土力學:研究土的性質以及土體在外界因素作用下的應力、變形、強度、穩定性及滲流的一門學科（p1）是進行地基基礎設計、施工的理論基礎
地基：承擔建築物荷載的那部分地層
天然地基：未經人工處理就能滿足強度和變形要求，直接修築基礎的地基（p8）
人工地基：不能滿足要求需事先進行人工處理的地基（p8）
持力層：直接支承基礎的土層
下臥層：持力層以下的各土層
基礎埋置深度d: 基礎底面至地面的距離
基礎:建築物向地基傳遞荷載的下部結構
淺基礎一般埋深小於5m，只需普通施工工序就可建造的基礎
深基礎埋深超過5m，用專門的施工方法和機具建造的基礎
地基基礎設計應滿足的三個基本要求：
(1)地基的強度要求
⑵地基的變形要求
⑶上部結構對基礎結構的強度、剛度和耐久性的要求
1.1 概述
地殼表層是由基岩及其覆蓋土組成的（p8）
基岩：是指風化層之下延伸很廣的原位完整的岩石
覆蓋土：是指覆蓋於基岩之上各類土的總稱
土的形成（p8）：土是由岩石經過風化、剝蝕、搬運、沉積作用所形成的各類鬆散沉積物（即土是岩石風化的產物）
土具有三個重要特點：
①散體性：顆粒之間存在大量孔隙，可透水透氣
②多相性：土一般是三相體（土粒、水和氣體）
③自然變異性：土的性質複雜，不均勻，且隨時間、荷載條件和氣候條件的變化而不斷發生變化
土的組成：一般土是由土粒、水和氣所組成的三相體（即濕土）
1.2土的三相組成
1.2.1 土的固體顆粒
1.土粒與粒組
土粒的大小、形狀、礦物成分及其組成情況是決定土的物理力學性質的重要因素
粒度：指土粒的大小，通常以粒徑表示
粒組：指介於一定粒度範圍內的土粒
界限粒徑：指劃分粒組的分界尺寸
2.土的顆粒級配
土的顆粒級配（粒度成分）（p10）指土中各個粒組的相對含量（以土樣各粒組的質量佔土粒總質量的百分數來表示）
土的顆粒分析試驗常用的測定方法：
篩分法：適用於粒徑＞0.075㎜的巨粒組和粗粒組
沉降分析法：用於粒徑＜0.075㎜的細粒組
3.顆粒級配累計曲線
顆粒級配累計曲線採用單對數座標繪製（p10）：橫座標為土粒粒徑d（mm），用對數座標表示，縱座標為小於（或大於）某粒徑的土質量百分數
（累計百分含量）x，用普通座標表示 x=小於某粒徑的質量ma土總質量mb×100%
顆粒級配曲線的應用：（p10～11）
①由級配曲線的坡度（陡緩），可大致判斷土粒均勻
程度或級配是否良好（p10）
如：顆粒級配曲線較陡，表示土粒較均勻，級配不良
顆粒級配曲線平緩，表示土粒不均勻，級配良好
②由級配曲線可了解土粒的組成情況，利用顆粒級配可確定粗粒土的分類名稱（如p44）
③由曲線上可確定顆粒級配的兩個定量指標cu、 cc，
用於判定土的級配是否良好和填方土料的選擇(p10）
不均勻係數：不均勻係數cu反映了土粒大小的均勻程度（p11）cu越大，表示粒度的分布範圍越大，土粒越不均勻，級配曲線越平緩，級配越良好（p11）
曲率係數： cc反映的是級配曲線的整體形狀（p11）cc過大或過小，均表示土中缺少中間粒組，級配變差
d60—限制粒徑，㎜（p10～11）d30—中值粒徑，㎜d10—有效粒徑，㎜
工程上： （p11）
①對於級配連續的土:一般cu＞10的土，級配良好cu＜5的土，是均粒土，級配不良
②對於級配不連續的土（級配曲線出現台階狀）：單用cu難以有效判定土的級配好壞，與cc共同判定更合理
對砂、礫類土：當同時滿足 cu≥5，cc=1～3時，級配良好；若不同時滿足時，則級配不良（p11）
顆粒級配是決定粗粒土工程性質的重要因素：級配良好的土，易獲得較大的密實度，此時地基土的強度和穩定性較好，透水性和壓縮性較小。故級配良好的土適宜作填方工程的建築材料（p11）
4.土粒的礦物成分
1 次生礦物和有機質對土的工程性質影響很大
②可溶鹽濃縮沉澱成膠結物，可在粒間產生膠結作用，增強土的結構強度，壓縮性降低；但可溶鹽在浸水溶解後會削弱土粒之間的鏈結及增大孔隙，降低土的強度和穩定性，增大壓縮性，如濕陷性土（補充、p37）
③粘土礦物的種類、含量對粘性土的工程性質影響很大（p15） ，如對膨脹土（p35）往往起決定作用
三種常見的粘土礦物：
比表面：單位體積（或質量）顆粒的總表面積(p17)
親水性：指礦物顆粒表面與水相互作用的能力（補充）
土粒越小，比表面越大，親水性越強
土中粘土礦物越多，土的粘性、塑性和脹縮性越大
有機質比粘土礦物有更強的親水性和吸附性（p11）
1.2.2土中水和土中氣
1.土中水
土中水與土粒有著複雜的相互作用，土中細粒越多，土中水對土性質影響越大（p12）
結合水（p12）指受電分子吸引力作用吸附於土粒表面的土中水
性質：如不能傳遞靜水壓力，冰點低於00c等（p12）
按電分子引力強弱又分為：
強結合水（吸著水）特徵：（p12）
弱結合水（薄膜水）特徵：（p13）
弱結合水厚度對粘性土的粘性和塑性特徵及工程
性質影響很大（p13）
自由水：是存在於土粒表面電場影響範圍以外的水
2.土中氣
與大氣連通的流通氣體→常見於粗粒土中，對土的
工程性質影響不大
與大氣隔絕的封閉氣泡→常見於細粒土中，對土的
工程性質影響較大，使土的彈性增加，透水性減小
1.2.4土的結構和構造
1.土的結構
土的結構：是指組成土的顆粒或集粒的大小、形狀、相互排列組合與聯結關係等綜合特徵
單粒結構（p19）是由粗大土粒組成的結構形式；為碎石土和砂土的結構特徵；呈緊密狀態單粒結構的土→一般是良好的天然地基；呈疏鬆狀態單粒結構的土→未經處理一般不宜作為地基或路基
蜂窩結構（p19）主要是由粉粒或細砂粒組成的結構形式粉土具有蜂窩結構
絮狀（凝）結構（p20）由細小粘粒或膠粒集合體組成的結構形式
粘性土具有絮狀結構，其土粒之間的聯結強度（結構強度）在長期壓密和膠結作用下得到加強。粘性土粒間的聯結特徵，影響其工程性質（ p21）
2.土的構造
土的構造：指在同一土層剖面中，顆粒或顆粒集合體相互間的特徵（即土層在空間的賦存狀態）
土的構造特徵都會造成土的不均勻性
1.3.1土的三相圖：
m=ms+mw ， ma≈0， mw=vwρw
vv=vw+va ， v=vs+vv = vs+vw+va
三個基本指標（p22）：指土粒相對密度ds 、土的含水量w 和密度ρ
ds的大小取決於土的礦物成分，變化幅度很小ds的大小與土的密實程度和含水量大小無關。
w是反映土中含水程度（或濕度）的乙個重要物理指標，其變化範圍很大
土的（溼）密度ρ和（溼）重度γ（p23）
ρ越大，不能說明土一定越密實
土的幹密度ρd和幹重度γd
乾土:ρ=ρd γ=γd
土體的ρd、γd 越大，其孔隙越少，說明土越密實
工程上常把ρd 或γd作為評定土體緊密程度的標準是控制填土工程的施工質量的重要指標
土的飽和密度ρsat和飽和重度γsat
完全飽和土：ρ=ρsat γ=γsat
土的浮密度（有效密度）ρ/ 和浮重度（有效重度）γ/（p24）
同一種土各密度或重度的關係：ρsat ≥ρ ≥ ρdsat ≥γ ≥ γd ＞ γ/
反映土松密程度的指標
土的孔隙比e土的孔隙率n
反映土含水程度的指標——土的飽和度sr
完全飽和土 sr=100%=1乾土sr=0
sr與w均為描述土中含水程度的指標，但兩者的差別在於w只能反映土中水的含量多少，不能說明孔隙被水充滿的程度；而sr大，並不代表土中水的含量就多
1.4 無粘性土的密實度
無粘性土（即粗粒土）是指碎石土和砂土（p28）無粘性土的密實度對其工程性質有重要影響 ；如無粘性土呈密實狀態時，土的壓縮性低，承載力高，是良好的天然地基
無粘性土的密實度可根據相對密實度、標準貫入試驗鎚擊數、野外鑑別等方法來判別
根據相對密實度dr判別：
emax對應ρdmin； emin對應ρdmax
e越小，dr越大，無粘性土越密實
當e=emax，即dr=0時，無粘性土處於最鬆散狀態
當e=emin，即dr=1時，無粘性土處於最密實狀態
劃分標準：
1.5 粘性土的物理特徵
粘性土的物理特徵主要有：（補充）粘性、可塑性（可塑狀態）（p31）、稠度、
結構性（p34～35）、觸變性（p35）、脹縮性(p35)、壓實最優含水量（p245）等
粘性：指粒間相互粘附的性質
稠度：指粘性土在一定含水量時的軟硬程度（粘稠程度），即粘性土的物理狀態；也指粘性土在一定含水量下對外力引起的變形或破壞的抵抗能力
含水量對粘性土的工程性質影響極大，隨著含水量的增大，顆粒間的粘結能力減弱，粘性土越軟，強度越低，壓縮性越高
粘性土的界限含水量：
液限wl 粘性土由可塑狀態轉入流動狀態的界限含水量
塑限wp 粘性土由可塑狀態轉入半固態的界限含水量
縮限ws 粘性土由半固態轉入固態的界限含水量
塑性指數ip：
ip反映了土處於可塑狀態的含水量變化範圍，ip越大，表示粘性土吸附的弱結合水越多，塑性高，ip的大小綜合反映了影響粘性土基本特性的各種因素。
工程上:常按ip對粘性土進行分類定名(p45表1-26)
液性指數il
w越大， il越大，粘性土越軟
注意:計算ip 、il時，將wp、wl、w省去%符號（見例1-5）
wp、wl是用結構已破壞的重塑土測定的，故il沒反映天然結構的土與水相互作用的物理狀態
wp和wl的大小不隨含水量w變化
在公路建設中，採用天然稠度劃分路基土的乾濕狀態
粘性土的靈敏度和觸變性：
粘性土的結構性：指天然土的結構經擾動後破壞， 導致土的強度降低和壓縮性增大的特性
工程上一般常用靈敏度st 反映土結構性的強弱
粘性土的觸變性：飽和粘性土的結構受到擾動，導致強度降低，當擾動停止後，土的抗剪強度隨時間而逐漸部分恢復的膠體化學性質 （p35、p318）
土力學第一章複習
一 名詞解釋 1.土的結構 2.土的構造 3.土的密度 4.土的重力密度 5.土粒相對密度 6.土的含水量 7.土的幹密度 8.土的飽和重度 9.土的有效重度 10。土的空隙比 11.土的空隙率 12.土的飽和度 13.液限 14.塑限 15.塑性指數 16.液性指數 17.碎石土 18.砂土 19...
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