土力學(xué)與地基基礎(chǔ)復(fù)習(xí)要點(diǎn)

1、緒論1、地基：受建筑物荷載的影響，建筑物下一定范圍內(nèi)的土層將產(chǎn)生應(yīng)力和變形，應(yīng)力和變形值不可忽略的那部分土層稱為地基。2、基礎(chǔ)：起支撐上部結(jié)構(gòu)，并將上部結(jié)構(gòu)荷載傳給地基的作用的這部分位于上部結(jié)構(gòu)和地基之間的部分稱為基礎(chǔ)。3、持力層：基礎(chǔ)以下的第一層土稱為持力層。4、軟弱下臥層：在地基范圍內(nèi)持力層以下的土層稱為下臥層，若下臥層的承載力低于持力層，則稱為軟臥下臥層。5、作為承托建筑物的地基應(yīng)滿足的要求：（ 1）地基的承載能力不小于作用于地基的壓力，在防止地基整體破壞和建筑物失穩(wěn)方面必須有足夠的安全儲(chǔ)備。 （ 2） 地基的變形值不能過大，保證建筑物不因沉降量過大而破壞或影響正常使用。第一章 土的物理

2、性質(zhì)（一） 土的形成1、形成： 土是由原巖經(jīng)過風(fēng)化、剝蝕、搬運(yùn)、沉積而成的。2、化作用的分類：（ 1）物理風(fēng)化：由于溫度變化和巖石裂隙中的水的凍結(jié)以及巖類的結(jié)晶引起巖石表面逐漸破碎崩解，稱為物理風(fēng)化。（ 2）化學(xué)風(fēng)化：地表巖石在水溶液、大氣以及有機(jī)體的化學(xué)作用或生物化學(xué)作用下引起的破壞過程稱為化學(xué)風(fēng)化。 如氧化、 水化、 水解、巖溶、碳酸化等。 （ 3）生物風(fēng)化：生物活動(dòng)過程中對(duì)巖石產(chǎn)生的破壞稱為生物風(fēng)化。風(fēng)化作用結(jié)果：導(dǎo)致巖石的強(qiáng)度降低、透水性增強(qiáng)。3、殘積物：殘積物中殘留碎屑的礦物成分在很大程度上與下臥基巖一致，無層理，無分選。4、坡積物：其礦物成分與下臥基巖沒有直接關(guān)系，有分選、無層理。

3、5、洪積物：有層理、有分選。分為三個(gè)部分1. 靠近山區(qū)部分，地下水位元元元較低， 地勢較高， 且地基承載力較高， 是良好的天然地基。2. 離山區(qū)較遠(yuǎn)地段， 周期性干旱作用， 土體被析出的可溶鹽膠結(jié)而堅(jiān)硬密實(shí)，承載力較高。 3. 中間過渡階段，土質(zhì)較弱，承載力較低。6、沖積物：有明顯的層理構(gòu)造和分選現(xiàn)象。（二）土的組成1、土的三項(xiàng)體系：固相、液相、氣相，其中飽和土和干土屬于二項(xiàng)體系。2、土的粒徑級(jí)配：土中土粒的大小及組成情況，通常以各個(gè)粒組的相對(duì)含量來表示，稱為土的粒徑級(jí)配。3、界限粒徑：粒組與粒組之間的分界尺寸稱為界限粒徑。4、土粒粒組的劃分：六大粒組：漂石或塊石、卵石或碎石、圓礫或角礫、 砂

4、粒、 粉粒及粘粒。 界限粒徑分別是200mm、 20mm、 2mm、 0.075mm、0.005mmi 5 個(gè)。5、顆粒分析方法有篩分法、密度計(jì)法或移液管法。篩分法適用于粒徑大于0.075mm的土。6、粒徑級(jí)配曲線：由于土的粒徑相差懸殊，所以采用對(duì)數(shù)表示。若曲線較陡，土粒均勻，土粒級(jí)配不良。反之，曲線平緩，分布范圍廣粒徑相差懸殊，則土粒級(jí)配良好。7、不均勻系數(shù)：常用不均勻系數(shù)Cu來反映粒徑級(jí)配的不均勻程度。Cu=do/di。即限制粒徑與有效粒徑之比。若 Cu5級(jí)配良好。Cu越大，土粒越不均勻。8、土中的水：分為結(jié)合水和自由水。結(jié)合水又為強(qiáng)結(jié)合水和弱結(jié)合水，都不能傳遞靜水壓力。（三） 土的結(jié)構(gòu)和

5、構(gòu)造1、土的結(jié)構(gòu)類型： 單粒結(jié)構(gòu)、蜂窩結(jié)構(gòu)、絮狀結(jié)構(gòu)。蜂窩結(jié)構(gòu)和絮狀結(jié)構(gòu)土統(tǒng)稱為有結(jié)構(gòu)性土。 土粒之間的連接強(qiáng)度會(huì)由于長期的壓密作用和膠結(jié)作用而加強(qiáng)。2、土的構(gòu)造特點(diǎn)：成層性和裂隙性。（四）土的三項(xiàng)比例指標(biāo)（重點(diǎn)）（五） 土的物理性質(zhì)1、無粘性土： 砂土和碎石土統(tǒng)稱為無粘性土。2、砂土的密實(shí)度的判別方法：1. 天然孔隙比的大小；2 .砂土相對(duì)密度Dr：若Dr趨近于1, 土樣越實(shí)；若Dr趨近于0, 土樣越松散。3 .現(xiàn)場標(biāo)準(zhǔn)貫入實(shí)驗(yàn)錘擊數(shù)N, N越大越密。4、重型圓錐動(dòng)力觸探錘擊數(shù)N63.55、野外鑒別法3、粘性土隨含水率增加處的狀態(tài)：固態(tài)、半固態(tài)、可塑及流塑狀態(tài)。4、界限含水率：粘性土由一種狀

6、態(tài)轉(zhuǎn)到另一種狀態(tài)的分界含水率。5、液限：土由可塑狀態(tài)轉(zhuǎn)到流塑狀態(tài)的界限含水率，WL塑限： 由半固態(tài)轉(zhuǎn)到可塑狀態(tài)的界限含水率WP6、塑性指數(shù)：液限和塑限的差值為塑性指數(shù)Ip。去掉百分號(hào)。塑性指數(shù)越大，可塑性越好。液性指數(shù)：粘性土的天然含水率和塑限的差值與塑性指數(shù)之比 I L7、粘性土的狀態(tài)劃分及例題第二章 土的力學(xué)性質(zhì)（一）土中應(yīng)力土中應(yīng)力的分類： 土中應(yīng)力按其產(chǎn)生原因分為自重應(yīng)力的附加應(yīng)力。自重應(yīng)力： 由土的自重在地基內(nèi)產(chǎn)生的應(yīng)力所產(chǎn)生的應(yīng)力。 以地面為起量點(diǎn)，計(jì)算公式33頁。自重應(yīng)力的變化規(guī)律： 1. 隨深度線性增加； 2. 土的自重應(yīng)力分布曲線是一條折線， 拐點(diǎn)在土層交界處和地下水位處；

7、3. 同一土層的自重應(yīng)力按直線變化。當(dāng)?shù)叵滤幌陆禃r(shí)，自重應(yīng)力增加。附加應(yīng)力： 由建筑物荷載和其它外荷載在地基內(nèi)產(chǎn)生的應(yīng)力。 以基礎(chǔ)地面為起量點(diǎn)基底壓力： 又稱接觸應(yīng)力， 它是建筑物的荷載通過基礎(chǔ)傳給地基的壓力，也是地基作用于基礎(chǔ)地面上的反力。方向豎直向上，單位KPa中心荷載下的基底壓力： 計(jì)算公式見 37 頁，注意 G 的定義及計(jì)算偏心荷載作用下基底壓力的分布規(guī)律： 當(dāng) el/6 時(shí)，基底壓力重新分布。地基附加應(yīng)力分布規(guī)律： 附加應(yīng)力在向四周和向下逐漸擴(kuò)散， 數(shù)值并逐漸減小。角點(diǎn)法計(jì)算豎向附加應(yīng)力（二 ） 土的壓縮性1、土的壓縮性： 地基土在壓力作用下體積縮小的特性稱為壓縮性。2、土體變形的

8、原因： （ 1）土顆粒發(fā)相對(duì)移動(dòng)，土中水及氣體從空隙中排出，使空隙體積VV 減小，是根本原因。（ 2）封閉在土中的氣體被壓縮； （ 3）土顆粒和土中的水被壓縮。3、測壓條件下的壓縮試驗(yàn)：金屬環(huán)刀及護(hù)環(huán)的限制，土樣在壓力的作用下只能發(fā)生豎向壓縮，而無側(cè)向變形。4、壓縮曲線：橫坐標(biāo)表示壓力P,縱坐標(biāo)表示孔隙比e繪出的曲線。5、壓縮指標(biāo)：（ 1 ）壓縮系數(shù)，壓縮曲線上任一點(diǎn)的切線斜率為壓縮系數(shù) a， a 值越大，曲線越陡，壓縮性越大，單位MPa-1 ； （2）壓縮模量：是指在完全側(cè)限條件下的豎向附加應(yīng)力與相應(yīng)的應(yīng)變增量的比值，用Es表示，Es越大，壓縮性越低，單位 MPa（三）地基的最終沉降量1、分

9、層總和法步驟（四）地基變形與時(shí)間的關(guān)系1、達(dá)西定律： 水的滲透速度與水頭差成正比，與滲透路徑成反比。達(dá)西定律測得的速度值偏小。4 、 影響土的滲透性的因素： （ 1） 土粒的大小和級(jí)配級(jí)配越好滲透性越低； （ 2 ）土的孔隙比 孔隙比越小滲透性越小； （ 3）水的溫度溫度越高，滲透性越好；（ 4）土中封閉氣體的含量氣泡越多滲透性越小。3、有效應(yīng)力原理：在整個(gè)滲透固結(jié)過程中，附加應(yīng)力（T z等于有效應(yīng)力與孔隙水壓力u之和，即為有效應(yīng)力原理。4、固結(jié)度U： 是指任一時(shí)刻沉降量St 與最終沉降量S 的比值。St=US5、關(guān)于沉降量的計(jì)算題，注意單面排水與雙面排水固結(jié)時(shí)間規(guī)律。（五）土的抗剪強(qiáng)度與地基

10、承載力1、土的抗剪強(qiáng)度表達(dá)式2、土的兩個(gè)抗剪強(qiáng)度度指標(biāo)：c 土的粘聚力；小土的內(nèi)摩擦角3、土的極限平衡狀態(tài)：當(dāng)土中任意點(diǎn)在某一平面上的切應(yīng)力達(dá)到抗剪強(qiáng)度時(shí)，稱該點(diǎn)處于極限平衡狀態(tài)。4、土中任一平面上的正應(yīng)力和剪應(yīng)力計(jì)算公式5、土的極限平衡條件公式6、關(guān)于摩爾應(yīng)力圓的更多知識(shí)點(diǎn)7、三軸剪切試驗(yàn)：橡皮膜包裹的作用是以使試樣中的孔隙水與膜外液體完全隔開。三軸剪切試驗(yàn)根據(jù)試樣中的固結(jié)情況和排水條件分為： 不固結(jié)不排水試驗(yàn)UU固結(jié)不排水試驗(yàn) CU固結(jié)排水試驗(yàn) CDD8、地基土的破壞形式：整體剪切破壞、局部剪切破壞、沖剪破壞。9、臨塑荷載：是指基礎(chǔ)邊緣地基中剛要出現(xiàn)塑性變形時(shí)基地單位面積上所承擔(dān)的荷載。Z

11、max=0；極限荷載： 指地基在外荷載作用下產(chǎn)生的應(yīng)力達(dá)到極限平衡時(shí)的荷載界限荷載：塑性區(qū)的最大深度Zmax可控制在基礎(chǔ)寬度的1/4,相應(yīng)的荷載用 P1/4 表示，稱為界限荷載。Zmax=1/4d。10、地基極限承載力公式各部分的意義：CNl滑動(dòng)面上粘聚力產(chǎn)生的抗力；qNq-基礎(chǔ)兩側(cè)基礎(chǔ)底面均布載荷丫 d產(chǎn)生的抗力； 丫N一滑動(dòng)以上，基礎(chǔ)底面以的土體自重產(chǎn)生的抗力第三章 地基勘察與測試1、地質(zhì)作用分類： 根據(jù)能量來源不同分為內(nèi)力作用和外力作用。其中內(nèi)力作用包括巖漿活動(dòng)、地殼活動(dòng)、地震作用和變質(zhì)作用；外力作用包括風(fēng)化、剝蝕、搬運(yùn)與沉積作用。2、地質(zhì)構(gòu)造：褶皺和斷裂（節(jié)理和斷層）斷層不是簡單平面帶

12、有寬度3、地下水分類：上層滯水、潛水、承壓水4、潛水定義：埋藏在地表以下第一個(gè)穩(wěn)定隔水層以上具有自由水面的地下水稱為潛水。 承壓水： 是指充滿于兩個(gè)穩(wěn)定隔水層之間的含水層中的地下水。承受一定的進(jìn)水壓力。5、勘察工作：分為可行性研究勘察、 初步勘察和詳細(xì)勘察三個(gè)階段。6、勘察的結(jié)果：地基勘察報(bào)告書7、勘探方法：鉆探、井探槽探和洞探、地球物理勘探。其中地球物理勘探兼有勘探和測試的雙重功能。第四章 天然地基上的淺基礎(chǔ)1、基礎(chǔ)分類： 天然地基上的基礎(chǔ)， 根據(jù)埋置深度和施工方法的不同，可分為淺基礎(chǔ)和深基礎(chǔ)兩大類。 一般埋置深度小于 5 米， 用一般施工方法即可施工的基礎(chǔ)稱為 淺基礎(chǔ) ；若埋置深度大于 5

13、 米，需用特殊方法施工的基礎(chǔ)稱為 深基礎(chǔ) 。2、設(shè)計(jì)地基基礎(chǔ)應(yīng)該滿足的要求：（ 1）地基應(yīng)該有足夠的強(qiáng)度和穩(wěn)定性（2）基礎(chǔ)的沉降量應(yīng)小于地基的允許變形值。3、地基變形特征：（ 1）沉降量：基礎(chǔ)中心的沉降量s； （2）沉降差：兩相鄰基礎(chǔ)沉降量的差值； （ 3）傾斜：指單獨(dú)基礎(chǔ)傾斜方向兩端點(diǎn)的沉降差與其距離的比值;（ 4 ） 局部傾斜： 指砌體稱重結(jié)構(gòu)沿縱墻6-10m之內(nèi)基礎(chǔ)兩點(diǎn)間的沉降差與距離的比值， 墻身開裂， 大多數(shù)都是墻身局部傾斜超過允許值所引起的。4、地基承載力特征值的計(jì)算公式Fa-修正后的地基承載力特征值；Fak-地基承載力特征值；刀b、刀d-基礎(chǔ)寬度和埋置深度的地基承載力修正系數(shù)。丫

14、 -基礎(chǔ)底面以下土的重度；b基礎(chǔ)底面寬度；丫 m-基礎(chǔ)底面以上土的加權(quán)平均重度；d-基礎(chǔ)埋置深度5、基礎(chǔ)埋置深度的影響因素：（ 1）建筑物的用途及基礎(chǔ)構(gòu)造的影響；（ 2）作用在基礎(chǔ)上的荷載大小和性質(zhì)的影響；（ 3）工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件的影響；（ 4）相鄰建筑物基礎(chǔ)的影響；（ 5）地基凍脹性的影響：要求基礎(chǔ)埋置深度大于凍結(jié)深度。第五章 樁基礎(chǔ)1、樁分類： （ 1）按施工方法分為預(yù)制樁和灌注樁。（ 2）按承臺(tái)與地面相對(duì)位置不同，分為低承臺(tái)樁和高承臺(tái)樁。（ 3）按樁的形狀和豎向受力情況分為摩擦型樁和端承型樁。摩擦型樁的樁頂豎向荷載主要由樁側(cè)阻力承受； 端承型樁的樁頂豎向荷載主要由樁端阻力承受。（

15、4）按樁的設(shè)置效應(yīng)分為擠土樁、部分?jǐn)D土樁和非擠土樁。2、單樁豎向荷載專遞過程： （ 1）樁身位移和樁身荷載隨深度遞減（ 2）樁側(cè)摩阻力自上而下逐步發(fā)揮。3、負(fù)摩阻力定義： 樁在軸向荷載作用下，樁身和樁端土將產(chǎn)生壓縮變形， 如果樁周土層由于某種原因而下沉， 并且它的下沉量大于樁身的下沉量時(shí)，在樁側(cè)將會(huì)產(chǎn)生向下的摩阻力，稱為負(fù)摩阻力。4、單樁承載力根據(jù)樁身的材料強(qiáng)度和土對(duì)樁的支承力兩方面確定。5、樁基的破壞模式： 樁身破壞和地基破壞。6、裙樁效應(yīng)：豎向荷載作用下的群樁基礎(chǔ)，由于承臺(tái)、樁、土相互作用， 其樁基的承載力和沉降性狀往往與相同地質(zhì)條件和設(shè)置方法的同樣單樁有明顯差別，這種現(xiàn)象稱為群樁效應(yīng)。第

16、六章 土壓力和邊坡穩(wěn)定1、計(jì)算擋土墻土壓力時(shí)主要考慮的因素： 位移方向和位移量2、土壓力的類型：（1）靜止土壓力E0:如果擋土墻靜止不動(dòng)，在土壓力的作用下不向任何方向發(fā)生移動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)， 此時(shí)作用在墻身背后的土壓力稱為靜止土壓力E0。（2）主動(dòng)土壓力Ea：如果擋土墻向離開土體方向已定或轉(zhuǎn)動(dòng)，墻后 土壓力逐漸減小。當(dāng)位移達(dá)到一定值是，墻后土體即將出現(xiàn)滑裂面，此時(shí)作用在墻身背上的土壓力稱為主動(dòng)土壓力Ea。（3）被動(dòng)土壓力Ep：擋土墻在外力作用下，向墻背方向已定或轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，墻擠壓土體，墻后土壓力逐漸增大，當(dāng)?shù)竭_(dá)一定位移量時(shí)，土體即將上隆，此時(shí)土壓力達(dá)到最大值，該土壓力稱為被動(dòng)主壓力 Ep3、朗肯土壓力結(jié)論：（1） EaE0Ep;（2）相同條件下，達(dá)到被動(dòng)土壓 力時(shí)的位移圓圓大于主動(dòng)土壓力的位移。4、 朗肯土壓力假設(shè)條件： （ 1）擋土墻是無限均質(zhì)土體的一部分；（ 2）墻背垂直光滑；（ 3）墻后填土是水平的。5、粘性土壓力的組成部分：（1）粘聚力 c 引起的負(fù)側(cè)壓力，（2）由土的自重應(yīng)力引起的正側(cè)壓力。6、主動(dòng)土壓力計(jì)算機(jī)及分布圖7、庫倫土壓力假設(shè)條件：庫倫土壓力是從滑動(dòng)楔體處于極