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绪论
1.1 土力学、地基及基础的概念
1. 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。
2. 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)
3. 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)
4. 持力层: 持力层是指埋置基础,直接支撑基础的土层。
5. 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)。
6. 基础工程: 地基与基础是建筑物的根本,统称为基础工程。
7. 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。
8. 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 p f ;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 s
二、土的性质及工程分类
2.1 概述
土的三相组成: 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。
2.2 土的三相组成及土的结构
(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 Cu 和曲率系数 Cc 来反映土颗粒的不均匀程度。
60
30
u
d
C
d
2
30
10 60
c
d
C
d d
d10 —小于某粒径的土粒质量总土质量 10%的粒径,称为有效粒径;
d30 —小于某粒径的土粒质量总土质量 30%的粒径,称为中值粒径;
d60 —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。
1.1 土力学、地基及基础的概念
1. 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。
2. 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)
3. 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)
4. 持力层: 持力层是指埋置基础,直接支撑基础的土层。
5. 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)。
6. 基础工程: 地基与基础是建筑物的根本,统称为基础工程。
7. 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。
8. 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 p f ;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 s
二、土的性质及工程分类
2.1 概述
土的三相组成: 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。
2.2 土的三相组成及土的结构
(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 Cu 和曲率系数 Cc 来反映土颗粒的不均匀程度。
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C
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2
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10 60
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d10 —小于某粒径的土粒质量总土质量 10%的粒径,称为有效粒径;
d30 —小于某粒径的土粒质量总土质量 30%的粒径,称为中值粒径;
d60 —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。
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