土力學(xué)緒論總結(jié)課件

土力學(xué)

地基基礎(chǔ)SoilMechanicsandFoundation巖土與地下工程教研室

土力學(xué)地基基礎(chǔ)巖土與地下工程教研室2土，地之生萬物者也?！蟮刂?，地之中；‘|’物出形也。－《說文解字》印第安人的神話：神用泥土造人中國(guó)傳統(tǒng)文化中的五行：金木水火土緒論Introduction1土礦物或巖石碎屑構(gòu)成的松軟集合體

一基本概念2土，地之生萬物者也?！蟮刂?，地之中；‘|’物出形也3土的形成過程土——由礦物和巖石碎屑構(gòu)成的松軟的集合體形成過程形成條件物理力學(xué)性質(zhì)影響

緒論搬運(yùn)、沉積風(fēng)化土地球巖石地球3土的形成過程土——由礦物和巖石碎屑構(gòu)成的松軟的集合體形成過4生物風(fēng)化物理風(fēng)化化學(xué)風(fēng)化量變無粘性土原生礦物質(zhì)變粘性土次生礦物動(dòng)植物的活動(dòng)風(fēng)化有機(jī)質(zhì)巖石和土的粗顆粒受各種氣候因素的影響產(chǎn)生脹縮而發(fā)生裂縫,或在運(yùn)動(dòng)過程中因碰撞和摩擦而破碎母巖表面和碎散的顆粒受環(huán)境因素的作用而改變其礦物的化學(xué)成分，形成新的礦物

緒論4生物風(fēng)化物理風(fēng)化化學(xué)風(fēng)化量變無粘性土原生礦物質(zhì)變粘性土次生5搬運(yùn)與沉積殘積土無搬運(yùn)運(yùn)積土有搬運(yùn)土質(zhì)較好殘積土強(qiáng)風(fēng)化弱風(fēng)化微風(fēng)化母巖體顆粒表面粗糙多棱角粗細(xì)不均無層理母巖表層經(jīng)風(fēng)化作用破碎成巖屑或細(xì)小顆粒后，未經(jīng)搬運(yùn)殘留在原地的堆積物風(fēng)化所形成的土顆粒，受自然力的作用搬運(yùn)到遠(yuǎn)近不同的地點(diǎn)所沉積的堆積物

緒論5搬運(yùn)與沉積殘積土運(yùn)積土土質(zhì)較好殘積土顆粒表面粗糙母巖表層經(jīng)6運(yùn)積土有搬運(yùn)風(fēng)：風(fēng)積土重力:坡積土流水:洪積土沖積土湖泊沼澤沉積土海相沉積物土粒粗細(xì)不同，性質(zhì)不均勻有分選性，近粗遠(yuǎn)細(xì)渾圓度分選性明顯，土層交迭含有機(jī)物淤泥，土性差顆粒細(xì)，表層松軟，土性差顆粒均勻，層厚而不具層理

緒論6運(yùn)積土風(fēng)：風(fēng)積土重力:坡積土流水:洪積土土粒粗細(xì)不同，7土力學(xué)連續(xù)介質(zhì)力學(xué)的基本知識(shí)描述碎散體特性的理論土的變形、強(qiáng)度和滲透特性以及與此有關(guān)的工程問題一般土力學(xué)；計(jì)算土力學(xué)；理論土力學(xué)；土塑性力學(xué)；損傷土力學(xué)；凍土力學(xué)；土動(dòng)力學(xué)2土力學(xué)——力學(xué)的一個(gè)分支，本課程的理論基礎(chǔ)——專業(yè)基礎(chǔ)課利用力學(xué)的一般原理，研究土的基本物理力學(xué)性質(zhì)和土體在荷載、水、溫度作用下的應(yīng)力、應(yīng)變、強(qiáng)度、穩(wěn)定以及滲透等規(guī)律的力學(xué)特性7土力學(xué)連續(xù)介質(zhì)力學(xué)的基本知識(shí)描述碎散體特性的理論土的變形、8學(xué)科研究對(duì)象理論力學(xué)質(zhì)點(diǎn)或剛體材料力學(xué)單個(gè)彈性桿件（桿、軸、梁）連續(xù)固體結(jié)構(gòu)力學(xué)若干彈性桿件組成的桿件結(jié)構(gòu)彈性力學(xué)彈性實(shí)體結(jié)構(gòu)或板殼結(jié)構(gòu)水力學(xué)不可壓縮的連續(xù)流體（水）連續(xù)流體土力學(xué)天然的三相碎散堆積物碎散材料與其它力學(xué)的對(duì)比學(xué)科特點(diǎn)——實(shí)踐性極強(qiáng)研究方法——注重測(cè)試與經(jīng)驗(yàn)，與相關(guān)學(xué)科滲透8學(xué)科研究對(duì)象理論力學(xué)質(zhì)點(diǎn)或剛體材料力學(xué)單個(gè)彈性桿件（桿、軸9土力學(xué)發(fā)展的歷史土力學(xué)成為一門獨(dú)立學(xué)科的重要標(biāo)志Terzaghi是土力學(xué)的奠基人1776

Coulomb

強(qiáng)度定律，土壓力理論1856

Darcy

定律1857

Rankine

新的土壓力理論1925

Terzaghi

有效應(yīng)力原理及滲透固結(jié)理論1936

第一屆國(guó)際土力學(xué)及基礎(chǔ)工程會(huì)議1949

中國(guó)土力學(xué)研究的興起1962我國(guó)召開第一屆全國(guó)土力學(xué)與基礎(chǔ)工程會(huì)議我國(guó)頒布了較為系統(tǒng)的地基基礎(chǔ)方面的規(guī)范，指導(dǎo)了工程實(shí)踐9土力學(xué)發(fā)展的歷史土力學(xué)成為一門獨(dú)立學(xué)科的重要標(biāo)志17763地基基礎(chǔ)——專業(yè)課地基：受上部結(jié)構(gòu)荷載影響的一部分土層基礎(chǔ)：建筑物（構(gòu)筑物）向下傳遞荷載的下部結(jié)構(gòu)3地基基礎(chǔ)——專業(yè)課地基：受上部結(jié)構(gòu)荷載影響的一部分為基礎(chǔ)工程的設(shè)計(jì)和施工服務(wù)基礎(chǔ)工程造價(jià)高；基礎(chǔ)工程施工周期長(zhǎng)；基礎(chǔ)工程屬隱蔽工程；基礎(chǔ)工程事故危害性大四本課程的重要性凝固的音樂＋隱藏的真理＝建筑工程為基礎(chǔ)工程的設(shè)計(jì)和施工服務(wù)四本課程的重要性凝固的音樂＋隱藏121、加拿大特朗斯康谷倉(cāng)事故：1913年9月裝谷物，10月17日裝了31822Ｔ谷物時(shí)：1小時(shí)豎向沉降達(dá)30.5cm24小時(shí)傾斜26°53ˊ西端下沉7.32m東端上抬1.52m上部鋼混筒倉(cāng)完好無損概況：長(zhǎng)59.4m，寬23.5m，高31.0m，共65個(gè)圓筒倉(cāng)。鋼混筏板基礎(chǔ)，厚61cm，埋深3.66m。1911年動(dòng)工，1913年完工，自重20000T。121、加拿大特朗斯康谷倉(cāng)事故：概況：長(zhǎng)59.4m，寬23.13加拿大特朗斯康谷倉(cāng)處理：事后在下面做了七十多個(gè)支撐于基巖上的混凝土墩，使用388個(gè)50t千斤頂以及支撐系統(tǒng)，把倉(cāng)體逐漸糾正過來，其高程比原來降低了４米。原因：地基土事先未進(jìn)行調(diào)查，據(jù)鄰近結(jié)構(gòu)物基槽開挖取土試驗(yàn)結(jié)果，計(jì)算地基承載力應(yīng)用到此谷倉(cāng)。1952年經(jīng)勘察試驗(yàn)與計(jì)算，地基實(shí)際承載力小于破壞時(shí)的基底壓力。因此，谷倉(cāng)地基因超載發(fā)生強(qiáng)度破壞而滑動(dòng)。2653失事后1913.10.181952.10.5

試驗(yàn)孔填土褐色粉質(zhì)粘土灰色粉質(zhì)粘土-0.61-12.34-13.72-4.271952.10.3試驗(yàn)孔13加拿大特朗斯康谷倉(cāng)處理：原因：2653失事后19514PoShanRoadConduitRoadNotewellRoad2、香港寶城滑坡14PoShanRoadConduitRoadNote15Early1972滑坡前July1972滑坡后15Early1972滑坡前July1972滑坡后162、香港寶城滑坡1972年7月某日清晨，香港寶城路附近，兩萬立方米殘積土從山坡上下滑，巨大滑動(dòng)體正好沖過一幢高層住宅--寶城大廈，頃刻間寶城大廈被沖毀倒塌并砸毀相鄰一幢大樓一角約五層住宅。死亡６7人。原因：山坡上殘積土本身強(qiáng)度較低，加之雨水入滲使其強(qiáng)度進(jìn)一步大大降低，使得土體滑動(dòng)力超過土的強(qiáng)度，于是山坡土體發(fā)生滑動(dòng)。162、香港寶城滑坡1972年7月某日清晨，香港寶城路附近173、阪神大地震中地基液化神戶碼頭：地震引起大面積砂土地基液化后產(chǎn)生很大的側(cè)向變形和沉降，大量的建筑物倒塌或遭到嚴(yán)重?fù)p傷液化：松砂地基在振動(dòng)荷載作用下喪失強(qiáng)度變成流動(dòng)狀態(tài)的一種現(xiàn)象173、阪神大地震中地基液化神戶碼頭：液化：松砂地基在振動(dòng)荷18阪神大地震中地基液化神戶碼頭：岸墻因砂土地基液化失穩(wěn)滑入海中18阪神大地震中地基液化神戶碼頭：194、比薩斜塔目前：塔向南傾斜，南北兩端沉降差1.80m，塔頂離中心線已達(dá)5.27m，傾斜5.5°1360：再?gòu)?fù)工，至1370年竣工，全塔共8層，高度為55m1272：復(fù)工，經(jīng)6年，至7層，高48m，再停工1178：至4層中，高約29m，因傾斜停工1173：動(dòng)工原因：地基持力層為粉砂，下面為粉土和粘土層，模量較低，變形較大。1590:

伽利略在此塔做落體實(shí)驗(yàn)194、比薩斜塔目前：塔向南傾斜，南北兩端沉降差1.80m，20比薩斜塔1838-1839：挖環(huán)形基坑卸載1933-1935：基坑防水處理基礎(chǔ)環(huán)灌漿加固1990年1月:

封閉1992年7月：加固塔身，用壓重法和取土法進(jìn)行地基處理目前:

已向游人開放。處理措施20比薩斜塔1838-1839：挖環(huán)形基坑卸載處理措施215、虎丘塔問題：塔身向東北方向嚴(yán)重傾斜，塔頂離中心線已達(dá)2.31m，底層塔身發(fā)生不少裂縫，成為危險(xiǎn)建筑物而封閉。概況：位于蘇州市虎丘公園山頂，落成于宋太祖建隆二年（公元961年）。全塔7層，高47.5m，塔的平面呈八角形。原因：坐落于不均勻粉質(zhì)粘土層上，產(chǎn)生不均勻沉降。處理：在塔四周建造一圈樁排式地下連續(xù)墻并對(duì)塔周圍與塔基進(jìn)行鉆孔注漿和打設(shè)樹根樁、加固

塔身，效果良好。215、虎丘塔問題：塔身向東北方向嚴(yán)重傾斜，塔概況：位于蘇州221986年：開工1990年：人工島完成1994年：機(jī)場(chǎng)運(yùn)營(yíng)面積：4370m×1250m填筑量：180×106m3平均厚度：33m設(shè)計(jì)時(shí)預(yù)測(cè)沉降：5.7-7.5m目前實(shí)際沉降：已達(dá)十米以上。問題：沉降大且有不均勻沉降6、關(guān)西國(guó)際機(jī)場(chǎng)

世界最大人工島221986年：開工設(shè)計(jì)時(shí)預(yù)測(cè)沉降：5.7-7.5m問題：7、九江大堤決口潰口原因：堤基管涌1998年8月7日13:10發(fā)生管涌險(xiǎn)情，20分鐘后，在堤外迎水面找到2處進(jìn)水口又過20分鐘，防水墻后的土堤突然塌陷出1個(gè)洞，5m寬的堤頂隨即全部塌陷，并很快形成一寬約62m的潰口。7、九江大堤決口潰口原因：堤基管涌1998年8月7日13:1長(zhǎng)江堤防工程堤基管涌發(fā)生發(fā)展過程示意圖砂環(huán)管涌口粘性土砂性土滲水雜填土管涌：在滲流作用下，無粘性土體中的細(xì)小顆粒，通過土的孔隙，發(fā)生移動(dòng)或被水流帶出的現(xiàn)象。堤基管涌長(zhǎng)江堤防工程堤基管涌發(fā)生發(fā)展過程示意圖砂環(huán)管粘性土砂性土滲水管涌砂環(huán)砂性土堤基管涌破壞示意圖管涌破壞當(dāng)管涌發(fā)生時(shí)，滲流將導(dǎo)致向源侵蝕，使堤防基礎(chǔ)下部出現(xiàn)滲流通道當(dāng)水頭差足夠大時(shí)，侵蝕將加速并掏挖堤防基礎(chǔ)。形成通道后極易引起潰決管涌砂環(huán)砂性土堤基管涌破壞示意圖管涌破壞當(dāng)管涌發(fā)生時(shí)，滲流將26土的形成滲透特性變形特性強(qiáng)度特性土的三相組成土的物理狀態(tài)土的結(jié)構(gòu)土的工程分類決定影響便于研究和應(yīng)用第一章土的物性與分類26土的形成滲透特性土的三相組成土的工程分類決定影響便于研究27本章目的:對(duì)土的特點(diǎn)進(jìn)行詳細(xì)解釋和定量描述本章特點(diǎn):

看起來零散學(xué)習(xí)要點(diǎn):

各節(jié)間聯(lián)系各節(jié)內(nèi)層次第一章土的物性與分類27本章目的:本章特點(diǎn):學(xué)習(xí)要點(diǎn):第一章土的物性與分類28§1.1土的三相組成氣相固相液相++構(gòu)成土骨架，起決定作用重要影響土體次要作用§1土的物性與分類28§1.1土的三相組成氣相固相液相++構(gòu)成土骨架，起決定29一.固體顆粒物理狀態(tài)力學(xué)特性粒徑級(jí)配§1.1土的三相組成礦物成分顆粒形狀§1土的物性與分類29一.固體顆粒物理狀態(tài)粒徑級(jí)配§1.1土的三相組成礦物30

粒徑級(jí)配一.固體顆粒顆粒大小各粒徑成分在土中占的比例狹義的粒徑級(jí)配影響土性的主因§1.1土的三相組成§1土的物性與分類30粒徑級(jí)配一.固體顆粒顆粒大小各粒徑成分在土中占的比例31顆粒大小粒組

按粒徑大小進(jìn)行分組，將粒徑接近的歸成一類界限粒徑一.固體顆?！?.1土的三相組成§1土的物性與分類d(mm)d(mm)礫砂粒粉粒粘粒膠粒6020.0750.0050.0020.250.5520粗

中

細(xì)粗

中

細(xì)0.075粗粒細(xì)粒31顆粒大小粒組按粒徑大小進(jìn)行分組，將粒徑接近的32粒徑級(jí)配確定方法

篩分法：適用于粗粒土(>0.075

mm)

水分法：適用于細(xì)粒土(<0.075

mm)——各粒組的相對(duì)含量，用質(zhì)量百分?jǐn)?shù)來表示表述方法

粒徑級(jí)配累積曲線一.固體顆?！?.1土的三相組成§1土的物性與分類32粒徑級(jí)配確定方法篩分法：適用于粗粒土(>0.0733105.02.01.00.50.250.075200g101618242244661009080706050403020100小于某粒徑之土質(zhì)量百分?jǐn)?shù)P（％）105.01.00.50.100.050.010.0050.001粒徑(mm)P%958778665533土的粒徑級(jí)配累積曲線水分法粒徑(mm)0.050.010.005百分?jǐn)?shù)P(%)2613.510一.固體顆?！?.1土的三相組成§1土的物性與分類3310200g1010090807060504030201341009080706050403020100小于某粒徑之土質(zhì)量百分?jǐn)?shù)（％）105.01.00.50.100.050.010.0050.001粒徑(mm)土的粒徑級(jí)配累積曲線d60d50d10d30d60d10d30CuCc0.330.0050.063662.41特征粒徑:

d50

:平均粒徑d60:控制粒徑d10

:有效粒徑d30

不均勻程度：Cu=d60/d10

連續(xù)程度:

Cc=d302

/(d60×d10)

—曲率系數(shù)—不均勻系數(shù)Cu

≥5,級(jí)配不均勻粗細(xì)程度：用d50

表示

一.固體顆粒§1.1土的三相組成§1土的物性與分類341009080706050403020100小于某粒徑之351009080706050403020100小于某粒徑之土質(zhì)量百分?jǐn)?shù)（％）105.01.00.50.100.050.010.0050.001粒徑(mm)土的粒徑級(jí)配累積曲線d60d10d30曲線d60d10d30CuCcL0.330.0050.081663.98M0.0632.41R0.0300.545斜率:

某粒徑范圍內(nèi)顆粒的含量

陡—相應(yīng)粒組質(zhì)量集中

緩--相應(yīng)粒組含量少

平臺(tái)--相應(yīng)粒組缺乏連續(xù)程度:

Cc=d302

/(d60×d10)

—曲率系數(shù)較大顆粒集中Cc

增大較大顆粒缺少Cc減小Cc=1~3,級(jí)配連續(xù)性好一.固體顆?！?.1土的三相組成§1土的物性與分類351009080706050403020100小于某粒徑之36粒徑級(jí)配粒徑級(jí)配累積曲線及指標(biāo)的用途：1）粒組含量用于土的分類定名；2）不均勻系數(shù)Cu用于判定土的不均勻程度：Cu≥5,不均勻土；Cu<5,均勻土3）曲率系數(shù)Cc用于判定土的連續(xù)程度：Cc

=1~3,級(jí)配連續(xù)土；Cc>3或Cc<1,級(jí)配不連續(xù)土4）不均勻系數(shù)Cu和曲率系數(shù)Cc用于判定土的級(jí)配優(yōu)劣：

如果Cu≥5且

Cc

=1~3，級(jí)配良好的土；如果Cu<5或Cc>3或Cc<1,級(jí)配不良的土一.固體顆?！?.1土的三相組成§1土的物性與分類36粒徑級(jí)配粒徑級(jí)配累積曲線及指標(biāo)的用途：1）粒組含量用于土372.顆粒形狀原生礦物

圓狀、渾圓狀、棱角狀次生礦物

針狀、片狀、扁平狀一.固體顆粒§1.1土的三相組成§1土的物性與分類372.顆粒形狀原生礦物圓狀、渾圓狀、棱角狀一.38結(jié)晶水礦物內(nèi)部的水

結(jié)合水吸附在土顆粒表面的水自由水電場(chǎng)引力作用范圍之外的水土中冰由自由水凍成，凍脹融陷

水蒸氣氣態(tài)水——?dú)?/p>

二.土中水（液相）§1.1土的三相組成§1土的物性與分類38結(jié)晶水礦物內(nèi)部的水二.土中水（液相）§1.39結(jié)合水排列致密、定向性強(qiáng)密度>1g/cm3冰點(diǎn)處于零下幾十度具有固體的特性沸點(diǎn)680°C強(qiáng)結(jié)合水位于強(qiáng)結(jié)合水之外，電場(chǎng)引力作用范圍之內(nèi)外力作用下可以移動(dòng)不因重力而移動(dòng)，有粘滯性弱結(jié)合水二.土中水§1.1土的三相組成§1土的物性與分類39結(jié)合水排列致密、定向性強(qiáng)強(qiáng)結(jié)合水位于強(qiáng)結(jié)合水之外40自由水重力水毛細(xì)水在重力作用下可在土中自由流動(dòng)存在于固氣之間在重力與表面張力作用下可在土粒間空隙中自由移動(dòng)二.土中水§1.1土的三相組成§1土的物性與分類40自由水重力水毛細(xì)水在重力作用下可在土中自由流動(dòng)存在于41三.土中氣體自由氣體：與大氣連通，對(duì)土的性質(zhì)影響不大封閉氣體：增加土的彈性；阻塞滲流通道§1.1土的三相組成§1土的物性與分類41三.土中氣體自由氣體：與大氣連通，對(duì)土的性質(zhì)影響不大42

土有三個(gè)組成部分：固相、液相和氣相

小結(jié)1.固體顆粒2.土中水3.土中氣體粒徑級(jí)配礦物成分顆粒形狀結(jié)合水(強(qiáng)結(jié)合水、弱結(jié)合水)自由水(重力水、毛細(xì)水)自由氣體封閉氣體§1.1土的三相組成§1土的物性與分類42土有三個(gè)組成部分：固相、液相和氣相小結(jié)1.固43——粒徑小于0.075mm的顆粒物理學(xué)中，半徑為r的球形物體，在粘滯系數(shù)為η的流體中,以速度運(yùn)動(dòng)時(shí)，所受阻力為：土粒（球體）以自重在水中勻速下沉?xí)r：土粒自重土粒受到的浮力粘滯阻力據(jù)此有：§1.2水分法專題§1土的物性與分類43——粒徑小于0.075mm的顆粒物理學(xué)中4420℃時(shí)水的粘滯系數(shù)：η=1.01*10-6kPa?s10℃時(shí)水的粘滯系數(shù)：η=1.31*10-6kPa?s4420℃時(shí)水的粘滯系數(shù)：η=1.01*10-6kPa45在時(shí)間ti內(nèi)，Li深度以上其最大顆粒為di，則該處的最大粒徑為試驗(yàn)時(shí)，用一個(gè)1升的量筒，裝入一定質(zhì)量的風(fēng)干土樣，制成1升的懸液，攪拌均勻后，讓其下沉，Li45在時(shí)間ti內(nèi)，Li深度以上其最大顆粒為di，則該處的最46在Li處的懸液中，若粒徑小于等于di的土粒重量為Wsi

，則懸液的重度為：據(jù)此有：——土粒重度；——水的重度；——Li處懸液的密度，比重計(jì)法或吸液管法懸液中，粒徑小于等于di重量為Wsi的土粒占土粒總重的百分比：土粒體積Li除土粒外水的重量46在Li處的懸液中，若粒徑小于等于di的土1、土的結(jié)構(gòu)－土顆粒之間的相互排列和連接形式2、土結(jié)構(gòu)的分類3、工程性質(zhì)單粒結(jié)構(gòu)>蜂窩、絮狀結(jié)構(gòu)單粒結(jié)構(gòu)強(qiáng)度低，壓縮性高不可作為天然地基蜂窩結(jié)構(gòu)0.02~0.002mm絮狀結(jié)構(gòu)（二級(jí)蜂窩結(jié)構(gòu)）<0.005mm§1.3土的結(jié)構(gòu)§1土的物性與分類1、土的結(jié)構(gòu)－土顆粒之間的相互排列和連接形式2、土結(jié)構(gòu)的分類48土的三相草圖固相液相氣相質(zhì)量體積土的工程性質(zhì)——土的物性指標(biāo)——定量表示一、土的三項(xiàng)基本物理指標(biāo)基本——實(shí)驗(yàn)室直接測(cè)定重力密度：?jiǎn)挝惑w積土的重量1、密度：?jiǎn)挝惑w積土的質(zhì)量——土的總質(zhì)量——土的總體積§1.4三相體比例指標(biāo)§1土的物性與分類常見值：測(cè)定方法環(huán)刀法灌水法48土的三相草圖固相液相氣相質(zhì)量體積土的工程性質(zhì)——土的物性49一、土的三項(xiàng)基本物理指標(biāo)土的工程性質(zhì)——土的物性指標(biāo)——定量表示基本——實(shí)驗(yàn)室直接測(cè)定1、密度

;重力密度

土的三相草圖固相液相氣相質(zhì)量體積常見值：砂土——2.65～2.69粉土——2.70～2.71粘性土——2.72～2.752、土粒比重：土中固體礦物的質(zhì)量與同體積4℃時(shí)純水質(zhì)量的比值無量綱測(cè)定方法：比重瓶法——關(guān)鍵在于測(cè)量固體礦物質(zhì)量和體積質(zhì)量——烘干體積——排氣經(jīng)驗(yàn)法——依據(jù)為各種土的土粒比重相差不大§1.4三相體比例指標(biāo)§1土的物性與分類49一、土的三項(xiàng)基本物理指標(biāo)土的工程性質(zhì)——土的物性指標(biāo)——503、土的含水量：土中水的質(zhì)量與固體礦物質(zhì)量的比值常見值：砂土——（0～4）％粘性土——（20～60）％測(cè)定方法：烘箱法紅外線法酒精燃燒法鐵鍋炒干法本質(zhì)都是確定脫水前后土樣的質(zhì)量，區(qū)別在于脫水的方法一、土的三項(xiàng)基本物理指標(biāo)土的工程性質(zhì)——土的物性指標(biāo)——定量表示基本——實(shí)驗(yàn)室直接測(cè)定1、密度

;重力密度

2、土粒比重液相氣相質(zhì)量體積§1.4三相體比例指標(biāo)§1土的物性與分類503、土的含水量：土中水的質(zhì)量與固體常見值：砂51二、土的六項(xiàng)導(dǎo)出指標(biāo)1、孔隙比：土中孔隙體積與土顆粒體積之比常見值：砂土——0.5～1.0，e<0.6時(shí)呈密實(shí)狀態(tài)，為良好地基粘性土——0.5～1.2，e>1.0時(shí)，為軟弱地基一、土的三項(xiàng)基本物理指標(biāo)液相氣相質(zhì)量體積2、孔隙率：土中孔隙體積與土總體積之比常見值：n=(30~50)%常見值：0～13、飽和度：水在孔隙中充滿的程度§1.4三相體比例指標(biāo)§1土的物性與分類51二、土的六項(xiàng)導(dǎo)出指標(biāo)1、孔隙比：土中孔隙體積與52一、土的三項(xiàng)基本物理指標(biāo)二、土的六項(xiàng)導(dǎo)出指標(biāo)1、孔隙比液相氣相質(zhì)量體積2、孔隙率3、飽和度4、干密度:單位體積土顆粒的質(zhì)量

工程應(yīng)用：直接反應(yīng)土體的密實(shí)度，定義壓實(shí)系數(shù)—要求達(dá)到的干密度—試驗(yàn)室條件下能達(dá)到的最大干密度壓實(shí)系數(shù)工程允許值：0.94~0.95干重度

§1.4三相體比例指標(biāo)§1土的物性與分類52一、土的三項(xiàng)基本物理指標(biāo)二、土的六項(xiàng)導(dǎo)出指標(biāo)1、孔隙比535、飽和密度：土中孔隙完全被水充滿時(shí)，單位體積質(zhì)量

6、有效密度：地下水位以下，土體受浮力作用時(shí)，單位體積的質(zhì)量一、土的三項(xiàng)基本物理指標(biāo)二、土的六項(xiàng)導(dǎo)出指標(biāo)1、孔隙比液相氣相質(zhì)量體積2、孔隙率3、飽和度4、干密度;干重度飽和重度

有效重度

§1.4三相體比例指標(biāo)§1土的物性與分類535、飽和密度：土中孔隙完全被水充滿時(shí)541、密度

2、土粒比重3、土的含水量1、孔隙比2、孔隙率3、飽和度4、干密度5、飽和密度6、有效密度小結(jié)液相氣相質(zhì)量體積基本指標(biāo)導(dǎo)出指標(biāo)§1.4三相體比例指標(biāo)§1土的物性與分類541、密度2、土粒比重55三、指標(biāo)間的換算——導(dǎo)出指標(biāo)與基本指標(biāo)的關(guān)系液相氣相質(zhì)量體積§1.4三相體比例指標(biāo)§1土的物性與分類55三、指標(biāo)間的換算——導(dǎo)出指標(biāo)與基本指標(biāo)的關(guān)系液相氣相質(zhì)量56液相氣相質(zhì)量體積求e及Sr例：解1：解2：令土的體積為V=1m3，則56液相氣相質(zhì)量體積求e及Sr例：解1：解2：令土的體積為V57干粘土慢慢加水，其表現(xiàn)有什么變化？固態(tài)半固態(tài)塑態(tài)液態(tài)粘性土的稠度含水量變化后果狀態(tài)：固態(tài)半固態(tài)塑態(tài)液態(tài)強(qiáng)度：下降很多，可達(dá)10倍以上§1.5粘性土界限含水量§1土的物性與分類57干粘土慢慢加水，其表現(xiàn)有什么變化？固態(tài)半固態(tài)塑態(tài)液態(tài)粘性58固態(tài)半固態(tài)塑態(tài)液態(tài)1、液限：粘性土呈液態(tài)與塑態(tài)之間的分界含水量

測(cè)定方法：10錐式液限儀碟式液限儀§1.5粘性土界限含水量§1土的物性與分類58固態(tài)半固態(tài)塑態(tài)液態(tài)1、液限：粘性59固態(tài)半固態(tài)塑態(tài)液態(tài)1、液限：粘性土呈液態(tài)與塑態(tài)之間的分界含水量

2、塑限：粘性土呈塑態(tài)與半固態(tài)之間的分界含水量

液塑限聯(lián)合測(cè)定法測(cè)定方法滾搓法3、縮限：粘性土呈半固態(tài)與固態(tài)之間的分界含水量

測(cè)定方法：收縮皿法4、塑性指數(shù)：粘性土與粉土的液限與塑限的差值，去掉百分?jǐn)?shù)

物理意義：細(xì)顆粒土體處于可塑狀態(tài)下，含水量的變化最大區(qū)間其值大，表明該土粘粒含量高或礦物成分吸水能力強(qiáng)《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50007-2011IP>17——粘土；10<IP≤17——粉質(zhì)粘土§1.5粘性土界限含水量§1土的物性與分類59固態(tài)半固態(tài)塑態(tài)液態(tài)1、液限：粘性60固態(tài)半固態(tài)塑態(tài)液態(tài)1、液限：粘性土呈液態(tài)與塑態(tài)之間的分界含水量

2、塑限：粘性土呈塑態(tài)與半固態(tài)之間的分界含水量

3、縮限：粘性土呈半固態(tài)與固態(tài)之間的分界含水量

4、塑性指數(shù)：粘性土與粉土的液限與塑限的差值，去掉百分?jǐn)?shù)

5、液性指數(shù)：粘性土天然含水量和塑限的差值與液塑限差值之比《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50007-2011物理意義：表明

靠近

還是靠近

，反映土的軟硬不同0堅(jiān)硬0.25硬塑0.75可塑1.0軟塑流塑聯(lián)系§1.5粘性土界限含水量§1土的物性與分類60固態(tài)半固態(tài)塑態(tài)液態(tài)1、液限：粘性616、靈敏度：粘性土原狀土無側(cè)限抗壓強(qiáng)度與結(jié)構(gòu)完全破壞的重塑土的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度的比值物理意義：靈敏度反映粘性土結(jié)構(gòu)性的強(qiáng)弱。據(jù)其把土分為3類2低靈敏度土4中靈敏度土高靈敏度土工程應(yīng)用：保護(hù)基槽粘性土中打入樁靜載試驗(yàn)的間歇期二、粘性土的物理特征1、液限：粘性土呈液態(tài)與塑態(tài)之間的分界含水量

2、塑限：粘性土呈塑態(tài)與半固態(tài)之間的分界含水量

3、縮限：粘性土呈半固態(tài)與固態(tài)之間的分界含水量

4、塑性指數(shù)：粘性土與粉土的液限與塑限的差值，去掉百分?jǐn)?shù)

5、液性指數(shù)：粘性土天然含水量和塑限的差值與液塑限差值之比固態(tài)半固態(tài)塑態(tài)液態(tài)§1.5粘性土界限含水量§1土的物性與分類616、靈敏度：粘性土原狀土無側(cè)限抗壓強(qiáng)度與結(jié)構(gòu)完無粘性土——密實(shí)1、以孔隙比

為標(biāo)準(zhǔn)《工業(yè)與民用建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》1974，以孔隙比作為劃分標(biāo)準(zhǔn)評(píng)價(jià)優(yōu)點(diǎn)——應(yīng)用方便缺點(diǎn)——無法反應(yīng)土的顆粒級(jí)配影響2、以相對(duì)密度

為標(biāo)準(zhǔn)缺點(diǎn)——emin及emax不易準(zhǔn)確測(cè)定評(píng)價(jià)優(yōu)點(diǎn)——較之以孔隙比為依據(jù)，考慮了土的級(jí)配影響emax——同一種砂的最松狀態(tài)孔隙比emin——同一種砂的最密狀態(tài)孔隙比§1.6砂土的密實(shí)度§1土的物性與分類emin

=0.35emin

=0.20無粘性土——密實(shí)1、以孔隙比為標(biāo)準(zhǔn)《工業(yè)與民用建1、以孔隙比

為標(biāo)準(zhǔn)2、以相對(duì)密度

為標(biāo)準(zhǔn)3、以標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)錘擊數(shù)N為標(biāo)準(zhǔn)《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》2002，GB50007-2012§1.6砂土的密實(shí)度§1土的物性與分類1、以孔隙比為標(biāo)準(zhǔn)2、以相對(duì)密度為標(biāo)一、無粘性土——密實(shí)1、以孔隙比

為標(biāo)準(zhǔn)2、以相對(duì)密度

為標(biāo)準(zhǔn)3、以標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)錘擊數(shù)N為標(biāo)準(zhǔn)二、粘性土的物理特征1、液限：粘性土呈液態(tài)與塑態(tài)之間的分界含水量

2、塑限：粘性土呈塑態(tài)與半固態(tài)之間的分界含水量

3、縮限：粘性土呈半固態(tài)與固態(tài)之間的分界含水量

4、塑性指數(shù)：粘性土與粉土的液限與塑限的差值，去掉百分?jǐn)?shù)

5、液性指數(shù)：粘性土天然含水量和塑限的差值與液塑限差值之比6、靈敏度：粘性土原狀土無側(cè)限抗壓強(qiáng)度與結(jié)構(gòu)完全破壞的重塑土的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度的比值固態(tài)半固態(tài)塑態(tài)液態(tài)土的物理狀態(tài)指標(biāo)小結(jié)一、無粘性土——密實(shí)1、以孔隙比為標(biāo)準(zhǔn)2、以相對(duì)巖土的工程性質(zhì)多樣，差別很大土的分類與定名的必要性六大類巖石，碎石土，砂土，粉土，粘性土，人工填土§1.7土的工程分類§1土的物性與分類工民建地基規(guī)范巖土的工程性質(zhì)多樣，差別很大土的分類與定名的必要性六大類巖石一、巖石1.定義：顆粒間牢固聯(lián)接，呈整體或具有節(jié)理裂隙的巖體2.分類依據(jù)堅(jiān)硬程度——巖塊的飽和單軸抗壓強(qiáng)度frk巖石完整程度劃分按風(fēng)化程度劃分微風(fēng)化中等風(fēng)化強(qiáng)風(fēng)化§1.7土的工程分類§1土的物性與分類工民建地基規(guī)范一、巖石1.定義：顆粒間牢固聯(lián)接，呈整體或具有節(jié)理裂隙的巖體一、巖石1.定義：土的粒徑d>20mm的顆粒含量大于50%的土2.分類依據(jù):顆粒級(jí)配+顆粒形狀二、碎石土土的名稱為主的顆粒形狀粒組含量漂石圓形及亞圓形粒徑大于200mm的顆粒含量超過全重的50%塊石棱角形卵石圓形及亞圓形粒徑大于20mm的顆粒含量超過全重的50%碎石棱角形圓礫圓形及亞圓形粒徑大于2mm的顆粒含量超過全重的50%角礫棱角形§1.7土的工程分類§1土的物性與分類工民建地基規(guī)范一、巖石1.定義：土的粒徑d>20mm的顆粒含量大于50%一、巖石1.定義：土的粒徑d>20mm的顆粒含量大于50%的土2.分類二、碎石土3.碎石土的密實(shí)度密實(shí)度重型圓錐動(dòng)力觸探錘擊數(shù)N63.5松散N63.5≤5稍密5<N63.5≤10中密10<N63.5≤20密實(shí)N63.5>204.常見碎石土的工程性質(zhì)強(qiáng)度高,滲透性大,壓縮性低——優(yōu)良地基§1.7土的工程分類§1土的物性與分類工民建地基規(guī)范一、巖石1.定義：土的粒徑d>20mm的顆粒含量大于50%一、巖石1.定義：粒徑d>20mm的顆粒含量不超過全重的50%，且d>0.075mm的

顆粒含量超過全重50%的土2.分類二、碎石土土的名稱粒組含量礫砂粒徑d>20mm的顆粒占總質(zhì)量25～50%粗砂粒徑d>0.5mm的顆粒超過總質(zhì)量50%中砂粒徑d>0.25mm的顆粒超過總質(zhì)量50%細(xì)砂粒徑d>0.075mm的顆粒超過總質(zhì)量85%粉砂粒徑d>0.075mm的顆粒超過總質(zhì)量50%三、砂土§1.7土的工程分類§1土的物性與分類工民建地基規(guī)范一、巖石1.定義：粒徑d>20mm的顆粒含量不超過全重的53.砂土的密實(shí)度一、巖石1.定義：粒徑d>20mm的顆粒含量不超過全重的50%，且d>0.075mm的顆粒含量超過全重50%的土。2.分類：礫砂，粗砂，中砂，細(xì)砂，粉砂二、碎石土三、砂土4.工程性質(zhì)密實(shí)度標(biāo)貫擊數(shù)N松散N≤10稍密10<N≤15中密15<N≤30密實(shí)N>30密實(shí)與中密——優(yōu)良地基礫砂，粗砂，中砂稍密——良好地基密實(shí)——良好地基細(xì)砂，粉砂飽和疏松——不良地基§1.7土的工程分類§1土的物性與分類工民建地基規(guī)范3.砂土的密實(shí)度一、巖石1.定義：粒徑d>20mm的顆粒含1.定義：塑性指數(shù)Ip

≤10，且d>0.075mm的顆粒含量不超過全重50%的土。一、巖石二、碎石土三、砂土2.工程性質(zhì)密實(shí)——良好地基飽和稍密——地震時(shí)易液化——不良地基四、粉土§1.7土的工程分類§1土的物性與分類工民建地基規(guī)范1.定義：塑性指數(shù)Ip≤10，且d>0.075mm的顆粒72一、巖石1.定義：塑性指數(shù)Ip

>10的土2.分類二、碎石土三、砂土3.工程性質(zhì)——與含水量密切相關(guān)密實(shí)、硬塑——良好地基疏松、流塑——軟弱地基四、粉土五、粘土塑性指數(shù)土的名稱Ip

>17粘土10<Ip17粉質(zhì)粘土§1.7土的工程分類§1土的物性與分類工民建地基規(guī)范72一、巖石1.定義：塑性指數(shù)Ip>10的土2.分類二、碎一、巖石1.定義：由人類活動(dòng)堆填形成的各類土2.分類：以組成物質(zhì)和堆積年代命名分類二、碎石土三、砂土3.工程性質(zhì)——通常強(qiáng)度低，壓縮性大，不均勻——壓實(shí)土相對(duì)較好——雜填土最差四、粉土五、粘土土的名稱概念素填土由碎石、砂土、粉土、粘性土等組成的填土壓實(shí)填土經(jīng)過壓實(shí)或夯實(shí)的素填土雜填土含建筑垃圾、工業(yè)廢料、生活垃圾等雜物的填土沖填土由水力充填泥砂形成的填土六、人工填土§1.7土的工程分類§1土的物性與分類工民建地基規(guī)范一、巖石1.定義：由人類活動(dòng)堆填形成的各類土2.分類：以組成巖土的工程性質(zhì)多樣，差別很大土的分類與定名的必要性六大類巖石，碎石土，砂土，粉土，粘性土，人工填土幾類特殊土一.淤泥和淤泥質(zhì)土1.定義：在靜水或緩慢的流水環(huán)境中沉積，并經(jīng)生物化學(xué)作用形成3.工程性質(zhì)——強(qiáng)度低，透水性低，壓縮性大，為不良地基2.物理性質(zhì)：淤泥——二.紅粘土和次生紅粘土1.定義：紅粘土為碳酸鹽系的巖石經(jīng)紅化作用形成的高塑性粘土紅粘土經(jīng)再搬運(yùn)后，仍操持其基本特征，稱為次生紅粘土2.物理性質(zhì)：強(qiáng)度高，壓縮性低淤泥質(zhì)土——§1.7土的工程分類§1土的物性與分類工民建地基規(guī)范巖土的工程性質(zhì)多樣，差別很大土的分類與定名的必要性六大類巖石75碎石土：土的粒徑d>20mm的顆粒含量大于50%的土砂土：粒徑d>20mm的顆粒含量不超過全重的50%，且d>0.075mm的

顆粒含量超過全重50%的土粉土：塑性指數(shù)Ip

≤10，且d>0.075mm的顆粒含量不超過全重50%的土粘土：塑性指數(shù)Ip

>10的土§1.7土的工程分類§1土的物性與分類工民建地基規(guī)范75碎石土：土的粒徑d>20mm的顆粒含量大于50%的土砂土力學(xué)

地基基礎(chǔ)SoilMechanicsandFoundation巖土與地下工程教研室

土力學(xué)地基基礎(chǔ)巖土與地下工程教研室77土，地之生萬物者也?！蟮刂希刂?；‘|’物出形也。－《說文解字》印第安人的神話：神用泥土造人中國(guó)傳統(tǒng)文化中的五行：金木水火土緒論Introduction1土礦物或巖石碎屑構(gòu)成的松軟集合體

一基本概念2土，地之生萬物者也?！蟮刂?，地之中；‘|’物出形也78土的形成過程土——由礦物和巖石碎屑構(gòu)成的松軟的集合體形成過程形成條件物理力學(xué)性質(zhì)影響

緒論搬運(yùn)、沉積風(fēng)化土地球巖石地球3土的形成過程土——由礦物和巖石碎屑構(gòu)成的松軟的集合體形成過79生物風(fēng)化物理風(fēng)化化學(xué)風(fēng)化量變無粘性土原生礦物質(zhì)變粘性土次生礦物動(dòng)植物的活動(dòng)風(fēng)化有機(jī)質(zhì)巖石和土的粗顆粒受各種氣候因素的影響產(chǎn)生脹縮而發(fā)生裂縫,或在運(yùn)動(dòng)過程中因碰撞和摩擦而破碎母巖表面和碎散的顆粒受環(huán)境因素的作用而改變其礦物的化學(xué)成分，形成新的礦物

緒論4生物風(fēng)化物理風(fēng)化化學(xué)風(fēng)化量變無粘性土原生礦物質(zhì)變粘性土次生80搬運(yùn)與沉積殘積土無搬運(yùn)運(yùn)積土有搬運(yùn)土質(zhì)較好殘積土強(qiáng)風(fēng)化弱風(fēng)化微風(fēng)化母巖體顆粒表面粗糙多棱角粗細(xì)不均無層理母巖表層經(jīng)風(fēng)化作用破碎成巖屑或細(xì)小顆粒后，未經(jīng)搬運(yùn)殘留在原地的堆積物風(fēng)化所形成的土顆粒，受自然力的作用搬運(yùn)到遠(yuǎn)近不同的地點(diǎn)所沉積的堆積物

緒論5搬運(yùn)與沉積殘積土運(yùn)積土土質(zhì)較好殘積土顆粒表面粗糙母巖表層經(jīng)81運(yùn)積土有搬運(yùn)風(fēng)：風(fēng)積土重力:坡積土流水:洪積土沖積土湖泊沼澤沉積土海相沉積物土粒粗細(xì)不同，性質(zhì)不均勻有分選性，近粗遠(yuǎn)細(xì)渾圓度分選性明顯，土層交迭含有機(jī)物淤泥，土性差顆粒細(xì)，表層松軟，土性差顆粒均勻，層厚而不具層理

緒論6運(yùn)積土風(fēng)：風(fēng)積土重力:坡積土流水:洪積土土粒粗細(xì)不同，82土力學(xué)連續(xù)介質(zhì)力學(xué)的基本知識(shí)描述碎散體特性的理論土的變形、強(qiáng)度和滲透特性以及與此有關(guān)的工程問題一般土力學(xué)；計(jì)算土力學(xué)；理論土力學(xué)；土塑性力學(xué)；損傷土力學(xué)；凍土力學(xué)；土動(dòng)力學(xué)2土力學(xué)——力學(xué)的一個(gè)分支，本課程的理論基礎(chǔ)——專業(yè)基礎(chǔ)課利用力學(xué)的一般原理，研究土的基本物理力學(xué)性質(zhì)和土體在荷載、水、溫度作用下的應(yīng)力、應(yīng)變、強(qiáng)度、穩(wěn)定以及滲透等規(guī)律的力學(xué)特性7土力學(xué)連續(xù)介質(zhì)力學(xué)的基本知識(shí)描述碎散體特性的理論土的變形、83學(xué)科研究對(duì)象理論力學(xué)質(zhì)點(diǎn)或剛體材料力學(xué)單個(gè)彈性桿件（桿、軸、梁）連續(xù)固體結(jié)構(gòu)力學(xué)若干彈性桿件組成的桿件結(jié)構(gòu)彈性力學(xué)彈性實(shí)體結(jié)構(gòu)或板殼結(jié)構(gòu)水力學(xué)不可壓縮的連續(xù)流體（水）連續(xù)流體土力學(xué)天然的三相碎散堆積物碎散材料與其它力學(xué)的對(duì)比學(xué)科特點(diǎn)——實(shí)踐性極強(qiáng)研究方法——注重測(cè)試與經(jīng)驗(yàn)，與相關(guān)學(xué)科滲透8學(xué)科研究對(duì)象理論力學(xué)質(zhì)點(diǎn)或剛體材料力學(xué)單個(gè)彈性桿件（桿、軸84土力學(xué)發(fā)展的歷史土力學(xué)成為一門獨(dú)立學(xué)科的重要標(biāo)志Terzaghi是土力學(xué)的奠基人1776

Coulomb

強(qiáng)度定律，土壓力理論1856

Darcy

定律1857

Rankine

新的土壓力理論1925

Terzaghi

有效應(yīng)力原理及滲透固結(jié)理論1936

第一屆國(guó)際土力學(xué)及基礎(chǔ)工程會(huì)議1949

中國(guó)土力學(xué)研究的興起1962我國(guó)召開第一屆全國(guó)土力學(xué)與基礎(chǔ)工程會(huì)議我國(guó)頒布了較為系統(tǒng)的地基基礎(chǔ)方面的規(guī)范，指導(dǎo)了工程實(shí)踐9土力學(xué)發(fā)展的歷史土力學(xué)成為一門獨(dú)立學(xué)科的重要標(biāo)志17763地基基礎(chǔ)——專業(yè)課地基：受上部結(jié)構(gòu)荷載影響的一部分土層基礎(chǔ)：建筑物（構(gòu)筑物）向下傳遞荷載的下部結(jié)構(gòu)3地基基礎(chǔ)——專業(yè)課地基：受上部結(jié)構(gòu)荷載影響的一部分為基礎(chǔ)工程的設(shè)計(jì)和施工服務(wù)基礎(chǔ)工程造價(jià)高；基礎(chǔ)工程施工周期長(zhǎng)；基礎(chǔ)工程屬隱蔽工程；基礎(chǔ)工程事故危害性大四本課程的重要性凝固的音樂＋隱藏的真理＝建筑工程為基礎(chǔ)工程的設(shè)計(jì)和施工服務(wù)四本課程的重要性凝固的音樂＋隱藏871、加拿大特朗斯康谷倉(cāng)事故：1913年9月裝谷物，10月17日裝了31822Ｔ谷物時(shí)：1小時(shí)豎向沉降達(dá)30.5cm24小時(shí)傾斜26°53ˊ西端下沉7.32m東端上抬1.52m上部鋼混筒倉(cāng)完好無損概況：長(zhǎng)59.4m，寬23.5m，高31.0m，共65個(gè)圓筒倉(cāng)。鋼混筏板基礎(chǔ)，厚61cm，埋深3.66m。1911年動(dòng)工，1913年完工，自重20000T。121、加拿大特朗斯康谷倉(cāng)事故：概況：長(zhǎng)59.4m，寬23.88加拿大特朗斯康谷倉(cāng)處理：事后在下面做了七十多個(gè)支撐于基巖上的混凝土墩，使用388個(gè)50t千斤頂以及支撐系統(tǒng)，把倉(cāng)體逐漸糾正過來，其高程比原來降低了４米。原因：地基土事先未進(jìn)行調(diào)查，據(jù)鄰近結(jié)構(gòu)物基槽開挖取土試驗(yàn)結(jié)果，計(jì)算地基承載力應(yīng)用到此谷倉(cāng)。1952年經(jīng)勘察試驗(yàn)與計(jì)算，地基實(shí)際承載力小于破壞時(shí)的基底壓力。因此，谷倉(cāng)地基因超載發(fā)生強(qiáng)度破壞而滑動(dòng)。2653失事后1913.10.181952.10.5

試驗(yàn)孔填土褐色粉質(zhì)粘土灰色粉質(zhì)粘土-0.61-12.34-13.72-4.271952.10.3試驗(yàn)孔13加拿大特朗斯康谷倉(cāng)處理：原因：2653失事后19589PoShanRoadConduitRoadNotewellRoad2、香港寶城滑坡14PoShanRoadConduitRoadNote90Early1972滑坡前July1972滑坡后15Early1972滑坡前July1972滑坡后912、香港寶城滑坡1972年7月某日清晨，香港寶城路附近，兩萬立方米殘積土從山坡上下滑，巨大滑動(dòng)體正好沖過一幢高層住宅--寶城大廈，頃刻間寶城大廈被沖毀倒塌并砸毀相鄰一幢大樓一角約五層住宅。死亡６7人。原因：山坡上殘積土本身強(qiáng)度較低，加之雨水入滲使其強(qiáng)度進(jìn)一步大大降低，使得土體滑動(dòng)力超過土的強(qiáng)度，于是山坡土體發(fā)生滑動(dòng)。162、香港寶城滑坡1972年7月某日清晨，香港寶城路附近923、阪神大地震中地基液化神戶碼頭：地震引起大面積砂土地基液化后產(chǎn)生很大的側(cè)向變形和沉降，大量的建筑物倒塌或遭到嚴(yán)重?fù)p傷液化：松砂地基在振動(dòng)荷載作用下喪失強(qiáng)度變成流動(dòng)狀態(tài)的一種現(xiàn)象173、阪神大地震中地基液化神戶碼頭：液化：松砂地基在振動(dòng)荷93阪神大地震中地基液化神戶碼頭：岸墻因砂土地基液化失穩(wěn)滑入海中18阪神大地震中地基液化神戶碼頭：944、比薩斜塔目前：塔向南傾斜，南北兩端沉降差1.80m，塔頂離中心線已達(dá)5.27m，傾斜5.5°1360：再?gòu)?fù)工，至1370年竣工，全塔共8層，高度為55m1272：復(fù)工，經(jīng)6年，至7層，高48m，再停工1178：至4層中，高約29m，因傾斜停工1173：動(dòng)工原因：地基持力層為粉砂，下面為粉土和粘土層，模量較低，變形較大。1590:

伽利略在此塔做落體實(shí)驗(yàn)194、比薩斜塔目前：塔向南傾斜，南北兩端沉降差1.80m，95比薩斜塔1838-1839：挖環(huán)形基坑卸載1933-1935：基坑防水處理基礎(chǔ)環(huán)灌漿加固1990年1月:

封閉1992年7月：加固塔身，用壓重法和取土法進(jìn)行地基處理目前:

已向游人開放。處理措施20比薩斜塔1838-1839：挖環(huán)形基坑卸載處理措施965、虎丘塔問題：塔身向東北方向嚴(yán)重傾斜，塔頂離中心線已達(dá)2.31m，底層塔身發(fā)生不少裂縫，成為危險(xiǎn)建筑物而封閉。概況：位于蘇州市虎丘公園山頂，落成于宋太祖建隆二年（公元961年）。全塔7層，高47.5m，塔的平面呈八角形。原因：坐落于不均勻粉質(zhì)粘土層上，產(chǎn)生不均勻沉降。處理：在塔四周建造一圈樁排式地下連續(xù)墻并對(duì)塔周圍與塔基進(jìn)行鉆孔注漿和打設(shè)樹根樁、加固

塔身，效果良好。215、虎丘塔問題：塔身向東北方向嚴(yán)重傾斜，塔概況：位于蘇州971986年：開工1990年：人工島完成1994年：機(jī)場(chǎng)運(yùn)營(yíng)面積：4370m×1250m填筑量：180×106m3平均厚度：33m設(shè)計(jì)時(shí)預(yù)測(cè)沉降：5.7-7.5m目前實(shí)際沉降：已達(dá)十米以上。問題：沉降大且有不均勻沉降6、關(guān)西國(guó)際機(jī)場(chǎng)

世界最大人工島221986年：開工設(shè)計(jì)時(shí)預(yù)測(cè)沉降：5.7-7.5m問題：7、九江大堤決口潰口原因：堤基管涌1998年8月7日13:10發(fā)生管涌險(xiǎn)情，20分鐘后，在堤外迎水面找到2處進(jìn)水口又過20分鐘，防水墻后的土堤突然塌陷出1個(gè)洞，5m寬的堤頂隨即全部塌陷，并很快形成一寬約62m的潰口。7、九江大堤決口潰口原因：堤基管涌1998年8月7日13:1長(zhǎng)江堤防工程堤基管涌發(fā)生發(fā)展過程示意圖砂環(huán)管涌口粘性土砂性土滲水雜填土管涌：在滲流作用下，無粘性土體中的細(xì)小顆粒，通過土的孔隙，發(fā)生移動(dòng)或被水流帶出的現(xiàn)象。堤基管涌長(zhǎng)江堤防工程堤基管涌發(fā)生發(fā)展過程示意圖砂環(huán)管粘性土砂性土滲水管涌砂環(huán)砂性土堤基管涌破壞示意圖管涌破壞當(dāng)管涌發(fā)生時(shí)，滲流將導(dǎo)致向源侵蝕，使堤防基礎(chǔ)下部出現(xiàn)滲流通道當(dāng)水頭差足夠大時(shí)，侵蝕將加速并掏挖堤防基礎(chǔ)。形成通道后極易引起潰決管涌砂環(huán)砂性土堤基管涌破壞示意圖管涌破壞當(dāng)管涌發(fā)生時(shí)，滲流將101土的形成滲透特性變形特性強(qiáng)度特性土的三相組成土的物理狀態(tài)土的結(jié)構(gòu)土的工程分類決定影響便于研究和應(yīng)用第一章土的物性與分類26土的形成滲透特性土的三相組成土的工程分類決定影響便于研究102本章目的:對(duì)土的特點(diǎn)進(jìn)行詳細(xì)解釋和定量描述本章特點(diǎn):

看起來零散學(xué)習(xí)要點(diǎn):

各節(jié)間聯(lián)系各節(jié)內(nèi)層次第一章土的物性與分類27本章目的:本章特點(diǎn):學(xué)習(xí)要點(diǎn):第一章土的物性與分類103§1.1土的三相組成氣相固相液相++構(gòu)成土骨架，起決定作用重要影響土體次要作用§1土的物性與分類28§1.1土的三相組成氣相固相液相++構(gòu)成土骨架，起決定104一.固體顆粒物理狀態(tài)力學(xué)特性粒徑級(jí)配§1.1土的三相組成礦物成分顆粒形狀§1土的物性與分類29一.固體顆粒物理狀態(tài)粒徑級(jí)配§1.1土的三相組成礦物105

粒徑級(jí)配一.固體顆粒顆粒大小各粒徑成分在土中占的比例狹義的粒徑級(jí)配影響土性的主因§1.1土的三相組成§1土的物性與分類30粒徑級(jí)配一.固體顆粒顆粒大小各粒徑成分在土中占的比例106顆粒大小粒組

按粒徑大小進(jìn)行分組，將粒徑接近的歸成一類界限粒徑一.固體顆?！?.1土的三相組成§1土的物性與分類d(mm)d(mm)礫砂粒粉粒粘粒膠粒6020.0750.0050.0020.250.5520粗

中

細(xì)粗

中

細(xì)0.075粗粒細(xì)粒31顆粒大小粒組按粒徑大小進(jìn)行分組，將粒徑接近的107粒徑級(jí)配確定方法

篩分法：適用于粗粒土(>0.075

mm)

水分法：適用于細(xì)粒土(<0.075

mm)——各粒組的相對(duì)含量，用質(zhì)量百分?jǐn)?shù)來表示表述方法

粒徑級(jí)配累積曲線一.固體顆粒§1.1土的三相組成§1土的物性與分類32粒徑級(jí)配確定方法篩分法：適用于粗粒土(>0.07108105.02.01.00.50.250.075200g101618242244661009080706050403020100小于某粒徑之土質(zhì)量百分?jǐn)?shù)P（％）105.01.00.50.100.050.010.0050.001粒徑(mm)P%958778665533土的粒徑級(jí)配累積曲線水分法粒徑(mm)0.050.010.005百分?jǐn)?shù)P(%)2613.510一.固體顆粒§1.1土的三相組成§1土的物性與分類3310200g10100908070605040302011091009080706050403020100小于某粒徑之土質(zhì)量百分?jǐn)?shù)（％）105.01.00.50.100.050.010.0050.001粒徑(mm)土的粒徑級(jí)配累積曲線d60d50d10d30d60d10d30CuCc0.330.0050.063662.41特征粒徑:

d50

:平均粒徑d60:控制粒徑d10

:有效粒徑d30

不均勻程度：Cu=d60/d10

連續(xù)程度:

Cc=d302

/(d60×d10)

—曲率系數(shù)—不均勻系數(shù)Cu

≥5,級(jí)配不均勻粗細(xì)程度：用d50

表示

一.固體顆粒§1.1土的三相組成§1土的物性與分類341009080706050403020100小于某粒徑之1101009080706050403020100小于某粒徑之土質(zhì)量百分?jǐn)?shù)（％）105.01.00.50.100.050.010.0050.001粒徑(mm)土的粒徑級(jí)配累積曲線d60d10d30曲線d60d10d30CuCcL0.330.0050.081663.98M0.0632.41R0.0300.545斜率:

某粒徑范圍內(nèi)顆粒的含量

陡—相應(yīng)粒組質(zhì)量集中

緩--相應(yīng)粒組含量少

平臺(tái)--相應(yīng)粒組缺乏連續(xù)程度:

Cc=d302

/(d60×d10)

—曲率系數(shù)較大顆粒集中Cc

增大較大顆粒缺少Cc減小Cc=1~3,級(jí)配連續(xù)性好一.固體顆粒§1.1土的三相組成§1土的物性與分類351009080706050403020100小于某粒徑之111粒徑級(jí)配粒徑級(jí)配累積曲線及指標(biāo)的用途：1）粒組含量用于土的分類定名；2）不均勻系數(shù)Cu用于判定土的不均勻程度：Cu≥5,不均勻土；Cu<5,均勻土3）曲率系數(shù)Cc用于判定土的連續(xù)程度：Cc

=1~3,級(jí)配連續(xù)土；Cc>3或Cc<1,級(jí)配不連續(xù)土4）不均勻系數(shù)Cu和曲率系數(shù)Cc用于判定土的級(jí)配優(yōu)劣：

如果Cu≥5且

Cc

=1~3，級(jí)配良好的土；如果Cu<5或Cc>3或Cc<1,級(jí)配不良的土一.固體顆?！?.1土的三相組成§1土的物性與分類36粒徑級(jí)配粒徑級(jí)配累積曲線及指標(biāo)的用途：1）粒組含量用于土1122.顆粒形狀原生礦物

圓狀、渾圓狀、棱角狀次生礦物

針狀、片狀、扁平狀一.固體顆粒§1.1土的三相組成§1土的物性與分類372.顆粒形狀原生礦物圓狀、渾圓狀、棱角狀一.113結(jié)晶水礦物內(nèi)部的水

結(jié)合水吸附在土顆粒表面的水自由水電場(chǎng)引力作用范圍之外的水土中冰由自由水凍成，凍脹融陷

水蒸氣氣態(tài)水——?dú)?/p>

二.土中水（液相）§1.1土的三相組成§1土的物性與分類38結(jié)晶水礦物內(nèi)部的水二.土中水（液相）§1.114結(jié)合水排列致密、定向性強(qiáng)密度>1g/cm3冰點(diǎn)處于零下幾十度具有固體的特性沸點(diǎn)680°C強(qiáng)結(jié)合水位于強(qiáng)結(jié)合水之外，電場(chǎng)引力作用范圍之內(nèi)外力作用下可以移動(dòng)不因重力而移動(dòng)，有粘滯性弱結(jié)合水二.土中水§1.1土的三相組成§1土的物性與分類39結(jié)合水排列致密、定向性強(qiáng)強(qiáng)結(jié)合水位于強(qiáng)結(jié)合水之外115自由水重力水毛細(xì)水在重力作用下可在土中自由流動(dòng)存在于固氣之間在重力與表面張力作用下可在土粒間空隙中自由移動(dòng)二.土中水§1.1土的三相組成§1土的物性與分類40自由水重力水毛細(xì)水在重力作用下可在土中自由流動(dòng)存在于116三.土中氣體自由氣體：與大氣連通，對(duì)土的性質(zhì)影響不大封閉氣體：增加土的彈性；阻塞滲流通道§1.1土的三相組成§1土的物性與分類41三.土中氣體自由氣體：與大氣連通，對(duì)土的性質(zhì)影響不大117

土有三個(gè)組成部分：固相、液相和氣相

小結(jié)1.固體顆粒2.土中水3.土中氣體粒徑級(jí)配礦物成分顆粒形狀結(jié)合水(強(qiáng)結(jié)合水、弱結(jié)合水)自由水(重力水、毛細(xì)水)自由氣體封閉氣體§1.1土的三相組成§1土的物性與分類42土有三個(gè)組成部分：固相、液相和氣相小結(jié)1.固118——粒徑小于0.075mm的顆粒物理學(xué)中，半徑為r的球形物體，在粘滯系數(shù)為η的流體中,以速度運(yùn)動(dòng)時(shí)，所受阻力為：土粒（球體）以自重在水中勻速下沉?xí)r：土粒自重土粒受到的浮力粘滯阻力據(jù)此有：§1.2水分法專題§1土的物性與分類43——粒徑小于0.075mm的顆粒物理學(xué)中11920℃時(shí)水的粘滯系數(shù)：η=1.01*10-6kPa?s10℃時(shí)水的粘滯系數(shù)：η=1.31*10-6kPa?s4420℃時(shí)水的粘滯系數(shù)：η=1.01*10-6kPa120在時(shí)間ti內(nèi)，Li深度以上其最大顆粒為di，則該處的最大粒徑為試驗(yàn)時(shí)，用一個(gè)1升的量筒，裝入一定質(zhì)量的風(fēng)干土樣，制成1升的懸液，攪拌均勻后，讓其下沉，Li45在時(shí)間ti內(nèi)，Li深度以上其最大顆粒為di，則該處的最121在Li處的懸液中，若粒徑小于等于di的土粒重量為Wsi

，則懸液的重度為：據(jù)此有：——土粒重度；——水的重度；——Li處懸液的密度，比重計(jì)法或吸液管法懸液中，粒徑小于等于di重量為Wsi的土粒占土粒總重的百分比：土粒體積Li除土粒外水的重量46在Li處的懸液中，若粒徑小于等于di的土1、土的結(jié)構(gòu)－土顆粒之間的相互排列和連接形式2、土結(jié)構(gòu)的分類3、工程性質(zhì)單粒結(jié)構(gòu)>蜂窩、絮狀結(jié)構(gòu)單粒結(jié)構(gòu)強(qiáng)度低，壓縮性高不可作為天然地基蜂窩結(jié)構(gòu)0.02~0.002mm絮狀結(jié)構(gòu)（二級(jí)蜂窩結(jié)構(gòu)）<0.005mm§1.3土的結(jié)構(gòu)§1土的物性與分類1、土的結(jié)構(gòu)－土顆粒之間的相互排列和連接形式2、土結(jié)構(gòu)的分類123土的三相草圖固相液相氣相質(zhì)量體積土的工程性質(zhì)——土的物性指標(biāo)——定量表示一、土的三項(xiàng)基本物理指標(biāo)基本——實(shí)驗(yàn)室直接測(cè)定重力密度：?jiǎn)挝惑w積土的重量1、密度：?jiǎn)挝惑w積土的質(zhì)量——土的總質(zhì)量——土的總體積§1.4三相體比例指標(biāo)§1土的物性與分類常見值：測(cè)定方法環(huán)刀法灌水法48土的三相草圖固相液相氣相質(zhì)量體積土的工程性質(zhì)——土的物性124一、土的三項(xiàng)基本物理指標(biāo)土的工程性質(zhì)——土的物性指標(biāo)——定量表示基本——實(shí)驗(yàn)室直接測(cè)定1、密度

;重力密度

土的三相草圖固相液相氣相質(zhì)量體積常見值：砂土——2.65～2.69粉土——2.70～2.71粘性土——2.72～2.752、土粒比重：土中固體礦物的質(zhì)量與同體積4℃時(shí)純水質(zhì)量的比值無量綱測(cè)定方法：比重瓶法——關(guān)鍵在于測(cè)量固體礦物質(zhì)量和體積質(zhì)量——烘干體積——排氣經(jīng)驗(yàn)法——依據(jù)為各種土的土粒比重相差不大§1.4三相體比例指標(biāo)§1土的物性與分類49一、土的三項(xiàng)基本物理指標(biāo)土的工程性質(zhì)——土的物性指標(biāo)——1253、土的含水量：土中水的質(zhì)量與固體礦物質(zhì)量的比值常見值：砂土——（0～4）％粘性土——（20～60）％測(cè)定方法：烘箱法紅外線法酒精燃燒法鐵鍋炒干法本質(zhì)都是確定脫水前后土樣的質(zhì)量，區(qū)別在于脫水的方法一、土的三項(xiàng)基本物理指標(biāo)土的工程性質(zhì)——土的物性指標(biāo)——定量表示基本——實(shí)驗(yàn)室直接測(cè)定1、密度

;重力密度

2、土粒比重液相氣相質(zhì)量體積§1.4三相體比例指標(biāo)§1土的物性與分類503、土的含水量：土中水的質(zhì)量與固體常見值：砂126二、土的六項(xiàng)導(dǎo)出指標(biāo)1、孔隙比：土中孔隙體積與土顆粒體積之比常見值：砂土——0.5～1.0，e<0.6時(shí)呈密實(shí)狀態(tài)，為良好地基粘性土——0.5～1.2，e>1.0時(shí)，為軟弱地基一、土的三項(xiàng)基本物理指標(biāo)液相氣相質(zhì)量體積2、孔隙率：土中孔隙體積與土總體積之比常見值：n=(30~50)%常見值：0～13、飽和度：水在孔隙中充滿的程度§1.4三相體比例指標(biāo)§1土的物性與分類51二、土的六項(xiàng)導(dǎo)出指標(biāo)1、孔隙比：土中孔隙體積與127一、土的三項(xiàng)基本物理指標(biāo)二、土的六項(xiàng)導(dǎo)出指標(biāo)1、孔隙比液相氣相質(zhì)量體積2、孔隙率3、飽和度4、干密度:單位體積土顆粒的質(zhì)量

工程應(yīng)用：直接反應(yīng)土體的密實(shí)度，定義壓實(shí)系數(shù)—要求達(dá)到的干密度—試驗(yàn)室條件下能達(dá)到的最大干密度壓實(shí)系數(shù)工程允許值：0.94~0.95干重度

§1.4三相體比例指標(biāo)§1土的物性與分類52一、土的三項(xiàng)基本物理指標(biāo)二、土的六項(xiàng)導(dǎo)出指標(biāo)1、孔隙比1285、飽和密度：土中孔隙完全被水充滿時(shí)，單位體積質(zhì)量

6、有效密度：地下水位以下，土體受浮力作用時(shí)，單位體積的質(zhì)量一、土的三項(xiàng)基本物理指標(biāo)二、土的六項(xiàng)導(dǎo)出指標(biāo)1、孔隙比液相氣相質(zhì)量體積2、孔隙率3、飽和度4、干密度;干重度飽和重度

有效重度

§1.4三相體比例指標(biāo)§1土的物性與分類535、飽和密度：土中孔隙完全被水充滿時(shí)1291、密度

2、土粒比重3、土的含水量1、孔隙比2、孔隙率3、飽和度4、干密度5、飽和密度6、有效密度小結(jié)液相氣相質(zhì)量體積基本指標(biāo)導(dǎo)出指標(biāo)§1.4三相體比例指標(biāo)§1土的物性與分類541、密度2、土粒比重130三、指標(biāo)間的換算——導(dǎo)出指標(biāo)與基本指標(biāo)的關(guān)系液相氣相質(zhì)量體積§1.4三相體比例指標(biāo)§1土的物性與分類55三、指標(biāo)間的換算——導(dǎo)出指標(biāo)與基本指標(biāo)的關(guān)系液相氣相質(zhì)量131液相氣相質(zhì)量體積求e及Sr例：解1：解2：令土的體積為V=1m3，則56液相氣相質(zhì)量體積求e及Sr例：解1：解2：令土的體積為V132干粘土慢慢加水，其表現(xiàn)有什么變化？固態(tài)半固態(tài)塑態(tài)液態(tài)粘性土的稠度含水量變化后果狀態(tài)：固態(tài)半固態(tài)塑態(tài)液態(tài)強(qiáng)度：下降很多，可達(dá)10倍以上§1.5粘性土界限含水量§1土的物性與分類57干粘土慢慢加水，其表現(xiàn)有什么變化？固態(tài)半固態(tài)塑態(tài)液態(tài)粘性133固態(tài)半固態(tài)塑態(tài)液態(tài)1、液限：粘性土呈液態(tài)與塑態(tài)之間的分界含水量

測(cè)定方法：10錐式液限儀碟式液限儀§1.5粘性土界限含水量§1土的物性與分類58固態(tài)半固態(tài)塑態(tài)液態(tài)1、液限：粘性134固態(tài)半固態(tài)塑態(tài)液態(tài)1、液限：粘性土呈液態(tài)與塑態(tài)之間的分界含水量

2、塑限：粘性土呈塑態(tài)與半固態(tài)之間的分界含水量

液塑限聯(lián)合測(cè)定法測(cè)定方法滾搓法3、縮限：粘性土呈半固態(tài)與固態(tài)之間的分界含水量

測(cè)定方法：收縮皿法4、塑性指數(shù)：粘性土與粉土的液限與塑限的差值，去掉百分?jǐn)?shù)

物理意義：細(xì)顆粒土體處于可塑狀態(tài)下，含水量的變化最大區(qū)間