等)n分布规律(条形基础,垂直均部荷载)分布规律(条形基础,垂直均部荷载)弹性地基,完全柔性基础:均匀分布弹性地基,完全柔性基础:均匀分布弹性地基,完全刚性基础:中间小,两端大弹性地基,完全刚性基础:中间小,两端大弹性地基,有限刚度基础弹性地基,有限刚度基础n简化计算简化计算(圣维南原理线性分布圣维南原理线性分布)中心荷载中心荷载偏心荷载偏心荷载
14、当当el/6时,梯形时,梯形 当当e=l/6时,三角形时,三角形 当当el/6时,基底压力重新分布时,基底压力重新分布 4.4、4.5 地基中的附加应力计算地基中的附加应力计算n集中力作用:集中力作用:均质等向线弹性均质等向线弹性布氏解应力泡、应力分布特征布氏解应力泡、应力分布特征n分布荷载作用分布荷载作用附加应力系数、影响因素附加应力系数、影响因素角点法:矩形、条形基础荷载角点法:矩形、条形基础荷载n影响因素:影响因素:各向异性应力集中、应力扩散各向异性应力集中、应力扩散重点重点重点重点第四章第四章 土的渗透性和渗流土的渗透性和渗流Frz 4.6 有效应力原理有效应力原理n饱和土体的有效应力
15、原理:饱和土体的有效应力原理:两条内容两条内容重点重点第四章第四章 土的渗透性和渗流土的渗透性和渗流第四章第四章 土体中的应力计算土体中的应力计算重点:自重应力:自重应力:水平、垂直;水下用浮容重水平、垂直;水下用浮容重竖直方向自重应力的计算竖直方向自重应力的计算附加应力:附加应力:布氏解;叠加原理;影响因素布氏解;叠加原理;影响因素:L/B,z/B:L/B,z/B,(x/B)(x/B)有效应力原理有效应力原理第五章 土的压缩与固结5.1 概述概述5.2 土体的压缩特性土体的压缩特性5.3 地基沉降计算地基沉降计算5.5 饱和土体的固结理论饱和土体的固结理论5.1 概述概述第五章第五章 土的压
16、缩与固结土的压缩与固结重点重点n引起土体变形的原因引起土体变形的原因n土体的沉降组成土体的沉降组成n瞬时沉降瞬时沉降n主固结沉降主固结沉降n次固结沉降次固结沉降5.2 土体的压缩特性土体的压缩特性n土的压缩性:土的压缩性:压缩性指标压缩性指标epep曲线:压缩系数;侧限压缩模量曲线:压缩系数;侧限压缩模量elgpelgp曲线:压缩指数曲线:压缩指数n应力历史对土的压缩性的影响应力历史对土的压缩性的影响 先期固结压力先期固结压力 正常固结、超固结、欠固结土(概念、判别)正常固结、超固结、欠固结土(概念、判别)n原位压缩曲线的推求(了解)原位压缩曲线的推求(了解)(e0,)(0.42e0,)Cc,
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