巖體力學(xué)與土力學(xué)

巖體力學(xué)與土力學(xué)5/18/20231土的壓縮性與地基沉降土的壓縮性地基沉降計算有效應(yīng)力原理固結(jié)理論5/18/20232土的壓縮性土的壓縮性是指土體在外部壓力及周圍環(huán)境作用下，體積變化的性質(zhì)。它包括土體體積的縮小、膨脹和體積不變下土體形狀的改變。

土的壓縮性大小通過壓縮性指標(biāo)來衡量。（）利用壓縮試驗(yàn)測定土的壓縮性指標(biāo)。5/18/20233土的壓縮試驗(yàn)應(yīng)力狀態(tài)——K0狀態(tài)（側(cè)向變形為零）試驗(yàn)結(jié)果——壓縮曲線(a)e-p曲線；(b)e-lgp曲線5/18/20234土壓縮性高低的判別用判別＜0.01MPa-1低壓縮性土0.01≤＜0.5MPa-1中壓縮性土≥0.5MPa-1高壓縮性土5/18/20235變形指標(biāo)間的關(guān)系

5/18/20236土的應(yīng)力歷史前期固結(jié)壓力——土體在歷史上所經(jīng)受的最大有效固結(jié)壓力Pc。土的固結(jié)狀態(tài)超固結(jié)狀態(tài)——Pc＞P0,OCR＞1正常固結(jié)狀態(tài)——Pc=P0,OCR=1欠固結(jié)狀態(tài)——Pc＜P0,OCR＜1超固結(jié)土產(chǎn)生的原因5/18/20237地基沉降計算計算方法彈性理論法分層總和法規(guī)范法計算步驟（分層總和法、規(guī)范法）1.確定地基分層厚度2.計算地基應(yīng)力（原有應(yīng)力、增加應(yīng)力、實(shí)受應(yīng)力）3.確定受壓層下限4.沉降計算5.計算結(jié)果修正計算公式分層總和法

規(guī)范法

5/18/20238固結(jié)理論一維滲流固結(jié)理論滲壓模型固結(jié)微分方程方程的解地基固結(jié)計算地基固結(jié)度計算（一維固結(jié)時）地基固結(jié)時間計算5/18/20239土的抗剪強(qiáng)度摩爾-庫侖強(qiáng)度理論土中一點(diǎn)的極限平衡理論直剪試驗(yàn)三軸試驗(yàn)抗剪強(qiáng)度的兩種表示方法抗剪強(qiáng)度指標(biāo)的取值問題5/18/202310摩爾-庫侖強(qiáng)度理論庫侖定律

上式表明土的抗剪強(qiáng)度與正應(yīng)力之間呈線性關(guān)系。φ和c稱為土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)。實(shí)踐證明，在一般應(yīng)力范圍內(nèi)，采用庫侖定律確定土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)能夠滿足工程要求，但在高壓力作用下，-關(guān)系線逐漸向下彎曲，此時就不宜采用簡單的直線關(guān)系。

5/18/202311土中一點(diǎn)的極限平衡理論表達(dá)形式1.2.3.極限平衡的判別

土體未剪壞；土體已剪壞；土體處于極限平衡狀態(tài)；

5/18/202312直剪試驗(yàn)三種試驗(yàn)方法快剪固結(jié)快剪慢剪直剪試驗(yàn)優(yōu)缺點(diǎn)直剪試驗(yàn)的優(yōu)點(diǎn)是設(shè)備簡單，操作方便，加之使用多年，積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)。尤其在大試樣及大變形試驗(yàn)及無粘性土試驗(yàn)中應(yīng)用有一定優(yōu)勢。缺點(diǎn)是排水條件不易控制，不能測量孔隙水應(yīng)力，剪切面人為給定，不一定通過最薄弱面，面上受力不均，邊緣處易造成應(yīng)力集中現(xiàn)象，且豎向載荷會發(fā)生偏轉(zhuǎn)，主應(yīng)力的大小和方向都是變化的。土樣受剪面積逐漸減小，不易準(zhǔn)確的計算應(yīng)力。5/18/202313

三軸試驗(yàn)三種試驗(yàn)方法不排水剪（UU）固結(jié)不排水剪(CU)排水剪(CD)三軸試驗(yàn)優(yōu)缺點(diǎn)三軸試驗(yàn)的優(yōu)點(diǎn)是排水條件可以控制，便于測量剪切過程中的孔隙水壓力，以進(jìn)行有效指標(biāo)計算。試樣應(yīng)力條件明確，在一定的應(yīng)力狀態(tài)下沿某一斜面剪切。其缺點(diǎn)是試驗(yàn)操作比較復(fù)雜，對試驗(yàn)人員操作技術(shù)要求較高。另外，常規(guī)三軸試驗(yàn)中土樣受力是軸對稱的，與工程實(shí)際中受力情況不符。

5/18/202314三軸試驗(yàn)三軸試驗(yàn)過程中u及w的變化加荷情況試驗(yàn)方法施加周應(yīng)力σ3先施加周應(yīng)力σ3再施加偏應(yīng)力σ1－σ3不固結(jié)不排水剪（UU）u1=σ3（不固結(jié)）w1=w0（含水量不變）u=σ3+A(σ1－σ3)（不排水）w2=w0（含水量不變）固結(jié)不排水剪（CU）u1=0（固結(jié)）w1＜w0（含水量減?。﹗2=A(σ1－σ3)

（不排水）w2=w1（含水量不變）固結(jié)排水剪（CD）u1=0（固結(jié)）

w1＜w0（含水量減?。﹗2=0w2＜w1（正常固結(jié)土排水）w2＞w1（超固結(jié)土吸水）5/18/202315抗剪強(qiáng)度指標(biāo)的取值問題當(dāng)采用有效應(yīng)力設(shè)計時，應(yīng)采用有效抗剪強(qiáng)度指標(biāo)。但有效應(yīng)力，須按實(shí)測孔隙水壓力求得，故用于校核設(shè)計較為可行?？辜魪?qiáng)度指標(biāo)的選擇，需根據(jù)土的性質(zhì)，地質(zhì)條件，工程的具體情況，剪切方法使用的經(jīng)驗(yàn)等因素，使試驗(yàn)方法盡可能與實(shí)際情況相符合。工程實(shí)踐中較多采用的還是土的總應(yīng)力強(qiáng)度指標(biāo)，因?yàn)榭倯?yīng)力法簡易，試驗(yàn)和計算時均不需要量測孔隙水壓力。通常對于飽和粘土，核算建筑物地基或土工建筑物在施工期間以及施工完畢時的穩(wěn)定性，可以忽略固結(jié)作用，采用快剪或不固結(jié)不排水剪確定抗剪強(qiáng)度較為合理。如果施工期間很長，土已經(jīng)完成了固結(jié)，核算土突然遭到破壞時的安全系數(shù)，應(yīng)該是由固結(jié)快剪或?qū)嵐探Y(jié)不排水剪得到土的抗剪強(qiáng)度。相反，對于水位徐徐下降的情況，因?yàn)橥林兴种饾u排出，與應(yīng)力的改變相適應(yīng)，所以，可以采用慢剪或固結(jié)排水剪測定土的抗剪強(qiáng)度。砂土等無粘性土，由于在外力作用下水分容易排出，孔隙水壓力很小，可略，故一般皆可采用慢剪或固結(jié)排水剪。

5/18/202316特殊土

軟土黃土膨脹土紅粘土鹽漬土凍土填土5/18/202317軟土軟土是指主要由細(xì)粒土組成的孔隙比大（e≥1）、天然含水量高（w≥wL）、壓縮性高、強(qiáng)度低和具有靈敏性、結(jié)構(gòu)性的土層。其包括淤泥、淤泥質(zhì)粘性土、淤泥質(zhì)粉土等。

在靜水或緩慢的流水環(huán)境中沉積，并經(jīng)生物化學(xué)作用形成的w＞wL、e≥1.5的粘性土稱為淤泥；而當(dāng)w＞wL，1.5＞e≥1.0時稱為淤泥質(zhì)土。當(dāng)土的有機(jī)質(zhì)含量大于5%時稱為有機(jī)質(zhì)土，大于60%稱為泥炭。

5/18/202318黃土黃土是一種在第四紀(jì)時期形成的特殊堆積物，顆粒組成以粉粒(0.075~0.005mm)為主。黃土的分類

濕陷性黃土

自重濕陷性非自重濕陷性

非濕陷性黃土黃土的濕陷性

土體在一定壓力下受水浸濕時產(chǎn)生濕陷變形量達(dá)到一定數(shù)值的現(xiàn)象。濕陷性是黃土最主要的特征。對濕陷性黃土的工程措施地基處理：通過破壞濕陷性黃土的大孔結(jié)構(gòu)，全部或部分消除地基的濕陷性，從根本上避免或削弱濕陷現(xiàn)象。防水和排水。結(jié)構(gòu)措施，從而增強(qiáng)建筑物適應(yīng)或抵抗因濕陷引起不均勻沉降的能力。

5/18/202319膨脹烈土膨脹第土一忘般系示指粘放粒成窮分主麥要由部親水贏性礦米物組淚成，由同時股具有嘩顯著撞的吸勢水膨匯脹和談失水賽收縮尼兩種助變形紗特性蘆的粘乒性土具。膨脹深土的柜主要蹦性質(zhì)套：膨鐵脹土諷具有臣顯著甚的吸死水膨饑脹和孝失水育收縮釋的變窮形特欲性。對工餓程的趁危害護(hù)：建違造在川膨脹腿土地樓基上魔的建盾筑物襖，隨錯季節(jié)果性氣碧候的引變化查會反尤復(fù)不陽斷產(chǎn)硬生不嘉均勻仍的升瞎降，輩而使月房屋掛破壞北。5/紅12驢/2惡02交320紅粘叉土炎熱范濕潤拉氣候粉條件炊下的凝石灰網(wǎng)巖、遠(yuǎn)白云蹦巖等京碳酸掘鹽巖趟系的違出露胃區(qū)，維巖石落在長紙期的踏成土枝化學(xué)苦風(fēng)化月作用資下形吊成的如高塑浙性粘斯土物淡質(zhì)，畜其液蔑限一絮般大帳于50渾%，一覽般呈劑褐紅勵、棕使紅、紋紫紅犬和黃攏褐色待，稱蹄為紅階粘土嶺。紅粘蛋土的燈特性走：紅粘牛土中旬粘土辛顆粒襖含量漠較高睬（55桌%~胃70秒%），掩孔隙削比較僑大（1.隔1~價1.義7），彩常處宵于飽湖和狀玻態(tài)（江＞85攜%），扛它的翁天然范含水家量（30鏟%~忘60偉%）幾饑乎與監(jiān)塑限偵相等鮮，但刺液性瞧指數(shù)評較小鋤（-0飾.1算~0梁.4），娛這說巾明紅繪粘土猴以結(jié)鋒合水葛為主脂。因撥此，參紅粘掀土的嶺含水鼓量雖雜高，業(yè)但土勻體一姻般仍夜處于夕硬塑家或堅青硬狀賀態(tài)，辜而且糕具有距較高剝的強(qiáng)艦度和昂較低委的壓嘆縮性瓶。但扮紅粘腥土含敘水量悶隨深潔度增冬加、德土質(zhì)斥有由后硬至補(bǔ)軟的勉明顯籃變化清，且害紅粘匹土厚石度分恐布不修均，磁這會轟造成釘?shù)鼗彽牟诲X均勻術(shù)性。5/侵12狗/2闊02江321鹽漬柄土鹽漬付土是療指易株溶鹽碰含量梁大于0.增5%，且覺具有繁吸濕鄉(xiāng)豐、松產(chǎn)脹等臺特性氧的土獅。評價俱鹽漬掛土地桿基，幻玉一般總考慮截溶陷換性、族鹽脹斃性和隔腐蝕捕性等殊三個懇方面希。5/熟12伴/2宇02腳322凍土凡溫各度等肺于或望低于業(yè)攝氏戒零度捷，且唐含有裝固態(tài)攀冰的嶺土稱落為凍奪土。分類小：按其襲凍結(jié)澇時間征長短婆分為宵瞬時傳凍土僻、季輸節(jié)性瀉凍土挺和多至年凍拼土。對工些程的遺危害尖：主包要是多當(dāng)自昏然條滾件改丘變時就，產(chǎn)封生凍舒脹、坊觸陷材、熱采融滑路塌等得特殊垂不良胡地質(zhì)焦現(xiàn)象鐮及發(fā)寒生物軟理力搭學(xué)性辜質(zhì)的獅改變腔。5/烈12工/2焦02讓323填土填土烏是指黎由人調(diào)類活炮動而損堆填隨的土逮層。分類胳：根據(jù)程其物旨質(zhì)組緞成和程堆填昂方式逮，分橫為素解填土懸、雜序填土次和沖站填土竹三類青。5/撓12鏟/2誦02揮324土壓自力土壓維力的蘭種類靜止臭土壓辦力的艦計算朗肯欄土壓丸力理努論庫侖另土壓省力理事論5/旬12由/2虛02獻(xiàn)325土壓盞力的橫種類靜止警土壓應(yīng)力當(dāng)墻陪絕對孫不動屋，墻縣后土舊體因裕墻背堡的側(cè)哈限作供用而泡處于鐮彈性邪平衡死狀態(tài)摸時，劇墻后餓土體其作用述于墻必背上粱的土淺壓力商，稱載為靜投止土魚壓力償，用Po表示記。主動回土壓知力當(dāng)墻憂向前旋有微錫小移娃動（嚇離開窯土）妨或轉(zhuǎn)鉛動時穴，隨夜著位嫩移或覆轉(zhuǎn)角洲增大茅，土窄壓力涌由Po逐漸虛減小筋，待字土體腰瀕于環(huán)破裂史，墻盆后土路體處涉于主要動極吩限平躍衡狀歸態(tài)時親，土娛壓力朋達(dá)最滔小值申。此鉗時由協(xié)于土飾推墻老，固饒稱主傭動土螺壓力沖，由Pa表示翅。被動領(lǐng)土壓率力當(dāng)墻剃在外舅力作烈用下半，產(chǎn)牽生向障后的罪微小趣位移仆或轉(zhuǎn)驗(yàn)動，鑄將土習(xí)體向蟻后推筋動，吼土體像處于孟被動脫狀態(tài)死，土破壓力夾由Po逐漸左增大擊，待糾土體燙瀕于戚破裂湊，墻毫后土賭體達(dá)丙被動脆極限心狀態(tài)楊時，賤土壓更力達(dá)清最大鴉值，妙被動預(yù)土壓辣力以Pp表示艘。三種遞土壓亞力之拆間存壓在如威下的殘關(guān)系Pa<Po<Pp5/斗12租/2甜02研326靜止漫土壓哨力的淋計算靜止盛土壓獨(dú)力是有土體慨呈Ko狀態(tài)藏時的徐土壓撕力。靜止遺土壓嘆力強(qiáng)撤度靜止姓土壓炒力合偉力靜止發(fā)土壓假力合貴力作嫂用點(diǎn)盆：Po的作喘用點(diǎn)巷應(yīng)在桂墻高矩1／酷3處乘。5/濟(jì)12拼/2膨02筒327朗肯題土壓澤力理晉論基本絡(luò)假設(shè)格：當(dāng)墻背凝垂直需，墻債背與癢土之槳間無梁摩擦悠力，繪墻背冊后填臟土表蜻面水戶平時翅，土握體的旱極限廊平衡奶問題詢。主動鍛土壓槍力的征計算：主動我土壓脊力強(qiáng)度主動幫土壓考力合力拉力你區(qū)高客度主動骨土壓姿力合力滔作用倒點(diǎn)痛：在剛墻底嚇以上乒（H再－h(huán)c）∕虛3處馳。5/常12居/2仆02駕328朗肯智土壓精力理撇論被動墻土壓共力的計選算被動溉土壓夸力強(qiáng)昆度被動拘土壓卡力合圣力被動顫土壓池力合碧力作堤用點(diǎn)恭：作用禿點(diǎn)為析分布事圖的姿形心位置紙?zhí)帯?/關(guān)12孩/2睬02紋329實(shí)際涼情況殺下朗貓肯理罷論的肺應(yīng)用墻后萄填土掛表面稻有連愉續(xù)均播布載呢荷主動寨土壓討力強(qiáng)電度主動磚土壓鏡力合除力填土樓內(nèi)有些地下途水的荷情況主動蟲土壓霉力計卸算方誼法參殘照均碗質(zhì)土殃情況扮，但傅地下名水位箏以下喊的填陶土重或度取評浮重課度；品墻背郵所受艙的側(cè)描向壓撓力應(yīng)珍考慮依地下耳水所窄施加厚靜水僻壓力淺。填土撲為成套層土當(dāng)填冒土成辭層時股,按燈各層欠情況貧分別俯確定結(jié)每一握層土殃作用鵲于墻先背的偏土壓察力。堡應(yīng)特滋別注仗意，瞇一般芝在土愁層交也界面格處，汗土壓濫力分阿布圖巖有突卡變。5/榴12方/2夢02殼330庫侖垃土壓虛力理際論基本源假設(shè)溪：填土叛為無霧粘性文土；猶填土乎表面潔及墻和背面憐為平祖面；當(dāng)墻河向前棒或向克后移精動,欲使墻氏后填笑土達(dá)形到破勞壞時要,劈燕墻背砌AB峽面與規(guī)土體碌內(nèi)某我一滑旁動面吃BC伴上的秩應(yīng)力想達(dá)到價極限世平衡秒狀態(tài)璃；將禁破壞垂土楔散AB壯C視與為剛舞體,醉不考鄙慮滑配動楔拳體內(nèi)看部的想應(yīng)力殊和變部形條釣件。主動鄭土壓期力的芝計算主動幻玉土壓敲力合力主動船土壓肚力強(qiáng)度主動叛土壓碌力合力廢作用糟點(diǎn)暢：距葛墻底馬H制∕3州處。5/烘12皮/2岡02污331庫侖壯土壓暑力理準(zhǔn)論庫侖哄被動雕土壓愈力被動拿土壓凱力合撤力被動神土壓鍵力強(qiáng)滲度被動論土壓懼力合壁力作凱用點(diǎn)紅：土壓基力分顧布圖逝形心漏位置歪處。5/畫12倍/2討02懶332邊坡循穩(wěn)定忙分析土坡絡(luò)滑動喉失穩(wěn)辣的機(jī)席理均質(zhì)攤土坡濕的穩(wěn)哲定分萌析條分劫法計辟算土指坡穩(wěn)獎定5/炕12罷/2虧02刺333土坡午滑動艷失穩(wěn)臟的機(jī)研理土坡鳴分類虎：天然聾坡，絮人工倚土坡堪（開莫挖坡妨，挖裂填坡暴及填走土坡伍）。土坡柳穩(wěn)定停分析擠方法睜：天然謠坡：嘗地質(zhì)破條件娘對比碌法。人工晴土坡尚：整喉體圓螞弧滑幣動法旨、條脅分法土坡蹤蝶滑動爭失穩(wěn)形的機(jī)歡理：外界咽力的室作用段破壞珠了土微體內(nèi)黨原來神的應(yīng)午力平倉衡狀暮態(tài)；土的恨抗剪傳強(qiáng)度號由于受受到僻外界記各種趁因素啊的影除響而甘降低挽，促宵使土行坡失桿穩(wěn)破染壞。5/壩12摔/2斥02推334均質(zhì)狂土坡餅的穩(wěn)狡定分偏析均質(zhì)兩粘性僑土坡剩的整酷體穩(wěn)謎定分攻析均勻遼粘性襯土的升滑動觀面接飛近圓欣弧或航對數(shù)恰曲線恰的簡經(jīng)單曲芒面。把滑背動土圓體當(dāng)植成一盾個剛鑼體，經(jīng)繞圓直心o旋轉(zhuǎn)寨。穩(wěn)定永安全僵系數(shù)仔可用優(yōu)下式敲表示：（只錢適用由于φ=0的情鈴況）應(yīng)通寬過試輔算找給出最脅危險和滑弧偏，計拔算相直應(yīng)的阿最小纏安全見系數(shù)廉。均質(zhì)疾砂土生土坡找的穩(wěn)療定分寺析均質(zhì)嘴砂性授土構(gòu)候成的量土坡鳴破壞的時滑瘦動面薄大都冬接近蘭于平搬面，土坡取的滑貼動穩(wěn)罩定安數(shù)全系刃數(shù)K為：公式傾表明塑，砂場性土睛坡所致能形怪成的由最大生坡角末就是夠砂土型的內(nèi)鍵摩擦之角。根據(jù)蕩這一墳原理首，工雜程上串可以校通過息堆砂肌錐體冤法確邊定坡死土的應(yīng)內(nèi)摩喜擦角尾（也揉稱為辜砂土責(zé)的自兩然休新止角聚）。5/謊12下/2仍02籃335條分拌法計想算土扛坡穩(wěn)劫定由于草滑弧川各點(diǎn)艷的上葬覆土哨重不絹同，慈滑弧移各點(diǎn)液上由枝土重癢引起芝的法凳向應(yīng)斯力也禽不一丸樣。紅除φ吵=0廉的軟側(cè)土外孟，抗防剪強(qiáng)女度將育隨法弱向應(yīng)們力而皆改變班。為澤解決荷這一貪問題做，將聰圓弧菊內(nèi)的盟土體鼓分成嬌若干揮等寬水的豎蛋條，反這種薄方法叔稱為隨條分全法。條分剛法分脫類：簡單疑條分枕法：室適用然于圓聞弧滑豬動面挪。畢肖寧普法觀（簡木化畢農(nóng)肖普稱法）張：適品用于槐圓弧齡滑動墳面。詹布鄭法竟：適辛用于嫂非圓尾弧滑型動面艙。5/典12榴/2噸02駝336簡單晚條分晚法基本舌假定賓：假定魔條間野作用仰力為喜零，率采用掙了尤的難條件體方程美。計算展公式：穩(wěn)定鄙安全亮系數(shù)香Ks為考慮意滲流域作用大時5/肥12瘡/2逮02垃337簡化威畢肖拔普方碗法基本進(jìn)假定架：1.不考賊慮各孩土條診間的碎豎向喝力，蝴即涌；2.各土徐條與嬌整個頓滑動威體具餡有相頸同的紙安全鋒系數(shù)籍，當(dāng)Ks＞1萄時，營第i個土倦條滑摧動面即上的溪抗滑霉力為高。計算博公式輩：土坡隱穩(wěn)定匙安全瞇系數(shù)繼Ks為5/責(zé)12辦/2練02泉338地基今承載攔力地基衛(wèi)的