土力学
基本性质
三相组成
自然界的土是由岩石经风化、搬运、堆积而形成的。因此,母岩成分、风化性质、搬运过程和堆积的环境是影响土的组成的主要因素,而土的组成又是决定地基土工程性质的基础。土是由固体颗粒、水和气体三部分组成的,通常称为土的三相组成,随着三相物质的质量和体积的比例不同,土的性质也就不同。
固相
土的固相物质包括 无机矿物颗粒 和 有机质 ,是构成土的骨架最基本的物质,称为土粒。对土粒应从其矿物成分、颗粒的大小和形状来描述。
矿物成分
土中的矿物成分可以分为 原生矿物 和 次生矿物 两大类。原生矿物是指岩浆在冷凝过程中形成的矿物,如石英、长石、云母等。次生矿物是由原生矿物经过风化作用后形成的新矿物,如三氧化二铝、三氧化二铁、次生二氧化硅、粘土矿物以及碳酸盐等。次生矿物按其与水的作用可分为易溶的、难溶的和不溶的,次生矿物的水溶性对土的性质有重要的影响。
粒度成分
粒组划分
依据土的主要粒度成分大小,土可分为巨石、漂石、圆砾、砂粒、粉粒、粘粒
粒度成分及其表示方法
1、表格法。2、累计曲线法。3、三角坐标法。
粒度成分分析方法
筛析
土透过穿过不同孔隙大小的筛,从量度残留在不同筛上土的重量分析出土粒度分布。适用于土粒大小介于125mm至20um。
移液管法
小于75um的粉粒和粘粒难以分离,常以移管法和比重计法分析。移液管法是以土粒大小与水中下沉速度成正比。
比重计法
土粒的形状
液相
土的液相是指存在于土孔隙中的水。按照水与土相互作用程度的强弱,可将土中水分为 结合水 和 自由水 两大类。
气相
土的气相是指填充在土的孔隙中的气体,包括与大气连通的和不连通的两类。
有效应力
通过土粒接触点传递的粒间应力,称为土的有效应力,其影响土的剪切强度。有效应力不能直接测量。在饱和土中,有效应力( σ " )等于总应力( σ )减去孔隙水压( u ):
剪切强度
剪切强度是土对纵向力抗性,其包含切面中土粒相互间的阻力,吸力和相扣。剪切强度大小受不同的因素影响,径向有效应力,土粒大小分布,土粒形状,土中的液相。
τ τ --> f {\displaystyle \tau _{f}} ,为剪切强度, c ′ {\displaystyle c"} ,为有效粘度 σ σ --> f ′ {\displaystyle \sigma _{f}"} ,为有效应力 ϕ ϕ --> ′ {\displaystyle \phi "} ,为阻力角度。阻力系数 μ μ --> {\displaystyle \mu } 与阻力角度的关系如下 μ μ --> = t a n ϕ ϕ --> ′ {\displaystyle \mu =tan\phi "}
实验室测试
直剪试验三轴剪切试验
承载强度
固结理论
固结(consolidation)指的是在荷载或其他因素作用下,土体孔隙中水分逐渐排出、体积压缩、密度增大的现象。
渗透理论
渗流是流体在土孔隙中的流动
压实理论
侧向压力
土坡的稳定性
本构模型
液化性貭
参见
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