土力學與地基基礎重點
明確地基臨塑載荷、臨界載荷和極限載荷的意義及應用,對其計算公式推導過程只作一般了解。熟練掌握用《規范》確定地基承載力的方法和步驟。以下內容是小編為您精心整理的土力學與地基基礎重點,歡迎參考!
土力學與地基基礎重點
第1章工程地質概述
一、重點:
掌握土的滲透規律。土的生成。
重點掌握滲流力及流沙、管涌的基本概念。掌握土的透水性、流砂、潛蝕、地下水升降等對建筑工程的影響。
了解主要造巖礦物的物理性質,巖石的分類和主要特征;第四紀沉積物的類型、分布規律及特征;第四紀沉積物類型及其工程特點。
了解地下水的埋藏條件。
二、難點:
褶皺構造、斷裂構造,地下水的埋藏條件,土的滲透性、地下水的腐蝕性、動水力、流砂和潛蝕。
第2章土的物理性質及分類
一、重點:
土的三項指標。無粘性土的密實度。土的壓實原理。土的物理特征和地基土的工程分類。
必須掌握土的物理性質指標的定義、測定、換算和應用。
掌握粘性土的物理特征和液塑限試驗。粘性土的界限含水量 ,粘性土的塑性指數和液性指數,粘性土的靈敏度和觸變性。
掌握土的顆粒級配的含義及顆粒級配累積曲線的做法、用途,區分開三大類礦物成分(高嶺石、伊里石、蒙脫石)不同性質,土中水的主要形態類型。熟悉地基土的工程分類方法。了解粒徑級配對無粘性土性質的影響。
一般了解粘土礦物、水和離子的相互作用。
了解砂類土的物理性質。了解土的壓實特性在分層壓實處理地基中的應用意義。
二、難點:
土的壓實原理。土的物理特征和地基土的工程分類。粘性土的物理特征和液塑限試驗。粒徑級配及其對無粘性土性質的影響。
第3章地基的應力和變形
一、重點:
矩形和條形荷載面積下的附加應力計算。土的壓縮性及其指標的確定。最終沉降量的計算。
熟練掌握土的自重應力計算,基底附加壓力的計算。記住中心荷載作用下和偏心荷載作用下基底壓力及基底附加壓力的計算公式。運用角點法計算地基中附加應力。要求建立地基彈性體內應力擴散概念、掌握幾種典型規則的分布荷載下附加應力計算、會利用學過知識求不規則荷載作用下的附加應力;要求記住幾個主要公式、條形均布荷載下應力分布規律、非均質和各向異性地基對附加應力有何影響。
用固結法試驗測定土的壓縮性指標,按分層總和法和《規范》(《建筑地基基礎設計規范〈GBJT—89〉》,簡稱《規范》,下同)法計算最終沉降量。重點要理解地基計算的基本原理,掌握估算基礎沉降的分層總和法、《規范》推薦法和彈性力學公式,學會地基最終沉降量的計算方法。
能夠正確使用教材的圖表、計算附加應力。了解地基中附加應力分布規律和載荷試驗確定變形模量的方法。
了解飽和土在固結過程中的骨架和孔隙水對壓力的分擔作用及變形和時間的關系。
了解土的壓縮性和壓縮試驗。掌握壓縮試驗及有關指標的測定,四個壓縮特性指標(壓縮系數、壓縮指數、壓縮模量、變形模量)的關系,土的應力歷史對壓縮性的影響。重點掌握飽和土體單向滲透固結方程是根據什么條件建立的,固結方程的推導步驟、適用條件,固結度的計算方法和固結系數的確定方法。
了解沉降與時間關系的基本概念。利用沉降觀測資料推算后期沉降量。
二、難點:
矩形和條形荷載面積下的附加應力計算。土的壓縮性及其指標的確定。最終沉降量的計算。
地基中附加應力分布規律和載荷試驗確定變形模量的方法。
飽和土在固結過程中的骨架和孔隙水對壓力的分擔作用及變形和時間的關系。
沉降與時間關系的基本概念。利用沉降觀測資料推算后期沉降量。
第4章土的抗剪強度
一、重點:
抗剪強度定律。土的極限平衡條件、抗剪強度指標的測定和取值方法。
要求理解土的`抗剪強度的含義,認清其機理,掌握影響土的抗剪強度的因素。
正確理解土的抗剪強度定律和極限平衡條件。要求掌握土的極限平衡條件表達式和摩爾--庫侖強度理論的內容。
掌握用直剪儀和三軸儀測定土抗剪強度指標的方法。要求掌握各個試驗的原理和測定的指標。正確理解排水條件對確定飽和粘性土抗剪強度的影響。
了解孔隙壓力系數。應力路徑。無粘性土的抗剪強度。
二、難點:
抗剪強度指標的測定和取值方法。
直剪儀和三軸儀測定土抗剪強度指標的方法。排水條件對確定飽和粘性土抗剪強度的影響。
孔隙壓力系數。應力路徑。無粘性土的抗剪強度。
第5章土壓力及地基承載力
一、重點:
朗肯土壓力理論和庫侖土壓力理論。確定地基承載力的方法。擋土墻設計。
正確理解三種土壓力的概念,并應掌握靜止土壓力、主動土壓力的計算方法(包括規范的方法)。了解影響土壓力的因素。會設計重力式擋土墻,對其它類型擋土墻中只作一般了解。了解土坡穩定的條分法。要求掌握圓弧法進行土坡穩定分析及幾種特殊條件下土坡穩定分析計算。
明確地基臨塑載荷、臨界載荷和極限載荷的意義及應用,對其計算公式推導過程只作一般了解。熟練掌握用《規范》確定地基承載力的方法和步驟。
二、難點:
朗肯土壓力理論和庫侖土壓力理論。確定地基承載力的方法。擋土墻設計。
第6章地基勘察
了解工程地質勘察的目的和內容。勘察方法。勘察報告的內容、閱讀和使用。
學會閱讀、使用工程地質勘察報告。
第7章淺基礎的設計
一、重點:
常用的剛性基礎、擴展基礎的設計方法。
理解地基、基礎與上部結構相互作用的概念。掌握淺基礎的類型及適用條件;基礎埋置深度的選擇;地基承載力設計值;基礎底面尺寸的確定;軟弱下臥層地基承載力的驗算方法。
掌握剛性基礎剖面尺寸確定及擴展基礎的配筋計算。
二、難點:
地基、基礎與上部結構相互作用的概念。
地基承載力設計值;基礎底面尺寸的確定;軟弱下臥層地基承載力的驗算方法。
第8章樁基礎
一、重點:
單樁豎向承載力的確定和樁基礎的設計。
掌握確定單樁豎向承載力的方法。掌握樁基礎的設計步驟和方法。對深基礎的幾種型式和基坑護坡只作一般了解。
二、難點:
單樁豎向承載力的確定和樁基礎的設計。單樁水平承載力的概念。
第9章軟弱土地基處理
一、重點:
軟弱地基的特性。軟弱地基處理方法簡介。
二、難點:
碾壓夯實。換土墊層。排水固結法。擠密法和振沖法。高壓噴射注漿法和深層攪拌法。
土力學的難點分析
地基的沉降歷時規律——太沙基一維固結理論
地基飽和土的太沙基一維固結理論,是課程的難點之一,但也是必須掌握的基本內容。一維固結方程的建立采用了土的壓縮規律、土中水的滲透規律以及飽和土的水——彈簧模型(有效應力與孔隙水壓力的分擔轉換)。方程的建立運用了高等數學偏微分方程的手段,而方程求解則采用了數理方程的方法。求出的孔隙水壓力與時間和深度的函數,應用于固結度的概念,通過積分得到了固結度的表達式。上述過程簡單可歸納為:
一維固結方程建立、數理方程求解u(z,t)、推導固結度表達式U(a,Tv)的計算方法及應用,對于數理方程解答,則可以簡單了解其前因后果的過程即可。因此,熟練掌握和理解固結度的概念,在公式已知條件下,靈活應用U(a,Tv)是學習飽和土一維固結理論的核心。
U(a,Tv)為飽和粘性土層的平均固結度,是a和時間因素Tv的函數。這一函數的表達一般采用:
①圖或表的形式描述
②U(a,t)=f(a,Tv)的顯式表達式;
而上述的函數,無論是實際問題,還是試題,一般均為已知條件,學習的重點是靈活應用,而勿需死記硬背公式,這一點是十分重要。而固結的問題無外乎是:
①已知時間t,求解相應固結度Ut及固結沉降S t;
②已知固結度Ut(或固結沉降St),求解達到該值所需時間t。
因此,對上述有了全面理解之后,再來學習一維固結理論,則是一個查表或查圖式按計算器的問題了,當然理解固結系數cv和時間因素Tv及掌握其相應表達式仍是十分重要的。
地基極限承載力的理論計算
地基的極限承載力的理論計算是地基承載力確定的主要方法之一,其理論推導中彈性力學知識要求較高,推導過程亦較復雜。學生在學習中,特別是自學時往往無從下手。地基極限承載力的理論推導有兩種類型,一是完全的極限平衡理論公式,二是半經驗的極限平衡理論——太沙基公式,根據目前國家強調“通材”教育的基本點出發,分清理論解答的屬性是很重要的,各類極限平衡理論得到的解答均可簡單地歸納為:
Pu=γ.b.Nγ+q.Nq+c.Nc (1)
上式中,c.Nc是極限承載力理論解的基礎項,是地基土強度產生的承載力;q.Nq是在基本項基礎上考慮了基礎底面兩側超載q的承載力提高,超載q最一般的即為基礎埋深內土的自重應力,即q=D,又稱為基礎埋深的承載力提高;γ.b.Nγ是在基本項的基礎上考慮地基重度的承載力提高,外在表現為基礎寬度b對承載力的提高。準確理解表達式(1)的各項的含義及概念是十分重要的,而分項系數Nγ、Nq、Nc則不同公式有不同的表達式,但它們均是地基土內摩角的函數,解決問題時均作為已知條件,不必硬記。
極限承載力理論計算的應用也較簡單,一般用作淺基礎的地基承載力驗算,但值得一提的是r.bNr項的承載力提高是以基礎沉降變形為代價的,其使用應有限度。而另一重要的參數,安全系數K的選擇,在試題中一般均為已知條件,而在解決實際問題時應慎重選擇。
基礎工程學的學習要點
基礎工程學的內容組成結構是一種相對獨立的并列結構,如前所述,基礎工程學的理論基礎之一是土力學,除此之外,還有結構設計原理,工程力學等。例如淺基礎中包括了地基承載力驗算及沉降分析,這與土力學直接相關;而淺基礎的結構設計,則與結構設計原理密切相關。在《土力學與地基基礎》課程的教學中,重點是與土力學相關的內容,如上述淺基礎內容中,淺基礎的承載力驗算和沉降分析是本課的核心內容。
因此,在基礎工程的學習中,應特別重視與土力學相關內容,換言之,基礎結構設計部分,嚴格意義上應屬于結構設計原理的范疇,而不是《土力學與地基基礎》的主要教學內容,這一點在“教”與“學”的過程同樣應區分清楚。
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