土力学是研究土的力学行为和特性的学科。本书围绕这一核心思想,立足于经典土力学的内容,并吸收部分现代土力学的发展成果,较系统地介绍了土的基本行为特性、土力学的基本原理和分析计算方法。在编写过程中,力求体系清晰、内容连贯、概念准确、表述精练。与现有教材相比,本书具有如下特点: (1) 突出了有效应力原理在土力学学科中的地位。第2章从应力的定义出发,给出了有效应力原理的推导过程;第3~5章强调土的行为特性与有效应力的关系,并利用有效应 ... 内容简介: 本书立足于经典土力学的内容,并吸收部分现代土力学的发展成果,系统地介绍了土的基本行为特性、土力学的基本原理和分析计算方法。本书共分9章,主要内容包括土的物理性质及分类、土中应力、土的渗透性与渗流、土的一维压缩与固结、土的剪切性状和抗剪强度、土的临界状态和本构模型、土压力理论、边坡稳定分析、地基承载力和非饱和土基本特性等,每章均附有思考题和习题,附录提供习题参考答案,并为任课教师免费提供电子课件。 摘要: 第3章 土的渗透性与渗流(Permeability and Flow of Water through Soil) 3.1概述(Introduction) 土的骨架由土颗粒组成,颗粒之间的孔隙是相互连通的。在饱和土中,水充满整个孔隙,当不同位置的自由水存在能量差时,水将从能量高的位置向能量低的位置流动,如图3.1所示。水在土体孔隙中流动的现象称为渗流; 土能够被水等流体通过的性质称为土的渗透性。土中水的渗流在层流条件下满足达西定律,而土的渗透性大小和土的粒径、级配、矿物成分等众多因素有关。由渗流作用产生的孔隙水对土骨架的作用力称为渗透力,渗透力会引起土体应力状态的改变,从而导致土的强度和变形特性的变化。 图3.1土的渗透特性图 图3.2基坑降水示意图 在实际工程中,与渗流有关的问题非常普遍,这些问题主要可以分成两类: ①渗流量问题。如基坑(图3.2)、隧道等工程开挖过程中的降水、排水,土坝由于渗透造成水量损失等。②渗透破坏问题。渗透过程中当渗透力过大时,土颗粒间可能发生相对运动甚至土体的整体移动,使土体产生变形甚至破坏,造成边坡、堤坝或基坑的失稳破坏。因此,掌握水在土中的渗透规律具有重要的现实意义。 本章主要介绍土的渗透性和渗透规律、渗透力和渗透破坏以及二维渗流和流网等方面的内容。 3.2土的渗透规律(Law for Flow of Water through Soil) 3.2.1水头与水力梯度(Head and Hydraulic Gradient) 水头指单位重量的水具有的机械能,其由三部分组成: 位置水头(用符号hz表示)、压力水头(用符号hp表示)和速度水头(用符号hv表示)。位置水头为水到基准面的竖直距离(hz=z),代表单位质量的水从基准面算起所具有的位置势能; 压力水头为水压力所能引起的自由水面的升高(hp=u/γw,u为水压力),表示单位质量的水所具有的压力势能; 速度水头表示单位质量的水所具有的动能(hv=v2/2g)。三者之和称为总水头,用符号h表示: h=hz+hp+hv=z+uγw+v22g &n ... 目录: 绪论(Introduction)
第1章土的物理性质及分类(Physical Properties of Soil and Soil Classification) 1.1概述(Introduction)
1.2土的形成(Soil Formation)
1.2.1风化作用(Weathering)
1.2.2搬运与沉积(Transportation and Sedimentation)
1.3土的组成(Composition of Soil)
1.3.1固体颗粒(Solid Particle)
1.3.2土中水(Water in Soil)
1.3.3土中气(Air in Soil)
1.4土的结构与构造(Soil Fabric and Soil Structure)
1.4.1土的结构(Soil Fabric)
1.4.2土的构造(Soil Structure)
1.5土的物理性质指标(Physical Property Indexes of Soil)
1.5.1基本指标(Basic Indexes)
1.5.2换算指标(Converted Indexes)
1.5.3指标之间的换算(Relationships between Indexes)
1.6土的物理状态指标(Physical State Indexes of Soil)
1.6.1无黏性土的相对密度(Relative Density of Cohesionless Soil)
1.6.2黏性土的界限含水量及状态指标(Boundary Water Contents and State Indexes of Cohesive Soil)
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