2022年土力学与基础工程知识总结.docx
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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 昆明理工高校土力学与基础工程学习报告同学姓名指导老师秦昆珍学院建筑工程学院专业名称工程力学班级工力 151 学号 2022 年 6 月 11 日名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 14 页精选学习资料 - - - - - - - - - 工管、工力2022 级土力学与基础工程 学习报告任务书一、 学习报告目的与任务 通过学习报告总结土力学与基础工程所学学问,作为教学 方案中考核的方式,是重要的教学环节,它为检查同学学习把握本 课程专业学问起着重要作用;并为在今后的工程实践中,正确使用 规范、适应规范标准的进展,打下基础;二、
2、学习报告的基本要求 1、学习报告的格式学习报告一律用A4纸打印,正文字体为宋体,小四号;2、学习报告内容( 5500-8000 字)(1)、土力学与基础工程综述;(土力学与基础工程的基 本学问、基本理论和基本方法,相关现行规范的内容以及地基处理等内容)(2)、结合本专业课学习的体会、感爱好的题材,进行总结;3、完成时间 2022 年 6 月 11 日名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 14 页精选学习资料 - - - - - - - - - 土力学与基础工程综述0 绪论 土是岩石经过物理、化学、生物等风化作用的产物,是矿物颗粒组成的集 合体,多数情形下是由固体颗粒、水和空气
3、组成的三相体;土力学是运用力学 学问和土工测试技术,讨论土的物理、力学性质,以及土的变形及其强度变化 规律的一门学科;“ 土” 是一个广义词,它包括岩石、碎石、砂及细粒土;讨论岩石力学特 性的学科称为岩石力学,土力学和岩石力学统称为岩土力学;随着生产和科学 技术的进展,又开创了很多土力学的分支,如理论土力学、运算土力学、试验 土力学、应用土力学、环境土力学、海洋土力学、冻土力学、黄土力学、土动 力学等;1 土的物理性质及工程分类 土的生成与特性:地球表面的整体岩石在阳光、大气、水和生物等因素影响下发生风化作 用,使岩石崩解、破裂,经流水、风、冰川等动力作用,形成外形各异、大小 不一的颗粒;这些
4、颗粒受各种自然力作用,在各种不同的自然环境下积累起 来,就形成了土;因此,通常说土是岩石风化的产物;积累下来的土,在很长 的地质岁月中发生复杂的物理化学变化,逐步压密、岩化,最终又会形成岩 石,这就是沉积岩;这种长期的地质过程称为沉积过程;因此,在自然界中,岩石不断风化破裂形成土,而土又不断压密、岩化而变成岩石;这一循环过程 永无休止地重复进行;风化作用的类型 : 物理风化、化学风化、生物风化;土的生成类型:()残积土;()搬运土:坡积土;风积土; 冲积土;洪积土;湖泊沼泽沉积土;海相沉积土;冰积土;土具有三个重要特点:散体性;多相性;自然变异性;土的矿物成:()原生矿物;()次生矿物()有机
5、质: 高岭石、伊利石和蒙脱;土中的水:()结合水(吸附水);()自由水:重力水、毛细 水;土中气体:土中的气体存在于土孔隙中未被水所占据的部位;在粗粒的沉积物中常见 到与大气相连通的气体,它对土的力学性质影响不大;在细粒土中就常存在与 大气隔绝的封闭气泡,使土在外力作用下的弹性变形增加,透水性减小;对于 污泥和泥炭等有机质土,由于微生物(细菌)的分解作用,在土中蓄积了某种 可燃气体(如硫化氢、甲烷等),使土层在自重作用下长期得不到压密,形成 高压缩性土层;名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 14 页精选学习资料 - - - - - - - - - 土的结构:()单粒结构;(
6、)蜂窝结构;()絮状结构;土的物理性指标:()土的密度 ;()土粒相对密度 . .; ()土的含水量;按土的工程分类标准分类:)巨粒类土;)粗粒类土;)细粒类土2 土的渗透性与渗流达西定律:年,法国学者达西()依据砂土渗透试验,发表了水在饱和砂土中的流淌方程式, v = k . .= .式中断面平均渗透速度,即单位时间内通过与渗流方向成直角的单位截面积的水量,为便利起见,以后称之为渗透速度,m/s;渗流长度,即渗径 , ;土的渗透系数, m/s 或 cm/s;流网:)流网特点:构成流网的两簇曲线:一簇为流线,在稳固渗流场中,表示水质点的运动路线;另一簇为等势线,是稳固渗流场中势能或测管水头的等
7、值线,即在同一等势线上不同点处的测管水头 值都相等;对于各向同性的均质土,应满意以下基本条件:流线与等势线相互正交;流线与等势线构成的流网单元为正方形或曲边正方形;必需满意流场的边界条件,以保证解的唯独性;流网绘制:绘制流网时,不行能一次完成,需要多次试画;绘制时应满意基本条件并遵守基本规章,同时仍应留意边界条件;渗透力:水在土体中流淌时将会引起水头的缺失,而这种缺失是由于水在土体孔隙中流淌时,对土颗粒有推动、摩擦和拖曳作用,它们综合形成的作用于土骨架的力,称为渗透力;单位体积土体上的渗透力为:.1 -. 2土体体积=. .= .渗透稳固性:土由于渗流作用而发生的破坏,称为土的渗透破坏,其表现
8、 形式有流土和管涌两种:)流土;)管涌 3 土中应力和地基沉降量运算 土中应力:土在自身重力、建筑物及其他因素作用下,在土体产生的应 力;运算土中应力的方法 : 弹性理论公式;即把土匀称的、连续的、各向同性的 半无限空间线性弹性体;名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 14 页精选学习资料 - - - - - - - - - 成层土中自重应力运算:当深度 z 由多层土组成时,个层土的厚度和自重分别为. 1,. 2, , . .,就深度 Z 处的竖向自重应力为.1,.2, , .和. .= . 1.1+ . 2.2+ . + . .= . .=1式中. .自然地面下任意深度n深
9、度 z 范畴内的土层数z 处的竖向自重应力, KPa .第 i 层土的厚度, m . .第 i 层土的自然自重密度 ./.土的水平自重应力:.= . .= .0.式中 . 0静止侧压力系数,也称静止土圧系数;基底压力的简化运算:(1)中华心荷载下的基底压KN 式中P =.+ .F作用在基础上的竖向力,KN G基础自重及其上回填土自重的总重,A基础底面积, .2(2)偏心荷载下的基底压力. . . =.+ . .式中M作用在基础底处的力矩,KN .mW基础底面的抗击矩基础附加应力:式中.0 = .- . .P基地平均压力, KPa .土中自重应力, KPa 土层中附加应力的运算:名师归纳总结 .
10、 .=3. 2.=3. .32. .5 =3.2. 2.cos3 .第 5 页,共 14 页.2. .5 +1 - 2. 3.2- .- .2 .3.+ . -.22.+ . .3.+ .2- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - . .= 3. 2. .2. .5 + 1 - 2. .2 - .- .2 .3.+ . - .22.+ .3. . 1 - 2. .2. + . .= . .= -2. .5 -3 . .3.+ .2. .= . .= 3. 2. .5 = -22. 3. 3.cos2 .3. . 3. .= . .= 2. .5 = -2. 3
11、.cos2 .1+ . . .u = 2. .2 - 1 - 2. .+ .1+ . . .v = 2. .2 - 1 - 2. .+ .2 = .1+ . 2. . .2 - 1 - 2.1 .式中.,.,. .平行于 x,y,z 轴的正应力;. .,. ., . ., . .,. .,. .剪应力;u,v,w 沿 x,y,z 轴方向的位移;R集中力作用点与 M点距离;. R线与 Z 坐标的夹角;R集中力作用点与 M点的水平距离;E土的弹性模量;.土的泊松比土的压缩性:1压缩系数aee 1e 2pp 2p 12)压缩指数cceplge 1e 2p 1lgp2lg3)压缩模具Ezp 2p 1z
12、z4 土的抗剪强度与浅基础的地基承载力库伦定律:名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 14 页精选学习资料 - - - - - - - - - tanfctan式中f土的抗剪强度, kPa;剪切面上的法向应力,kPa; 土的内摩擦角,( );c土的黏聚力, kPa;土的抗剪强度 . .用剪切面上的有效应力来表示:f ctan莫尔 - 库仑强度理论 : ff土的抗剪强度试验 : 土的剪切强度指标是通过土的抗剪强度试验测定的,不同的抗剪强度指标 可以用不同的抗剪强度试验来获得;土的抗剪强度试验依据试验进行场所,可分为室内试验和现场试验两大类;室内试验常用的有直接剪切试验、三轴 压
13、缩试验和无侧限抗压强度试验;现场试验仅介绍十字板剪切试验;孔隙压力的运算系数:uB3A13式中 A,B孔隙压力系数;孔隙压力系数 B的在各向应力增量相等条件下的孔隙压力系数: Bu03式中u 试样在四周压力增量3下产生的孔隙压力增量, kPa;孔隙压力系数 A为偏应力增量作用下的孔隙压力系数,运算公式为:AB1u13式中名师归纳总结 u试样在主应力差(13)下即剪切是产生的孔隙压力,kPa;第 7 页,共 14 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 饱和黏性土的抗剪强度:1)不固结不排水抗剪强度;2)固结不排水抗剪强度; 3)固结排水抗剪强度; 4)抗剪
14、强度指标的挑选 无黏性土的抗剪强度:由于无黏性土的透水性强,在通常的加荷速率下,土体中的孔隙压力常等于 零,因此其抗剪强度指标常用三轴固结排水剪切或慢剪试验来测定;地基因竖向承载力不足引起的破坏有三种形式:剪切破坏; 3)冲剪破坏;地基临塑荷载和临界荷载:1)整体剪切破坏、 2)局部p crr0dccotr0dcot2浅基础的地基极限承载力:(1)普朗德尔公式:普朗德尔极限承载力是一种依据极限平稳理论求解的承载力;puNqqNcc(2)太沙基公式:太沙基承载力是按假定滑动画面法求解的承载力;(3)汉森和魏锡克公式pup uN qN c1N ybbN2cNcqNq125 土压力与土坡稳固性土压力
15、的类型:静止土压力;郎肯土压力理论:主动土压力;被动土压力它是依据半无限土体在自重作用下的应力状态和极限平稳条件建立的;郎 肯理论分析挡土墙的土压力时,假设:(1)墙后填土表面水平;( 2)挡土墙 背垂直;( 3)挡墙背面光滑,即不考虑墙与土之间的摩擦力;库伦土压力理论:库伦依据挡土墙后形成的滑动楔体极限平稳条件,并假定滑动面为一平面,来求算出挡土墙上的土压力,称为闻名的库伦土压力理论;它假设: 1,墙后填土为匀称的无黏性土 (c=0),填土表面可以是倾斜的; 2,挡土墙是刚性的, 墙背可以是倾斜的, 倾角为 a;3,墙面粗糙, 墙面与土体之间名师归纳总结 存在摩擦力,摩擦角大于0;第 8 页
16、,共 14 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 挡土墙的设计:挡土墙有重力式挡土墙、锚定式挡土墙、薄壁式挡土墙、加筋 土挡土墙; 对于重力式挡土墙的构造涉及了墙背倾斜形式的选用、挡土墙剖面的 拟定、排水设施、沉降缝和伸缩缝;6 岩土工程勘察 岩土工程勘察等级:不同的建筑场地地质条件不同,存在的工程地质问题也各异,因此建筑物 所实行的地基基础设计方案也可能不同;岩土工程勘察的分级依据岩土工程的 安全等级、场地的复杂程度和地基的复杂程度来划分;不同等级的岩土工程勘 察因其复杂和难易程度不同,对勘察测试工作、分析运算评判工作、施工监测 掌握工作等级等的规模、
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- 2022 土力学 基础 工程 知识 总结
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