土力学小结概念重点及例题.pptx

土力学小结土力学小结 已学各章的应知、应会、基本概念、重已学各章的应知、应会、基本概念、重点内容和部分例题。点内容和部分例题。第一章应知、应会和基本概念第一章应知、应会和基本概念本章为工程地质内容（略）本章为工程地质内容（略）第二章应知、应会和基本概念第二章应知、应会和基本概念应知应知名词解释：名词解释：土的结构、土的构造、土的含水量、土的土的结构、土的构造、土的含水量、土的饱和重度、土的孔隙比、土的孔隙率、液饱和重度、土的孔隙比、土的孔隙率、液限、塑限、碎石土、砂土、粉土、粘性土。限、塑限、碎石土、砂土、粉土、粘性土。应会应会不均匀系数表达式；由已知条件，如含水量、土粒相对密度、液限、塑限等的数值，会判断土的名称和物理状态。计算比较简单的计算题。基本概念：基本概念：土的三相组成、粘性土软硬状态的划分指土的三相组成、粘性土软硬状态的划分指标；工程上按什么对粘性土分类；地基土标；工程上按什么对粘性土分类；地基土分成几类。分成几类。第三章应知、应会及要点第三章应知、应会及要点应知应会应知应会基本概念：基本概念：有效应力原理、压缩系数、压缩模量、分有效应力原理、压缩系数、压缩模量、分层总和法的概念、计算总沉降的方法、土层总和法的概念、计算总沉降的方法、土的自重应力、基底压力（接触压力）、基的自重应力、基底压力（接触压力）、基底附加压力、地基中的附加应力、双层地底附加压力、地基中的附加应力、双层地基概念。基概念。要点要点土的压缩性概念及评价指标；太沙基单向固结理论自重应力的概念、分布和计算；各种荷载条件下的地基附加应力计算；角点法的原理及应用第四章应知、应会及要点第四章应知、应会及要点应知应会应知应会基本概念：基本概念：土中一点应力状态、土的极限平衡条件、土中一点应力状态、土的极限平衡条件、土的抗剪强度测定方法、直接剪切试验、土的抗剪强度测定方法、直接剪切试验、无粘性土的内摩擦角、地基临塑荷载和临无粘性土的内摩擦角、地基临塑荷载和临界荷载、地基极限承载力、太沙基公式。界荷载、地基极限承载力、太沙基公式。要点要点土的抗剪强度概念及影响因素；土的极限平衡条件及其表达式；土的抗剪强度指标的测定方法；地基破坏的三种形式及过程；地基承载力特征值的确定方法。尚未讲解尚未讲解第五章应知、应会及要点第五章应知、应会及要点部分例题部分例题例例1、已知某地基的钻孔柱状图、土层厚度及、已知某地基的钻孔柱状图、土层厚度及各层相关指标如图示。各层相关指标如图示。试通过计算绘出试通过计算绘出地基中地基中12米深度范围内的自重应力分布图；米深度范围内的自重应力分布图；若地下水位下降至若地下水位下降至6米深处，试绘出自重米深处，试绘出自重应力分布图。应力分布图。土层土层容重容重柱状图柱状图深度深度/m层厚层厚/m粉土粉土03.66.03.62.4粉质粘土粉质粘土9.03泥岩泥岩123题目分析：题目分析：由已知条件，地基由成层土组成，且在深度为由已知条件，地基由成层土组成，且在深度为3.6米处的粉土层中有地下水，水位上下容重指米处的粉土层中有地下水，水位上下容重指标不同，应将粉土分为两层计算。另外，标不同，应将粉土分为两层计算。另外，9米深米深度以下泥岩为不透水层，泥岩表面的自重应力应度以下泥岩为不透水层，泥岩表面的自重应力应按单位面积上覆盖的全部土重和水重之和计算。按单位面积上覆盖的全部土重和水重之和计算。由于在均质土中的自重应力呈线性分布，故对每由于在均质土中的自重应力呈线性分布，故对每层土只需计算其底层和层面处的自重应力值便可层土只需计算其底层和层面处的自重应力值便可依据线性关系绘出自重应力分布图。依据线性关系绘出自重应力分布图。解：解：从天然地面起，按公式，各层交界面处自从天然地面起，按公式，各层交界面处自重应力计算过程及地基自重应力分布图如重应力计算过程及地基自重应力分布图如图（图（a）所示。）所示。若地下水位下降至若地下水位下降至6米深处，则土中自重米深处，则土中自重应力分布图如图（应力分布图如图（b）所示。）所示。土层土层容重容重深度深度/m层厚层厚/m分布图分布图粉土粉土03.66.03.62.4064.884.9粉质粉质粘土粘土9.03111.7泥岩泥岩123165.7(a)水位在水位在3.6米深处米深处土层土层容重容重深度深度/m层厚层厚/m分布图分布图粉土粉土03.66.03.62.4064.8108粉质粉质粘土粘土9.03134.7泥岩泥岩123164.7239.7(b)水位在水位在 6 米深处米深处比较两种情况的计算结果可见，地下水位比较两种情况的计算结果可见，地下水位下降，原水位以下透水层中自重应力增大。下降，原水位以下透水层中自重应力增大。因水位降低而增加的那部分自重应力，将因水位降低而增加的那部分自重应力，将造成土体的进一步沉降。水位降低幅度越造成土体的进一步沉降。水位降低幅度越大，这种沉降就越大。大，这种沉降就越大。我国许多地区的建筑物发生地基沉陷，其我国许多地区的建筑物发生地基沉陷，其中相当一部分就是由于长期无节制开采地中相当一部分就是由于长期无节制开采地下水导致水位降低所致。下水导致水位降低所致。而地下水位上升时，浸水饱和的土体强度会降低，而地下水位上升时，浸水饱和的土体强度会降低，地基可能因此发生强度破坏，最终导致基础失稳。地基可能因此发生强度破坏，最终导致基础失稳。由图可见，土中自重应力呈现如下分布规律：由图可见，土中自重应力呈现如下分布规律：总体看，自重应力随深度的增加而增大；成层土的自重应力分布图呈折线型，同层土的自重应力按直线变化，折线的拐点在土层交界处（当上下两个土层容重不同时）和地下水位处；在不透水层与上覆透水层的交界面处，自重应力出现台阶状变化。例例 2、如图示，某矩形基础底面如图示，某矩形基础底面 均布的基底附加压力为均布的基底附加压力为 。试分别计算基础的角。试分别计算基础的角点点 A、边点、边点 E、中心点、中心点 O 以及基底外以及基底外 F、G 点等各点之点等各点之下深度下深度 处的附加应力。处的附加应力。1.0m0.5m0.5m1.0m1.0m0.5mAFEDCBIHGOKJ分析：显然题目是要求计算在均布的基底附分析：显然题目是要求计算在均布的基底附加压力作用下矩形基础面积内、外不同位加压力作用下矩形基础面积内、外不同位置的点下的附加应力。对角点下，直接采置的点下的附加应力。对角点下，直接采用角点附加应力公式计算；对非角点下，用角点附加应力公式计算；对非角点下，则需要根据点的位置作辅助线，采用角点则需要根据点的位置作辅助线，采用角点法计算。法计算。注：用到注：用到“矩形面积上竖向均布荷载作用时矩形面积上竖向均布荷载作用时角点下的竖向附加应力系数值角点下的竖向附加应力系数值”表表解：解：角点角点 A 下的附加应力。下的附加应力。边点边点 E 下的附加应力。下的附加应力。如图所示，通过如图所示，通过 E 点作辅助线点作辅助线 EI，将矩形面积，将矩形面积 ABCD 分分为两个相等的矩形为两个相等的矩形 EADI 和和 EBCI。中心点中心点 O 下的附加应力下的附加应力通过通过 O 点作辅助线将矩形面积点作辅助线将矩形面积 ABCD 分为四个相等的矩分为四个相等的矩形形 OEAJ、OJDI、OICK、OKBE。F、G 点下的附加应力点下的附加应力过过 F 点作辅助线得两组对称矩形点作辅助线得两组对称矩形 FJAG 和和 FJDH、FKBJ 和和 FKCH。查表得：。查表得：计算结果分析：计算结果分析：矩形面积受竖向均布荷载作用时，不仅在矩形面积受竖向均布荷载作用时，不仅在受荷面积垂直下方的土中产生附加应力，受荷面积垂直下方的土中产生附加应力，而且在荷载面积以外的土中也产生附加应而且在荷载面积以外的土中也产生附加应力；力；在地基中同一深度处，矩形面积中心点处在地基中同一深度处，矩形面积中心点处附加应力最大，离受荷面积中心点愈远的附加应力最大，离受荷面积中心点愈远的点下，附加应力值愈小；点下，附加应力值愈小；在矩形中心点下，随着深度的增加，附加在矩形中心点下，随着深度的增加，附加应力逐渐减小；应力逐渐减小；在矩形面积以外的点下，附加应力从在矩形面积以外的点下，附加应力从0开开始，先随深度的增加而增大，然后再逐渐始，先随深度的增加而增大，然后再逐渐减小。减小。本题计算结果进一步表明了土中附加应力的本题计算结果进一步表明了土中附加应力的扩散规律。扩散规律。例例3、某矩形基础基底尺寸为、某矩形基础基底尺寸为 ，其上作用有，其上作用有均布荷载均布荷载 ，地基条件如图所示，用单向压缩分，地基条件如图所示，用单向压缩分层总和法及规范法求地基的最终沉降量。层总和法及规范法求地基的最终沉降量。1.5m2.0m2.0m解解：（：（1）单向压缩分层总和法）单向压缩分层总和法（2）规范法）规范法求解结果：求解结果：求解：求解：