土力学与基础工程知识点考点整理汇总.doc

一、绪论土力学、地基及基础的概念土:土是连续、坚固的岩石经风化、剥蚀、搬运、沉积而形成的散粒堆积物。地基:地基是指支撑基础的土体或岩体。(地基由地层构成,但地层不一定是地基,地基是受土木工程影响的地层)基础:基础是指墙、柱地面下的延伸扩大部分,其作用是将结构承受的各种作用传递到地基上的结构组成部分。(基础可以分为浅基础和深基础)持力层:持力层是指埋置基础,直接支撑基础的土层。下卧层:下卧层是指卧在持力层下方的土层。(软弱下卧层的强度远远小于持力层的强度)。基础工程:地基与基础是建筑物的根本,统称为基础工程。土的工程性质:土的散粒性、渗透性、压缩性、整体强度(连接强度)弱。地基与基础设计必须满足的条件:①强度条件(按承载力极限状态设计):即结构传来的荷载不超过结构的承载能力;②变形条件:按正常使用极限状态设计,即控制基础沉降的范围使之不超过地基变形的允许值二、土的性质及工程分类 :土体一般由固相(固体颗粒)、液相(土中水)、气相(气体)三部分组成,简称为三相体系。(一)土的固体颗粒物质分为无机矿物颗粒和有机质。矿物颗粒的成分有两大类:(1)原生矿物:即岩浆在冷凝过程中形成的矿物,如石英、长石、云母等。(2)次生矿物:系原生矿物经化学风化作用后而形成的新的矿物(如粘土矿物)。它们的颗粒细小,呈片状,是粘性土固相的主要成分。次生矿物中粘性矿物对土的工程性质影响最大——亲水性。粘土矿物主要包括:高岭石、蒙脱石、伊利石。蒙脱石,它的晶胞是由两层硅氧晶片之间的夹一层铝氢氧晶片所组成称为2:1型结构单位层或三层型晶胞。它的亲水性特强工程性质差。伊利石它的工程性质介于蒙脱石与高岭石之间。高岭石,它是由一层硅氧晶片和一层铝氢氧晶片组成的晶胞,属于1:1型结构单位层或者两层。它的亲水性、膨胀性和收缩性均小于伊利石,更小于蒙脱石,遇水稳定,工程性质好。土粒的大小称为粒度。在工程性质中,粒度不同、矿物成分不同,土的工程性质也就不同。工程上常把大小、性质相近的土粒合并为一组,称为粒组。而划分粒组的分界尺寸称为界限粒径。土粒粒组先粗分为巨粒、粗粒和细粒三个统称,再细分为六个粒组:漂石(块石)、卵石(碎石)、砾粒、砂粒、粉粒和黏粒。土中所含各粒组的相对含量,以土粒总重的百分数表示,称为土的颗粒级配。土的级配曲线的纵坐标表示小于某土粒的累计质量百分比,横坐标则是用对数值表示土的粒径。由曲线形态可评定土颗粒大小的均匀程度。若曲线平缓则粒径大小相差悬殊,颗粒不均匀,级配良好;反之,则颗粒均匀,级配不良。工程中常用不均匀系数和曲率系数来反映土颗粒的不均匀程度。—小于某粒径的土粒质量总土质量10%的粒径,称为有效粒径;—小于某粒径的土粒质量总土质量30%的粒径,称为中值粒径;—小于某粒径的土颗粒质量占总质量的60%的粒径,称限定粒径。工程上对土的级配是否良好可按如下规定判断对于级配连续的土:5,级配良好;,级配不良。对于级配不连续的土,级配曲线上呈台阶状,采用单一指标难以全面有效地判断土的级配好坏,需同时满足5和两个条件时,才为级配良好,反之级配不良。确定土中各个粒组相对含量的方法称为土的颗粒分析试验筛分法()沉降分析法()有密度计法和移液管法(二)土中水按存在形式分为液态水、固态水和气态水。固态水又称为内部晶格水或内部结合水,是指存在于土粒矿物晶体格架内部或是参与矿物构造的水;土中的液体水分为结合水和自由水(有重力水和结合水两类)。结合水是受电分子作用吸附于土粒表面成薄膜状的水。它又可以细分为强结合水和弱结合水(弱结合水的水膜厚度对工程性质影响很大)。自由水是存在于土粒表面电场影响范围以外的土中水。自由水按所受作用力的不同可以分为重力水和毛细水。重力水是存在于地下水位以下、土颗粒电分子引力范围以外的水。毛细水是受到水与空气交界面处表面张力的作用、存在于地下水位以上的透水层中的自由水。若毛细水上升至地表,会引起土质盐渍化、沼泽化,而且会使地基润湿,强度降低,变形增大。在寒冷地区还会促使土的冻胀,地下室会过分潮湿,故在工程中要注意防潮、防冻。(三)土中气体存在于空隙中未被水占据的部分。封闭气体对土的工程性质影响较大。土的结构是指土颗粒或集合体的大小和形状、表面特征排、列形式以及它们之间的连接特征,而构造是指土层的层理、裂隙和大空隙等宏观特征,亦称为宏观结构。土的结构和构造对土的性质影响很大,一般分为单粒结构、蜂窝结构及絮凝结构三种基本类型。单粒结构——无粘性土特有的结构,形成原因为颗粒大、靠自重、引力小,单粒结构可以是疏松的,可以是紧密的。紧密状单粒结构的土是较为良好的天然地基。疏松单粒结构的土如未经处理一般不宜作为建筑物的地基。联结结构——粘性土特有