土力学地基基础电子教材(共57页).doc

精选优质文档-倾情为你奉上绪 论一、土力学、地基与基础的概念：1地基位于建筑物基础的下方，支承建筑物荷载的那部分地层。土地球表面的大块岩石经风化、搬运、沉积而形成的松散堆积物，称为土。2.土力学： 土力学利用力学的一般原理，研究土的应力、应变、强度、稳定和渗透等特性及其随时间变化规律的学科，称为土力学。3基础：基础建筑物的一部分，位于地面以下，承受上部结构传来的荷载，形状是扩大的那部分下部结构，称为基础。4地基与基础设计的原则：安全、经济综合考虑地基、基础和上部结构三者之间的相互关系。1要求作用于地基的荷载不超过地基的承载能力，保证地基。在防止整体破坏方面有足够的安全储备。（安全系数）2控制基础沉降使之不超过允许值，保证建筑物不因地基沉降而损坏或者影响其正常使用。 二、本课程的特点和学习要求：土力学的基本原理：应力应变关系强度理论地基的计算 如遇相关课程的内容，本课程只是引用，而重点是要求理解其意义及应用条件，切不可把注意力放在相关课程公式的推导上。3.本课程的学习要求：运用基本原理，具体问题具体分析。因此，最重要的是理论联系实际，提高分析问题解决问题的能力。结合实验了解土力学常规参数的获取方法。三、本学科的发展概况（简要介绍） 第一章 土的物理性质及分类1. 土力学的研究对象：土 土土是连续、坚固的岩石在风化作用下形成的大小悬殊的颗粒，经过不同的搬运方式，在各种自然环境中生成的沉积物。2土的组成土中颗粒的大小、成分及三相之间的比例关系反映出土的不同性质，如干湿、轻重、松紧、软硬等。这就是土的物理性质。土的生成(简要介绍)一、地质作用的概念(简单介绍)二、矿物与岩石的概念(简单介绍)三、地质年代的概念(简单介绍)四、第四纪沉积物(简单介绍)§1-1 土的组成及其结构与构造一、土的固体颗粒（重点讲解）（一）土的颗粒级配1土颗粒的大小直接决定土的性质2粒径颗粒直径大小3粒组为了研究方便，将粒径大小接近、矿物成分和性质相似的土粒归并为若干组别即称为粒组。粒组的划分： 200 60 2 0.075 0.005mm漂石 卵石 砾石 砂粒 粉粒 粘粒4颗粒级配土粒的大小及组成情况，通常以土中各个粒组的相对含量来表示，称为土的颗粒级配。颗粒级配的测定方法：筛析法、比重计法试验成果分析：颗粒级配累积曲线（半对数坐标）分析不均匀系数（Cu） 式中：d60当小于某粒径的土粒质量累计百分数为60%时，该粒径称为限定粒径d60。 d10当小于某粒径的土粒质量累计百分数为10%时，相应的粒径称为有效粒径d10。曲率系数（Cc）式中：d30当小于某粒径的土粒质量累计百分数为30%时的粒径用d30表示。 Cc曲率系数，它描写的是累积曲线的分布范围，反映曲线的整体形状。 Cc=13时 级配良好（二）土粒的矿物成分（简要介绍）漂石、卵石、砾石等粗大土粒的矿物成分以原生矿物为主。（与每岩相同）砂粒的矿物成分大多为母岩中的单矿物颗粒。如石英等。粉粒的矿物成分以粘土矿物为主。粘土矿物由两种原子层构成，主要类型粘土矿物的特点：细小、亲水性强，吸水膨胀，脱水收缩。二、土中的水和气（一）土中水1. 结合水指受电分子吸引力吸附于土粒表面的土中水。（1）强结合水指紧靠土粒表面的结合水。特征：没有溶解盐类的能力，不传递静水压力，只有吸热变成蒸汽时才能移动。物理指标：容度1.22.4g/cm3 固体状态 冰点-78 砂土吸 度占土粒质量1%、粘土17%。特点：极大的粘滞度，弹性和抗剪强度。（2）弱结合水指紧靠于强结合水的外围形成一层结合水膜。介绍如何对粘性土的塑性产生影响。特征：不能传递静水压力，但水膜较厚的弱结合水能向邻近的较薄的水膜转移。2自由水指存在于土粒表面电场影响范围以外的水。特点：能传递静水压力，冰点为0，有溶解能力。（1）重力水存在于地下水位以下的透水土层中的地下水。特点：有流动时，产生动水压力，带走土颗粒；能溶解土中的盐类；浮力作用。作用：使土中的孔隙增大，压缩性提高，抗剪强度降低。（2）毛细水受水与空气界面的表面张力作用而存在于孔隙中的自由水，一般存在于地下水位以上的透水层中。机理：当土孔隙中局部存在毛细水时，毛细水的弯液面与土粒接触处的表面引力反作用于土粒上，使土粒之间由于这种毛细压力而挤紧，土因而具有微弱的粘聚力，称为毛细粘聚力。存在范围：直径0.0020.5mm的孔隙中，结合工程事例讲解防潮层的作用。3冰当温度降至零度以下，水结成冰，土即为冻土。冻胀性的危害：当T，土体下陷，即融陷现象，使承载力下降，道路翻浆。（二）土中气（简要介绍）土中的气体成份：三、土中的结构和构造（一）土的结构土的结构指土颗粒的大小、形状、表面特征，相互排列及其联结关系的综合特征。分类：土的结构结合基坑的开挖，讲解工程事例中如何开挖不破坏土的结构性，以及基坑开挖要求（二）土的构造土的构造指同一土层中成分和大小都相近的颗粒或颗粒集合体相互关系的特征。§1-2 土的物理性质指标一、指标的定义（一）土粒比重（土粒相对密度）ds定义：土粒质量与同体积4的纯水的质量之比公式： 测定方法：比重瓶法（二）土的含水量定义：土中水的质量与土粒质量之比，称为含水量公式：意义：表示湿度的物理指标，与土的种类，埋藏条件及其所处的自然地理环境等有关。测定方法：烘干法。（三）土的密度定义：土单位体积的质量公式：单位： g/cm3t/m3测定方法：环刀法（四）土的干密度d，饱和密度sat和有效密度1干密度定义：土单位体积中固体颗粒的质量（干燥状态）公式：2饱和密度定义：土孔隙中充满水时的单位体积质量公式：3有效密度（浮密度）定义：在地下水位以下，单体土体积中土粒的质量扣除用体积水的质量后，即为单位土体积中土粒的有效质量。公式：（五）重度，干重度d饱和重度sat，有效重度定义：重度单位体积的重力公式：=G/V单位：kN/m3换算公式：=·g（六）土的孔隙比e，和孔隙率n1土的孔隙比定义：土中孔隙体积与土粒体积之比。公式：（用小数表示）意义：用来评价天然土层的密实程度2土的孔隙率定义：土中孔隙所占体积与总体积之比。公式e与n的关系：（七）土的饱和度Sr定义：土中被水充满的孔隙体积与孔隙总体积之比公式：意义：是评价土的潮湿程度的指标二、指标的换算（选取几个典型的公式推导，建立指标之间相互联系的概念）§1-3 土的物理状态指标一、无粘性土的相对密实度式中：emax土处于最疏松状态时的孔隙比 emin土被振击后最密实状态下的孔隙比 e天然孔隙比意义：评价土的密实程度二、粘性土的稠度及界限含水量 界限含水量粘性土由一种状态转到另一种状态时的分界含水量，称为界限含水量。包括：缩限、塑限、液限。固态 半固态 可塑状态 流动状态缩限Ws 塑限Wp 液限WL大小 测定方法：塑限：联合测定仪 搓条法 液限：锥式液限仪 （碟式少用）三、粘性土的塑性指数和液性指数 （一）塑性指数IP 用百分数表示，但省去% 意义：IP值的大小与粘粘含量有关（二）液性指数Iw意义：表示粘性土软硬程度的物理指标四、粘性土的灵敏度和触变性（一）灵敏度（St）意义：（二）触变性触变性粘性土的抗剪强度随时间恢复的胶体化学性质称为触变性。§1-3 土的渗透性一、土的渗透性渗透性指水流通过土中孔隙难易程度的性质。意义：渗透性好坏影响地下水的补给、排泄条件。二、渗透定律（达西定律 Darcy）=ki式中： 水在土中的渗透速度 cm/s k土的渗透系数 cm/s i水力梯度 三、渗透系数的测定§1- 土（岩）的工程分类一、岩石的工程分类（一）按坚硬程度分类 （二）按成因分类 （三）按风化程度分类 （四）按软化系数分类 二、碎石类土定义：粒径>2mm的颗粘含量超过全重的50%。三、砂类土定义：粒径>2mm的颗粒含量不超过全重的50% 粒径>0.075mm的颗粒超过全重的50%分类：四、粉土定义：粒径>0.075mm的颗粒含量不超过全重的50%，塑性指数IP的土分类：五、粘性土定义：指塑性指数IP>10的土。（一）按沉积年代分类（二）按塑性指数分类六、特殊土（一）软土指沿海的滨海相、三角洲相、平原、山区的沼泽相等主要由细粒土组成的孔隙比大（>1）天然含水量高（接近或大于WL）压缩性高和强度低的土层。（二）人工填土由人类活动而堆填的土（三）湿陷性土（黄土） 指土体在一定压力下受水浸湿时产生湿陷变形量达到一定数值的土。评价：按P=200kPa时的湿陷量表示。（四）红粘土 指碳酸盐岩系出露的岩石，经“红土化作用”形成并覆盖于基岩上的棕红色高塑性粘土。特征：L>50 收缩性不均匀性当在4550之间时称为次生红粘土（五）膨胀土 指粘粒成分主要由亲水性粘土矿物组成的粘性土。特征：含蒙托石、伊里石吸水膨胀、失水收缩（六）风化岩和残积土 风化岩指岩石在风化营力等作用下，使其结构、成分、性质等产生不同程度变异的岩石。 残积土岩石完全风化后未经搬运的残积物。 特点：不均匀性易产生不均匀沉降。（七）冻土 多年冻土指土的温度等于或低于零度，含有固态水且这种状态在自然界连续保持三年或三年以上的土。 特点：冻胀、融陷（八）混合土 由级配不连续的粘粒、粉粒、砾粒和巨粒组组成。（九）盐渍土 指易溶盐含量>0.5%，且具有吸湿、松胀等特性的土。分类：七、细粒土按塑性图分类第二章 地基的应力计算概述一、土中的应力土中的应力二、研究意义 土中的应力引起应变开裂、歪斜、破坏所以研究土中的应力、沉降、对于保证建筑物的正常使用、安全、经济具有很大的意义。三、研究方法实用简化方法：土为均质的线性变形体。地基是均匀、连续各向同性的半元限体。§2- 土中自重应力一、自重应力的定义由土体自身重力引起的应力称为自重应力。二、自重应力的计算大小：方向：垂直向下。规律：随深度的增加而增加。其它方向上：式中：K0土的侧压力系数单位：kPaPa三、几种情况下的自重应力计算1. 土是由多层土构成的式中：第i层土的无然重度，水下取有效重度。2. 不透水层（隔水层） 例如：坚硬的粘土层、基岩等在不透水层中存在水的浮力，作用在不透水层层面及层面以下的土的自重应力，等于上覆土和水的总重。四、自重应力分布图沿深度用一定比例的浅段表示自重应力的大小，即自重应力分布图为一折线图，遇地下水时，折线往回收遇不透水层时，有一突跃值。例题2-1（精讲）§2-基底压力（重点讲解）基底压力在建筑物基础底面存在的接触应力既是基础作用于地基的力，又是地基反作用于基础的力。（KPa）一、基底压力的简化计算式中：G基础自重及基上回填土重的总重 （一）偏心荷载下的基底压力式中：M作用一矩形基底的力矩W基础底面的抵抗矩e偏心距当矩形基础在双向偏心荷载作用下时：二、基底附加压力式中：基础府面标高以上天然土层的加权平均重度，水下取有效重度。 d天然地下算起的基础埋深。§2- 地基附加应力附加应力指建筑物荷重在土体中引起的附加于原有应力之上的应力。一、竖向集中力下的地基附加应力（一）布辛奈斯克解（弹性力学）（简要介绍公式来源，主要讲解公式的应用和应力系数查表方法）假定：基底压力是柔性的，地基土层各向同性，均布的线笥变形体，深度与水平方向显示退延伸。在半空间中任意点M（x、y、z）其中：泊松比 R线与z轴的夹角剪应力略位移： 式中：E弹性模量（二）等代荷载法：将上式改写为：对于若干个集中力：式中：ki第i个集中力应力系数 例题2-2（粗讲）二、矩形荷载和圆形荷载下的地基附加应力（一）均布的矩形荷载（角点法）式中：Kc均布矩形荷载角点下的竖向附加应力系数。 由M=l/b n=z/b查得（内插）当计算点不在角点下时，可分部计算当计算点位于边上当计算点位于矩形内部 当计算点位于矩形外部例题2-3精讲（二）三角形分布的矩形荷载角点1（小）解点2（大）式中：kt1 Kt2附加应力系数（三）均布的圆形荷载式中：kr附加应力系数三、线荷载和条形荷载下的地基附加应力（一） 线荷载式中：竖向线荷载KN/m R1与z轴的夹角（xoz平面内）（二）均布的条形荷载在直角坐标系中式中：kxz、ksx、ksxz分别为均布条形荷载下相应的三个附加应力系数选取一例题作为对公式的应用进行重点讲解地基中附加应力的分布规律：1不仅发生在荷载面积之下，而且分布在荷载面积以外相当大的范围之下，这就是所谓地基附加应力的扩散分布；2在离基础府面（地基表面）不同深度z处各个水平面上，以基底中心点下轴线处的为最大，随着距离中轴线愈远愈小；3在荷载分布范围内任意点沿垂线的值，随深度愈向下愈小。4地下附加应力的分布的等值线如灯泡形，故也称其为“压力泡”。四、非均质和各向异性地基中的附加应力(概念性介绍)（一）非均质地基：变形量随深度增大（砂土明显）费洛列希建议用半经验公式：式中：大于3的集中因素，随E0与的变化而异。结果：发生应力集中现象。（二）薄交互层地基（各向异性地基）沃乐夫建议考虑Eoh>Eov时，附加应力系数Ks的改变，韦斯脱加特建议考虑微小竖向变形。结论：产生应力扩散现象（三）双层地基1岩层上覆盖着不厚的可压缩土层 则发生应力集中现象，且岩层埋藏愈浅，应力集中现象愈显著。2上层坚硬，下层软弱的双层地基 则发生应力扩散现象，且随上层厚度的增大而扩散明显。 引入参数其中泊松比变化不大，即f值取决于E01/ E02，f值增大，扩散现象明显。第三章 土的压缩性和地基沉降计算§- 土的压缩性一、基本概念土的压缩性土在压力作用下体积缩不的特性称为土的压缩性。土的固结土的压缩随时间而增长的过程。（粘性土明显）二、压缩曲线和压缩性指标（重点讲解）（一）压缩试验和压缩曲线1压缩试验2压缩前压缩后：Vs不变2压缩曲线（e-p曲线） 不同压力P下的沉降S，按上式算出e，即可给出e-p曲线或e-egP曲线。（二）土的压缩系数和压缩指数1压缩系数 一般取P1=100KPaP2=200KPa得a1-2评价土的压缩性2压缩指数评价土的压缩性（三）压缩模量式中：Es土的压缩模量KPaMPa评价土的压缩性：（四）土的回弹曲线和再压缩曲线逐级卸压可得e-P曲线，即为回弹曲线再重新逐级加压可得e-p曲线，即再压缩曲线从曲线中可以看出：三、土的变形模量（一）载荷试验承压板：0.250.50m2荷载8级 每级观测标准：每小时沉降量< 0.1mm时土被明显挤出、裂纹S突然猛增s/b0.06实验结果：S-P曲线变形模量：式中：承压板系数S1比例界限P1对应的沉降量 或S1=0.02b（粘） or S1=0.010.015 （低压缩性土）；Eo变形模量，KPaMPa（modulus of deformation）（二）变形模量与压缩模量的关系关系：系数§- 地基的最终沉降量（重点）一、按分层总和法计算（一）步骤：1. 将基底以下土分为若干薄层，分层厚h10.4b（b为基底宽度）或取1m天然土层面及地下水位而因土质有变化，应作为分层的界面。2. 按弹性理论计算基底中心点下每一分层处土的自重应力cz和附加应力z，并给出自重应力和附加应力曲线（左右）3. 求地基沉降计算深度z 按zn/czn0.2的条件确定4. 求每一分层土的平均自重应力和平均附加应力5. 令从土中的压缩曲线中查出e1i和e2i6. 求任一分层土的变形量7. 求沉降计算深度范围攻内地基的总变形量例题：-前部分详细讲解二、按规范方法计算沉降量（一）特点：采用各向同性均质直线变形体理论计算地基附加应力。采用侧限条件的压缩性指标，并运用平均附加应力系数以简化计算。规定确定地基沉降计算深度的标准。采用地基沉降计算经验系数，力求便计算成果接近于实侧体。（二）计算公式：式中：s沉降计算经验系数Po对应于荷载标准值时的基础底面附加压力。i第i层土的平均附加应力系数（三）在计算中应注意1Zn的确定（变形比法）由该深度向上取zn zn的确定方法计算zn层的沉降量Sn，满足：或：zn=b（2.50.41nb） b基础宽度2s的确定，的确定方法：式中：深度Zn范围内土的压缩模量当量值n第n层土平均附加应力系数例题-后部分详细精讲§- 应力历史对地基沉降的影响一、沉积土的应力历史（一）根据先期固结压力划分三类沉积土层： 超固结土（B类土）Pc>P11 正常固结土（A类土）Pc=P1 欠固结土（C类土）Pc<P1P1目前土的自重应力 P1=hPc天然土层在历史上所经受过最大的固结压力2先期固结压力Pc的确定1936年卡萨格兰德（Casagrande）提出作图法 在e-logp曲线上曲率半径最小点A处作水平线，切线步骤 作上术两线的平分线，交直线段延长线于B点 B点所对立的有效应力就是Pc（二）由原始压缩曲线确定土的压缩性指标1对于正常固结的土样：首先确定原始压缩曲线 确定b点，P1=Pc e=eo步骤 确定c点，e=0.42eo 作bc即为原始压缩曲线2确定压缩指数Cc（即原始压缩曲线的斜率） 地基最终沉降计算问题综述（概念性介绍）一、分导总和法共同假设的用意实际地基土：成层性，非均质性理论上无法解决假设：均质、线性变形半空间目的：运用弹性理论的计算方法减小误差的方法，把土划分为若干个薄层二、各分层总和法的特点及应用1单向压缩分层总和法 P67公式2-52适用于大面积荷载下的薄压缩层地基（对坚实地基结果偏大，软弱地基，结果编）2规范法引用Zn和s，与实际结果比较接近。适用范围极广。3采用固结理论方法的分层总和法 P92 2-84、88、90、91、92考虑前期固结压力的影响，使计算公式中各参数更接近实际情况。适用于形成地基土层条件较复杂的情况。三、地基沉降计算深度问题探讨这实际上是一个计算精度的问题分层总和法采用应力比确定压缩层厚度，而规范法采用应变比确定压缩层厚度，目前，都在使用，人工智能应变比比应力更精确。或直接采用Zn=Zn/16来确定Zn，可免去基础宽度的影响，Zn=b(2.5-0.4lnb)。§-4 地基沉降与时间的关系有效应力土中控制其压缩和抗剪强度的应力称为有效应力。一、饱和土中的有效应力（一）有效应力原理太沙基提出式中：有效应力 总应力 u 饱和土的孔隙压力，即uw毕肖普认为：=-ua-x(ua-uw)式中：ua孔隙气压力 uw孔隙水压力 x 与土的饱和度有关的参数（一） 按有效应力原理计算土中的自重应力渗透固结时土中一点的孔隙压力与有效应力的增长物理模型，在盛满水的容器中装上多孔活塞和弹簧结论：在有效应力原理控制下，土中孔隙压力消散和有效应力相应增长的过程，在这个过程的任一时刻都必须满足=+u固结度：u(t)用下式表达二、太沙基一准固结理论（一）基本假设1土是均质的，各向同性和完全饱和的2土粒和孔隙小都是不可压缩的3土中附加应力没水平面是无限均匀分布的，（故土的压缩和水的渗流都是一维的）4土中水渗流服从达西定律（v=kJ）5在渗透固结中，土的渗透系数k和压缩系数都是不变的常数。6外荷是一次骤然施加的。（二）一维固结微分方程式中：Cv土的竖向固结系数带入边界条件后得特解：式中： Tv竖向固结时间因数，H压缩层土层最远的排水距离（三）固结度计算固结度（定义式）式中：Sct地基在某一时刻土的固结沉降Sc地基最终的固结沉降对于单向固结情况，Uz可用下式表示：当u>30% 可取第一项例题-讲解公式的应用第四章 土的抗剪强度与地基承载力概 述土的抗剪强度指土体抵抗剪切破坏的极限能力研究意义，研究抗剪强度是研究破坏式失稳的基础。§-1 土的抗剪强度与极限平衡条件（重点）一、库伦公式式中：C土的粘聚力，Kpa剪切滑动面上的流向总应力，Kpa土的内摩擦角，度二、莫尔库仑强度理论莫尔包络线，莫尔园，抗剪强度曲线用最大、小主应力表示破裂面上A点的应力状态。极限平衡条件粘对于砂土类 c=0其中：破裂角：§- 抗剪强度的试验方法一、直接剪切试验（重点）试验目的：测定土的抗剪指标该方法的特点：二、三轴压缩试验按排水条件：可分为特点：三、无侧限抗压强度试验实际上，试验是三轴试验的一个特例，即3=0试验成果事理：式中：Cu土的不排水抗剪强度。 qu无侧限抗压强度四、十字板剪切试验适用范围：饱和软粘土原理：为避免取样时将土扰动，在原位用“十字”型板剪切，通过测定施加在钻杆上的扭矩来判定破裂面上土的抗剪强度所产生的低抗力矩。破裂面为十字板施转所形成的圆柱表面。即：简化后：§- 不同排水条件时的剪切试验成果一、不固结、不排水抗剪强度取一组饱和粘性土试件，使其初始孔隙水压力为零作三轴剪切试验（条件：不固结，不排水）结果：破坏包线为一条水平线有效应力圆直径这是因为：实验中 W不变 V不变 B=1而周围压力改变只能引起孔隙水压力的变化，不改变有效应力，因此抗剪强度不变。二、固结不排水抗剪强度（一）正常固结土的固结不排水试验试样在3充分排水固结，u3=0在不排水下剪切 u1=A（1-3）结果：体积有减小的趋势（剪缩）但由于不允许排水，故产生正的孔隙水压力，A>0。（二）超固结土固结不排水试验在剪切过程中体积有增加的趋势（剪胀）开始时产生正的孔隙水压力，后转为负作。总应力：f=Ccu+tgcu有效应力：f=C+tg通常：C<Ccu>cu三、固结排水抗剪强度在试验过程中：特点孔隙水压力始终为零，总应力最后全部转化为有效应力，所以总应力圆就是有效应力圆。但正常固结粘土发生剪缩，而超固结土则先压缩后剪胀。总：f=Cd+tgd f=Cd+tgd体积略有变化一般：Cdd略大于C四、抗剪强度指标的选择（非常实际的问题）比较三种试验，得到同一条有效应力破坏包钱。但强度性状十分复杂如何选用指标？（1）当建筑物施工建度较快，地基土的透水性和排水条件不良时，可采用三轴不排水、不固结或直剪试验结果。（2）当地基荷载增长速率较慢，地基土的透水性不太小，排水较好时，（如粘土中夹砂层），可采用固结排水或慢剪试验结果。（3）条件介于两者之间时，可采用固结不排水或固结快剪试验结果。§4- 浅基础的地基临塑荷载（本节主要以熟悉公式的含义以及公式的应用作为讲解重点，公式的具体推导过程不做讲解）以条形基础为例，利用最大，最小主应力满足极限平衡条件，可推出：塑性区深度 令zmax=0 得令zmax= 得令zmax= 得式中：d基础的埋置深度mr0基底标高以上土的重度，kN/m3地基土的重度，地下水位以下取有效重度，kN/m3c 地基土的粘聚力，kPa地基土的内摩擦角，弧度补充例题一条形混凝土基础b=6.0md=1.0m，建于=18kN/m3，=20°，C=17kPa的地基上，试求地基的临塑荷载Pcr及P。解：（1）求临塑荷载2求P§4- 地基破坏型式和地基极限承载力一、地基的破坏模式一）、整体剪切破坏（最常见）当荷载大到一定程度时，出现剪切破坏区（塑性变形区）最后形成连续滑动面，基础四周地面隆起，地基发生事体剪切破坏，如图一般密实砂土式坚硬粘性土。二）、局部剪切破坏地面土有隆起，但不会明显倾斜和倒塌，T-S曲线一开始是非线性（B）。三）、冲剪破坏地基土软弱使基础下切，无明显连续滑动面，PS曲线无明显转折观念（c）一般软粘土式松砂会发生此种破坏。四）、地基承载力和地基允许承载力地基承载力指地基承受荷载的能力地基容许承载力为了保证建筑物的安全性将基底压力限制在某一容许值内，即有一定安全储备的承载力（pa）一般：R=pu/k式中：pu地基极限承载力 k安全系数，一般取23 二、普朗德尔极限承载力理论普朗德尔理论解：Pu=C·Nc式中：Nc承载力因数，是的函数赖斯纳（Reisssner,1924）解：Pu=C·Nc+q·Nq式中：Nc、Nq承载力因素三、太沙基承载力理论假设滑动面如P160式中：q基府水平面以上基础两侧的超载q=rod（kPa）； Nc、Nq、Nr承载力因数当基础为边长b的正方形时当基础为直径b的圆形时Pa=Pu/kk=23四、魏锡克极限承载力公式（Vesic,1970）1考虑基础形状的影响2偏心和倾斜荷载的影响3基础两侧覆盖层抗剪强度的影响式中：dc、dq、dr基础埋深修正因数。第五章 土压力与土坡稳定性(重点) 本章是对土力学知识的应用，讲解的重点是应该方在工程应用上面。一、挡土墙挡土墙是防止土体坍塌的构筑物。二、土压力土压力挡土墙后的填土因自重或外荷载作用对墙背产生的侧向压力。§- 挡土墙上的土压力一、主动土压力（Ea）当挡土墙向离开土体方向偏移至土体达到极限平衡状态时，作用在墙上的土压力称为主动土压力。二、被动土压力（Ep）当挡土墙向土体方向偏移至土体达到极限平衡状态时，任用在挡土墙上的土压力称为被动土压力。三、静止土压力（E0）当挡土墙静止不动，土体处于弹性平衡状态时，土对墙的压力称为静止土压力。计算：1静止土压力强度式中：k0静止土压力系数 k0=1-土的有效内摩擦角墙后填土重度kN/m32静止土压力四、几种土压力之间的关系由实验表明：Ea<E0<Epwhy? 分析其摩擦力的方向，即可得出结论。关于主、被动土压力的计算方法§-3 朗肯土压力理论假设：墙背光滑、直立、填土面水平一、主动土压力1主动土压力强度粘性土砂类土式中：ka主动土压力系数 墙后填土的重度，地下水位以下用有效重度 z计算点离填土面的深度2主动土压力粘性土砂类土二、被动土压力1被动土压力强度粘砂式中：kp被动土压力系数2被动土压力粘砂例题-1 （精讲）三、几种情况下的土压力计算（一）填土而有均匀荷载用土重代替均布荷载h=q/q=h·分布图：梯形（二）成层填土方法：第一层土压力按均质土计算第二层时，将上层按重度换算成与第二层重度相同的当量土层计算，当量土层厚（三）墙后填土有地下水总侧压力为土压力和水压力之和选择12个立体进行详细讲解。§-4 库伦土压力理论适用范围：墙背倾斜；填土倾斜；墙背与填土之间有摩擦力对图中土楔ABC作受力析解三角形（矢量）式中：ka库伦主动土压力系数见P143表4-1表中：墙后填土的内摩擦角 墙背倾斜角（倾斜取正，倾斜为负）墙后填土面的倾角土对挡土墙背的摩擦角二、被动土压力式中：kp被动土压力系数三、粘性土的土压力库伦土压力只适用于无粘性土，但实际工程中不尽然，可采用下列方法：1 图解法2规范法ka主动土压力系数， 四、朗肯理论1朗肯理论理论基础：半无限空间中的应力状态和极限平衡理论适用条件：填土水平、墙背直立、光滑计算与实际结果比较：主动土压力偏大，被动土压力偏小。2库伦理论理论基础：滑动土楔的静力平衡条件适用条件：只能直接计算无粘性土的土压力 墙背倾斜，填土而倾斜，墙土之间有摩擦计算值与实际结果比较：实际滑动面为曲面，计算结果误差较大（特别是被动土压力）。§- 挡土墙设计 一、挡土墙的类型（一）重力式挡土墙主要依靠自身重力产生的抗倾覆力矩来维持稳定的挡土墙，通常用块石式素混凝土砌筑而成。特点：结构简单、施工方便、就地取材，成本低。（二）悬臂式挡土墙_由立臂、墙趾悬壁和墙踵悬臂组成的挡土墙，一般由钢筋混凝土建造。特点：利用钢筋混凝土这种材料的特点，受力合理截面外，节省材料。（三）扶壁式挡土墙在悬臂式挡土墙的基础上，每隔一定距离设一道扶壁，也是用钢筋混凝土建造。特点：受力最合理（四）其他类型锚杆挡土墙，锚定板挡土墙，土工现场挡土墙。二、挡土墙的计算 （一）倾覆稳定性验算即：其中：Eaz=Eacos(-)Eax=Easn(-)xf=b-zcoszf=z-btg0式中：Eaz、Eax主动土压力Ea的秉直，水平分量kn/mG自重（线荷载kn/m）x0挡土墙重心离墙趾的水平距离m挡土墙墙背与水平面的倾角0挡土墙基府的倾角土对挡土墙墙背的摩擦角z土压力任用点离墙踵的高度b基底的水平投影宽度zf土压力任用点离O点的高度（二）滑动稳定性验算即：补充例题讲解三、重力式挡土墙的体型选择和构造措施（一）墙背的倾斜型式土压力：倾斜<直立<俯斜（二）墙面坡角的选择一般：1:0.051:0.2过大：增高墙身，和开挖宽度过小：直立时，土压力较大，施工方便（三）基底逆坡坡度逆坡是有效增加抗滑稳定性的方式一般：0.1:1(土)0.1:2（岩）（四）墙趾台阶和墙顶宽度增加墙趾台阶可有效扩大基底宽度。h:a=2:1 a>20cm墙顶宽度，块石>0.5m 混凝土>0.20.4m（五）排水措施（十分重要）处理措施：设排水孔、排水沟、排水井（六）填土质量要求最好是无粘性土（排水条件好）§- 土坡和地基的稳定性分析（简要介绍）