巖土所考博復習資料土力學(個人總結)第七章

1、學習必備歡迎下載第七章建筑物基礎沉降的計算第一節(jié)土的壓縮性1壓縮性概念：土在壓力作用下體積減小的特性叫做壓縮性2體積減小機理土礦物顆粒的壓縮；孔隙中水和空氣的壓縮；水和空氣從孔隙中被擠出。土是壓 縮主要由于土中孔隙體積的減少，也就是說孔隙中一部分水和空氣被擠出， 封閉 氣體被壓縮；同時，土顆粒相應發(fā)生移動，重新排列，靠攏擠緊。對飽和土來說， 則其壓縮主要是由于孔隙水的擠出。3 土的壓縮表現(xiàn)豎向變形和側向變形一壓縮試驗1壓縮曲線室內側限壓縮儀（固結儀）滲透固結（主固結、固結）：孔隙水的排出需要經過一定的時間過程，這個時間 過程叫做滲透固結。次固結（次壓縮）：孔隙水停止排出后，土還繼續(xù)隨時間的發(fā)展

2、而產生變形，這 個時間過程叫做次固結。室內側限壓縮實驗不能完全符合土的實際工作情況，因為1取樣，土受到擾動2尺寸小，代表性差3 土樣表面切削不平4土樣環(huán)刀摩擦力和縫隙2壓縮系數和壓縮指數（2012重點）1）壓縮系數a：它表示單位壓力變化引起的空隙比變化，即直線 M1M2的斜率， 負號表示土的空隙比隨壓力的增大而減小。公式，（附加：土的壓縮系數是土在側限條件下空隙比減小量與有效應力增量的比值，即e-p曲線中某一壓力段的割線斜率。）2）體積壓縮系數mv （體積變形模量）（2012重點）:單位應力變化引起的土的單位 體積變化。3）壓縮指數Cc：（附加：土體在側限條件下空隙比減小量與有效應力常用對數

3、值增量的比值，即e-logp曲線中某一壓力段的直線斜率。）4）膨脹指數Ce3 土的彈性變形和殘余變形1）彈性變形：土在壓力除去以后可以恢復的那部分變形2）殘余變形：土在壓力除去以后不能恢復的那部分變形 4 壓縮模量（2012重點） 壓縮模量Es：不僅反映土的彈性變形，而且同時反映土的殘余變形，是一個隨 壓力而變化的數值。它是指土在側限壓縮條件下，在受壓方向上的應力與相應的 應變之間的比值，公式5側壓力系數和泊松比 側壓力系數（靜止土壓力系數 K0）:側限壓縮實驗中，水平壓力的增量對于豎向 壓力的增量的比值，公式 土的泊松比（側膨脹系數）：土側向應變與豎向應變的比值，它與土的側壓力系 數有一定的

4、關系。推導略。6 土的天然壓密狀態(tài)和前期固節(jié)壓力1）前期固結壓力：該土層在地質歷史上曾經受過的并已固結穩(wěn)定的最大有效壓 力。前期固結壓力一一Pc；目前上覆土層的自重應力一一P0。2）超固結土： Pc大于P0, 土層在其自然沉積過程中曾經在較大壓力下壓密穩(wěn)定， 但以后可能因為侵蝕或沖刷等原因而卸荷， 致使殘留下來的土所具有的密度超過 了它在目前自重應力下所對應的密度，這種土就稱為超固結土。3）正常固結土： Pc等于P0,該土層在自然沉積過程中所發(fā)生的固結作用一直隨 著土層的不斷沉積而相應發(fā)生，在固結過程中沒用受過侵蝕或其他卸載作用。4）欠固結土： Pc小于P0,表明這土層因沉積歷史短或由于濕度條

5、件和鹽類膠結 作用等的影響，在土自重應力下還未完成其固結作用，這種土稱為欠固結土。5）超固結比OCR （20XX年概念）：Pc比P0的值；等于1,正常固結土；大于1, 超固結土；小于1,欠固結土。6）確定土的前期固結壓力的方法：A.卡薩格蘭地法載荷試驗1載荷試驗2地基應力與應變關系1）直線變形階段2）局部剪切階段3）完全破壞階段3變形模量1）土的變形模量E0:在單軸受力且無側限條件下土的應力與應變之比。公式,2） 土的壓縮模量和變形模量二者的換算（20XX年簡述）4彈性模量1）彈性模量：從土的彈性或瞬時應變來看，法向應力與相應的土的彈性應變的 比值叫做土的彈性模量。2）由于土的彈性應變遠遠小于

6、土的總應變，所以土的彈性模量遠大于土的壓縮 模量或變形模量。3）土的彈性模量常用無側限壓縮實驗和不排水剪切試驗經過反復加荷卸荷求得。根據實驗結果，以軸向應力為縱坐標，軸向應變?yōu)闄M坐標，求得通過原點的應力 與應變的關系曲線，貝U原點切線的斜率就是土的彈性模量。思考題：1通過固結實驗可以得到哪些土的壓縮性指標？如何求得？壓縮系數（e-p）；壓縮指數（e-logp）；壓縮模量（e-p）；靜止側壓力系數2通過現(xiàn)場荷載實驗可以得到哪些土力學性質指標？地基承載力；變形模量第二節(jié)基礎最終沉降量的計算最終沉降量：地基變形完全穩(wěn)定時地基表面的最大豎向變形就是基礎的最終沉降 量。瞬時沉降：荷載作用下由于土的畸變所

7、引起，并在荷載作用后立即發(fā)生。固結沉降：由于孔隙水排出而引起土體積的減小所造成， 緩慢發(fā)生，占沉降量的 主要部分。次固結沉降：由于超靜水壓力消散后在恒值有效應力作用下土骨架的蠕變所致。一瞬時沉降量的計算1計算公式1）均質地基：公式2）成層地基：最上面一層土的厚度大于荷載面積的尺寸時，瞬時表面位移按均質地基計算；可壓縮粘性土層下臥有剛性地層時，瞬時沉降量按上式計算，但系數Cd值改用; 當有限厚度的堅硬上層位于較厚的可壓縮土層上時，乘以修正系數，公式3）絕對剛性基礎的傾斜矩形基礎；公式圓型基礎：公式4）挖方的隆起2彈性參數的估計 3塑性區(qū)開展的校正二固結沉降量的計算1分層總和法1）假定；分層總和法

8、的基本公式;2）分層時厚度的選擇：2規(guī)范推薦的沉降計算公式1）沉降計算公式；2）規(guī)范法計算基礎最終沉降量的具體 5步驟；3） 附加題目一一地基平均應力系數：均從基底某點下至地基任意深度 Z范圍內 的附加應力（分布圖）面積 A對基底附加應力與地基深度的乘積 pO*Z之比值，公式:3根據前期固結壓力計算固結沉降量 正常固結土的沉降計算; 超固結土的沉降計算； 欠固結土的沉降計算； 4考慮側向變形的固結沉降量的計算 5相鄰荷載對基礎沉降的影響（20XX年簡述）相鄰基礎荷載對地基變形的影響；大面積地面荷載對柱基內側附加沉降的計算三 砂性土地基的沉降計算四次固結沉降量的計算附加一一討論基礎最終沉降量的方

9、法：彈性理論法、分層總和法、應力歷史法、 應力路徑法和斯肯普頓一一比倫法。第三節(jié)基礎沉降隨時間變化的計算（固結理論）一飽和土的滲透固結外荷作用下飽和土骨架和孔隙水的分擔作用。太沙基有效應力原理及其意義。（20XX年概念、20XX年簡述）1有效應力：土中任意截面上都包含有土粒截面積和土骨架孔隙截面積，如圖。 通過土粒接觸點傳遞的粒間應力， 稱為土中有效應力，它是控制土的體積變形和 強度兩者變化的土中應力。2孔隙應力：通過土中孔隙傳遞的應力稱為孔隙應力，或孔隙壓力。3總應力：土中某點的有效應力和孔隙應力之和。4有效應力原理：飽和土中任意點的總應力總是等于有效應力加上孔隙水壓力；或有效應力總是等于總

10、應力減去孔隙水壓力。二單向滲透固結的微分方程式及其解答（太沙基單向固結理論）。1適用條件：（2008簡述）荷載面積遠大于可壓縮土層的厚度，地基中孔隙水主要沿豎向滲流。2基本假設（參考版）。（2008簡述、2010簡述）1）土層是均質、各向同性和完全飽和的；2）土粒和孔隙水都是不可壓縮的；3）土中附加應力沿水平面是無限均勻分布的，因此土層的固結和土中水的滲流 都是豎向的；4）土中水的滲流服從達西定律；5）在滲透固結中，土的滲透系數 k和壓縮系數a都是不變的常數；6）外荷是一次驟然施加的，在固結過程中保持不變；7）土體變形完全由土層中超孔隙水壓力消散引起的。3微分方程的建立。（20XX年計算與論述）（20XX年重點）三固結度。1固結度（壓密度）概念（20XX年概念）：固結度（附加版）是指地基土層在某一壓力作用下，經歷 t時間所產生的固結變 形量與最終固結變形量之比值，或土層中孔隙水壓力的消散程度，亦稱固結比， 公式，2平均固結度。對于豎向排水情況，由于固結變形與有效應力成正比，所以某一時刻有效應力圖 面積和最終有效應力圖面積之比值，成為豎向平均固結度。見圖。公式，四 成層地基上建筑物基礎沉降與時間關系的計算。五 基礎沉降與時間關系的經驗估算法。六討論。第四節(jié)沉降計算中存在的問題一應力應變間的關系。