土力学期末复习.pptx
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1、会计学1土力学期末复习土力学期末复习2第一部分第一部分第一部分第一部分 土的基本物理性质土的基本物理性质土的基本物理性质土的基本物理性质 1土的土的形成形成土土地表岩层经风化而形成的地表岩层经风化而形成的散体堆积物散体堆积物,由土颗粒、水和气体,由土颗粒、水和气体(三相体系),(三相体系),组成。组成。岩石风化分为岩石风化分为物理风化物理风化和和化学风化化学风化。2土的组成土的组成 (1)土的固相)土的固相 原生矿物原生矿物:常见的有:常见的有石英、长石、云母石英、长石、云母等;等;次生矿物次生矿物:主要是粘土矿物,常见的粘土矿物有:主要是粘土矿物,常见的粘土矿物有高岭石、伊利石和蒙脱石高岭石
2、、伊利石和蒙脱石;第1页/共57页3粘土矿物的晶体结构粘土矿物的晶体结构粘土矿物的晶体结构粘土矿物的晶体结构其结构可分为晶体和非晶体,以其结构可分为晶体和非晶体,以其结构可分为晶体和非晶体,以其结构可分为晶体和非晶体,以晶体矿物晶体矿物晶体矿物晶体矿物为主。为主。为主。为主。晶体晶体晶体晶体:指原子、离子在空间有规律的排列,不同的几何排列形式称为:指原子、离子在空间有规律的排列,不同的几何排列形式称为:指原子、离子在空间有规律的排列,不同的几何排列形式称为:指原子、离子在空间有规律的排列,不同的几何排列形式称为晶体结构晶体结构晶体结构晶体结构,组成晶体的最小单元称为,组成晶体的最小单元称为,组
3、成晶体的最小单元称为,组成晶体的最小单元称为晶胞晶胞晶胞晶胞。第2页/共57页4土的级配土的级配土的级配土的级配:土中各种大小的粒组中土粒的相对含量。:土中各种大小的粒组中土粒的相对含量。:土中各种大小的粒组中土粒的相对含量。:土中各种大小的粒组中土粒的相对含量。土粒的大小和土的级配土粒的大小和土的级配土粒的大小和土的级配土粒的大小和土的级配某粒组的土粒含量某粒组的土粒含量某粒组的土粒含量某粒组的土粒含量:该粒组的:该粒组的:该粒组的:该粒组的土粒质量土粒质量土粒质量土粒质量与与与与干土总质量干土总质量干土总质量干土总质量之比。之比。之比。之比。粒组粒组:把工程性质相近的一定尺寸范围的土粒合并
4、为一组。:把工程性质相近的一定尺寸范围的土粒合并为一组。土的土的土的土的颗粒大小分析试验颗粒大小分析试验颗粒大小分析试验颗粒大小分析试验指测定土中各粒组颗粒质量所占该土总质量的百分数,确定粒径分布范围的试验。指测定土中各粒组颗粒质量所占该土总质量的百分数,确定粒径分布范围的试验。指测定土中各粒组颗粒质量所占该土总质量的百分数,确定粒径分布范围的试验。指测定土中各粒组颗粒质量所占该土总质量的百分数,确定粒径分布范围的试验。筛分法;密度计法;联合测定筛分法;密度计法;联合测定筛分法;密度计法;联合测定筛分法;密度计法;联合测定第3页/共57页5 2 2)某些特征粒径,用于建筑材料的选择和评价土级配
5、的好坏。)某些特征粒径,用于建筑材料的选择和评价土级配的好坏。)某些特征粒径,用于建筑材料的选择和评价土级配的好坏。)某些特征粒径,用于建筑材料的选择和评价土级配的好坏。粒径分布曲线粒径分布曲线的作用:的作用:1)土中各粒组的土粒含量,用于粗粒土的分类和大致评估土的工程性质;)土中各粒组的土粒含量,用于粗粒土的分类和大致评估土的工程性质;级配评价不均匀系数曲率系数级配良好的土且第4页/共57页6粒组频率曲线粒组频率曲线的作用:的作用:粒组频率粒组频率不仅可以确定粒组的相对含量;不仅可以确定粒组的相对含量;可用来可用来反映反映曲线土的级配的连续性。若粒组频率曲线呈单峰则土的级配连续的,若粒组频率
6、曲线呈双峰,且谷点对应的粒组含量曲线土的级配的连续性。若粒组频率曲线呈单峰则土的级配连续的,若粒组频率曲线呈双峰,且谷点对应的粒组含量3时,是连续的,否则是不连续的。时,是连续的,否则是不连续的。第5页/共57页7(2)土的液相土的液相吸着水和自由水吸着水和自由水吸着水和自由水吸着水和自由水吸着水可分为吸着水可分为强吸着水强吸着水和和弱吸着水弱吸着水。自由水的分类:自由水的分类:自由水的分类:自由水的分类:毛细管水(毛管水)毛细管水(毛管水)毛细管水(毛管水)毛细管水(毛管水)和和和和重力水重力水重力水重力水。第6页/共57页8第一部分第一部分第一部分第一部分 土的基本物理性质土的基本物理性质
7、土的基本物理性质土的基本物理性质 3土的土的结构结构土的结构土的结构:指土的物质组成(主要指土粒,也包括孔隙)在空间的相互排列以及土粒间的联结特征的综合。:指土的物质组成(主要指土粒,也包括孔隙)在空间的相互排列以及土粒间的联结特征的综合。砂、砾等粗粒土在沉积过程中形成的典型结构。砂、砾等粗粒土在沉积过程中形成的典型结构。砂、砾等粗粒土在沉积过程中形成的典型结构。砂、砾等粗粒土在沉积过程中形成的典型结构。(11)单粒结构单粒结构单粒结构单粒结构特征:土粒之间以特征:土粒之间以点与点点与点的接触为主。的接触为主。第7页/共57页9粘土颗粒组成的细粒土特有的结构。粘土颗粒组成的细粒土特有的结构。粘
8、土颗粒组成的细粒土特有的结构。粘土颗粒组成的细粒土特有的结构。(22)分散结构分散结构分散结构分散结构主要存在于细颗粒所形成的土中。主要存在于细颗粒所形成的土中。主要存在于细颗粒所形成的土中。主要存在于细颗粒所形成的土中。(33)絮状絮状絮状絮状(絮凝絮凝絮凝絮凝)结构结构结构结构特征:土粒之间以特征:土粒之间以角、边与面的接触或边与边的搭接角、边与面的接触或边与边的搭接形式为主。形式为主。特征:土粒之间以特征:土粒之间以面与面面与面的接触为主。的接触为主。第8页/共57页104.土的物理性质指标土的物理性质指标土的密度和重度土的密度和重度土粒比重土粒比重含水率含水率土的孔隙比土的孔隙比(1)
9、土的物理性质的三相基本指标第9页/共57页11土的饱和度土的饱和度土的干密度(重度)土的干密度(重度)土的饱和密度(重度)土的饱和密度(重度)土的有效重度(浮重度)土的有效重度(浮重度)第10页/共57页12(2)三相指标的换算三相指标的换算2)根据指标的定义,用)根据指标的定义,用、w、Gs表示表示 其他的量,然后推导出来换算公式其他的量,然后推导出来换算公式气气水水土粒土粒msmwmVsVwVVa质量质量m体积体积VVV1)可令)可令Vs 1 (或或V1)第11页/共57页135.无粘性土的相对密实度粘性土的稠度及土的压实性无粘性土的相对密实度粘性土的稠度及土的压实性 1.无粘性土的相对密
10、实度 (1 1)以相对密实度为标准)以相对密实度为标准(2 2)以标准贯入锤击数)以标准贯入锤击数N N为标准为标准2.粘性土的稠度界限含水率(液限、塑限、缩限)稠度稠度稠度稠度:指粘性土的干湿程度或在某一含水率下抵抗外力作用而变形或破坏的能力,是粘性土最主要的物理状态指标。指粘性土的干湿程度或在某一含水率下抵抗外力作用而变形或破坏的能力,是粘性土最主要的物理状态指标。指粘性土的干湿程度或在某一含水率下抵抗外力作用而变形或破坏的能力,是粘性土最主要的物理状态指标。指粘性土的干湿程度或在某一含水率下抵抗外力作用而变形或破坏的能力,是粘性土最主要的物理状态指标。第12页/共57页14(以小数表示)
11、液限测定方法液限测定方法 液性指数液性指数 塑限测定方法塑限测定方法(2)液塑限联合测定法 塑性指数塑性指数(1)滚搓法(去掉百分号,取整数)第13页/共57页15土的压实性:土的压实性:指在一定的含水率下,以人工或机械的方法,使土能够压实到某种密实度的性质。指在一定的含水率下,以人工或机械的方法,使土能够压实到某种密实度的性质。第14页/共57页161)含水率的影响)含水率的影响土的压实性:土的压实性:指在一定的含水率下,以人工或机械的方法,使土能够压实到某种密实度的性质。指在一定的含水率下,以人工或机械的方法,使土能够压实到某种密实度的性质。第15页/共57页17土料的最大干密度和最优含水
12、率不是常数。土料的最大干密度和最优含水率不是常数。土料的最大干密度和最优含水率不是常数。土料的最大干密度和最优含水率不是常数。2)击实功的影响)击实功的影响当含水率较低时击数的影响较显著。当含水率较低时击数的影响较显著。当含水率较低时击数的影响较显著。当含水率较低时击数的影响较显著。第16页/共57页18粘粒含量越高或塑性指数越大,越难以压实。粘粒含量越高或塑性指数越大,越难以压实。粘粒含量越高或塑性指数越大,越难以压实。粘粒含量越高或塑性指数越大,越难以压实。3)土类和级配的影响)土类和级配的影响粘性土的击实曲线级配良好的土,容易压实,反之则不易压实。级配良好的土,容易压实,反之则不易压实。
13、级配良好的土,容易压实,反之则不易压实。级配良好的土,容易压实,反之则不易压实。第17页/共57页19轻型击实:轻型击实:轻型击实:轻型击实:dd5mm5mm;重型击实:;重型击实:;重型击实:;重型击实:dd40mm40mm4)粗粒含量的影响)粗粒含量的影响 土内含有大于试验规程规定的粒径时,先剔除超出粒径部分的土,然后进行试验。土内含有大于试验规程规定的粒径时,先剔除超出粒径部分的土,然后进行试验。土内含有大于试验规程规定的粒径时,先剔除超出粒径部分的土,然后进行试验。土内含有大于试验规程规定的粒径时,先剔除超出粒径部分的土,然后进行试验。对于轻型击实试验,当土内粒径大于对于轻型击实试验,
14、当土内粒径大于对于轻型击实试验,当土内粒径大于对于轻型击实试验,当土内粒径大于5mm5mm的土粒含量不超过的土粒含量不超过的土粒含量不超过的土粒含量不超过25253030(土粒浑圆时允许达(土粒浑圆时允许达(土粒浑圆时允许达(土粒浑圆时允许达3030;土粒呈片状时允许达;土粒呈片状时允许达;土粒呈片状时允许达;土粒呈片状时允许达2525)时,可认为土内粗粒土粒可均匀分布在细土粒内,同时细土粒达到了它的最大干密度。实际土料的最大干密度和最优含水率可按经验公式进行修正。)时,可认为土内粗粒土粒可均匀分布在细土粒内,同时细土粒达到了它的最大干密度。实际土料的最大干密度和最优含水率可按经验公式进行修正
15、。)时,可认为土内粗粒土粒可均匀分布在细土粒内,同时细土粒达到了它的最大干密度。实际土料的最大干密度和最优含水率可按经验公式进行修正。)时,可认为土内粗粒土粒可均匀分布在细土粒内,同时细土粒达到了它的最大干密度。实际土料的最大干密度和最优含水率可按经验公式进行修正。第18页/共57页20第二部分第二部分第二部分第二部分 土中应力及土体的变形土中应力及土体的变形土中应力及土体的变形土中应力及土体的变形 1土中应力的种类土中应力的种类 自重应力与附加应力自重应力与附加应力 有效应力有效应力作用在土骨架上并能使土骨架产生变形的压力。作用在土骨架上并能使土骨架产生变形的压力。2土层自重应力土层自重应力
16、水上取土的天然容重,水下透水时通常取土的浮容重,不透水时取土的饱和容重第19页/共57页213.土中附加应力(荷载应力)土中附加应力(荷载应力)中心荷载中心荷载偏心荷载偏心荷载1)刚性基础基底压力(矩形基础)刚性基础基底压力(矩形基础)2)基底附加压力基底附加压力第20页/共57页224.土的变形特性土的变形特性 土的压缩性大 压缩性的主要原因孔隙的减小 饱和粘土的压缩过程孔隙减小、孔隙水的排出。沉降过程持续很长时间。1 1)侧限压缩性指标)侧限压缩性指标 压缩系数标准压缩系数第21页/共57页23 压缩指数 侧限压缩模量Es体积压缩系数2 2)土层侧限压缩变形量计算)土层侧限压缩变形量计算第
17、22页/共57页245.地基的最终沉降量地基的最终沉降量分层总和法 计算原理 将地基土层分为若干层,分别计算出其相应的压缩量,累加后得到地基的沉降量。土层只产生竖向变形,侧向无膨胀变形。计算方法与步骤 2)地基土层分层11)选择沉降)选择沉降)选择沉降)选择沉降计算点的位置计算点的位置计算点的位置计算点的位置;求出;求出;求出;求出基底净压力基底净压力基底净压力基底净压力的大小和分布的大小和分布的大小和分布的大小和分布;第23页/共57页25 3)计算地基中的)计算地基中的自重应力(从自重应力(从地面地面算起)算起)分布。分布。55)按)按)按)按算术平均算术平均算术平均算术平均求各分层求各分
18、层求各分层求各分层平均自重应力和平均附加应力平均自重应力和平均附加应力平均自重应力和平均附加应力平均自重应力和平均附加应力;(也可直接计算各土层中点处的自重应力及附加应力也可直接计算各土层中点处的自重应力及附加应力)4 4)计算地基中的)计算地基中的)计算地基中的)计算地基中的附加应力附加应力附加应力附加应力(从(从(从(从基底基底基底基底算起)算起)算起)算起)分布,分布,分布,分布,确定压缩层厚度确定压缩层厚度确定压缩层厚度确定压缩层厚度。66)求第)求第)求第)求第ii分层的压缩量。分层的压缩量。分层的压缩量。分层的压缩量。(不同土层要用不同曲线不同土层要用不同曲线)77)将每一分层的压
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