注册岩土工程师考试重点知识点总结.docx
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注册岩土工程师考试重点知识点总结
完整井:
当井底钻到不透水层时
(1)K=1
12122
0.732lg
(2)()rQ
HSSSSr---
Q为抽水流量
1S,2S分别为两个观测井水位降深
(2)K=222
12
ln()r
rQ
hhπ⨯-,
Q为抽水流量;
12,hh为水位高度
(3)完整井dupuit公式Q=
(2)1.366lgHSS
KRr
-⨯
R为影响半径r为抽水井半径S为抽水井水位降深
非完整井:
当未钻到不透水层时非完整井土层渗透系数k
K=()20ln()
101.81(0.3)sinR
qrhHhhHHπ'⎡⎤⎛⎫
⎡⎤'--++⎪⎢⎥⎣⎦⎝⎭⎣⎦
q为抽水量R为影响半径r为钻井半径
H为不受降水影响自然水位面到不透水层的距离
h'为非完整井井底到不透水层高度
0h为抽水井水位深
流量公式q=kiA
水力梯度i=水头差/两水头之间距离
土的临界水力梯度cri与土的物理特征指标ds与n(或e)渗流力J=i*wr,临界渗透力J=cri*wr
多层土求土层的渗透系数平均值:
竖直渗透系数平均值
1vn
iii
HKHK==
∑
水平渗透系数平均值:
1
1n
hi
i
iKKHH
==
∑
土变形计算
1211ii
iii
eeshe-∆=
+
1211
11n
n
ii
iiiii
eesshe==-=∆=+∑∑
2111()1n
i
iiiii
aspphe==-+∑1n
zi
iisi
shE==∑
公式中zi为第i层土的附加应力
流土,管涌判别
流土:
1
4
(1)cPn≥
-
管涌:
1
4
(1)
cPn<
-
cP为细颗粒含量%
n为孔隙率%
常用抽水公式
2
4
先期固结压力对沉降的影响:
超固结土(ip∆为压缩试验施加的附加应力)
当ip∆<1ciipp-时
11lg1n
iciieiiQiih
psep=⎛⎫∆=⎪+⎝⎭
∑
当ip∆>1ciipp-时
111lglg1n
i
ciiiieici
iQi
icihpppsCCepp=⎡⎤⎛⎫⎛⎫+∆∆=+⎢⎥⎪⎪+⎝⎭⎝⎭⎣⎦∑
欠固结土
11lg1ni
iiiciiQici
hppsep=⎛⎫
+∆∆=
⎪+⎝⎭
∑十字板剪切试验公式223fM
DDHτπ=
⎛⎫
+⎪
⎝
⎭软土用十字板剪切仪抗剪强度:
()uygcKCRR=⨯⨯-;
K为板头系数,C为钢环系数
灵敏度:
()⎪
⎭
⎫⎝⎛'-'⨯⨯-⨯⨯==
gYgYuu
tRRCKRRCKccS取土器计算:
面积比2
2
2
wee
DDD-颗粒分析:
不均匀系数60
10
udCd=曲率系数2306010
c
dCdd=当uC≥5,cC在1~3之间时,为级配良好的砾土
试验数据的统计分析:
平均值标准差变异系数修正系数
裘布依方程:
L
hhkq22
2
21-⨯=
抽水工程各点水位降深
()⎥⎦
⎤
⎢⎣⎡--=3212lg1lg73
.0rrrnRkQHsr为该点到各抽水口的距离。
e
H
eH+=
+1100压缩前后土粒体积近似不变2
11
1-+=
aeEs压缩模量公式
5
《岩土工程勘察规范》
场地类别是根据场地覆盖层厚度和场地土刚度等因素,按有关规定对建设场地所做的分类。
用以反映不同场地条件对基岩地震震动的综合放大效应。
荷载分项系数
对由永久荷载效应控制的组合,取Gγ=1.35。
当验算倾覆、滑移或漂浮时,取Gγ=0.9;三轴试验:
剪切强度包线和摩尔应力圆
()()∂-++=
2cos2121
3131σσσσσ()∂-=2sin2
1
31σστ
∂为剪切破坏面与大主应力作用面的夹角。
2
45ϕ
+
=∂,ϕ为土的内摩擦角。
相关公式:
⎪⎭⎫
⎝
⎛+∙+⎪⎭⎫
⎝
⎛+=245tan2245tan231ϕϕσσc⎪⎭⎫⎝
⎛-∙-⎪⎭⎫
⎝
⎛-
=245tan2245tan213ϕϕσσc荷载效应组合
★按地基承载力确定基础面积,基础埋深,按单桩承载力来确定桩的数量时,传至基础或承台底面上的荷载效应按正常使用极限状态下荷载效应的标准组合
(QikcikQcGkkSSSSψψ++=11)。
★计算地基变形时,传至基础底面上的荷载效应按正常使用极限状态下荷载效应的准永久组合
QikqikQqGkkSSSSψψ++=11
★确定基础或桩台高度,支挡结构截面,计算基础和支挡结构内力,以及确定配筋和验算材料强度时,上部传来的荷载效应和相应的基地反力,按承载力极限状态下荷载效应的基本组合
QikqikQqGkGkSSSSγγγ++=11
Gγ通常取1.35
砂土液化判别
()()[c
wscrddNNρ3
21.031.010---+=
0N为判别液化击数基准值,对应烈度:
7,8,9度,考虑近震采用6,10,16(击数取值),考虑远震采用8,12(远震无9度)sd为标贯深度,wd为水位深度,cρ为土的粘粒含量百分数,小于3时取3
土的物理性质(三相比例)指
土的分类中一些细节:
1.碎石土中,漂石块石粒径大于200mm含量大于50%,卵石碎石粒径大于20mm含量大于50%,圆砾角砾粒径大于2mm含量大于50%。
2.砂土(粒径大于2mm含量不大于50%且粒径大于0.075mm含量大于50%的土)砂土中细分为:
砾砂(粒径大于2mm含量占全重25%~50%)粗砂(粒径大于0.5mm含量超过全重50%)中砂(粒径大于0.25mm含量超过全重50%)细砂(粒径大于0.075mm含量超过全重85%粉砂(粒径大于0.075mm含量超过全重50%)3.粉土和粘性土(粒径小于0.075mm含量大于50%的土)Ip小于等于10的土为粉土
Ip在10~17或等于17之间的为粉质粘土Ip大于17的土为粘土
土的密实程度或坚硬程度:
碎石土用动探击数划分:
松散55.63≤N;稍密1055.63≤
砂土用标贯击数划分:
松散10≤N;稍密1510≤
粉土用孔隙比划分:
稍密9.0>e;中密9.075.0≤≤e;密实75.0 粉土的湿度分类: 稍湿20 粘性土用液性指数划分: 坚硬0≤L I;硬塑25.00≤
土的压缩系数21-a划分低,中,高压缩土:
低压缩性土12
11.0-- 215.0--≥MPaa 基底压力 轴心荷载作用: dA FAGFpGK KKkγ+=+= (其中AdGGKγ=,Gγ一般取20KN/m3) 偏心荷载作用: ⎪⎭⎫ ⎝ ⎛±+=±+= lelb GFWMAGFpK KKKKk61()KKKGFeM+= 当6/be>时应力重新分布, ()la GFpKKk32max+= 其中eb a-=2 用地基承载力特征值及上部荷载情况,确定基础面积轴心荷载有akfp≤ ( kp相应于荷载效应标准组合时基底平均压力值) 偏心荷载作用时不仅满足 akfp≤,还应满足akfp2.1max≤ 关于地基承载力的修正: 用剪切强度指标按规范方法计算得到的地基承载力不需要修正。 用原位测试,荷载试验及其他经验方法得到的地基承载力特征值尚需宽深修正: ()()5.03-+-+=dbffmdbakaγηγη bη基础宽度修正系数,按土的类别查表得;dη基础深度修正系数,按土的类别查表得; γ 地基底面下的土的重度 mγ地基底面以上的土加权平均重度,水位下取浮重度 基底面积的确定轴心荷载作用下 aK KfA GF≤+,就是dfFAGaK γ-≥ 或者d fFbGaKγ-≥; 一般取2~1/=bl, 确定基础尺寸后,把按所得尺寸对af进行修正验算该地基承载力是否满足akfp≤。 偏心荷载作用下 先不考虑偏心作用,用轴心荷载的方法,计算出基底面积,按偏心程度预估将基底面积扩大10%~40%,再取2~1/=bl,最后计算基底平均压力和基底最大压力是否满足akfp≤及akfp2.1max≤◆⎪⎭⎫ ⎝ ⎛±+=±+= lelbGFWMAGFpKKKKKk61可知: l e AGFAGFpKKKKk6∙+±+= 由()KKKGFeM+=得 b lMlbGFpk KKk2 6±+= 浅基础软弱下卧层地基承载力验算: azczzfpp≤+ 当3/21≥ssEE时,计算基底下卧层顶面附加应力: 矩形基础,() θθtan2tan2zlzbpplbpckz++-= 条形基础,() θtan2zbppbpckz+-= θ为应力扩散角,根据压缩模量比与z/b查表得。 地基基础稳定性验算: 地基表层滑动稳定安全系数Ks,用基础底面与土之间的摩阻力的合力与作用于基底的水平力的合力之比来 表示: ∑= i i SHFKμ,μ为基底摩擦系数查表得(p699) 地基深层整体滑动稳定性验算 (作用于最危险的滑动面上诸力对滑动中心所产生的抗力距与滑动力矩的比值) 2.1≥=S R SMK 稳定边坡上建筑物稳定性: 当垂直于坡顶边缘线的基础底边边长小于或等于3m时,基础底面外边缘线至 坡顶的水平距离应符合下列要求,且不得小于2.5m条形基础,β tan5.3d ba- ≥矩形基础,β tan5.2d ba- ≥;d为基础埋深,β为边坡的坡角。 ◆刚性扩展基础设计: 刚性材料要满足刚性材料的刚性角(允许的宽高比)只规定: αtan宽高比,有αtan20 bbh-≥ ◆钢筋混凝土扩展基础设计(基础底板高度,基础底板配筋) 钢筋混凝土条形基础: 条基地基净反力: 2min min6b MbFpj±= (偏心矩方向在条基宽度方向,取长度为1)地基净反力: 是扣除了基础自身重力后的基地压力 基础底板的高度要满足净反力对材料的剪力作用要求而不被破坏。 剪切力最大的截面在基础底板悬臂根部有公式: 1lbpVj= 07.0lhfVt≤,tf为混凝土轴心抗拉强度。 基础底板配筋: 弯矩计算: 在1-1截面: 2121lbpMj= I或条基()21max26 1 appMjj+=I,条基墙体材料为混凝土则11ba=,墙体材料为砖墙且放角不大于1/4砖长时取砖长1/411+=ba受力钢筋面积: 0 9.0hfMAysI = 钢混柱下独立扩展基础: 竖向轴心荷载作用;07.0hafFuthplβ≤,有()00022hblau++= ljlApF=,lA为冲切锥面以外范围的基底面积 对矩形截面柱的矩形基础,应验算柱与基础交接处以及基础变阶处的受冲切承载力偏心荷载作用: 与轴心作用不同点在于,存在冲切破坏锥体最不利的一侧。 0m7.0hafFthplβ≤ ljlApFmax=,相应的lA也发生改变,值考虑冲切锥体最不利的一侧以外范围的基底面积。 基础底板配筋(基础底板的配筋,应按抗击弯计算确定), 柱下独立扩展基础为长宽两方向受力钢筋配置。 MⅠ=1/12a21[(2l+a')(pmax+p-2G/A)+(pmax-p)l]MⅡ=1/48(l-a')2(2b+b')(pmax+pmin-2G/A)故得基础底板受力钢筋面积: 09.0hfMAysII≥ dhfMAys-=II II09.0 钢筋混凝土扩展基础构造要求: 锥形基础的边缘高度,不宜小于200mm;阶梯形基础的每阶高度宜为300~500mm。 垫层的厚度不宜小于70mm;垫层混凝土等级应为c10. 扩展基础底板受力钢板的最小直径不宜小于10mm,间距不宜大于200mm,也不宜小于100mm 墙下钢筋混凝土条形基础纵向分布钢筋的直径不小于8mm;间距不大于300mm;每平方米分布钢筋的面积不小于受力钢筋面积的1/10,当有垫层时钢筋保护层的厚度不宜小于40mm,无垫层时不小于70mm。 混凝土强度等级不应低于c20。 柱下钢筋混凝土独立基础的边长和墙下钢筋混凝土条形基础的宽度大于或等于2.5m时,板底受力钢筋的长度可以去边长或宽度的0.9倍,并宜交错布置。 钢筋混凝土条形基础底板在T形及十字形交接处,底板横向受力钢筋仅沿一个主要受力方向通长布置,另一方向的横向受力钢筋可布置到主要受力方向底板宽度1/4处;在拐角处底板横向受力钢筋应沿两个方向布置。 建筑地基基础设计规范对承载力的规定按土的剪切强度指标计算地基承载力 kcmdbacMdMbMf++=γγ cdbMMM,,根据地基土的内摩擦角查表得;γ为基底土重度 mγ基底以上土的重度,若在水位线下取有效重度。 地基承载力特征值深宽修正 ()()5.03-+-+=dbffmdbakaγηγη dbηη,根据土的性质查表得; 求地基沉降时用的附加应力系数(或平均附加应力系数)只与基础尺寸和层面深度z有关(角点法)? 验算软弱下卧层时,软弱下卧层顶面的附加应力(即基底附加应力扩散到软弱下卧层顶面产生的附加应力)不只与基础尺寸,下卧层埋深有关,还与持力层和下卧层的压缩模量(即应力扩散角)有关? 为什么呢 桩长对荷载传递也有很重要的影响: 当桩长较大L/d>25时,因桩身压缩变形大,桩端反力尚未发挥,桩顶位移已经超过所要求的范围,此时传递到桩端的荷载还很小,因此,很长的桩实际上总是摩擦桩,用扩大桩端直径来提高承载力也是无用的,只能通过减小长径比,即扩大桩身直径,来提高桩端阻力。 单桩破坏模式: 屈曲破坏,由于桩身周边不能提供足够的侧向弯曲阻力,桩身在受到桩顶荷载时,向侧向绕曲破坏,屈曲破坏单桩承载力主 要取决于桩身自身强度(或取决于桩身材料强度) 整体剪切破坏,桩有足够的自身强度,桩长较短,穿过强度低的土,达到强度较大的土层,在桩端形成滑动土锲的,主要是端阻力承受荷载,而桩端下土出现滑动破坏,主要由桩端地基土强度控制的 刺入破坏,桩长较长,且荷载主要由摩擦阻力承受。 摩擦型桩,或桩端入土较深时,桩的破坏模式就是刺入破坏,主要由沉降变形控制的 单桩承载力 静载试验确定单桩承载力(q-s,s-lgt,相对变形标准,)原位试验确定单桩承载力单桥静探双桥静探 经验方法确定单桩承载力经验方法确定大直径单桩承载力管桩,嵌岩桩,后灌注桩单桩承载力的统计 建筑桩基技术规范——单桩承载力 单桩极限状态: 承载能力极限状态和正常使用极限状态 承载能力极限状态: 1.桩基达到最大承载力(急进破坏和渐进破坏)2.桩基发生不适合继续承载的变形 3.桩基发生整体失稳,主要位于岸边,斜坡的桩基,浅埋桩基存在软弱下卧层的基桩。 正常使用极限状态: 对应于建筑正常使用所规定的变形限值或达到耐久性要求的某项限值 (1,桩基的变形,2,桩身和承台的耐久性) 单桩竖向极限承载力确定: 1,根据沉降随荷载的变化特征确定极限承载力: 对于陡降型Q-s曲线,取该曲线发生明显陡降的起点。 2,根据沉降量确定极限承载力: 对于缓变型Q-s曲线一般可取s=40~60mm对应的荷载,对于大直径桩可 取s=0.03D~0.06D(D为桩端直径,大桩径取低值,小桩径取高值)所对应的荷载值;对细长桩(L/d>80)可取s=60~80mm对应的荷载。 3,根据沉降随时间的变化特征确定极限承载力,取s-lgt曲线尾部出现明显下弯的前一级荷载值。 单桩竖向极限承载力标准值确定: (实测承载力数据统计) 实测值: uiQ,平均值: ∑==n iuium QnQ1 1um ui iQQ= α标准差: () 1 12 1 --= ∑=nSn ii nα 当15.0≤nS时,umukQQ= 当15.0>nS时,umukQQλ=,λ为折减系数。 《建筑桩基技术规范JGJ94-2008》 规定: 设计等级为甲级,应通过单桩静载试验确定单桩承载力 乙级,当地质条件简单时,可参照地质条件相同的试桩资料,结合静探和经验参数综合确定,其余的应通过单桩静载试验确定。 丙级,可根据静探等原位测试和经验参数确定。 单桥: pski sikpkskukAplq u QQQα+=+=∑ α为桩端阻力修正系数,由桩长L查表得; 1skp为桩端全截面以上8倍桩径范围内的比贯入阻力平均值;2skp为桩端全截面以下4倍桩径范围内的比贯入阻力平均值; 当21skskpp≤时()212 1 skskskppp∙+= β;当21skskpp>时,2skskpp=; β为折减系数,有12/skskpp比值查表得;sikq由sksikpq-曲线关系式确定; 双桥: pciisi pkskukAqlf u QQQ∙∙+∙∙=+=∑αβ sif第i层土的探头平均侧阻力; cq为取桩端平面以上4d范围内探头阻力的土层厚度加权平均值与桩端平面下1d范围内探头阻力的平 均值 α1/2.iβ为第i层土桩侧阻力综合修正系数,粘性土粉土为()55.004.10-=siifβ, 砂土() 45 .005.5-sif 经验系数法: pski sikpkskukAplq u QQQ+=+=∑ sikq为第i层土的极限侧阻力标准值,可查表得;skp为极限端阻力标准值,可查表得, 按照土的物理性质和桩的类型查表得桩的极限侧阻力标准值和极限端阻力标准值。 大直径桩经验参数法: pskpisiksi pkskukAplqu QQQψψ +=+=∑ 对于扩底桩,桩变截面以上2d长度范围不计侧阻力; siψpψ为大直径桩侧阻力,端阻力尺寸效应系数, 钢管桩(根据经验参数关系确定钢管桩单桩竖向极限承载力标准值) pskpisikpkskukAplquQQQλ+=+=∑ pλ为桩端土塞效应系数 当5/ 当5/≥dhb时,8.0=pλ(bh为桩端进入持力层深度,d为钢管桩外径,对于带隔板的钢管桩用ndde/=代替d,n为隔板分隔数。 )混凝土空心桩()plpjskisikpkskukAAplq u QQQλ++=+=∑ jA为空心桩端净面积;管桩() 212 4 ddAj-=π 空心方桩2124 dbAjπ - = plA为空心桩敞口面积214 dAplπ = 嵌岩桩: rkskukQQQ+= isiksklquQ∑=prkrrkAfQξ= rξ为桩嵌岩段侧阻和端阻的综合系数,与嵌岩深径比,岩石软硬程度和成桩工艺有关,查表得; 后注浆灌注桩: 单桩竖向极限承载力应通过静载试验确定 液化效应对单桩竖向承载力的影响: 在计算液化土层的桩极限侧阻力时应乘以土层液化影响折减系数。 桩基的认识! 桩长的参考标准: 决定桩长应该根据土层的竖向分布特征,选择地基土持力层(摩擦持力层和桩端持力层)一些规定: 1.一般选择较硬土层作为桩端持力层,桩全断面进入持力层深度: 粘性土不小于2d,砂土不小于1.5d,碎石类(包括强风化岩)土不小于1d; 2.当存在软弱下卧层时,桩端下硬土层厚度不小于4d; 3.当硬土层较厚,且施工许可时,桩的全断面进入持力层深度宜达到桩端阻力的临界深度(即再深,桩端阻力也不增加了)。 临界深度: 砂与碎石类土的临界深度为3~10d,随密度提高而增大,粉土和粘性土的临 界深度为2~6d随土的空隙比减小而增大。 4.岩溶地区灌注桩基,岩面平整且上覆层较厚时,嵌入微风化或中风化岩体的深度宜为2d或不小于0.2m;嵌岩灌注桩周边嵌入完整或较完整的未风化,微风化中风化硬质岩体的最小深度不小于0.5m。 5.承受水平荷载的桩,其入土长度应大于有效桩长,即对水平荷载发挥有效抗力的长度桩径的参考标准: 首先考虑各种成桩的最小直径要求 打入预制桩不小于25cm;干作业钻孔桩不小于30cm;泥浆护壁钻孔桩冲孔桩不小于50cm;人工挖孔桩不小于80cm。 要考虑桩身强度来确定桩截面 桩长径比的参考标准: 根据施工因素适当考虑桩身失稳,来确定桩长径比。 对于摩擦桩或端承摩擦桩,桩身压力由桩侧摩阻力传递到桩周土中,轴向压力是随深度减小的,事实上不存在桩身压屈失稳的问题;而对于端承桩或摩擦端承桩,桩端持力层强度低于
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