土力學
基本性質
三相組成
自然界的土是由巖石經風化、搬運、堆積而形成的。因此,母巖成分、風化性質、搬運過程和堆積的環(huán)境是影響土的組成的主要因素,而土的組成又是決定地基土工程性質的基礎。土是由固體顆粒、水和氣體三部分組成的,通常稱為土的三相組成,隨著三相物質的質量和體積的比例不同,土的性質也就不同。
固相
土的固相物質包括 無機礦物顆粒 和 有機質 ,是構成土的骨架最基本的物質,稱為土粒。對土粒應從其礦物成分、顆粒的大小和形狀來描述。
礦物成分
土中的礦物成分可以分為 原生礦物 和 次生礦物 兩大類。原生礦物是指巖漿在冷凝過程中形成的礦物,如石英、長石、云母等。次生礦物是由原生礦物經過風化作用后形成的新礦物,如三氧化二鋁、三氧化二鐵、次生二氧化硅、粘土礦物以及碳酸鹽等。次生礦物按其與水的作用可分為易溶的、難溶的和不溶的,次生礦物的水溶性對土的性質有重要的影響。
粒度成分
粒組劃分
依據土的主要粒度成分大小,土可分為巨石、漂石、圓礫、砂粒、粉粒、粘粒
粒度成分及其表示方法
1、表格法。2、累計曲線法。3、三角坐標法。
粒度成分分析方法
篩析
土透過穿過不同孔隙大小的篩,從量度殘留在不同篩上土的重量分析出土粒度分布。適用于土粒大小介于125mm至20um。
移液管法
小于75um的粉粒和粘粒難以分離,常以移管法和比重計法分析。移液管法是以土粒大小與水中下沉速度成正比。
比重計法
土粒的形狀
液相
土的液相是指存在于土孔隙中的水。按照水與土相互作用程度的強弱,可將土中水分為 結合水 和 自由水 兩大類。
氣相
土的氣相是指填充在土的孔隙中的氣體,包括與大氣連通的和不連通的兩類。
有效應力
通過土粒接觸點傳遞的粒間應力,稱為土的有效應力,其影響土的剪切強度。有效應力不能直接測量。在飽和土中,有效應力( σ " )等于總應力( σ )減去孔隙水壓( u ):
剪切強度
剪切強度是土對縱向力抗性,其包含切面中土粒相互間的阻力,吸力和相扣。剪切強度大小受不同的因素影響,徑向有效應力,土粒大小分布,土粒形狀,土中的液相。
τ τ --> f {\displaystyle \tau _{f}} ,為剪切強度, c ′ {\displaystyle c"} ,為有效粘度 σ σ --> f ′ {\displaystyle \sigma _{f}"} ,為有效應力 ? ? --> ′ {\displaystyle \phi "} ,為阻力角度。阻力系數(shù) μ μ --> {\displaystyle \mu } 與阻力角度的關系如下 μ μ --> = t a n ? ? --> ′ {\displaystyle \mu =tan\phi "}
實驗室測試
直剪試驗三軸剪切試驗
承載強度
固結理論
固結(consolidation)指的是在荷載或其他因素作用下,土體孔隙中水分逐漸排出、體積壓縮、密度增大的現(xiàn)象。
滲透理論
滲流是流體在土孔隙中的流動
壓實理論
側向壓力
土坡的穩(wěn)定性
本構模型
液化性貭
參見
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