土力學(xué)課件土力學(xué)講義.doc

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1、緒論一、土力學(xué)學(xué)科的重要性土是地殼巖石經(jīng)受強(qiáng)烈風(fēng)化的產(chǎn)物，是各種礦物顆粒的集合體，由固體顆粒、水、和空氣三相組成。土力學(xué)學(xué)科研究和解決工程中兩大類問題：【工程實例】二、本課程的主要特點(diǎn)、內(nèi)容及學(xué)習(xí)建議第一章土的物質(zhì)組成和結(jié)構(gòu)【基本內(nèi)容】土＝土粒（固相）＋水（液相）＋空氣（氣相）一、土的固體顆粒土粒的大小、形狀、礦物成分和級配對土的物理性質(zhì)有明顯影響。1．土的顆粒級配⑴粒組的概念：工程中將大小相近、性質(zhì)相近的顆粒歸并成組，稱為粒組。各粒組的界限粒徑：200mm，20mm，2mm，0.075mm，0

2、.005mm⑵確定各粒組相對含量的方法——顆粒分析試驗試驗成果——顆粒級配曲線【課堂討論】為什么土的級配曲線用半對數(shù)坐標(biāo)？⑶級配曲線的特點(diǎn)：半對數(shù)坐標(biāo)⑷判別土體級配好壞的指標(biāo)當(dāng)同時滿足Cu≥5,Cc=1~3時，土的級配良好，否則，級配不良。2．土粒的礦物成分二、土中水三、土中氣體四、土的結(jié)構(gòu)五、土的構(gòu)造【校園現(xiàn)場觀察土的特點(diǎn)】【現(xiàn)場提問答疑】【本次課總結(jié)】1．土是由固體（土粒）、液體（水）和氣體（空氣）三相所組成；2．粒徑級配曲線的特點(diǎn)及用途；3．常見土的結(jié)構(gòu)及構(gòu)造形式。【復(fù)習(xí)思考】1．粘土顆粒

3、表面哪一層水膜對土的工程性質(zhì)影響最大，為什么？2．為什么土的級配曲線用半對數(shù)坐標(biāo)？【課后作業(yè)】第二章土的工程性質(zhì)和工程分類一、土的物理性質(zhì)指標(biāo)【基本內(nèi)容】反映著土的物理狀態(tài),如干濕軟硬松密等。表示土的三相組成比例關(guān)系的指標(biāo),統(tǒng)稱為土的三相比例指標(biāo)。1、土的三相圖【注意】土的三相圖只是理想化地把土體中的三相分開，并不表示實際土體三相所占的比例。2、基本物理性質(zhì)指標(biāo)土的物理性質(zhì)指標(biāo)中有三個基本指標(biāo)可直接通過土工試驗測定,亦稱直接測定指標(biāo)。土的密度或土的天然重度：，（kg/m3），（kN/m3）。試驗

4、測定方法：環(huán)刀法土粒相對密度（土粒比重）Gs：土粒相對密度定義為土粒的質(zhì)量與同體積4°C純水的質(zhì)量之比。，無量綱。試驗測定方法：比重瓶法【課堂討論】相對密度（比重）與天然密度（重度）的區(qū)別注意：從公式可以看出，對于同一種土，在不同的狀態(tài)（重度、含水量）下，其比重不變；土的含水量w——土中水的質(zhì)量與土粒質(zhì)量之比，以百分?jǐn)?shù)表示：試驗測定方法：烘干法【討論】含水量能否超過100％？——從公式可以看出，含水量可以超出100％。測出上述三個基本試驗指標(biāo)后，就可根據(jù)圖1-9所示的三相圖，計算出三相組成各自的

5、體積上和質(zhì)量上的含量，并由此確定其它的物理性質(zhì)指標(biāo)，即導(dǎo)出指標(biāo)?？紫侗取紫侗葹橥林锌紫逗畏N與土粒體積之比，用小數(shù)表示：孔隙比是評價土的密實程度的重要物理性質(zhì)指標(biāo)。孔隙率——土中孔隙體積與土的總體積之比：孔隙率亦可用來表示同一種土的松、密程度。飽和度——土中所含水分的體積與孔隙體積之比,飽和度可描述土體中孔隙被水充滿的程度：顯然,干土的飽和度Sr=0,當(dāng)土被完全飽和狀態(tài)時Sr=100%。砂土根據(jù)飽和度可劃分為下列三種濕潤狀態(tài)：Sr≤50%稍濕，50%＜Sr≤80%很濕，Sr＞80%飽和?！居懻?/p>

6、】孔隙比、孔隙率、飽和度能否超過1或100％？飽和密度和飽和重度飽和密度為土體中隙完全被水充滿時的土的密度：，（kg/m3）。飽和重度：sat=g，（kN/m3）。干密度和干重度干密度——單位體積中土粒的質(zhì)量：，（kg/m3）。干重度——單位體積中土粒的重量：=rdg，（kN/m3）。有效重度（浮重度），（kN/m3）。同樣條件下，上述幾種重度在數(shù)值上有如下關(guān)系：＞＞＞3．指標(biāo)間的相互換算已知：r（g），Gs，w——→e，n，Sr，rsat（gsat），rd（gd），等的表達(dá)式。推導(dǎo)間接指標(biāo)的關(guān)

7、鍵在于：熟悉各個指標(biāo)的定義及其表達(dá)式，能熟練利用土的三相簡圖。推導(dǎo)公式主要步驟：①利用VS作為未知數(shù)，將土的三相圖中的各相物質(zhì)的質(zhì)量用r（g），Gs，w和VS表示出來，填在圖中；②先將孔隙比e的表達(dá)式求出來，然后將其它指標(biāo)用r（g），Gs，w和e來表達(dá)。依上圖，將m＝（1＋w）GsVsrw和V＝（1＋e）Vs代入中可得：注意：此時e已是“已知”的指標(biāo)。根據(jù)各間接指標(biāo)的定義，利用三相簡圖可求得：①或②，③④或⑤【課堂思考】可否用其它簡潔方法上述推導(dǎo)公式？如令Vs＝1?！菊n堂先自習(xí)例題后講解】【例1

8、－1】某土樣經(jīng)試驗測得何種為100㎝3，濕土質(zhì)量為187g，烘干后，干土質(zhì)量為167g。若土粒的相對密度Gs為2.66，試求該土樣的含水量g、密度r、重度g、干重度gd、孔隙比ｅ、飽和重度gsat和有效重度g＇。解題思路：利用定義先求w，r，g，后根據(jù)公式求相關(guān)指標(biāo)?！纠?－1】某完全飽和粘性土的含水量為w=40%，土粒相對密度Gs=2.7，試按定義求土的孔隙比ｅ和填密度。解題思路：①本題給出的條件是飽和土——→Sr＝100％②利用三相圖求出各相的質(zhì)量和體積③用定義求出e和rd。【現(xiàn)場提問答疑】