清華大學(xué)李廣信土力學(xué)重點知識總結(jié)(期末、考研)

土力學(xué)筆記（清華二版）第一章土的物理性質(zhì)和工程分類土的形成碎散性碎散性非連續(xù)體三相性固、液、氣天然性變異性受力易變形，強度低體積變化主要是孔隙變化受力后由三相共同承擔(dān)非均勻性各向異性時空變異性三大問題、三大特性：強度、變形、滲透土的三相組成12．粒徑級配：粒徑大小及不同尺寸顆粒在土中占的百分比3．巨粒土＞60mm、粗粒土＞0.075、細粒土≤0.075；粗粒土：以礫石和砂石為主的土，也稱無黏性土細粒土：以粉粒和黏粒為主的土，也稱黏性土粒徑級配分析方法：篩分法（適用于粒徑大于）0.075；水分法（0.075）粒徑級配曲線：橫坐標(biāo)為土顆粒直徑縱坐標(biāo)為小于某粒徑的土顆粒累積含量（比）粒徑級配曲線的用途：了解土的粗細程度；粒徑分布的均勻程度，分布連續(xù)性程度來判斷土的級配優(yōu)劣。重要參數(shù)：1控制粒徑，粗顆粒代表值。12兩點：某粒徑范圍內(nèi)土顆粒所占質(zhì)量百分數(shù)，陡多，緩少，平缺2Cu：Cu=d60/d10；Cu＞5Cc

d2 30d

；Cc＜1或＞3表示級配曲線不連續(xù)。60 10Cu≥5，且級配曲線連續(xù)（Cc=1-3），適用于填方工程。土中水：自由水：毛細水，重力水；結(jié)合水：強結(jié)合水，弱結(jié)合水土中氣：封閉氣體，自由氣體土的物理狀態(tài)最基本指標(biāo)11

m;v2土粒比重（土粒相對密度）：土粒的質(zhì)量與同體積純蒸餾水在4℃時的質(zhì)量之比，數(shù)值上等2于土粒的密度。Gs ms

s ；V(s w

4℃ s)w)3土的含水量（含水率）：%wmw100%3ms土中孔隙含量的指標(biāo)1VeV1VVs2孔隙率（孔隙度）：%nv100%2V土中含水程度的指標(biāo)飽和度：孔隙中水的體積與孔隙總體積之比SrVwVv土的密度和重度的指標(biāo)：1飽和密度：孔隙完全被水充滿時土的密度1

sat

+VvwVm2干密度：土被完全烘干時的密度，數(shù)值上等于單位體積土中土粒的質(zhì)量s2d V3浮重度3

sat

；w

sat

＞'d土的物理狀態(tài)：土的松密狀態(tài)（粗粒土）和軟硬狀態(tài)或稠度（細粒土）。土的物理狀態(tài)指標(biāo)——粗粒土（無粘性土）的密實度DremaxeDr=0Dr=11/3；2/3：疏松；中密；密實emax

emin粘性土（細粒土）的稠度1固體——半固體——塑性狀態(tài)——液性狀態(tài)；縮限；塑限；液限。含水量分界線12塑性指數(shù)：液限與塑限之差I(lǐng)pww，表示土所能吸著的弱結(jié)合水質(zhì)量與土粒質(zhì)量之比，2L P細粒土工程分類的依據(jù)33

wwp

；0：半固體到可塑態(tài)；1：塑態(tài)進入液態(tài)；直接判定土的軟硬程度。L wwL p土的結(jié)構(gòu)點與點的接觸。細粒土：范德華力、庫侖力、膠結(jié)作用、毛細力；絮凝結(jié)構(gòu)、分散結(jié)構(gòu)，反映細粒土結(jié)構(gòu)特性的兩種性質(zhì)1粘性土的靈敏度：1大。

St

ququ，原狀土和重塑土無側(cè)限抗壓強度比值，結(jié)構(gòu)性越強，靈敏度越2粘性土的觸變性：結(jié)構(gòu)受破壞后，靜置不動形成新的結(jié)構(gòu)，強度得到一定程度恢復(fù)。2土的工程分類巨粒土、粗粒土、細粒土；規(guī)范:碎石土、砂土、粉土、黏性土、人工填土A= Ip土的壓實性

P0.002增加細粒土的壓實性不同含水量的土樣，以相同的方法擊實，測出含水量和干密度，繪制w-ρ曲線。d1最優(yōu)含水率，最大干密度：擊實曲線中峰值干密度對應(yīng)的含水量為最優(yōu)含水性，在這一含水1量下以這種壓實方法能夠得到最大干密度。2擊實機理：粒間聯(lián)結(jié)力破壞，顆粒間孔隙壓縮；土粒定向排列；顆粒破壞。23減小。w達到峰值；之后，水膜加厚的潤滑作用不明顯，封閉氣泡難以完全排除。34壓實度：填土干密度與室內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)擊實試驗得到的最大干密度的比值×100%28．粗粒土壓實性4增加粒間阻力，壓實干密度顯著降低。壓實標(biāo)準(zhǔn)一般用相對密度控制第二章土的滲透性和滲流問題土的滲透問題滲流量問題、滲透力和水壓力問題、滲透變形或滲流穩(wěn)定問題、滲流控制問題。土體的滲透性hzu/w

+v2/2gz+u/

即測管水頭wi

h，水頭差比滲流長度Lv=ki；小于真實滲流速度。大；發(fā)生在黏性很強的致密黏土中的滲流滲透系數(shù)測定方法：常水頭法（滲透性較大的砂性土）；變水頭法（滲透性較小的粘性土），現(xiàn)場注水、抽水試驗影響滲透系數(shù)的因素（6）土體性質(zhì)：粒徑大小與級配；孔隙比；礦物成分；結(jié)構(gòu)；飽和度。水的性質(zhì)：溫度等層狀地基等效滲透系數(shù)1k1x

nkHj jj1H2k2z

HnHjkj1 j二維滲流與流網(wǎng)滲流問題的邊界條件1已知水頭的邊界條件：邊界與自由水面相連則該邊界總水頭恒定等于測管水頭12已知法相流速的邊界條件：法向流速為0的不透水邊界，滲流方向沿浸潤線切線方向。23自由水面邊界：浸潤線：測管水頭等于位置水頭，因為與大氣聯(lián)通；滲流方向沿浸潤線切線方向，法向流速為034滲出面邊界：測管水頭等于位置水頭，滲流方向與滲出面相交，且滲透流速指向滲流域外部4流網(wǎng)：在滲流場中由一組等勢線和流線組成的網(wǎng)格流網(wǎng)畫法要點足流場的邊界條件滲透力和滲透變形jwi且作用方向同水力坡降的方向一致。i

Gs11e，流土的臨界水力坡降取決于土的物理性質(zhì)接觸流土、接觸沖刷。動，最終在土中形成與地表貫通的管道，從而引發(fā)土工建筑物或地基發(fā)生破壞的現(xiàn)象。滲透破壞的判定1流土：水力坡降與臨界水力坡降比較12管涌：一般粘性土只會發(fā)生流土不會發(fā)生管涌，管涌常發(fā)生在一定級配的無粘性土中。2滲透變形的防治措施1定厚度的透水蓋重。12處鋪設(shè)反濾保護層。2第三章土體中的應(yīng)力計算有效應(yīng)力原理u地基自重應(yīng)力計算豎向自重應(yīng)力：

Hi i1

特點：自重應(yīng)力分布線斜率即重度；等重度隨深度呈直線分布；成層地基呈折線分布；土層分界線處和地下水位處發(fā)生轉(zhuǎn)折（水下用浮重度）自重應(yīng)力：由于土體自身重量產(chǎn)生的應(yīng)力生下沉呢？素導(dǎo)致地下水位下降，孔隙水壓力減小，有效自重應(yīng)力增加，土體壓縮產(chǎn)生沉降?；讐毫τ嬎愕鼗懈郊討?yīng)力計算影響土中附加應(yīng)力分布的因素）：深度增大的影響；各向異性的影響；基礎(chǔ)埋深的影響超靜孔隙水壓力與孔隙水壓力系數(shù)總應(yīng)力轉(zhuǎn)移到土骨架上，有效應(yīng)力增加，土體被壓縮?？紫端畨毫ο禂?shù)主要與土的飽和度有關(guān)，也與巖土骨架的壓縮性有關(guān)第四章土的變形特性和地基沉降計算土的變形特性試驗方法測限壓縮試驗、常規(guī)三軸試驗（是否固結(jié)，是否排水）土的變形特點（5）：非線性、彈塑性、剪脹性、壓硬性、時間效應(yīng)土的一維壓縮性指標(biāo)e-pa=e壓縮系數(shù)a：曲線的割線斜率為土在測限條件下的壓縮系數(shù)， p0Es=1+e0測限壓縮模量：

a，e0為原狀土的初始孔隙比。Cc=e58．e-lgp曲線：直線段的斜率為土的壓縮系數(shù)的回彈指數(shù)或在壓縮指數(shù)Ce；

lgp；卸載段和加載段的平均斜率稱為土pce-lgpOCR=pc/ps，＞1地基沉降量計算S=sd+sc+ss：瞬時沉降（初始沉降）+固結(jié)沉降（主固結(jié)沉降）+次固結(jié)沉降（蠕變沉降）狀況下，側(cè)向擠出變形幾乎在加載的瞬間發(fā)生。骨架產(chǎn)生變形所造成的沉降。分層總和法基本假定和方法（6）修正。飽和土體滲流固結(jié)理論太沙基一維滲流固結(jié)理論假設(shè)（6）土層均質(zhì)，完全飽和；土顆粒和水不可壓縮；水的滲出和土層壓縮只沿一個豎向發(fā)生；水的滲流a外荷載一次瞬時施加并保持不變。C土的固結(jié)系數(shù)：

k(1+e=aw

e為滲流固結(jié)前土的孔隙比1

；孔壓消散的快慢。CT=Vt

H2 映孔隙水壓力消散程度即固結(jié)程度。固結(jié)度：t82TU應(yīng)力面積t

=1 e4V2三種題型123t求達到某一沉降量所需時間s-t曲線推算以后情況。123第五章：土的抗剪強度土的抗剪強度理論．庫倫公式：=c+n粘聚強度+摩擦強度抗剪強度影響因素影響粗粒土內(nèi)摩擦角的因素：密度，粒徑級配，顆粒形狀，礦物成分細粒土的粘聚強度取決于土粒間各種物理化學(xué)作用力，粗粒土一般認為不具有粘聚強度莫爾圓：壓為正，逆時針為正抗剪強度包線：土體單元達到破壞狀態(tài)或極限平衡狀態(tài)的所有點的集合土的抗剪強度的測定試驗抗剪強度的測定方法：三軸剪切試驗、直剪試驗、無側(cè)限壓縮試驗，十字板剪切試驗。應(yīng)力和應(yīng)變分布不均，排水不明確。三軸剪切試驗：是否固結(jié)、排水。優(yōu)點：123可以完整反映試樣受力變形直到破壞的全過程應(yīng)力應(yīng)變相對均勻，狀態(tài)明確，測量簡單可靠破壞面非人為固定12345可控制排水，不排水條件下還可測量超靜孔隙水壓力?？赡M不同工況45十字板剪切試驗：測定飽和黏性土的原位不排水強度，特別適用于均勻飽和軟黏土。影響因素：土的各向異性和不均勻性；扭轉(zhuǎn)速率；插入深度對土的擾動影響；漸進破壞效應(yīng)應(yīng)力路徑和破壞主應(yīng)力線土的抗剪強度指標(biāo)第六章?lián)跬两Y(jié)構(gòu)物上的土壓力概述擋土墻按其剛度及位移方式分為剛性擋土墻、柔性擋土墻和加筋擋土墻土壓力類型1移，處于彈性平衡狀態(tài)。12轉(zhuǎn)動時，墻后土體因側(cè)面所受約束的放松而有下滑趨勢。23被動土壓力：當(dāng)擋土墻在外力作用下向著填土方向移動或轉(zhuǎn)動時，墻后土體受到擠壓有上滑3趨勢。靜止土壓力計算靜止土壓力沿墻高呈三角形分布，若墻高H，則作用于單位長度墻上的總靜止土壓力E0：E=10 2

H0

，作用點在墻高1/3處。K0靜止土壓力系數(shù)。朗肯土壓力無粘性土無粘性土E=1KH2a2a處壓力a=n2(450.）Ea=12KH22aKcH+a2c2粘性土1墻高 Hzz3（00=2cKaE=1KH2壓力無粘性土p2pp=n2(45+0.）1/3粘性土E=KH2+21p2pKcHp庫侖土壓力無無粘性土主動土壓力E=1KH2a2a被動土壓力E=1KH2p2p朗肯與庫侖理論對比朗肯理論從土中一點的極限平衡應(yīng)力狀態(tài)

庫侖理論根據(jù)墻背與滑動面之間的土楔，整出發(fā)，先求出作用在土中豎直面上的土體處于極限平衡狀態(tài)，用靜力平衡條件、Pp限應(yīng)力法適用：墻背面較光滑（墻背與土之間無剪應(yīng)力），墻背垂直，墻后填土面水平。實際工程中，主動土壓力朗肯偏大，較安全

、Pp適用于各種填土面和不同墻背條件滑動假設(shè)；楔體整體極限平衡狀態(tài)。主動土壓力偏小，也可用被動土壓力，差幾倍，慎用常見土壓力計算成層土壓力墻后填土中有地下水填土表面有荷載第七章土坡穩(wěn)定分析概述滑坡：一部分土體相對于另一部分土體滑動的現(xiàn)象無粘性土坡穩(wěn)定分析均質(zhì)土坡和水下坡均質(zhì)土坡和水下坡有滲流的均質(zhì)土坡Fstan；內(nèi)摩擦角，坡角tan'tanFs=sattan黏性土坡穩(wěn)定分析條分法將滑動土體離散成土條，將各土條看作剛體，分別求出作用于各土條上的力對圓心的滑動力矩和抗滑力矩，然后求出土坡的穩(wěn)定安全系數(shù)。瑞典條分法畢肖甫法簡布法

忽略條間力，計算圓弧滑裂面安全系數(shù)搜索最小安全系數(shù)；一般偏低，偏安全考慮土條側(cè)面力第八章地基承載力容許承載力：既確保不會失穩(wěn)，又保證建筑物沉降不超過允許值的荷載。84．p-s曲線：壓密變形階段、局部剪損階段、整體剪切破壞階段首先達到極限平衡狀態(tài)，于是地基內(nèi)開始出現(xiàn)彈性區(qū)和塑性區(qū)并存現(xiàn)象，這一荷載為臨塑荷載。極限承載力：此時基礎(chǔ)下，滑動邊界范圍內(nèi)的全部土體處于塑性破壞狀態(tài)，地基失穩(wěn)。豎直荷載下地基的破壞形式（土的特性和基礎(chǔ)埋置深度）整體剪切破壞兩側(cè)土體隆起較大、貫通滑裂面土質(zhì)比較