同济考研复试《土力学》.ppt

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1、土力学几个重要概念问题1.土力学内容三方面：渗流固结（变形）强度（破坏）一条主线：有效应力原理2.土与土性定义（1）.粘粒(<0.005)粉粒（0.075~0.005）砂粒(2~0.075)（2）砂性土、粉性土、粘性土（3）砂土、粉土、粘土3.水对土的物理性质和力学性质的影响结合水：强结合水弱结合水自由水:毛细水重力水土的物理性质：重度、界限含水量、相对密度等土的力学性质：渗透破坏、强度、变形重力水对砂性土物理力学性质的影响（浮力、渗透力）毛细水对粉细砂物理性质的影响重力水对粉细砂力学性质的影响（渗透破坏、液化）

2、结合水对粘性土物理性质的影响（塑性指数IP)重力水对粘性土物理性质的影响(液性指数IL)结合水对粘性土力学性质的影响（强度)重力水对粘性土力学性质的影响(强度值)4.砂土的密实度如何判别？不同指标如何使用？砂土的密实程度并不完全取决于孔隙比，而在很大程度上还取决于土的级配情况。粒径级配不同的砂土即使具有相同的孔隙比，但由于颗粒大小不同，颗粒排列不同，所处的密实状态也会不同。为了同时考虑孔隙比和级配的影响，工程中一般采用砂土相对密实度将砂土划分为密实、中密、和松散三种密实度。实际工程中还有利用标准惯入试验指标N63

3、.5值的大小评判砂土的密实度。5.在土类定名时，无粘性土与粘性土各主要依据什么指标？无粘性土依据的是土粒的粒径大小与级配，粘性土则主要依据土的状态特性指标－塑性指数来定名。6.渗流和固结的联系与区别(1).作用力:渗流:地下水压力差固结:外力引起的超孔隙水压力(2)对象:渗流:主要考虑土中水的流动,不考虑土的变形(除了渗透破坏)固结:应力转移,超孔隙水压力消散,有效应力增加引起土骨架变形(3)相同点:有水流动(压力差)(4)不同点:有无应力转移7.达西定律的适用范围达西定律是由砂质土体实验得到的，后来推广应用于其

4、他土体如粘土和具有细裂隙的岩石等。进一步的研究表明，在某些条件下，渗透并不一定符合达西定律，因此在实际工作中我们还要注意达西定律的适用范围。8.土中渗流的作用力及渗透变形（1）渗透力的定义水在土中流动的过程中将受到土阻力的作用，使水头逐渐损失。同时，水的渗透将对土骨架产生拖曳力，导致土体中的应力与变形发生变化。这种渗透水流作用对土骨架产生的拖曳力称为渗透力。(2).渗透变形渗透变形:当水力梯度超过一定的界限值后，土中的渗流水流会把部分土体或土颗粒冲出、带走，导致局部土体发生位移，位移达到一定程度，土体将发生失稳破

5、坏，这种现象称为渗透变形。渗透变形主要有二种形式:流土:渗流水流将整个土体带走的现象管涌:渗流中土体大颗粒之间的小颗粒被冲出的现象a.流土渗流方向与土重力方向相反时，渗透力的作用将使土体重力减小，当单位渗透力j等于土体的单位有效重力（有效重度）gˊ时，土体处于流土的临界状态。如果水力梯度继续增大，土中的单位渗透力将大于土的单位有效重力，此时土体将被冲出而发生流土。据此，可得到发生流土的条件为：（2－34）或（2－35）流土的临界状态对应的水力梯度ic可用下式表示：（2－35）这里s为地基土的土粒密度，g/cm3

6、。（2）管涌产生管涌的条件比较复杂，从单个土粒来看，如果只计土粒的重量，则当土粒周界上水压力合力的垂直分量大于土粒的重量时，土粒即可被向上冲出。实际上管涌可能在水平方向发生，土粒之间还有摩擦力等的作用，它们很难计算确定。因此，发生管涌的临界水力梯度i。一般通过试验确定。渗透变形中那种变形容易发生？渗透变形的发生与地基土的性质有很大关系，在比较均匀的粉砂层中较易发生流砂现象，而在粗粒土中夹有细粒土时，则容易发生管涌现象。9.点、线、面荷载与地基的破坏与沉降图3－14双层地基中界面上附加应力的分布规律(a)应力集中(

7、b)应力扩散E1＜E2E1＞E210.土的压缩性①土的压缩主要是由于孔隙体积减少而引起的。②由于孔隙水的排出而引起的压缩对于饱和粘性土来说是需要时间的压缩性指标（1）压缩系数a通常可将常规压缩试验所得的e～p数据采用普通直角坐标绘制成e～p曲线，如图4－1所示。：图4－1e～p曲线确定压缩系数（2）．压缩模量E根据e-p曲线，可以得到另一个重要的侧限压缩指标—侧限压缩模量，简称压缩模量，用E9来表示。其定义为土在完全侧限的条件下竖向应力增量Δp（如从Pl增至P2）与相应的应变增量Δε的比值，根据这个定义参见图4-

8、5可得到：（4-3）式中Es—侧限压缩模量，MPa(3).土的侧限回弹曲线和再压缩曲线(4).关于三种模量的讨论压缩模量Es是土在完全侧限的条件下得到的，为竖向正应力与相应的正应变的比值。该参数将用于地基最终沉降量计算的分层总和法、应力面积法等方法中。变形模量E0是根据现场载荷试验得到的，它是指土在侧向自由膨胀条件下正应力与相应的正应变的比值。该参数将用于弹性理论法最终