土力学基础知识--1
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土力学复习知识点整理第一章土的物理性质及其工程分类1.土: 岩石经过风化作用后在不同条件下形成的自然历史的产物。
物理风化原生矿物(量变)无粘性土风化作用化学风化次生矿物(质变)粘性土生物风化有机质2.土具有三大特点:碎散性、三相体系、自然变异性。
3.三相体系:固相(固体颗粒)、液相(土中水)、气相(气体)三部分组成。
4.固相:土的固体颗粒,构成土的骨架,其大小形状、矿物成分及组成情况是决定土物理性质的重要因素。
(1)土的矿物成分:土的固体颗粒物质分为无机矿物颗粒和有机质。
颗粒矿物成分有两大类:原生矿物、次生矿物。
原生矿物:岩浆在冷凝过程中形成的矿物,如石英、长石、云母。
次生矿物:原生矿物经化学风化作用的新的矿物,如黏土矿物。
粘土矿物的主要类型:蒙脱石、伊利石、高岭石(吸水能力逐渐变小)(2)土的粒组: 粒度:土粒的大小。
粒组:大小、性质相近的土粒合并为一组。
(3)土的颗粒级配:土中所含各颗粒的相对含量,以及土粒总重的百分数表示。
①△颗粒级配表示方法:曲线纵坐标表示小于某土粒的累计百分比,横坐标则是用对数值表示的土的粒径。
曲线平缓则表示粒径大小相差很大,颗粒不均匀,级配良好;反之,则颗粒均匀,级配不良。
②反映土颗粒级配的不均匀程度的指标:不均匀系数Cu和曲率系数Cc,用来定量说明天然土颗粒的组成情况。
公式:不均匀系数Cu= d60/d10曲率系数Cc=(d30)²/(d60×d10)d60 ——小于某粒径的土粒质量占土总质量60%的粒径,称限定粒径;d10 ——小于某粒径的土粒质量占土总质量10%的粒径,称有效粒径;d30 ——小于某粒径的土粒质量占土总质量30%的粒径,称中值粒径。
级配是否良好的判断:a.级配连续的土:Cu>5,级配良好;Cu<5级配不良。
b.级配不连续的土,级配曲线呈台阶状,同时满Cu>5和Cc=1~3两个条件时,才为级配良好;反之则级配不良。
土力学知识点土力学是一门研究土体的物理、力学性质及其在工程中的应用的学科。
它对于土木工程、地质工程、水利工程等领域都具有重要的意义。
下面就让我们来一起了解一些土力学中的关键知识点。
一、土的物理性质1、土的三相组成土是由固体颗粒、水和气体三相组成的。
固体颗粒构成了土的骨架,水和气体则填充在骨架的孔隙中。
土的三相比例不同,其性质也会有很大差异。
2、土的颗粒级配土颗粒按粒径大小进行分组,不同粒径组的质量占总质量的百分比称为颗粒级配。
颗粒级配可以反映土的均匀程度和级配好坏,对土的工程性质有重要影响。
3、土的比重土粒的比重是指土粒的质量与同体积 4℃时纯水的质量之比。
它是土的一个基本物理性质指标,可用于计算土的孔隙比和饱和度等参数。
4、土的含水量土中水的质量与土粒质量之比称为含水量。
含水量的变化会显著影响土的物理力学性质,如强度、压缩性等。
5、土的密度土的密度是指单位体积土的质量,包括天然密度、干密度和饱和密度等。
6、土的孔隙比和孔隙率孔隙比是土中孔隙体积与土粒体积之比,孔隙率是土中孔隙体积与总体积之比。
它们反映了土的孔隙含量和密实程度。
二、土的渗透性1、达西定律达西定律描述了在层流状态下,水在土中的渗透速度与水力梯度之间的线性关系。
它是研究土的渗透性的重要基础。
2、渗透系数渗透系数是反映土渗透性强弱的指标,其大小与土的颗粒级配、孔隙比、土的结构等因素有关。
3、影响土渗透性的因素土的粒度成分、矿物成分、土的结构、饱和度、水的黏滞度等都会对土的渗透性产生影响。
三、土的压缩性1、压缩试验通过压缩试验可以测定土的压缩系数、压缩模量等指标,从而评价土的压缩性。
2、压缩系数和压缩指数压缩系数是指在单位压力增量作用下,土的孔隙比的减小量;压缩指数是指在 e logp 曲线中,直线段的斜率。
3、土的压缩性分类根据压缩系数的大小,可以将土分为低压缩性土、中压缩性土和高压缩性土。
4、地基最终沉降量计算地基最终沉降量的计算方法有分层总和法和规范法等,需要考虑土的压缩性、基础尺寸、荷载大小和分布等因素。
第一章土的物理性质和工程分类1.1 土的形成1、工程上遇到的大多数土都是在第四纪地质历史时期内所形成的。
第四纪地质年代的土又可划分为更新世、全新世两类。
其中第四纪全新世(Q4)中晚期沉积的土,亦即在人类文化期以来所沉积的土称为新近代沉积土,一般为欠固结土(未完全固结的土,会有持续的沉降),强度较低。
表1 土的生成年代2、土的分类:第四纪土由于其搬运和堆积方式不同,又可分为残积土(通常为粗粒土)、运积土(通常为细粒土)两大类;3、残积土:残积土是指母岩表层经风化作用破碎成为岩屑或细小矿物颗粒后未经搬运,残留在原地的堆积物。
他的特征是颗粒粗细不均、表面粗糙、多棱角、无层理。
4、运积土:是指风化所形成的土颗粒,受自然力的作用,搬运到远近不同的地点所沉积的堆积物。
其特点是颗粒经过滚动和相互摩擦,颗粒因摩擦作用而变圆滑,具有一定的浑圆度。
5、根据搬运的动力不同,运积土又可分为如下几类:坡积土、洪积土、冲积土、湖泊沼泽沉积土、海相沉积土、冰碛土、风积土。
6、风化作用包括:物理风化(原生矿物)、化学风化(次生矿物)、生物风化。
7、物理风化:岩石和土的粗颗粒受机械破坏积各自气候因素影响的作用,产生的矿物称为原生矿物(土颗粒/土块的大小发生变化,成分未发生变化)。
8、化学风化:岩石和土受环境作用而改变其矿物的化学成分,形成新的矿物,也称次生矿物。
9、土的主要特点:碎散性、三相性、自然变形性(性质复杂、不均匀、各向异性且随时间变化)。
1.2土的三相组成1、土颗粒骨架构成的三要素:颗粒级配、矿物成分、颗粒的形状和比表面积。
2、土的粒组分类:表1-2土的粒组分类备注:1、摘自水利行业标准《土工试验规程》(SL237-1999)2、属于粒径范围指该范围粒径占总颗粒50%以上;3、粒径级配分析方法:主要有:筛分法、水分法(比重计法)。
粗粒组应采用筛分法,细粒组应采用水分法;4、级配曲线:d10--有效粒径、d30--用于描述级配曲线的特征粒径、d50--平均粒径、d60--控制粒径(或限制粒径);5、不均匀系数Cu:Cu=d60/d10,(表征土颗粒的均匀性)(1)Cu=d60/d10,Cu越大、d60与d10的差距越大→土体越不均匀、级配曲线越平缓→故一般级配良好的土要求Cu≤5;→Cu≥5的土称为不均匀土,反之称为均匀土。
土力学知识点土力学是研究土体力学性质和工程上土体力学问题的一门学科,它是土木工程和岩土工程领域的重要基础学科。
本文将介绍土力学的基本概念和几个重要的知识点。
一、土体力学性质土体力学性质是指土体在力学作用下的变化规律和力学行为特性。
了解土体力学性质有助于我们分析和解决土力学问题,保证工程的安全可靠。
1. 压缩性与压缩参数压缩性是指土体在受到外力作用下而发生体积变化的性质。
常用的压缩参数有压缩模量、压缩系数和顶部收缩等。
- 压缩模量:压缩模量是衡量土体抗压缩性能的一个重要参数,表示单位应力下土体相对应的应变。
压缩模量越大,土体的抗压缩性能越好。
- 压缩系数:压缩系数是衡量土体压缩性能的另一个参数,表示土体在应力作用下单位体积的体积变化。
压缩系数与压缩模量存在一定的关系,常用来评估土体的变形性状。
- 顶部收缩:顶部收缩是指土体在受到外部压力时,顶部产生下沉或变形的现象。
在工程中需要特别注意顶部收缩对建筑物和结构物的影响。
2. 剪切性与剪切参数剪切性是指土体在受到切割作用时的变形和破坏特性。
了解土体的剪切性有助于我们研究土体的侧向稳定性和土体力学性质。
- 剪切模量:剪切模量是衡量土体抗剪切性能的参数,表示单位剪应力下土体相对应的剪应变。
剪切模量越大,土体的抗剪切性能越好。
- 内聚力和摩擦角:内聚力和摩擦角是衡量土体抗剪切能力的两个重要参数。
内聚力表示土体颗粒间的黏结能力,摩擦角表示土体颗粒间的摩擦阻力大小。
内聚力和摩擦角的大小直接影响土体的抗剪切性能。
二、土力学应用土力学的研究成果广泛应用于土木工程和岩土工程领域,为工程设计和施工提供了理论基础和技术支持。
1. 地基工程地基工程是土力学的一个重要应用领域,主要涉及土壤基础、地基承载力、沉降和地基处理等问题。
通过研究和分析土体力学性质,可以评估地基的稳定性和承载力,指导地基的设计和处理工作。
2. 土石坝工程土石坝工程是利用土石材料堆筑成的坝体,土力学是其设计和安全评估的基础。
土力学重点复习一1什么是土的颗粒级配?土粒的大小及其组成情况,通常以土中各个粒组的相对含量(各粒组占土粒总量的百分数)来表示,称为土的颗粒级配(粒度成分)。
是怎样生成的?有何工程特点?什么是土的结构单粒结构蜂窝结构絮状结1.根据土的颗粒级配曲线,当颗粒级配曲线较较平缓时表示土的级配良好。
2.工程中常把C U>10的土称为级配良好的土,把C U<5的土称为级配均匀的土,其中评价指标叫不均匀系数。
5.不均匀系数Cu、曲率系数Cc 的表达式为Cu=d60/ d10、Cc=d230 / (d60×d10 )。
6. 砂类土样级配曲线能同时满足Cu ≧5 及Cc = 1~3的土才能称为级配良好的土。
土与其它连续固体介质相区别的最主要特征就是它的:散粒性和多相性。
7粒大小及级配,通常用颗粒级配曲线表示,土的颗粒级配曲线越平缓,则表示土粒大小不均匀,级配良好。
9.若甲、乙两种土的不均匀系数相同,则两种土的限定粒径与有效粒径之比相同。
d s什么是塑限、液限和缩限?什么是液性指数、塑性指数?液限w L:液限定义为流动状态与塑性状态之间的界限含水量。
塑限w p: 塑限定义为土样从塑性进入半坚硬状态的界限含水量。
缩限w s: 缩限是土样从半坚硬进入坚硬状态的界限含水量。
指数I P 定义为土样的液限和塑限之差:I P= w L-w P土的灵敏度和触变性土的灵敏度定义为原状土强度与扰动土强度之比,即: S t= 原状土强度/扰动土强度。
土的强度通常采用无侧限抗压强度试验测定,土的灵敏度愈高,其结构性愈强,受扰动后土的强度降低就愈多。
所以在基础施工中应注意保护基槽,尽量减少土结构的扰动。
影响土压实性的主要因素什么?含水量、击实能量、土的颗粒级配、试验条件。
什么是最优含水量和最大干密度?在一定的压实能量下使土最容易压实,并能达到op表示;相对应的干密度叫最大dmax表示。
影响土击实效果的因素有哪些?含水量、土类及级配、击实功能、毛细管压力以及孔隙压力等,其中前三种影响因素是最主要的。
第一章 土的物理性质一 思考题1 土是如何生成的?它与其他材料的最大区别是什么?答:土是地壳岩石经受强烈风化的产物,是各种矿物颗粒的集合体。
与其他材料的最大区别是:①一般的建筑材料可由设计人员指定品种或型号,品种或型号一旦确定,力学性质参数也就确定;土则不同,建筑物以天然土层作为地基。
拟建地点是什么土,设计人员就以这种土作为设计对象,且由于土是自然历史的产物,性质很不均匀,而且复杂多变。
②土的应力-应变关系是非线形的,而且不唯一; ③土的变形在卸荷后一般不能完全恢复; ④土的强度也是变化的; ⑤土对扰动特别敏感。
2 土是由哪几部分组成的?答:自然界的土体由固相(固体颗粒)、液相(土中水)和气相(土中气体)组成,通常称为三相分散体系。
3 什么叫土粒的颗粒级配?如何从级配曲线的陡缓判断土的工程性质?答:天然土体中包含大小不同的颗粒,为了表示土粒的大小及组成情况,通常以土中各个粒组的相对含量来表示,称为土的颗粒级配。
根据曲线的坡度和曲率可判断土的级配情况。
如果曲线平缓,表示土粒大小都有,即级配良好;如果曲线较陡,则表示颗粒粒径相差不大,粒径较均匀,即级配不良。
级配良好的土,较粗颗粒间的孔隙被较细的颗粒所填充,因而土的密实度较好。
4 何谓土的结构?土的结构有几种?答:土的结构是指土在成土过程中所形成的土粒的空间排列及其联结形式,与组成土的颗粒大小、颗粒形状、矿物成分和沉积条件有关。
一般可归纳为单粒结构、蜂窝结构和絮状结构三种基本类型。
5 土的物理性质指标有几个?哪些是直接测定的?如何测定?答:土的物理性质指标有:土的密度、土粒相对密度、土的含水量、土的干密度、土的饱和密度、土的有效密度、土的孔隙比和孔隙率等。
土的密度(通过环刀法测定)、土粒相对密度(通过比重瓶法测定)和土的含水量(通过烘干法测定)是直接测定的物理性质指标。
6 土的物理状态指标有几个?答:土的物理状态,对于无粘性土是指土的密实程度,对于粘性土则是指土的软硬程度,也称为粘性土的稠度。
土力学知识点总结PDF土力学是土木工程领域中的一个重要分支,它研究土体物理性质、力学性质和变形规律等内容。
土力学知识的掌握对于土木工程的设计、施工和管理具有重要意义。
本文将对土力学的相关知识进行总结,包括土体力学性质、土体压缩、土体强度等内容。
一、土体力学性质1. 土的物理性质:土体的物理性质包括密度、孔隙度、含水率等指标。
其中密度是土体的质量和体积之比,孔隙度是土体含水空隙的体积占总体积的比重,含水率是土体中水分的质量占总质量的比值。
2. 土的力学性质:土的力学性质包括固体土体和饱和土体的力学性质。
固体土体的力学性质由其颗粒间的摩擦力和粘聚力决定,而饱和土体的力学性质受到孔隙水的影响。
3. 土的变形规律:土体在外力作用下会发生变形,其变形规律可以用黏弹性理论进行描述。
土体的压缩变形和剪切变形是土体力学研究的重要内容。
二、土体压缩1. 土体压缩的原因:土体在受到外力作用时会发生压缩变形,其原因主要包括土颗粒间的调配和孔隙水的排出。
2. 土体压缩指标:土体压缩的指标包括压缩系数和压缩模量。
压缩系数表示单位压力下土体的体积变化量与初始体积的比值,压缩模量表示单位压力下土体的应变与应力之比。
3. 土体压缩计算:土体压缩的计算可以采用理论模型和实测数据相结合的方法。
一般通过试验和实测数据来确定土体的压缩系数和压缩模量,然后进行压缩计算。
三、土体强度1. 土体的强度指标:土体的强度指标包括内摩擦角和粘聚力。
内摩擦角是土体颗粒之间的摩擦阻力,粘聚力是土体颗粒间粘聚的力量。
2. 土体强度计算:土体的强度计算可以采用摩擦角和粘聚力的理论模型,通过实验和实测数据来确定土体的强度指标,然后进行强度计算。
4. 土体的抗剪强度:土体在受到剪切应力作用时会发生剪切破坏,其抗剪强度是土体的重要力学性质。
抗剪强度通过直剪试验来确定,它是土体强度的重要指标之一。
四、土体稳定性分析1. 土体的稳定性分析:土体在承受外部荷载作用下可能发生破坏,其稳定性分析是土力学研究的重要内容。
土力学原理知识点总结土力学是土木工程中的重要学科,它研究土壤在外力作用下的应力、应变及变形规律,为土木工程设计和施工提供了理论依据和技术支持。
土力学原理是土力学的基础理论,对土体的工程性质、变形特性、稳定性及承载能力等进行研究。
下面我们将对土力学原理的知识点进行总结,以便更好地理解和应用这一重要学科的理论知识。
一、土体的性质1.土体的构成及类型土体是由颗粒及其间隙以及粘聚物质等组成的,根据颗粒大小分为粗颗粒土和细颗粒土。
按颗粒形状分为角砾土和圆砾土。
土体还可分为坚固土体和塑性土体等。
不同类型的土体对外力的响应和承载能力有所不同。
2.土体的物理性质土体的物理性质包括密度、孔隙率、孔隙结构、含水量等。
这些物理性质直接影响了土体的强度和变形性能,因而在工程设计和施工中需要充分考虑。
3.土体的力学特性土体的力学特性包括土体的强度、刚度、变形性质等。
这些特性对土体的承载能力、稳定性及变形规律具有重要影响,是土力学研究的重点内容。
二、土体的应力状态1.土体的力学性质土体在外力作用下,会发生应力和应变,从而产生变形。
土体的力学性质是研究土体的应力、应变及变形规律的基础,也是土力学理论研究的核心内容。
2.土体的应力状态土体在外力作用下会产生不同的应力状态,包括轴向应力、切向应力、内聚力、摩擦力等。
这些应力状态对土体的稳定性和承载能力有重要影响。
3.土体的应力分布规律土体的应力分布规律是研究土体各点上的应力大小及方向的规律,为土体的稳定性和承载能力评价提供了重要的依据。
三、土体的变形规律1.土体的变形特性土体在外力作用下会发生弹性变形、塑性变形及破坏,其变形特性直接影响了土体的工程性质和使用性能。
因此,研究土体的变形规律对工程设计和施工具有重要意义。
2.土体的应变规律土体的应变规律是研究土体在外力作用下产生的变形及其规律,是土力学研究的重要内容。
3.土体的变形规律土体的变形规律包括弹性变形、塑性变形、破坏及孔隙压缩等,这些规律对工程设计和施工具有指导意义。
土力学知识点总结一、土的物理性质1. 水分对土体的影响水分对土体的影响是土力学研究的重要内容之一。
水分含量对土体的力学性质、变形特性、渗流特性等都有较大的影响。
合理的水分含量可以提高土体的抗剪强度,减小土体的变形量,增加土体的稳定性。
但是过多或者过少的水分含量都会影响土体的力学性质,使得土体的强度和稳定性降低。
因此,合理控制土体的水分含量是土力学研究的一个重要方向。
2. 颗粒度对土体的影响土体的颗粒度分布对土体的物理性质有着重要的影响。
颗粒度分布越均匀,土体的孔隙结构越稳定,孔隙率越大,渗透性越好。
而颗粒度分布越不均匀,土体的孔隙结构越不稳定,孔隙率越小,渗透性也越差。
因此,颗粒度对土体的渗透性、压缩性等性质都有着重要的影响。
3. 土体的密实度土体的密实度对其强度和变形特性有着直接影响。
密实的土体具有较高的抗剪强度和较小的压缩变形量,而疏松的土体则具有较低的抗剪强度和较大的压缩变形量。
因此,在土力学的研究中,对土体的密实度进行严格把控是非常重要的。
二、土的力学特性1. 土的剪切强度土的剪切强度是研究土体力学性质的重要指标之一。
土的剪切强度受到诸多因素的影响,包括土体的颗粒组成、水分含量、密实度、应力状态等。
合理掌握土的剪切强度是进行土力学分析和工程设计的重要基础。
2. 土的压缩性土体在受到外力作用时会发生压缩变形,压缩性是研究土体变形特性的重要参数。
土的压缩性与土体的类型、颗粒度分布、含水量等因素有关。
在土力学的研究中,对土的压缩特性进行充分的了解和分析是非常重要的。
3. 土的渗透性土的渗透性是指土体内部水分的渗流性能。
渗透性对于土体的排水性能和稳定性有着重要的影响。
合理掌握土的渗透性对于水利工程、地基基础、岩土工程等领域的工程设计和施工具有重要意义。
三、土的力学参数1. 弹性模量土的弹性模量是研究土体的弹性变形特性的重要参数。
弹性模量大小与土体的颗粒组成、密实度、水分含量等因素有关,在土力学中对土体的弹性模量进行分析和测定具有重要的意义。