土力學(xué)與地基基礎(chǔ)
第1章 緒論
1、基本概念
土力學(xué)：是用力學(xué)的觀點研究土各種性能一門科學(xué)
地基：直接承受建筑物荷載的那一部分土層
基礎(chǔ)：將上部結(jié)構(gòu)的荷載傳遞到地基中的結(jié)構(gòu)的一部分，通常稱為下部結(jié)構(gòu)
持力層：直接與基礎(chǔ)地面接觸的土層
下臥層：地基內(nèi)持力層下面的土層
軟弱下臥層：地基承載力低于持力層的下臥層
天然地基：未經(jīng)人工處理就可滿足設(shè)計要求的地基
人工地基：地層承載力不能滿足設(shè)計要求，需進行加固處理的地基
基礎(chǔ)埋深：從設(shè)計地面（一般從室外地面）到基礎(chǔ)底面的垂直距離
淺基礎(chǔ)：埋深小于5m,只需挖槽、排水等普通施工程序即可建造的基礎(chǔ)
深基礎(chǔ)：借助于特殊施工方法建造的基礎(chǔ)。如樁基、墩基、沉井和地下連續(xù)墻
2、地基與基礎(chǔ)設(shè)計的基本條件
�。�1）作用于地基上的荷載效應(yīng)不得超過地基容許承載力值。
�。�2）基礎(chǔ)沉降不得超過地基變形容許值。
�。�3）具有足夠防止失穩(wěn)破壞的安全儲備。
第2章 土的物理性質(zhì)和工程分類
1、土的結(jié)構(gòu)：
（1）單粒結(jié)構(gòu)；（2）蜂窩結(jié)構(gòu)；（3）絮狀結(jié)構(gòu)
2、土的構(gòu)造
�。�1）層狀構(gòu)造；（2）分散構(gòu)造；（3）裂隙構(gòu)造（4）結(jié)核狀構(gòu)造
3、土的工程特性
�。�1）壓縮性高；（2）強度低； （3）透水性大
4、土的顆粒級配
�。�1）土的粒徑： d60 —控制粒徑
d10 —有效粒徑
d30 —中值粒徑
（3）連續(xù)程度:
Cc = d302 / (d60 ×d10 ) — 曲率系數(shù)
5、土的物理性質(zhì)
�。�1）土的物理性質(zhì)指標
1）土的密度、有效密度、飽和密度、干密度
土的重度、有效重度、飽和重度、干重度
2）土粒的比重
3）土的飽和度
4）土的含水量
5）土的孔隙比和空隙率
�。�2）無粘性土的密實度：
Dremaxeemaxemin
�。�3）粘性土的物理性質(zhì)：
�。�4）液性指數(shù)和塑性指數(shù)
IpLp
ILpLp
�。�5）粘性土的靈敏度
�。�6）粘性土的觸變性
飽和粘性土受到擾動后，結(jié)構(gòu)產(chǎn)生破壞，土的強度降低。當擾動停止后，土的強度隨時間又會逐漸恢復(fù)的現(xiàn)象，稱為觸變性。土的觸變性是土的結(jié)構(gòu)聯(lián)結(jié)形態(tài)發(fā)生變化引起的，是土微觀結(jié)構(gòu)隨時間變化的宏觀表現(xiàn)
第3章 土的滲透性與工程降水
1、水在土中任意一點的水頭： 如果忽略速度水頭，上式可以寫成：
2、水力坡降 i ：單位滲流長度上的水頭損失
3、達西定律
4、動水力J 土體中滲流的水對單位體積土體的骨架作用的力，是水流對土體施加的體積力，kN/m3。水在土中流動的過程中將受到土阻力的作用，使水頭逐漸損失。同時，水的滲透將對土骨架產(chǎn)生拖曳力，導(dǎo)致土體中的應(yīng)力與變形發(fā)生變化。這種滲透水流作用對土骨架產(chǎn)生的'拖曳力稱為動水壓力。
在工程計算中，將土的臨界水力坡降除以某一安全系數(shù)Fs(2～3)，作為允許水力坡降[i
]
設(shè)計時，為保證建筑物的安全，將滲流逸出處的水力坡降控制在允許坡降[i]內(nèi)：
5、流土和管涌
A：流土：地下水流動時，若水流的方向由上向下，此時動水力的方向與重力方向一致，使土顆粒壓得更緊，對工程有利。如果地下水水流方向相反，動水力的方向與重力方向相反。當動水力足夠大時，會將土體沖起，造成破壞。當動水力GD的數(shù)值等于或者大于土的浮重度時，土體被水沖起的現(xiàn)象，稱為流土。
icr稱為臨界水力坡降，即將產(chǎn)生流土
B：管涌
當土體顆粒級配不連續(xù)時，水流可將土體粗粒孔隙中充填的細粒土沖走，破壞土的結(jié)構(gòu)，這種作用稱作管涌。長期管涌的結(jié)果，形成地下土洞，土洞由小變大，可導(dǎo)致地表塌陷。 C：流土與管涌的區(qū)別
a：流土發(fā)生時水力梯度i
大于臨界水力梯度
icr，而管涌可以發(fā)生在任何的情況下
b：流土發(fā)生的部位在滲流逸出處，而管涌發(fā)生的部位可在滲流逸出處，也可在土體內(nèi)部； c：流土破壞往往是突發(fā)的，而管涌破壞一般有一個時間發(fā)展過程，是一種漸進性質(zhì)的破壞；d：流土發(fā)生時水流方向向上，而管涌發(fā)生時則沒有此限制；
e：只要水力梯度達到一定數(shù)值，任何類型的土都可以發(fā)生流土破壞；而管涌只發(fā)生在有一定級配（如不均勻系數(shù)Cu>10）的無粘性土中，且土中粗顆粒所構(gòu)成的孔隙直徑必須大于細顆粒的直徑。
第4章 土的應(yīng)力與有效應(yīng)力原理
1、土中的自重應(yīng)力 （1）豎向自重應(yīng)力 由σcz分布可知豎向自重應(yīng)力的分布規(guī)律為：
1） 土的自重應(yīng)力分布線是一條折線，折點在土層
交界處和地下水位處，在不透水層面處分布線有突變；
2）同一層土的自重應(yīng)力按直線變化；
3）自重應(yīng)力隨深度增加而增大；
4）在同一平面自重應(yīng)力各點相等。
（2）水平向的自重應(yīng)力
�。�3）地下水位的變化對自重應(yīng)力的影響
2、基礎(chǔ)底面的壓力
（1） 軸心荷載下的基底壓力
�。�2）偏心荷載下的基底壓力
3、基底附加壓力
4、地基中的附加應(yīng)力
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