土力学综合习题

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1、1绪论§1.1土力学、地基及基础的概念1、土的定义:土是地表岩石经长期风化、搬运和沉积作用,逐渐破碎成细小矿物颗粒和岩石碎屑,是各种矿物颗粒的松散集合体。1442、土的特点:(1)散体性(2)多孔性(3)多样性(4)易变性3、土在工程中的应用(1)作为建筑物地基(2)作为建筑材料(3)建筑物周围环境4、地基与基础的概念地基及基础示意图144(1)基础:1)定义:建筑物的下部结构,将建筑物的荷载传给地基,起着中间连接作用。2)分类:按埋深可分为:浅基础:埋深较小(3~5m),可采用挖槽、排水等普通施工程序就可以建造起来,独立基础、柱下条形基础深基础:埋深较大,借助特殊的

2、施工方法,桩基础、地下连续墙(2)地基1)定义:支承基础的土体或岩体(基底以下的土体中因修建建筑物而引起的应力增加值(变形)所不可忽略的那部分土层)。持力层:直接与基础接触,并承受压力的土层下卧层:持力层下部的土层2)分类:天然地基:在天然土层上修建,土层要符合修建建筑物的要求(强度条件、变形条件)人工地基:经过人工处理或加固(换土垫层、排水固结)5、地基与基础设计必须满足的三个基本条件强度条件(按承载力极限状态设计)即作用于地基的荷载不超过地基的承载能力。变形条件(按正常使用极限状态设计)即控制基础沉降使之不超过地基变形的允许值。挡土墙、边坡以及地基基础保证具有足够

3、防止失稳破坏的安全储备。一、§2.1概述土的组成天然状态下的土的组成(一般分为三相)(1)固相:土颗粒—构成土的骨架,决定土的性质—大小、形状、成分、组成、排列。(2)液相:水和溶解于水中物质(3)气相:空气及其他气体(1)干土=固体+气体(二相)(2)湿土=固体+液体+气体(三相)(3)饱和土=固体+液体(二相)§2.2土的三相组成及土的结构一、土的固相(一)、土的矿物成分土粒的矿物成分不同、粗细不同、形状不同、土的性质也不同。矿物成分(1)成土母岩的成分(2)所经受的风化作用①物理风化——原生矿物(化学成分无变化)②化学风化——次生矿物(化学成分变化)144原生矿

4、物:岩浆在冷凝过程中形成的矿物,其成分与母岩相同,颗粒大,比表面积小(单位体积内颗粒的总表面积),与水的作用能力弱,抗水性和抗风化作用强,工程性质较稳定。石英、长石、云母。次生矿物:原生矿物经化学风化作用后形成的新的矿物,颗粒细小,呈片状,比表面积大,与水的作用能力强。(1)三大黏土矿物①高岭石(土):颗粒相对较大,亲水性较弱,晶体结构较稳定②伊利石(土):介于两者之间,较接近蒙脱石③蒙脱石(土):透水性小,多个晶体层结构不稳定、颗粒最小、亲水性(2)水溶盐①难溶:石灰石CaCO3②中溶:石膏CaSO4.2H2O③易溶:NaCl、KCl、CaCl2;K、Na的SO42

5、-、CO32-盐土中的有机质——亲水性强,压缩性大,强度低(二)土粒粒组粒度:土粒的大小。粒组:按土颗粒粒径(d)大小将土颗粒分组。界限粒径:划分粒组的分界尺寸。土的粒组巨粒:>60mm粗粒:0.075~60mm细粒:≤0.075mm(三)颗粒分析试验方法:(1)筛分法:适用60—0.075mm的粗粒土(风干且分散的有代表性的试样)(2)沉降分析法:适用小于0.075mm的细粒土;理论基础是司笃克斯定律,即球状的细颗粒在水中的下沉速度与颗粒直径的平方成正比。密度计法:将悬液搅拌均匀后,放入密度计(比重计),隔不同时间测读密度计读数和悬浮液表面到浮泡中心处的沉降距离。移

6、液管法:按规定时间把土样吸出,然后烘干土样,记录留下来的土颗粒质量。(四)土的颗粒级配(1)颗粒级配曲线根据颗粒大小分析试验结果,可以绘制颗粒级配累积曲线(横坐标为粒径,144用对数坐标表示;纵坐标为小于某粒径的土重含量,用常数坐标表示)。(2)级配良好与否的判别定性判别(1)坡度渐变——大小连续——连续级配(级配曲线)(2)水平段(台阶)——缺乏某些粒径——不连续级配(3)曲线形状平缓——粒径变化范围大——不均匀——良好(4)曲线形状较陡——变化范围小——均匀——不良定量判别(1)不均匀系数(2)曲率系数—小于某粒径的土粒质量占土总质量60%的粒径,称限定粒径。—小

7、于某粒径的土粒质量占土总质量10%的粒径,称有效粒径。—小于某粒径的土粒质量占土总质量30%的粒径,称中值粒径。二、土的液相(一)土中水的存在状态固态水:又称矿物内部结晶水或内部结合水,是指存在于土粒矿物的晶体格架内部或是参与矿物构造的水。液态水:分为结合水和自由水。气态水:土中气的一部分。自由水:是指存在于土粒表面电场影响范围以外的土中水。性质和普通水一样,能传递静水压力,冰点为0℃,有溶解盐类的能力。分为毛细水和重力水。结合水:是指水受电分子吸引力作用吸附于土粒表面的土中水。分为强结合水和弱结合水。强结合水:紧靠土粒表面,性质接近于固体,密度为1

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