[优选文档]土力学与地基处理基础知识PPT

,Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,*,Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,*,*,Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,*,Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,*,Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,土力学与地基处理基础知识文档ppt,土力学,分类,指标名称,符号,量纲,测定方法,备注,渗透性,指标,渗透系数,K,cm/s,砂土可直接测定,固结系数,C,v,C,h,cm,2,/s,固结试验测定,力学性指标,变形指标,压缩系数,a,m,2,/kN,单向压缩试验,压缩模量,E,s,kN/m,2,压缩指数,C,c,-,回弹指数,C,s,-,弹性指数,E,d,kN/m,2,单向压缩试验或三轴压缩试验,切线模量,E,t,变形模量,E,o,载荷试验,Chapter 1 Physical Characteristics&,classification,of Soil,第一章 土的物理性质及其分类,第一章 土的物理性质及其分类,重点掌握：,一,.,无粘性土和粘性土的工程性质及其分类方法。,工程性质：无粘性土的密实度（,e,、,D,r,、,N,63.5,）,粘性土的稠度，塑限含水量,w,p,和液限含水量,w,l,，塑性指数,I,p,和液性指数,I,L,。,二、土的三相比例指标,三个基本指标的定义（）；,换算指标（）及其定义。,三、了解地基土的工程分类方法,1.,无粘性土（粗颗粒土），按颗粒含量百分比。,2.,粉土：指粒径大于,0.075mm,的颗粒含量不超过全重的,50%,、,I,P,10,的土。,3.,粘性土：,I,P,10,。粉质粘土,1017,。,第一章 土的物理性质及其分类,2,四、,地下水,1.,达西定律,(DarcyLaw),2.,动水力：流动的水对单位体积土的骨架作用力。,3.,流砂：当动水力,G,D,的数值等于或大于土的浮重度,时,砂土随水流动，称为流砂。,称为临界水力梯度。,Chapter 2 Stress and,subsidence,of the Ground,第二章,地基的应力和沉降,第二章,地基的应力和沉降,地基的应力和沉降（地基的沉降计算）,分层总和法,规范方法,地基固结,沉降量,地基附加应力计算,地基变形参数的确定,第二章,地基的应力和沉降,2,地基总沉降量由固结沉降、瞬时沉降和次固结沉降三部分组成：,固结沉降计算：掌握土层的变形参数：,a,、,c,c,、,E,S,瞬时沉降（弹性变形）,次固结沉降（蠕变变形）根据蠕变曲线的变化规律计算。,第二章,地基的应力和沉降,3,重点掌握：,一、地基附加应力计算,1.,基底附加应力的分布形式：假设为线性分布；,2.,基底附加应力计算：,3.,用角点法计算地基中任意点的附加应力,二、掌握土的压缩性,1.,压缩试验和压缩性指标的关系：,a,、,c,C,、,E,S,=,（,1+e,1,）,/a,2.,分层总和计算法：,计算中注意的问题：分层（,0.4B,）、附加应力的确定、计算深度；,如果采用变形参数计算应注意,e,1,为自重应力作用下，,e,2,为自重应力和附加应力共同作用下；,3.,规范法,第二章,地基的应力和沉降,4,二、掌握应力历史对地基沉降的影响,前期固结压力,(,pre-consolidated pressure,),超固结,(,overconsolidation,),的压缩曲线,正常固结,(,normally consolidated soil,),欠固结,(,underconsolidated,),三,.,了解太沙基一维固结理论,根据孔隙的变化等于水量的变化建立一维固结微分方程：,固结度（,U,）：将某一时刻固结沉降量和最终固结沉降量之比称为固结度 。,Chapter3 S,hear,S,trength,of Earth&Bearing apacity of the Ground,第三章 土的抗剪强度与地基承载力,第三章 土的抗剪强度与地基承载力,土体的破坏往往是剪切破坏。,一,.,土的强度理论,库仑抗剪强度理论（,Coulomb,s Equation for shear strength,）：,摩尔强度理论（,Mohr-Coulomb,s theory,）。,土的极限平衡条件,无粘性土（,cohesionless soil,）,粘性土,(clayey soil,cohesive soil),：,第三章 土的抗剪强度与地基承载力,2,二,.,抗剪强度指标的确定,直剪试验（,direct shear test,）慢剪、固结快剪、快剪）。,=100,，,200,，,300,，,400,f,三轴压缩试验,(triaxial compression test;,围压,3,、轴压,1,=,3,+,1,）,特点：在整个试验过程中，可控制排水并量测孔隙水压力的大小。,不固结不排水试验（,UU,）,固结不排水试验（,CU,）,固结排水试验（,Cd,）,无侧限抗压强度试验（,Unconfined compression test,）,3,=0,，只能作一个极限应力圆，当 。,无粘性土和粘性土的工程性质及其分类方法。,若地基持力层下部存在软弱土层时，则需验算软弱下卧层的承载力；,一级建筑物和部分二级建筑物应计算地基的变形；,称为临界水力梯度。,正常固结(normally consolidated soil),一、三种土压力（静止土压力、主动土压力、被动土压力）,采用等值内摩擦角法（用等值抗剪强度代替粘性土的抗剪强度）,防止不均匀沉降对建筑结构损害的措施,三个基本指标的定义（）；,群桩按假想实体深基础计算。,第七章 桩基础与深基础4,浅基础（H5m，采用普通法施工。,一、三种土压力（静止土压力、主动土压力、被动土压力）,无粘性简单土坡分析：只要坡面不发生滑动，土坡就可保持稳定。,沉降按固结沉降计算。,第六章 浅基础常规设计3,了解太沙基一维固结理论,属不排水剪切试验，其结果与无侧限抗压强度试验接近。,第三章 土的抗剪强度与地基承载力,3,十字板剪切试验,(vane shear test),是一种原位试验（,in situ testing,）。属不排水剪切试验，其结果与无侧限抗压强度试验接近。,第三章 土的抗剪强度与地基承载力,5,四,.,饱和粘性土,(Saturated Soil),的抗剪强度,UU,试验（软粘土）,CU,试验 正常固结：剪缩,超固结：剪胀产生负的孔隙水压力,通常有,CD,试验，,五,.,抗剪强度指标的选择,用 分析地基长期稳定性或透水性，或透水性和排水性较好的地基；,：土的透水性差和排水条件不良的地基；,第三章 土的抗剪强度与地基承载力,7,七,.,地基承载力,(Bearing Capacity of Ground),的确定,地基承载力：地基承受荷载的能,力（容许承载力，极限承载力）。,确定方法：荷载试验；理论计算。,1.,荷载试验,(Bearing Test,Loading Plate Test),：,地基从变形到失稳的发展过程,见图。,临塑荷载（,p,cr,）,临界荷载,(p,1/3,p,1/4,),极限荷载,(p,u,),。,第三章 土的抗剪强度与地基承载力,8,2.,理论计算,（土的强度理论）,对条形基础下土体内的应力进行分析，并根据土的极限平衡条件建立塑性区计算公式，从而得到临塑荷载和临界荷载。,假设破裂面的不同形式，用极限平衡法、刚体平衡法进行静力平衡分析，得到不同的地基承载力计算公式。,太沙基（,Terzaghi,）,k3,；,Skempton,主要适用于饱和软粘土、浅基础和矩形基础的情况,k=1.11.5;,Hansen J.B.,主要适用于倾斜荷载作用,k2,固结度（U）：将某一时刻固结沉降量和最终固结沉降量之比称为固结度 。,流砂：当动水力GD的数值等于或大于土的浮重度时,砂土随水流动，称为流砂。,(shallow foundation routine design),CU试验 正常固结：剪缩,属不排水剪切试验，其结果与无侧限抗压强度试验接近。,三轴压缩试验(triaxial compression test;围压3、轴压1=3+1）,采用等值内摩擦角法（用等值抗剪强度代替粘性土的抗剪强度）,8天然基础上浅基础设计内容与步骤,浅基础（H5m，采用普通法施工。,防止不均匀沉降对建筑结构损害的措施,第四章土压力与土坡稳定8,指标、C、，求粘性土的稳定,沉降按固结沉降计算。,第四章土压力与土坡稳定5,单桩水平承载力设计值,土体的破坏往往是剪切破坏。,第三章 土的抗剪强度与地基承载力7,Chapter 4 Earth pressure&slope stability,第四章,土压力与土坡稳定,第四章,土压力与土坡稳定,（,Earth pressure&,slope stability,）,一、三种土压力（静止土压力、主动土压力、被动土压力）,1.,静止土压力,粘性土：,k,0,=0.50.7,；砂土：,k,0,=0.340.45,第四章,土压力与土坡稳定,2,2.,朗肯（,Rankine,）土压力理论,（挡土墙向前位移：密砂,=0.5%H,；粘土：,=12%H,。）,假设条件：表面水平的半无限土体，处于极限平衡状态。,适合条件：挡土墙的墙背垂直、光滑；挡土墙后填土面水平。,第四章,土压力与土坡稳定,3,主动土压力,无粘性土：,粘性土：,被动土压力：,无粘性土：,粘性土：,3.,库仑（,Coulomb,）土压力理论,（挡土墙向前位移：密砂,=5%H,；粘土：,=10%H,）。,考虑墙后滑动楔体达到极限平衡状态时，用静力平衡方程解出作用于强背上的土压力。,第四章,土压力与土坡稳定,4,以无粘性土条件进行推导。,第四章,土压力与土坡稳定,5,二、常见情况下的土压力,1.,填土表面作用有均布荷载,（将均布荷载按竖向荷载计入自重应力）；,无粘性土：,粘性土：,2.,墙后填土分层。,注意各土层的土压力系数不同；,无粘性土：,粘性土：,3.,粘性土应用土压力公式：,采用等值内摩擦角法（用等值抗剪强度代替粘性土的抗剪强度）,第四章,土压力与土坡稳定,6,三、挡土墙的验算,挡土墙在土压力作用下产生变形：,抗倾覆稳定性验算：,抗滑移稳定性验算：,地基承载力验算：,四、,土坡稳定性分析,当土坡土质均匀，坡度不变，无地下水时，称为简单土坡。,1.,无粘性简单土坡分析：,只要坡面不发生滑动，土坡就可保持稳定。,第四章,土压力与土坡稳定,7,.,粘性简单土坡分析：,考虑稳定的坡角,是粘性土的性质指标,、,c,、,与土坡高度,H,的函数，即：，令,N=c/(H),（稳定数），查简单土坡计算图就可解决计算粘性土简单土坡的两类问题：,已知粘性土坡的坡角,和粘性土指标,、,C,、,，求最大允许土坡高度,H,。