土力学及地基基础教案(完整)(2)

自由水：毛细水：存在地下水位以有------考虑建筑防潮

重力水：存在地下水位以下------对施工、土的力学性质影响最大。

（5）、土中气体：

单粒结构：紧密状------天然地基 疏松状------人工地基 蜂窝结构

絮状结构：人工地基------存在空隙------需进行人工处理 3、土的特性： （1）、高压缩性： （2）、强渗透性： （3）、低承载力： 二、土的物理性质指标：

1、土的三相图：

右侧表示三相组成的体积关系； 左侧表示三相组成的质量关系；

2、基本指标：（三个）

(1)土的密度ρ和重度 单位体积内土的质量称为土的密度ρ；单位体积内土的重量称为土的重度 。

m V

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m

g g V

式中 g——为重力加速度，约等于9.807 m/s2，一般在工程计算中常近似取g =10m/s2。密度的单位为g/cm3或t/m3，重度的单位为kN/m3。

天然状态下土的密度变化范围比较大，一般粘性土ρ=1.8～2.0g/cm3,砂土ρ=1.6～2.0g/cm3。粘性土的密度一般用“环刀法”测定。

(2).土粒相对密度（土粒比重）ds 土粒质量与同体积的4 oC时纯水的质量之比，称为土粒相对密度（无量纲）。

m

ds s s

Vs w w

土粒相对密度的变化范围不大，常用比重瓶法测定。土粒相对密度取决于土的矿物成分，粘性土一般在2.70～2.75左右;砂土一般在2.65左右。

(3).土的含水量w 土中水的质量与土粒质量之比（用百分数表示），称为土的含水量。

w mw 100%

ms

含水量是标志土的湿度的一个重要物理指标。天然土层的含水量变化范围很大，它与土的种类、埋藏条件及其所处的自然地理环境等有关。同一类土，含水量越高，则土越湿，一般来说也就越软。

3、换算指标：

（1）干密度ρd和干重度 d 单位体积内土颗粒的质量称为土的干密度ρd ；单位体积内土颗粒的重量称为土的干重度 d。

d

msV

d

ms

g dg V

在工程上常把干密度作为检测人工填土密实程度的指标，以控制施工质量。 （2）．土的饱和密度ρsat和饱和重度 sat 饱和密度是指土中孔隙完全充满水时，单位体积土的质量；饱和重度是指土中孔隙完全充满水时，单位体积内土的重量。

sat

ms Vv w

V

V

sat ms Vv wg satg

（3）．土的有效密度 和有效重度 土的有效密度是指在地下水位以下，单位土体积中土粒的质量扣除土体排开同体积水的质量；土的有效重度是指在地下水位以下，单位土体积中土粒所受的重力扣除水的浮力。

m V

ssw

V

g

（4）土的孔隙比e和孔隙率n 孔隙比为土中孔隙体积与土粒体积之比，用小数表示；孔隙率为土中孔隙体积与土的总体积之比，以百分数表示。

e

VvVS

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V

孔隙比是评价土的密实程度的重要物理性质指标。一般孔隙比小于0.6的土是低压缩性的土，孔隙比大于1.0的是高压缩性的土。在《地基规范》中确定粉土、粘性土承载力时，一般作为第一指标。土的孔隙率也可用来表示土的密实程度。

（5）．土的饱和度sr 土中水的体积与孔隙体积之比，称为土的饱和度，以百分率表示。

n Vv 100%

Sr

Vw

100% Vv

饱和度用作描述土体中孔隙被水充满的程度。干土的饱和度sr=0，当土处于完全饱和状态时sr=100%。根据饱和度，土可划分为稍湿、很湿和饱和三种湿润状态：

sr≤50％ 稍湿 50％＜sr≤80％ 很湿

sr＞80％ 饱和

4、基本指标与换算指标之间的关系 结合例子来进行讲解。 三、土的物理状态指标：

物理状态指标有：密实度------无粘性土 土的软硬程度------粘性土 1、判别无粘性土密实状态的指标：（三个） （1）、孔隙比e （2）、相对密度Dr=（emax-e）/（emax- emin）

0＜Dr ≤0.33 松散

0.33＜Dr≤0.67 中密 0.67＜Dr≤1 密实 （3）、标准贯入试验、静力触探、动力触探等原位测试方法来评价 2、判别粘性土的物理状态指标： 塑性指数、液性指数

1、界限含水量：粘性土由一种状态转到另一种状态的分界含水量； 2、液限WL：土由可塑状态转到流动状态的界限含水量； 3、塑限WP：土由半固态转到可塑状态的界限含水量。 4、塑性指数：IP = WL- WP

即液限WL和塑限WP的差值；

表示土处在可塑状态的含水量变化范围；还跟粘粒有关。

5、液性指数：是指天然含水量和塑限的差值与塑性指数的比值。 IL=（W- WP）/ IP

表示粘性土软硬程度（稠度）的物理指标。

例２－1 某工程的土工试验成果见表2-4。表中给出了同一土层三个土样的各项物理指标,试分别求出三个土样的液性指数,以判别土所处的物理状态.

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PL-P IL=(W- WP）/ IP=(29.5-20.9)/13.9=0.62

由表2-3可知，土处于可塑状态

（2）土样2-1: IP = WL- WP =37.3-25.8=11.5

IL=(W- WP）/ IP=(30.1-25.8)/11.5=0.37 由表2-3可知，土处于可塑状态

（3）土样3-1: IP = WL- WP =35.6-23.8=11.8

IL=(W- WP）/ IP=(27.5-23.8)/11.8=0.31

由表2-3可知，土处于可塑状态 综上可知,该土层处于可塑状态.

四、地基土的工程分类：

1、岩石：按坚固性可以划分硬质岩石和软质岩石

按风化程度可分为微风化，中等分化，强风化；

2、碎石土：粒径大于2mm的颗粒超过总质量的50%的土。 3、砂土：粒径大于2mm的颗粒不超过总质量的50%；

粒径大于0.075mm的颗粒不超过总质量的50%；

按颗粒级配、砾砂、粗砂、中砂、细砂和粉砂

4、粉土：粒径大于0.075mm颗粒质量不超过全部质量的50%；且Ip 10 5、粘性土Ip〉10较复杂 6、人工填土：

素填土、杂填土、冲填土

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课题: 第二章 土的压缩性与地基沉降计算 一、教学目的： 为了使学生 了解土的压缩性及压缩性指标，掌握土中应力的

计算，地基变形的计算及变形与时间的关系。

二、教学重点：土中应力的计算、地基沉降量计算、固结沉降与时间的关系。

三、教学难点： 固结沉降理论 四、教学时数： 14 学时，其中实践性教学 6 学时。 五、习题： 习题

六、教学后记：

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第二章 土中应力与地基变形计算

建筑物的荷载通过基础传递给地基，地基受力后则产生应力和变形。地基中的应力主要包括由土的自重引起的自重应力和建筑物荷载引起的附加应力。此外，渗流和地震也会引起土中应力变化。

当地基中产生了附加应力，就会改变原来在自重作用下时的应力状态，引起地基的变形。 重 …… 此处隐藏：2440字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……