土力學(xué)總結(jié)和

一：基本概念應(yīng)力：作用于物體內(nèi)部或表面單位上的力應(yīng)變：物體內(nèi)部微小線段的伸縮，物體內(nèi)部微小直角的改變自然（線）應(yīng)變：位移：質(zhì)點(diǎn)位置的改變變形：內(nèi)部質(zhì)點(diǎn)位移，使初始形狀、方位、位置發(fā)生改變，質(zhì)點(diǎn)初始位置與變形后位置的比較彈性：在引起變形的原因（力、溫度等）卸除之后能完全恢復(fù)其原有形態(tài)的性能可逆變形：彈性變形時(shí)可逆變形，即在除去導(dǎo)致變形的荷載后，材料可以恢復(fù)到原來(lái)狀態(tài)的那一部分變形叫做可逆變形塑性：在某種給定的荷載下，材料產(chǎn)生永久變形的材料特性不可逆變形：朔性變形時(shí)不可逆變形，即在某種給定荷載下材料產(chǎn)生不能恢復(fù)的永久變形叫做不可逆變形平面應(yīng)變：設(shè)有很長(zhǎng)的柱形體，它的橫截面不沿長(zhǎng)度變化，在柱面上受有平行于橫截面而且不沿長(zhǎng)度變化的面力或約束，同時(shí)，體力也平行于橫截面而且不沿長(zhǎng)度變化，因此只剩下平行于XY面的三個(gè)形變分量，平面應(yīng)力：基質(zhì)吸力：土壤水吸力表示土壤水分受到基質(zhì)力（吸附力、毛管力）時(shí)所處的能態(tài)，稱(chēng)為基質(zhì)吸力。基質(zhì)吸力在數(shù)值上等于基質(zhì)勢(shì)，但符號(hào)相反?；顒?dòng)性：由朔性指數(shù)和黏粒組分之比反應(yīng)的黏性土的性質(zhì)叫活動(dòng)性土的結(jié)構(gòu)：土粒單元的大小、形狀、相互排列及聯(lián)結(jié)關(guān)系等形成的綜合特征。一般分為單粒結(jié)構(gòu)、蜂窩結(jié)構(gòu)和絮狀結(jié)構(gòu)三個(gè)基本類(lèi)型。組構(gòu)：表示土中顆粒、顆粒群和孔隙空間的幾何排列方式臨界水力梯度：滲流出逸面處開(kāi)始發(fā)生流土或管涌時(shí)的水力梯度流動(dòng)單元：原子、分子和參與取決于時(shí)間的流動(dòng)或變形過(guò)程的粒子叫流動(dòng)單元活化能：碰撞理論認(rèn)為，反應(yīng)物分子要能發(fā)生反應(yīng)，必須發(fā)生有效碰撞而達(dá)到活化狀態(tài)，由普通分子變?yōu)榛罨肿铀璧淖畹湍芰糠Q(chēng)為活化能流變性：變形與力的響應(yīng)與時(shí)間相關(guān)的特性。由流變性而發(fā)生的壓縮稱(chēng)為次固結(jié)，使正常土呈超固結(jié)特性蠕變：在恒定的荷載作用下變形隨時(shí)間發(fā)展彈性后效：固體在卸載后彈性變形經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后才恢復(fù)的現(xiàn)象。應(yīng)力松弛：在變形恒定的情況下應(yīng)力隨時(shí)間減小的特性。長(zhǎng)期強(qiáng)度：在長(zhǎng)期剪切過(guò)程中結(jié)構(gòu)凝聚力大部分遭受破壞，剪脹性充分發(fā)揮，超孔隙水壓力充分消散后的最大剪力。本構(gòu)方程（物性方程，物理方程）：物理或材料的物性關(guān)系在力學(xué)領(lǐng)域通常稱(chēng)為本構(gòu)關(guān)系。變彈性：變彈性模型直接把胡克定律寫(xiě)成增量型，認(rèn)為彈性系數(shù)及彈性模量是變量，假定它們只是應(yīng)力狀態(tài)的函數(shù)，與應(yīng)變路徑無(wú)關(guān)。次彈性模型：只有應(yīng)力增量張量和應(yīng)變?cè)隽繌埩块g存在一一對(duì)應(yīng)彈性關(guān)系的模型。超彈性模型：分別以彈性理論中應(yīng)力總量與應(yīng)變總量之間的唯一性假設(shè)和應(yīng)變能應(yīng)力總量之間唯一性假設(shè)而推導(dǎo)出增量型應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系的模型。塑性應(yīng)變梯度理論：在傳統(tǒng)彈性說(shuō)性理論的框架下，增加考慮位移二階導(dǎo)數(shù)（應(yīng)變梯度項(xiàng)）的影響（可以不變量形式出現(xiàn)在本構(gòu)關(guān)系中），而這些應(yīng)變梯度不變量與傳統(tǒng)應(yīng)變不變量之間在長(zhǎng)度量綱上將存在差異。許可性原理（相容性原理）：認(rèn)為本構(gòu)關(guān)系必須與質(zhì)量、動(dòng)量、能量基本定律相容，與熵不等式相容、不能矛盾。有限特征長(zhǎng)度比：表示物體或材料的質(zhì)點(diǎn)尺寸的大小與物體或工程結(jié)構(gòu)特征長(zhǎng)度的比值。變形局部化：指在一定的外界條件下介質(zhì)內(nèi)形成一薄層的強(qiáng)烈變形區(qū)，或稱(chēng)剪切帶的一種現(xiàn)象。有效應(yīng)力：由土骨架承擔(dān)的應(yīng)力（指顆粒間傳遞的總荷載與土體總截面積之比）結(jié)合水：指受電分子吸引力吸附于土顆粒表面的土中水。固結(jié)：在外荷不變的條件下，隨著土中超靜孔亞的消散，有效應(yīng)力將增加，土體不斷的壓縮，直到穩(wěn)定。固結(jié)度：當(dāng)前有效應(yīng)力與總應(yīng)力之比。基本定義：某時(shí)刻沉降量與總沉降量之比，給定時(shí)間T時(shí)的固結(jié)沉降量與最終固結(jié)沉降量的比值。主固結(jié)：飽和土在壓力作用下，孔隙中的一部分水將隨時(shí)間的遷延而逐漸被排出，同時(shí)孔隙體積隨之縮小，這一過(guò)程稱(chēng)為飽和土的滲透固結(jié)或主固結(jié)。次固結(jié)：在孔隙壓力完全消散后，有效應(yīng)力應(yīng)力隨時(shí)間不再增加的情況下，隨時(shí)間發(fā)展的壓縮。（主次固結(jié)間有耦合作用）超靜孔隙水壓力：由外荷載引起的，超出靜水位以上的那部分孔隙水壓力，即外荷載引起的孔隙水壓力的增量?？紫侗龋和林锌紫扼w積與土粒體積之比。淤泥：當(dāng)軟土由生物化學(xué)作用形成并含有有機(jī)質(zhì)且天然孔隙比e>1.5時(shí)為淤泥。淤泥質(zhì)土：天然孔隙比1<=e<=1.5.時(shí)為淤泥質(zhì)土。土的靈敏度：原狀土樣的無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度與重碩土樣的無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度的比值。顆粒級(jí)配試驗(yàn)：測(cè)定土中各個(gè)粒組的相對(duì)含量百分比（指各粒組占總量的百分?jǐn)?shù)）的實(shí)驗(yàn)。液限：土由可朔狀態(tài)轉(zhuǎn)到流動(dòng)狀態(tài)的界限含水量。朔限：土由半固態(tài)轉(zhuǎn)到可朔狀態(tài)的界限含水量?？s限：土由半固體狀態(tài)不斷蒸發(fā)水分，則體積不斷縮小，直到體積不再縮小時(shí)的界限含水量。塑性指數(shù)：液限和朔限的差值，即土在可朔狀態(tài)的含水量變化范圍。不固結(jié)不排水試驗(yàn)：是在施加周?chē)鷫毫碗S后施加豎向壓力直到剪切破壞的整個(gè)過(guò)程中都不允許排水，實(shí)驗(yàn)至始至終關(guān)閉排水閥門(mén)。固結(jié)不排水試驗(yàn)：試樣在施加周?chē)鷫毫?，打開(kāi)排水閥門(mén)，允許排水固結(jié)，待固結(jié)穩(wěn)定后關(guān)閉排水閥門(mén)，再施加豎向壓力，使試樣在不排水的條件下剪切破壞。固結(jié)排水試驗(yàn)：試樣在施加周?chē)鷫毫r(shí)允許排水固結(jié)，在固結(jié)穩(wěn)定后再在排水條件下施加豎向壓力至試件剪切破壞。不固結(jié)排水試驗(yàn)：是在施加周?chē)鷫毫r(shí)關(guān)閉排水閥門(mén)，穩(wěn)定后施加豎向壓力打開(kāi)閥門(mén)直至試件剪切破壞。先期（前期）固結(jié)壓力：土體在固結(jié)過(guò)程中所受到的最大有效應(yīng)力。正常固結(jié)：在歷史上所受到的先期固結(jié)壓力等于現(xiàn)在豎向有效自重應(yīng)力（）即。超固結(jié)：歷史上曾經(jīng)受過(guò)大于現(xiàn)有覆蓋土重的先期固結(jié)壓力，即。欠固結(jié)：先期固結(jié)壓力小于現(xiàn)有覆蓋土重，即。超固結(jié)比OCR：與的比值，即，OCR愈大，土的超固結(jié)度愈高，壓縮性愈小。應(yīng)力路徑：對(duì)加荷過(guò)程中的土體內(nèi)某點(diǎn)，其應(yīng)力狀態(tài)的變化可在應(yīng)力坐標(biāo)圖中以應(yīng)力點(diǎn)的移動(dòng)軌跡來(lái)表示，這種軌跡稱(chēng)為應(yīng)力路徑。應(yīng)變軟化：應(yīng)力一開(kāi)始隨應(yīng)變?cè)黾佣黾?，達(dá)到一定峰值后，應(yīng)力隨應(yīng)變?cè)黾佣陆担詈筅呌诜€(wěn)定。應(yīng)變硬化：應(yīng)力一開(kāi)始隨應(yīng)變?cè)黾佣黾樱黾铀俾试絹?lái)越慢，最后趨于穩(wěn)定。砂土液化：飽和砂土在循環(huán)荷載作用下，所顯現(xiàn)出的完全喪失承載力的性質(zhì)。2011-1-29完成高等土力學(xué)部分考試資料（注冊(cè)巖土、建造師、注冊(cè)結(jié)構(gòu)工程師等等）：/lsf885-doc-1940500-11-1.html道客巴巴：/lsf885-doc.html土力學(xué)基本概念總結(jié)第四紀(jì)土按搬運(yùn)和堆積方式不同可以分為：殘積土：指母巖表層經(jīng)風(fēng)化作用破碎成為巖屑或細(xì)小顆粒后，未經(jīng)搬運(yùn)，殘留在原地的堆積物。運(yùn)積土：指風(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。（可分為坡積土、洪積土、沖積土、湖泊沼澤沉積土、海相沉積土、冰積土、風(fēng)積土）土的三個(gè)主要特征：碎散性：顆粒之間存在著大量的孔隙，可以透水和透氣。三相體性：自然界的土一般是由固體顆粒、水和氣體三種成分所構(gòu)成。自然變異性：土是自然界漫長(zhǎng)的地質(zhì)年代內(nèi)所形成的性質(zhì)復(fù)雜、不均勻、各向異性且隨時(shí)間而在不斷變化的材料。土的粒徑級(jí)配兩種定義：分析粒徑的大小及其在土中所占的百分比。土中各粒組的相對(duì)含量。土的組成及粒徑級(jí)配分析方法：粒徑級(jí)配分析方法粒徑級(jí)配分析方法土的不均勻系數(shù)CU和土的粒徑級(jí)配累積曲線的曲率系數(shù)：在一般情況下：1).工程上把≤5的土看作是均粒土，屬級(jí)配不良；>5時(shí)，稱(chēng)為不均粒土；>10的土屬級(jí)配良好。2).經(jīng)驗(yàn)證明，當(dāng)級(jí)配連續(xù)時(shí)，的范圍約為1～3；因此當(dāng)<1或>3時(shí)，均表示級(jí)配線不連續(xù)。從工程上看：≥5且＝1～3的土，稱(chēng)為級(jí)配良好的土；不能同時(shí)滿(mǎn)足上述兩個(gè)要求的土，稱(chēng)為級(jí)配不良的土。粘圖礦物依硅片和鋁片的組疊形式的不同可以分為：高嶺石：顆粒較粗，不容易吸水，失水收縮，或說(shuō)親水能力差。蒙脫石：顆粒細(xì)微，具有顯著的吸水膨脹、失水收縮的特性，或說(shuō)親水能力強(qiáng)。伊利石：特征介于高嶺石和蒙脫石之間。確定三相比例關(guān)系的基本指標(biāo)：密度土粒密度(particledensity)定義：土粒密度是指固體顆粒的質(zhì)量ms與其體積Vs之比；即土粒的單位體積質(zhì)量：。土的密度(soildensity)定義：土的密度是指土的總質(zhì)量m與總體積V之比，也即為土的單位體積的質(zhì)量：。飽和密度（saturatiodensity）定義：土的孔隙完全被水充滿(mǎn)時(shí)的密度稱(chēng)為飽和密度。即，土的孔隙中全部充滿(mǎn)液態(tài)水時(shí)的單位體積質(zhì)量，可用下式表示：。干密度（drydensity）定義：土的孔隙中完全沒(méi)有水時(shí)的密度，稱(chēng)干密度；是指土單位體積中土粒的重量，即：固體顆粒的質(zhì)量與土的總體積之比值：。注：有定義可知。含水率（含水量）定義：土中水的質(zhì)量與土粒質(zhì)量之比，以百分?jǐn)?shù)表示，即注：土的含水率也可用土的密度與干密度計(jì)算得到：孔隙率（porosity）與孔隙比(voidratio)孔隙率（n）：定義：土的孔隙體積與土體積之比，或單位體積土中孔隙的體積，以百分?jǐn)?shù)表示，即：?？紫侗龋╡）：定義：土中孔隙體積與固體顆粒實(shí)體體積之比，以小數(shù)表示，即：注：孔隙比和孔隙率（度）都是用以表示孔隙體積含量的概念。兩者有如下關(guān)系：或。飽和度（degreeofsaturation）定義：土中孔隙水的體積與孔隙體積之比，以百分?jǐn)?shù)表示，即：或天然含水率與飽和含水率之比：。土粒比重（或比密度）定義：土粒的質(zhì)量與同體積純蒸餾水在4。C時(shí)的質(zhì)量之比，即：注：土粒比重在數(shù)值上即等于土粒的密度，是無(wú)量綱數(shù)。土的物理狀態(tài)指標(biāo)粗粒土（無(wú)粘性土）的密實(shí)度：定義：土的密實(shí)度通常指單位體積中固體顆粒的含量。度量密實(shí)度的指標(biāo)稱(chēng)為相對(duì)密度Dr。注：當(dāng)Dr=0時(shí)，表示土處于最松狀態(tài)；當(dāng)Dr=1時(shí)表示土處于最密狀態(tài)。細(xì)粒土（黏性土）的稠度定義：土的軟硬程度或土對(duì)外力引起變形或破壞的抵抗能力。液性界限（）簡(jiǎn)稱(chēng)液限：相當(dāng)于土從朔性狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)橐盒誀顟B(tài)時(shí)的含水量。朔性界限（）簡(jiǎn)稱(chēng)朔限：相當(dāng)于土從半固態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)樗沸誀顟B(tài)時(shí)的含水量。液性指數(shù)（）：表征土的天然含水量與分界含水量之間相對(duì)關(guān)系的指標(biāo)。朔性指數(shù)（）：土所能吸著的弱結(jié)合水質(zhì)量與土粒質(zhì)量之比。。反應(yīng)細(xì)粒土結(jié)構(gòu)特性的兩種性質(zhì)黏性土的靈敏度St。定義：原狀土的單軸抗壓強(qiáng)度（或稱(chēng)無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度）與重朔土樣的單軸抗壓強(qiáng)度之比黏性土的觸變性定義：含水量和密度不變，土因重朔而軟化，又因靜置而逐漸硬化，強(qiáng)度有所恢復(fù)的性質(zhì)，稱(chēng)為土的觸變性。土的總分類(lèi)體系土的壓實(shí)性幾個(gè)相關(guān)概念最優(yōu)含水量（）：在外荷載作用下達(dá)到最密實(shí)時(shí)的含水量。最大干密度（）：在最優(yōu)含水量下，以這種方法所測(cè)得的密度。壓實(shí)度（）：相對(duì)密度（）：一般用于控制粗粒土的壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)。土的滲透性滲流中的總水頭與水力坡降總水頭h水力坡降i達(dá)西定律定義：滲出水量Q與圓筒斷面積A和水力坡降成正比，且與土的透水性質(zhì)有關(guān)，即：其中：v——斷面平均滲透速度，單位mm/s或m/day;k——反應(yīng)土的透水性能的比例系數(shù)，稱(chēng)為土的滲透系數(shù)。影響滲透系數(shù)的因素主要有以下幾種：粒徑大小與級(jí)配、孔隙比、礦物成分、結(jié)構(gòu)、飽和度。層狀地基的等效滲透系數(shù)水平滲流的特點(diǎn)：總水頭損失與各層水頭損失相同；等效土層H的總滲流量等于各層土滲流量之和。結(jié)論：沿水平方向的滲透系數(shù)豎直滲流的特點(diǎn)：根據(jù)水流連續(xù)性原理，流經(jīng)各土層的流速與流經(jīng)等效土層的流速相同；流經(jīng)等效土層H的總水頭損失等于各層土的水頭損失之和。結(jié)論：沿水平方向的滲透系數(shù)土的滲透變形（或稱(chēng)滲透破壞）類(lèi)型主要有管涌、流土、接觸流土、接觸沖刷四種，就單一土層來(lái)說(shuō)，主要是流土和管涌?jī)煞N基本形式。流土定義：在向上的滲透水流作用下，表層土局部范圍內(nèi)的土體或顆粒群同時(shí)發(fā)生懸浮、移動(dòng)的現(xiàn)象稱(chēng)為流土。任何類(lèi)型的土，只要水力坡降達(dá)到一定的大小，都會(huì)發(fā)生流土破壞。管涌定義：在滲透水流作用下，土中的細(xì)顆粒在粗顆粒形成的孔隙中移動(dòng)，以致流失；隨著土的孔隙不斷的擴(kuò)大，滲透流速不斷增加，較粗的顆粒也相繼被水流逐漸帶走，最終導(dǎo)致土體內(nèi)形成貫通的滲流管道，造成土體塌陷，這種現(xiàn)象稱(chēng)為管涌。應(yīng)力—應(yīng)變關(guān)系假定關(guān)于連續(xù)介質(zhì)問(wèn)題：在研究宏觀土體的受力問(wèn)題時(shí)，土體的尺寸遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于土顆粒尺寸，此時(shí)可以將土體當(dāng)作連續(xù)介質(zhì)來(lái)處理。關(guān)于線彈性體問(wèn)題：理想彈性體的應(yīng)力與應(yīng)變成正比直線關(guān)系，且應(yīng)力卸除后變形可以完全恢復(fù)。關(guān)于均質(zhì)、等向問(wèn)題：均質(zhì)是指受力體各點(diǎn)的性質(zhì)完全相同；等向則是指同一點(diǎn)處的各個(gè)方向上性質(zhì)相同。地基中的幾種應(yīng)力狀態(tài)三維應(yīng)力狀態(tài)（空間應(yīng)力狀態(tài)）：每一點(diǎn)的應(yīng)力狀態(tài)都可以用9個(gè)應(yīng)力分量（獨(dú)立的有6個(gè)）來(lái)表示。寫(xiě)成矩陣形式為：二維應(yīng)變狀態(tài)（平面應(yīng)變狀態(tài)）：由于土不能切成薄片受力，故土中二維問(wèn)題往往都是平面應(yīng)變問(wèn)題而不是平面應(yīng)力問(wèn)題（具體定義見(jiàn)前面）。由平面應(yīng)變問(wèn)題的定義可知：應(yīng)力分量只是x、z兩個(gè)坐標(biāo)的函數(shù)，并且沿y方向的應(yīng)變?yōu)?，由于對(duì)稱(chēng)性，，從而可得到相應(yīng)的應(yīng)力矩陣表達(dá)式。側(cè)限應(yīng)力狀態(tài)：側(cè)限應(yīng)力狀態(tài)是指?jìng)?cè)向應(yīng)變?yōu)?的一種應(yīng)力狀態(tài)，如地基在自重作用下的應(yīng)力狀態(tài)即屬于此種應(yīng)力狀態(tài)。由于把地基視為半無(wú)限彈性體，因此同一深度Z處的土單元受力條件均相同，土體不可能發(fā)生側(cè)向變形，而只能發(fā)生豎向的變形。又由于任何豎直面都是對(duì)稱(chēng)面，故在任何豎直面和水平面上都不會(huì)有剪應(yīng)力存在，即，故同樣可以得到相應(yīng)的應(yīng)力矩陣表達(dá)式。土的側(cè)壓力系數(shù)K0。定義：側(cè)限條件下土中水平向有效應(yīng)力與豎直向有效應(yīng)力之比即為土的側(cè)壓力系數(shù)，所以側(cè)限狀態(tài)又稱(chēng)為狀態(tài)。公式表示即為：（主要根據(jù)胡克定律推導(dǎo)而得，詳細(xì)推導(dǎo)過(guò)程見(jiàn)附錄1）地基中的附加應(yīng)力（引起建筑物沉降的主要原因）計(jì)算（詳見(jiàn)土力學(xué)P70）集中荷載作用下的附加應(yīng)力計(jì)算豎直集中力作用——布辛內(nèi)斯克課題其中稱(chēng)為集中力作用下的應(yīng)力分布系數(shù)水平集中力作用——西羅提課題：其中矩形面積上各種分布荷載作用下的附加應(yīng)力計(jì)算矩形面積豎直均布荷載，簡(jiǎn)寫(xiě)為：，其中的Ks稱(chēng)為矩形豎直向均布荷載角點(diǎn)下的應(yīng)力分布系數(shù)，矩形面積豎直三角形荷載，簡(jiǎn)寫(xiě)矩形面積水平均布荷載,簡(jiǎn)寫(xiě)水平均布荷載時(shí)角點(diǎn)下的應(yīng)力分布系數(shù)，注：i）中的iii）中B為平行于水平荷載作用方向的邊長(zhǎng)。應(yīng)力路徑應(yīng)力歷史：土在其形成的地質(zhì)年代中所經(jīng)受的應(yīng)力變化情況。應(yīng)力水平