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土力学复习资料(整理)知识讲解

土力学复习资料

第一章绪论

1.土力学的概念是什么？土力学是工程力学的一个分支，利用力学的一般原理及土工试验，研究土体的应力变形、强度、渗流和长期稳定性、物理性质的一门学科。

2.土力学里的"两个理论，一个原理"是什么？强度理论、变形理论和有效应力原理

3.土力学中的基本物理性质有哪四个？应力、变形、强度、渗流。

4. 什么是地基和基础？它们的分类是什么？

地基:支撑基础的土体或岩体。分类:天然地基、人工地基基础:结构的各种作用传递到地基上的结构组成部分。根据基础埋深分为:深基础、浅基础

5.★地基与基础设计必须满足的三个条件★

①作用于地基上的荷载效应（基底压应力）不得超过地基容许承载力特征值，挡土墙、边坡以及地基基础保证具有足够防止失稳破坏的安全储备。即满足土地稳定性、承载力要求。

②基础沉降不得超过地基变形容许值。即满足变形要求。

③基础要有足够的强度、刚度、耐久性。

6.若地基软弱、承载力不满足设计要求如何处理？需对地基进行基础加固处理，例如采用换土垫层、深层密实、排水固结、化学加固、加筋土技术等方法进行处理，称为人工地基。

7.深基础和浅基础的区别？

通常把埋置深度不大(3~5m)，只需经过挖槽、排水等普通施工程序就可以建造起来的基础称为浅基础;反之，若浅层土质不良，须把基础埋置于深处的好地层时，就得借助于特殊的施工方法，建造各种类型的深基础(如桩基、墩基、沉井和地下连续墙等。)

8.为什么基础工程在土木工程中具有很重要的作用？

地基与基础是建筑物的根本，统称为基础工程，其勘察、设计、施工质量的好坏直接影响到建筑物的安危、经济和正常使用。基础工程的特点主要有:①由于基础工程是在地下或水下进行，施工难度大②在一般高层建筑中，占总造价25％，占工期25％~30％③隐蔽工程，一旦出事，损失巨大且补救困难，因此基础工程在土木工程中具有十分重要的作用。

第二章土的性质与工程分类

1.土:连续、坚固的岩石在风化作用下形成的大小悬殊的颗粒，经过不同的搬运方式，在各种自然环境中生成的沉积物。

2.三相体系:固相（固体颗粒）、液相（土中水）、气相（气体）三部分组成。

3.固相:土的固体颗粒，构成土的骨架，其大小形状、矿物成分及组成情况是决定土物理性质的重要因素。

土的矿物成分:土的固体颗粒物质分为无机矿物颗粒和有机质。

颗粒矿物成分有两大类:原生矿物、次生矿物。

原生矿物:岩浆在冷凝过程中形成的矿物，如石英、长石、云母。

次生矿物:原生矿物经化学风化作用的新的矿物，如黏土矿物。

黏土矿物的主要类型:蒙脱石、伊利石、高岭石（吸水能力逐渐变小）

土的粒组:粒度:土粒的大小。粒组:大小、性质相近的土粒合并为一组。画图:

<——0.05——0.075——2——60——200——>粒径(mm)

粘粒粉粒| 砂粒圆砾| 碎石块石

细粒| 粗粒| 巨粒

土的颗粒级配：土中所含各颗粒的相对含量，以及土粒总重的百分数表示。△

颗粒级配表示方法: 曲线纵坐标表示小于某土粒的累计百分比，横坐标则是用对数值表示的土的粒径。曲线平缓则表示粒径大小相差很大，颗粒不均匀，级配良好；反之，则颗粒均匀，级配不良。*书本P7 表2.2和图2.5 判断土质的好坏。

反映土颗粒级配的不均匀程度的指标:不均匀系数Cu和曲率系数Cc，用来定量说明天然土颗粒的组成情况。公式:

Cu= d60/d10 Cc= (d30)2 /d60×d10

d60——小于某粒径的土粒质量占土总质量60％的粒径，称限定粒径;

d10——小于某粒径的土粒质量占土总质量10％的粒径，称有效粒径;

d30——小于某粒径的土粒质量占土总质量30％的粒径，称中值粒径。

级配是否良好的判断:①级配连续的土:Cu>5，级配良好;Cu<5级配不良。②级配不连续的土，级配曲线呈台阶状，同时满足Cu>5和Cc=1~3两个条件时，才为级配良好。反之则级配不良。

颗粒分析实验:确定各个粒组相对含量的方法。

筛分法:（粒径大于0.075mm的粗粒土）

水分法: （沉降分析法、密度计法）（粒径小于0.075mm的细粒土）

4.液相:土中水按存在形态分为液态水、固态水、气态水。

土中液态水分为结合水和自由水两大类。

黏土粒表面吸附水（表面带负电荷）

结合水是指受电分子吸引力作用吸附于土粒表面成薄膜状的水。分类:强结合水和弱结合水。自由水是指存在于土粒表面电场影响范围以外的土中水。分类:重力水和毛细水。

细粒土的可塑性的本质原因:在于结合水的能力。

工程实践中的流砂、管涌、冻胀、渗透固结、渗流时的边坡稳定等问题都与土中水的运动有关。

5.气相:土中气体存在于孔隙中未被水所占据的部位。

①自由气体:对土的性质影响不大。②封闭气体:增大土体的弹性和压缩性。

6.土的结构（内部特征）三种基本类型:

①单粒结构:是粗粒土的主要结构形式。（砂粒）（脱水）

②蜂窝结构:是粉粒的主要结构形式（居中）

③絮凝结构:是黏粒的主要结构形式。（不脱水）

7.土的构造（外部特征）:①层状结构;②分散结构;③结合状结构;④裂隙状结构

8.土的物理性质直接反映土的松密、软硬等物理状态，也间接反映土的工程性质。而土的松密和软硬程度主要取决于土的三相各自在数量上所占的比例关系。

9.★土的三相比例指标★物理状态指标（9个）计算题(10分)

三个基本试验指标:⑴土的天然密度ρ(单位g/cm3) ρ=m/v

⑵土的含水量ω=Mω/Ms×100％

⑶土粒的相对密实度ds（ds为一个数值）保留小数点后两位

ds=Ms/Vs×1/ρw1=ρs/ρw1（其中ρw1=1g/cm3或1t/m3）(比重瓶法)

六个推导指标:

⑴土的孔隙比e e=Vv/Vs ⑵土的孔隙率n n=Vv/V×100％

⑶土的饱和度Sr Sr=Vw/Vv×100％

Sr=100％→Vw=Vv→完全饱和土湿度状态划分：↓稍湿:Sr≤50

Sr=0 →Vw=0 →干土↓很湿:50≤Sr≤80

↓饱和:Sr>80

⑷土的干密度ρd ρd=ms/v

⑸土的饱和密度ρsat=(ms+Vv·ρw)/V(其中ρw=1g/cm3)

重度:土的重力密度(单位:KN/m3)

土的湿重度:γ=ρ×g(其中g=10N/kg) 干重度:γd=ρd×g

饱和重度γsat=ρsat×g 有效重度γ'=ρ'×g

大小关系:γsat>γ>γd>γ' 大小排序:ρsat>ρ>ρd>ρ'(浮密度最小)

水的重度γw=ρwg=10KN/m^3

10.判断无粘性土密实度

影响砂、卵石等无黏性土工程性质的主要因素是密实度。

判断方法:①用孔隙比e来描述。e越大表示土中孔隙大，则土质疏松。优点:简单缺点:未能考虑级配的因素。

②用相对密实度Dr描述。

Dr=emax-e/emax-emin 0——0.03———0.67———1—>Dr

松散| 中密| 密实|

③试验法。规范中采用标准贯入式试验的锤击数N来评价砂类土的密实度，是一个行之有效的方法。可将砂土分为:——10——15——30——>N(锤击数)

| 松散| 稍密| 中密| 密实|

④采用圆锥动力触探，碎石根据野外鉴别方法划分为密实、中密、稍密、松散四种状态。

11.黏性土的物理特性

可塑性：具有可塑状态的土（即黏性土）在外力的作用下，可塑成任何形状而不产生裂缝，当外力去掉后，仍可保持原形状不变。

界限含水量：黏性土从一种状态变成另一种状态的分界。（名词解释4分）

液限：由可塑状态变化到流动状态的界限含水量，用WL表示。

塑限：土由半固态变化到可塑状态的界限含水量，用Wp表示。

缩限：土由半固态不断蒸发水分，体积逐渐缩小，直到体积不再缩小时土的界限含水量，用Ws表示。图示: ——缩限Ws———塑限Wp——液限Wl——>含水量

固态| 半固态| 可塑状态| 流动状态

黏性土的界限含水量

液限的测定：我国目前采用锥式液限仪。塑限的测定：多用"搓条法"，刚好搓至3mm时产生裂缝并开始断裂。现在发展到液限、塑限联合测定法。

塑性指数Ιp=ωL-ωp (可塑状态上限与下限含水量之差。) Ιp ↑——>比表面积↑ 土的黏粒或亲水矿物↑ 可塑性↑

液性指数ΙL=(ω-ωp)/(ωL-ωp)=(ω-ωp)/lp

灵敏度St=qu/qu' 低灵敏度：(1.0＜s t≤2.0) 中等灵敏(2.0＜st≤4.0)和高灵敏度(st>4.0) 灵敏度愈高，其结构性愈强，受扰动后土的强度降低就愈明显。

12.土的渗透性：土孔隙中的自由水在重力作用下，因为水头差，土被水流过的性质。

渗透：水透过孔隙流动的现象。

13.影响土的渗透性的主要因素:

砂性土:颗粒大小、级配、密度以及土中封闭气泡。

黏性土:土的矿物成分、结合水膜厚度、土的结构构造以及土中气体。

14.土的工程分类：①直观上分成两大类：粗粒土(无黏性土)、细粒土或者黏性土(有的规范细分粉土或黏性土)②规范中把土(岩)作为建筑物地基分为六类：岩石、碎石土、砂土、粉土、黏性土、人工填土。

第3章土中应力计算

1.★自重应力(σcz)★:建筑物修建以前，地基中的土体本身的有效重量产生的力。

★附加应力(σz)★:建筑物修建以后，建筑物重量等外荷载在地基中引起的应力，所谓"附加"是指在原来的基础上增加的压力。(名词解释，4分)

2.弹性理论公式:也就是把地基土视为均匀的、各项同性的半无限弹性体。在计算地基中附

加应力之前，首先要确定作用在地理表面(即基础底面)的压力。

3.基底压力(P):基础与地基之间产生接触压力(方向向下)。

4.基底附加压力(P0):通常是由于新增的建筑物，在土中附加应力的产生的压力。

5.地基的附加应力:由于建筑物荷载引起的应力增量。

6.竖向自重应力的分布规律:①土的自重应力分布线是条折线，折点在土层交界处或地下水位处，在不透水层面处分布线有突变;③自重应力随深度增加而变大;④在同一层面自重应力各点相等。

7.根据荷载偏心矩e的大小，基底压力的分布规律:

①当e＜L/6时，由式3.6基底压力呈梯形分布。

②当e=L/6时，Pmin=0，基底压力呈三角形分布。

③当e>L/6时，Pmin<0，也即产生拉应力，由于基底与地基之间不能承受拉应力，此时产生拉应力部分的基底将与地基土局部脱开，致使基底压力重新分布。根据偏心荷载与基底反力平衡的条件，荷载合力F+G应通过三角形反力分布图的形心。

Pmax=2(F+G)/3b(l/2-e)

8.角点法计算附加应力:计算时，通过M'点下的四种情况(M'表示M点在荷载作用面上的水平投影，并表示任意深度z处)。计算时，通过M'点将荷载面积划分为若干个矩形面积，而M'点必须是划分出来的各个矩形面积的公共角点，然后再按式(3.22)计算每个矩形面积角点下同一深度z处的附加应力σz，并求代数和。这种方法称为"角点法"。

9.P60σz、σx、τx的等值线图。

10.均布矩形荷载下地基附加应力的分布规律:①附加应力σz自基底算起，随深度呈曲线衰减②σz具有一定的扩散性。它不仅分布在基底范围内，而且分布在基底荷载面积以外相当大的范围之下。③基底下任意深度水平面上的σz，在基底中轴线上最大，随距中轴线距离越远越小。P61的图3.24 对比典型分布荷载作用下σ的分布(P52图3.10)

11.★饱和土的有效应力原理★(8分)

有效应力原理:饱和土中的应力(总应力)为有效应力和孔隙水压力之和。或者说有效应力σ'等于总应力σ减去孔隙水压力u。土中的附加应力是指有效应力。

12.★地下水位的升降，对土的自重应力的影响？★讨论(4-8分)

当地下水位上升，由于浮力的存在会使土中的自重应力减小，反之，地下水位下降会使土中的自重应力增大。

★地下水位升降应注意哪些问题？★①深基坑降水②回灌③严格控制抽水量。

13.★自重应力的计算★(10-15'~20分) 14.★基底压力的计算★

15.★附加压力的计算★

第4章土的变形性质与地基沉降计算

1.压缩性:土在压力作用下体力缩小的特性。

压缩系数:是描述土体压缩性大小的物理量。曲线上任一点的切线斜率α就表示了相应压力P作用下的压缩性。α≈tanα=△e/

2.如何理解地基土被压缩？土是三相分散体系，所以可以理解为:①固体土颗粒被压缩②土中水及封闭气体被压缩③水和气体从孔隙中被挤出。(本质:土孔隙体积缩小)

3.土的固结:土体在外力作用下，压缩量随时间增长的过程。

4.压缩实验:研究土的压缩性大小及其特征的室内试验方法。土层厚度较小时采用测限压缩试验研究。

5.压缩试验的过程是什么？通过测定稳定变形量Si可绘制e-p曲线。p70

6.评价土体压缩性的指标有哪些？这些指标是如何确定的？

①评价土体压缩性指标包括: 压缩系数、压缩指数、压缩模量。

②压缩系数(斜率)的确定:α≈tan=△e/△p=(e1-e2)/p1-p2. 在工程实践中，通常采用压力间隔由P1=100kpa(0.1MPa)增加到P2=200KPa(0.2MPa)时所得的压缩系数a1-2来评定土的压缩性高低。当:

a1-2<0.1MPa-1时，为低压缩性土;

0.1 MPa-1≤a1-2<0.5MPa-1时，为中压缩性土;

a1-2>0.5MPa-1时，为高压缩性土。

压缩指数的确定:如果采用e-lgp曲线，它的后段接近直线，其斜率Cc为:

Cc=(e1-e2)/(logp2-logp1)=(e1-e2)/log(p2/p1)

压缩模量的确定:土体在完全侧限条件下，竖向附加应力σz与相应的应变增量εz之比，成为压缩模量，用符号Es表示。Es=(1+e1)/a 单位:KPa或MPa

由此可知，压缩模量Es与压缩系数a成反比，Es愈大，a就愈小，土的压缩性愈低。

Es<4MPa时为高压缩性土;Es>15MPa时为低压缩性土;Es=4~15MPa时属中压缩性土。

10.什么是回弹曲线？在进行室内试验过程中，当压力加到某一数值Pi(e-p曲线的b点)后，逐级卸压，土样将发生回弹，土体膨胀，孔隙比增大，若测得回弹稳定后的孔隙比，则可绘制相应的孔隙比与压力的关系曲线(图4.7中虚线bc)，称为回弹曲线。

由图可见，卸压后的回弹曲线bc并不沿压缩曲线ab回升，

而要平缓得多，这说明土受压缩发生变形，卸压回弹，但

变形不能恢复，其中可恢复的部分称为弹性变形，不能恢

复的称为残余变形，而土的压缩变形以残余变形为主。P72

11.再压缩曲线:重新逐级加压，可测得土的再压缩。(曲线cdf段)

12.弹性模量:土体在无侧限条件下瞬时压缩的应力应变模量。画e-p曲线

13.静荷载试验:通过承压板，对地基土分级施加压力的沉降s，便可得到压力和沉降(P-S) 的关系曲线。然后根据弹性力学公式反求即可得到土的变形模量及地基承载力。

14.天然土层可分为三种固结状态:超固结状态、正常固结状态、欠固结状态。(填空题)

15.测量土最基本的方法:室内侧限压缩实验。(2分)

16.变形模量:土体在部分侧限条件下单轴受压时的应力与

应变之比，用符号Eo表示。土的变形中包括弹性变形和

残余变形两部分，这是土的变形模量与一般材料的弹性

模量相区别之处。E=ω(1-μ2)p1b/s1 P74 画p-s曲线

17.变形模量与压缩模量的关系(一维固结理论):E0是在现场通过静荷载试验测得，土体压缩过程中部分侧限;而Es是通过室内压缩试验获得，土体是在完全侧限条件下的压缩。k0、μ、β的经验值。

18.地基最终沉降量:地基土在建筑荷载的作用下，不断产生压缩，直至压缩稳定时地基表面的沉降量。

18.地基沉降量的计算方法:分层总和法、规范法、弹性力学公式法。

19.分层总和法:假定地基土为直线变形体，在外荷载作用下的变形只发生在有限厚度的范围内(即压缩层)，将压缩层厚度内的地基土分为若干层，分别求出各分层地基的应力，然后用土的应力-应变关系式求出各分层的变形量，总合起来就是地基的最终沉降量。

20.分层总和法的假设(目的:应用第3章附加应力计算公式和室内侧限压缩试验指标。)

①地基土是均质、各向同性的半无限线性体。(可用弹性理论计算土中应力)

②地基土在外荷载作用下，只产生竖向变形，侧向不发生膨胀变形。(侧限条件下的压缩性指标。)

③采用基底中心点下的附加应力计算地基变形量。(为了避免假定条件下所引起的误差，以基底中心的沉降代表整个基础的平均沉降。)

21.分层总和法计算原理:先将地基土分为若干水平土层，若以基底中心下截面面积为A、高度为hi的第i层小土柱为例，此时土柱上作用有自重应力和附加应力。但这时(实际情况)的eli应是自重应力pli作用下相应的孔隙比;e2i应是压力从p1i增大到p2i(相当于自重应力与附加应力之和)时，压缩稳定后的孔隙比。这样按式 4.1可求得该土层的压缩变形量△si 为:△si=(e1i-e2i)/(1+e1i) *hi

22.★简述分层总和法的计算步骤★(8分) P78

⑴分层

⑵计算基底压力P及基底附加压力Po

⑶计算各分层面上的自重应力σczi

(4)附加应力σzi,并绘制分布曲线。

(5)确定沉降计算深度Ζn。

(6)计算各分层土的平均自重应力和平均附加应力。

(7)按公式计算每一分层土的变形量△si

(8)计算地基最终沉降量s

(9)结果的修正s'

23.规范法(又叫做应力面积法)是一种简化并经修正了的分层总和法。其关键在于引入了平均附加应力系数的概念，并在总结大量实践经验的基础上，重新规定了地基沉降计算深度的标准及地基沉降计算经验系数。P81

24.地基最终沉降量S由三部分组成，即: S=Sd+Sc+Ss

式中:Sd——瞬时沉降Sd——固结沉降Ss——次固结沉降P87

25.弹簧—活塞固结模型:可用来说明饱和土的渗透固结。在一个盛满水的圆筒中，装一个带有弹簧的活塞，弹簧表示土的颗粒骨架，圆筒内的水表示土中的自由水，带孔的活塞则表征土的透水性。P91

第5章土的抗剪强度

1.土的抗剪强度:土体抵抗剪切破坏的极限能力。即土的强度。(名词解释4分)

2.地基破坏分类:①变形破坏:沉降、位移、不均匀沉降等超过规定限值。②强度破坏:整体破坏:整体或局部滑移、隆起、土工构筑物失稳、滑坡。

3.简述库仑定律:土的抗剪强度是剪切面上的法向总应力σ的线性函数。(5分)

总应力法砂土:τf=σtanΨ 黏性土:τf=c+σtanΨ P99

有效应力法砂土:τf=(σ-u)tanΨ' 黏性土:τf=c'+σtanΨ' P100

4.莫尔-库仑强度理论:当土体中某点任一平面上的剪应力等于土的抗剪强度时，将该点即濒于破坏的临界状态称为"极限平衡状态"。表征该状态下各种应力之间的关系称为"极限平衡条件"。(只要有一个面上的剪应力>抗剪强度:破坏。)

5.P101公式5.4法向应力σ和剪应力τ的公式。

6.土中剪应力最大的面在哪个位置？应力最大的面是否是最危险的面？土中发生剪切破坏的平面不一定是剪应力最大的面，当土的内摩擦角Ψ=0时，破裂面与最大剪应力是一致的，一般情况下，破裂面与最大主应力面成45°+Ψ/2。

7.P101莫尔应力圆与土的抗剪强度包线σ-τi三种位置关系:相离、相割、相切。掌握极限极限平衡状态的公式。P101-P102的公式黏性土:5.5-5.9 无黏性土5.10-5.12

8.抗剪强度的测定方法:直接剪切试验、三轴压缩试验、无侧限抗压强度试验、十字板剪切试验。

9.在土力学有关稳定性的计算分析工作中，抗剪强度指标是其中最重要的计算参数。能否正确选择土的抗剪强度指标，同样关系到工程设计质量和成败的关键所在。

10.三轴试验方法(3种):①固结不排水剪(又称固结快剪，符号CU)②不固结不排水(又称快

剪，符号UU)③固结排水剪(又称慢剪，符号CD)

只有三轴压缩试验才能严格控制试件固结和剪切过程中的排水条件，而直剪试验因限于仪器条件则只能近似模拟工程中可能出现的固结和排水情况。

1.挡土墙是防止土体坍塌的构筑物。

2.挡土墙的土压力是指挡土墙后填土因自重或外荷载作用对墙背产生的侧向压力。

3.地基承载力是指地基单位面积上承受荷载的能力。

4.土坡分为天然土坡和人工土坡。天然土坡是指由于地质作用天然形成的土坡。人工土坡是指因人类平整场地、开挖基坑等而形成的土坡。

5.土压力的三种类型。根据挡土墙位移情况和墙后土体所处的应力状态，土压力可分为三种:主动土压力、被动土压力、静止土压力。(3分)

6.主动土压力:当挡土墙向土体方向偏移至墙后土体达到极限平衡状态时，作用在墙背上的土压力。一般用Ea表示。

7.被动土压力:当挡土墙在外力作用下，向土体方向偏移至墙后土体达到极限平衡状态时，作用在墙背的土压力。一般用Ep表示。

8.静止土压力:当挡土墙静止不动，墙后土体处于弹性平衡状态时，作用在墙背上的土压力。用E0表示。

静止土压力沿墙高呈三角形分布，如取单位墙长，则作用在墙上的静止土压力为: E0=1/2γh2k0 h——挡土墙墙高(m) E0的作用点在距墙底h/3处。

10.三种土压力与挡土墙位移的关系。图6.2

11.经验表明，一般△δa为(0.001~0.005)h,而△δp为(0.01~0.1)h。

12.三种土压力的大小关系。在相同的墙高和填土条件下:Ea

13.朗金土压力理论:通过研究弹性半空间体内的应力状态，根据土的极限平衡条件而得出的土压力计算方法。

14.★朗金土压力理论假定★:①挡土墙墙背竖直②光滑③填土面水平(5分)

14.库仑土压力理论:根据墙后土体处于极限平衡状态并形成一滑动楔体时，从楔体的静力平衡条件得出的土压力计算理论。

15.库仑土压力理论的基本假设:①墙后填土是理想的散粒体(黏聚力c=0)②滑动破裂面为通过墙踵的平面。

16.库仑土压力理论适用范围:砂土或碎石填料的挡土墙计算，可考虑墙背倾斜以及墙背与填土间的摩擦等多种因素的影响。分析时，一般沿墙长度方向取1m考虑。

17.挡土墙设计包括墙型选择、稳定性验算、地基承载力验算、墙身材料强度验算以及一些设计中的构造要求和措施等。

18.常用的挡土墙形式有重力式、悬臂式、扶壁式、锚定板及锚杆式和加筋土挡土墙等。

19.建筑地基剪切破坏形式分为整体性破坏、局部剪切破坏及冲剪破坏。

P143图6.35 地基破坏形式的三个阶段:O-A线性变形阶段A-B弹塑性变形阶段(局部剪切) B-C(塑性)破坏阶段

20.一般紧密的砂土、硬黏性土地基常属整体剪切破坏。中等密实的砂土地基常发生局部剪切破坏。松砂及软土地基常发生冲剪破坏。

21.地基的极限承载力(Pu):是地基承受基础荷载的极限压力。

22.计算极限承载力常用的计算公式:⑴普朗德尔公式⑵太沙基公式⑶汉森公式⑷地基承载力的安全度。P144-146

23.土坡滑动一般系指土坡在一定范围内整体沿某一滑动面向下和向外滑动而丧失稳定性。

24.影响土坡稳定的因素:①土坡作用力②土体抗剪强度降低③水压力的作用④其他(边坡岩石性质及地质构造、边坡的坡形与坡度、地下水渗流等)

25.简单土坡:土坡的坡度不变，顶面和底面水平，且土质均匀，无地下水。稍复杂水可由此引申分析。

26.土坡的稳定性分析:①无黏性土坡的稳定性分析②黏性土坡稳定性分析

27.地基稳定性问题包括地基承载力不足而失稳、构筑物基础在水平荷载作用下的倾覆和滑动失稳，以及边坡失稳等。

第7章浅基础设计

1.地基基础设计依据:上部结构条件、工程地质条件。

2.地基基础设计方案:⑴天然地基上的浅基础⑵人工地基上的浅基础⑶人工地基深基础(或桩基础)

3.★天然地基上浅基础设计的内容和一般步骤★

⑴充分掌握拟建场地的工程地址条件和地质勘察资料⑵综合考虑选择基础类型和平面布置方案⑶选择地基持力层和基础埋置深度⑷确定地基承载力⑸按地基承载力(包括持力层和软弱下卧层)确定基础底面尺寸⑹进行必要的地基稳定性和变形验算⑺进行基础的结构设计⑻绘制施工图。

4.★地基基础设计等级包括★:甲级、乙级、丙级。(填空题)P154表7.1

5.★地基基础设计和计算应满足的三项基本原则★:(满足强度、沉降、稳定性要求)

⑴具有足够的安全度⑵控制地基的变形⑶满足对基础结构的强度、刚度、耐久性的要求。

6.应作地基变形验算的情况:

⑴地基承载力特征值小于130kpa,且体型复杂的建筑; ⑵在基础上及其附近有地面堆载或相邻基础荷载差异较大，可能引起地基产生过大的不均匀沉降时; ⑶软弱地基上建筑物存在偏心荷载时; ⑷相邻建筑距离过近，可能发生倾斜时; ⑸地基内有厚度较大或厚薄不均的填土，其自重固结未完成时。P154

7.浅基础的类型:①无筋扩展基础(刚性基础)②扩展基础(柔性基础)③柱下条形基础④筏形基础⑤壳体基础⑥岩层锚杆基础

8.无筋扩展基础:指砖、毛石、混凝土、灰土、三合土等材料组成的墙下条形基础或柱下独立基础，适用于多层民用建筑和轻型厂房。

9.最常见的一种无筋扩展基础是砖基础，砌筑方式:二皮一收、二一间隔收。

10.扩展基础:指柱下钢筋混凝土独立基础和墙下钢筋混凝土条形基础。

11.柱下条形基础可采用十字交叉条形基础。

12.筏板基础可分为:平板式和梁板式。

13.持力层:直接支撑基础的土层。下卧层:其下的各土层。

14.基础埋置深度是指基础底面至地面(天然地坪面)的距离。

15.选择基础埋置深度时应考虑的主要因素？也即选择合适的地基持力层。

⑴建筑物结构条件与场地环境条件⑵工程地质条件⑶水文地质条件⑷地基冻融条件。

16.★地基承载力★

地基承载力特征值(fuk)、修正后的地基承载力特征值(fa)。

轴心荷载作用下Pk≤fu 偏心荷载作用下:Pk≤fa且Pkmin≤1.2fa

⑴按土的抗剪强度指标确定

理论公式: e≦0.033b 以浅基础地基的临界荷载P1/4为基础。

地基承载力特征值:fa=Mbγb+Mdγmd+McCk P164

⑵按地基载荷试验确定:

①载荷试验确定地基土承载力特征值fak

a.当P-S曲线上有比例界限Pcr时，取该比例界限所对应的荷载值。

b.当极限荷载Pu小于对应比例界限Pcr的荷载值的2倍时，取极限荷载Pu的一半；

c.当上述两点都不能确定时，如压板面积为0.25~0.50m2,可取s/b=0.01~0.015所对应的荷载，但其值不能大于最大加载值的一半。

对同一土层，应选择三个以上的试验点。级差不超过平均值的30％，取平均值为特征值fak ②其他原位测试地基承载力特征值fak

其他原位测试:静力触探、动力触探、标准贯入式试验。

⑶按地基规范承载力表确定:

fa=fak+ bγ(b-3)+ bγm(d-0.5) P167

18.地基承载力确定方法:①原位测试法(载荷试验法)②理论公式法(临塑荷载公式、塑性荷载公式、地基极限承载公式、《建筑地基设计规范》公式)

19.★基础底面尺寸的确定★

⑴按地基持力层的承载力计算基底尺寸:

①中心荷载作用下的基础:

Pk=(Fk+Gk)/A

Gk=rGdA (rG=20KN/m3,水下rG=10KN/m3)

条件:Pk≤fa

A≥Fk/(fa-rG·d)(矩形基础)

b≥Fk/(fa-rG·d)(条形基础)(Fk单位:KN/m)

②偏心荷载作用下的基础:

Pkmax=(Fk+Gk)/A±Mk/W=(Fk+Gk)/l·b(1±6ek/l)

min

条件:Pkma x≤1.2fa

软弱下卧层验算: Pz+Pcz≤faz

矩形基础:Pz=lb(Pk-γmd)/(l+ztanθ)(b+2ztanθ)

条形基础:Pz=b(Pk-γmd)/(b+2ztanθ)

19.★验算★:Pk≦fa

Pkmax≦1.2fa

存在软弱下卧层:Pz+Pcz≦faz

20.基础底面尺寸确定方法:①按地基持力层土的承载力计算②软弱下卧层的验算

21.地基变形特征有哪些？分别表示什么含义？(图片描述参见P177)

①沉降量、沉降差、倾斜、局部倾斜。

②地基变形特征的含义:沉降量s:基础某点的沉降值。沉降差s1-s2:一般指相邻柱基中点的沉降量之差。倾斜(s1-s2)/l:基础倾斜方向两端点的沉降差与其距离的比值。局部倾斜(s1-s2)/l:砌体承重结构沿纵向6~10m内基础两点的沉降差与其距离的比值。

第8章桩基础

1.采用深基础方案的情况:当建筑场地浅层地基土质不能满足建筑物对地基承载力和变形的要求，也不宜采用地基处理等措施时，往往需要以地基深层坚实土层或岩层作为地基持力层。

2.深基础的类型:桩基础、沉井基础、墩基础和地下连续墙。

3.桩基础的组成:桩、承台。

4.柱基础的特点:承载力高、稳定性好、沉降量小而均匀、便于机械化施工、适应性强。

5.★桩基础的适用条件(简答)★P209

答:①荷载较大，地基上部土层软弱，适宜的地基持力层位置较深，采用浅基础或人工地基在技术上、经济上不合理时②地基计算沉降过大或结构对不均匀沉降敏感③当施工水位或地下水位较高时，采用桩基础可减小施工困难和避免水下施工④在地震区、可液化地基中，采用桩基础可增加结构物的抗震能力。⑤需要长期保存、具有重要历史意义的建筑物。6.★桩基础设计的内容(简答)★P210(精简)或P239(详细)

答:①场地勘察②提出勘察报告③确定桩机持力层④确定桩型、外形尺寸和构造⑤确定单桩承载力⑥确定桩数和布桩，拟定承台尺寸和埋深⑦根据荷载条件验算作用在桩上的力⑧验算承台的结构强度，必要时验算桩基的整体承载力和沉降量，验算下卧层强度。⑩单桩设计，绘制桩、承台施工图。

7.单桩基础:桩基础的一种。采用单根桩的形式承受和传递上部结构荷载的独立基础。

8.群桩基础:由2根或2根以上的多根桩组成群桩，由承台将桩群在上部联结成一个整体，建筑物的荷载通过承台分配给给各根桩，桩群再把荷载传递给地基。

9.基桩:群桩基础中的单桩。

7.桩基的分类:⑴分为单桩基础和群桩基础⑵分为低承台桩基和高承台桩基。

8.桩的分类:⑴按承载性状分:摩擦型桩、端承型桩⑵按施工方法分:预制桩、灌注桩⑶按桩的设置效应分:非挤土桩、部分挤土桩、挤土桩。⑷按桩的材料分:钢筋混凝土桩、钢桩、木桩、组合材料桩等⑸按桩径大小分:小桩(d≤250mm)、普通桩(250mm＜d<800mm)和大直径桩(d≥800mm)

9.桩的质量检验方法:开挖检查、抽芯法、声波透射法、动测法。

9.桩顶荷载一般包括:轴向力、水平力、力矩。

10.单桩的破坏模式:屈曲破坏、整体剪切破坏、刺入破坏。

11.桩侧负阻摩力:桩土之间相对位移的方向决定了桩侧摩阻力的方向，当桩周土层相对于桩侧向下位移时，桩侧摩阻力方向向下。

12.按经验参数确定单桩竖向承载力:一般灌注桩及中小直径灌注桩(<800mm)公式8.17

表8.6 表8.7的使用。P222~224

计算题部分:

第二章:P19例题2.1 P44练习题2.3 P45练习题2.10、2.12

第三章:P47例题3.1 P67练习题3.1 3.3 3.6

第四章:P79例题4.1(分层总和法) P84例题4.2(规范法) P97习题4.1 4.3

第五章:P121习题5.1习题5.4

第六章:P128例题6.2 习题6.3 习题6.8

第七章:P209 习题7.2 习题7.4

第八章:P248 习题8.1

常用的计算公式:

补充问题:

1.简述直剪试验的优缺点。

答:优点:直剪仪构造简单，操作方便，并符合某些特定条件。缺点:①剪切过程中试样内的剪应变和剪应力分布不均匀。②剪切面人为地限制在上、下盒的接触面上，而该平面并非是该试样抗剪最弱的剪切面。③剪切过程中试样面积逐渐减小，且垂直荷载发生偏心，但计算抗剪强度时却接受剪面积不变和剪应力均匀分布计算。④不能严格控制排水条件，因而不能测量试样中的孔隙水压力。(第4点为主要缺点)⑤根据试样破坏时的法向应力和剪应力，虽可算出大、小主应力σ1、σ3的数值，但中主应力σ2无法确定。(直接剪切试验原理P103图5.7)

2.简述三轴压缩试验优缺点。

答:优点:①试验中能严格控制试样的排水条件，准确测定试样在剪切过程中孔隙水压力变化，从而可定量获得土中有效应力的变化情况(最大优点)②与直剪试验对比起来，试样中的应力状态相对地较为明确和均匀，不硬性指定破裂面位置③除抗剪强度指标外，还可测定如土的灵敏度、测压力系数、孔隙水压力系数等力学指标。缺点:试件中的应力与应变仍然不够均匀的缺点，由于试件上、下端的侧向变形分别受到刚性试样帽和底座的限制，而试件的中间部分不受约束。因此，当试件接近破坏时，试件常被挤压成鼓形。

3.桩的分类:

⑴按承载性状分类，根据桩侧与桩端阻力的发挥程序和分担比例，将桩分为摩擦型桩和端承型桩。①摩擦型桩，又分为摩擦桩和端承摩擦桩;②端承型桩，又分为端承桩和摩擦端承桩⑵按施工方法分类，主要可分为预制桩和灌注桩①预制桩:包括钢筋混凝土桩、钢桩、木桩;②灌注桩:包括沉管灌注桩、钻孔灌注桩、挖孔桩、爆扩桩。

4.通常在下列情况下应考虑桩侧负摩阻力作用:

⑴在软土地区，大范围内地下水位下降，使桩周土中有效应力增大，导致桩侧土层沉降;

⑵桩侧地面承受局部较大的长期荷载，或地面大面积堆载(包括填土)时;

(3)桩穿越较厚松散填土、自重湿陷性黄土、欠固结土层、液化土层进入相对较硬土层时;

⑷冻土地区，由于温度升高而引起桩侧土的缺陷。

5.管涌:在渗流作用下，土体中的细颗粒在粗颗粒形成的孔隙中流失的现象。

6.临塑荷载:指地基土中将要出现而尚未出现塑性变形区时的基底压力。

7.流砂:当地下水流动，动力水的数值等于或大于土的浮重度时，土体发生浮起而随水流动，这种现象称为流砂。

8.塑性荷载:指地基塑性区开展到一定深度对应的基地压力。

9.固态水:又称矿物内部结晶水或内部结合水，是指存在于矿物的晶体格架内部或是参与矿物构造的水。

10.达西定律:层流条件下，土中水渗透速度与能量损失之间关系的渗流规律，表明在层流状态的渗流中，渗流速度与水力梯度的一次方成正比。

11.瞬时沉降:加荷载瞬间土间隙中水来不及排除，空隙体积尚未变化，地基土在荷载作用下仅发生剪切变形时的地基沉降。

12.固结沉降:在荷载作用下，随着空隙水分的逐渐排除，空隙体积相应减少，土体逐渐压密而产生的沉降。

13.次固结沉降:土体中孔隙水已经消散，有效应力增长基本不变之后仍随时间而缓慢增长所引起的沉降。

14.动水力:水流作用在单位面积土中颗粒的力。

15."M"法:考虑土的弹性抗力在地面或最大冲刷线处为零，随深度成直线比例增长的计算算法。

土力学期末试题及答案

土力学期末试题及答案．一、单项选择题 1．用粒径级配曲线法表示土样的颗粒组成情况时，若曲线越陡，则表示土的 ( )

A．颗粒级配越好 B．颗粒级配越差C．颗粒大小越不均匀 D．不均匀系数越大 2．判别粘性土软硬状态的指标是 ( ) A．塑性指数 B．液性指数 C．压缩系数 D．压缩指数 3．产生流砂的充分而必要的条件是动水力( )

A．方向向下 B．等于或大于土的有效重度 C．方向向上 D．方向向上且等于或大于土的有效重度 4．在均质土层中，土的竖向自重应力沿深度的分布规律是 ( ) A．均匀的 B．曲线的 C．折线的 D．直线的 5．在荷载作用下，土体抗剪强度变化的原因是 ( ) A．附加应力的变化 B．总应力的变化C．有效应力的变化 D．自重应力的变化6．采用条形荷载导出的地基界限荷载P用于矩1/4．形底面基础设计时，其结果 ( ) A．偏于安全 B．偏于危险 C．安全度不变 D．安全与否无法确定

7．无粘性土坡在稳定状态下（不含临界稳定）坡角β与土的内摩擦角φ之间的关系是( ) A．β<φ B．β=φ C．β>φ D．β≤φ 8．下列不属于工程地质勘察报告常用图表的是 ( ) A．钻孔柱状图 B．工程地质剖面图

C．地下水等水位线图 D．土工试验成果总表 9．对于轴心受压或荷载偏心距e较小的基础，可以根据土的抗剪强度指标标准值φk、Ck按公式确定地基承载力的特征值。偏心为偏心方向的基础边长）Z（注：距的大小规定为( ) A．e≤ι/30 B．e≤ι/10 ．e≤b/2 DC．e≤b/4 对于含水量较高的粘性土，堆载预压法处理10. ( ) 地基的主要作用之一是．减小液化的可能性A B．减小冻胀．消除湿陷性 D ．提高地基承载力C．第二部分非选择题 11.建筑物在地面以下并将上部荷载传递至地基的结构称为____。

2017高等土力学试题-(1)

2017高等土力学 1.在土的弹塑性模型中, 屈服面和破坏面有何不同和有何联系？答：屈服面是土体的应力在应力空间上的表现形式，可以看成是三维应力空间里应力的一个坐标函数，因此对土体来说，不同的应力在应力空间上有不同的屈服面，但是破坏面是屈服面的外限，破坏面的应力在屈服面上的最大值即为破坏面，超过此限值土体即破坏。 2.何谓曼代尔－克雷尔效应？答：土体在固结的初期，内部会出现孔隙水压力不消散而是上升，布局地区孔隙水压力超过初始值的现象。此效应仅在三维固结中出现，而在一维固结试验中并没有出现，在Biot的“真三维固结”理论可以解释磁现象。 3.与剑桥模型相比，清华弹塑性模型可以反映土的由剪应力引起的体积膨胀（剪胀）。说明它是如何做到这一点的。答：清华模型的硬化参数是关于塑形体应变和塑形剪应变的函数，而剑桥模型不是；此外，清华模型的屈服面椭圆与强度包线的交点不是椭圆顶点，因此会有剪胀。 4.天然岩土边坡的滑坡大多在雨季发生，解释这是为什么。答：天然岩土边坡的滑坡发生总结起来两个原因，其一抗滑力减小，其二下滑力增大。在暴雨的天气中，因为地表雨水的下渗导致岩土体的含水率增加，从而提高了岩土体的重量，增大了下滑力；下雨天气因为雨水的下渗，岩土体遇水软化的特性导致抗滑力减小；另外在渗透性好的岩土体中，岩土体内部雨水沿坡面下渗，渗透力会降低岩土坡体的安全系数，因此一上几方面的原因导致了滑坡大部分发生在雨季。 5.比奥（Biot）固结理论与太沙基－伦杜立克（Terzaghi-Randulic）扩散方程之间主要区别是什么？后者不满足什么条件？二者在固结计算结果有什么主要不同？答：区别：扩散方程假设应力之和在固结和变形过程中保持常数，不满足变形协调条件。结果：比奥固结理论可以解释土体受力之后的应力、应变和孔压的生成和消散过程，理论上是严密计算结果也精确。比奥固结理论可以解释曼代尔-克雷效

土力学知识点复习

复习内容 1. 什么是地基，基础，土是如何形成的。 2. 什么是人工地基，天然地基，什么是持力层，下卧层。 3. 土的三相是什么意思。s d d ,,,,sat γγγγ'这些符号有什么不同含义。 4. 掌握与土的三相有关的物理性质指标表达式并会应用。 5. 土的颗粒级配系数是怎么得来的。如何判断土的级配是否良好。土的级配曲线陡峭说明什么问题。平缓又说明什么问题。填方用土应采用何种土。 6. 沙雕是不是说明砂土具有粘聚性。 7. 冻土地基，湿陷性黄土地基，软土地基，膨胀土地基等特殊土地基都各有什么特点。 8. 无粘性土的密实度与其工程性质有什么联系。可以采用哪些指标衡量无粘性土的密实度，各有什么优缺点。 9. 什么是界限含水量，W P ，W L 各代表什么含义，如何获得。 10. I P,，I L 的含义，与粘性土的工程性质有何关系，如何计算。 11. 什么是土的灵敏度。 12. 什么是土的最佳含水率。粘性土的击实机理。影响土的击实效果因素。 13. 无粘性土在什么状态下可以取得好的击实效果。 14. 淤泥和淤泥质土是在什么环境下形成的，有什么不同。这种土层有什么特点。 1. 何谓自重应力，附加应力，二者在地基中的分布情况如何。 2. 基底压力与基底附加应力有何不同，如何计算。 3. 在偏心荷载作用下，基底压力如何计算，为何会出现应力重分布情况。 4. 自重应力能产生沉降吗，水位下降能使土体产生压缩变形吗。 1. 什么是土的压缩性，土体积减少的原因是什么。体积减小速度取决于什么因素。 2. 什么是土的固结，什么是土的固结度。 3. 压缩指标表达式及压缩性划分 4. 分层总和法计算地基沉降量的步骤。规范法步骤 5. 什么是渗流，什么是土的渗透性，达西公式说明什么问题。渗透变形有几种。 6. 何谓有效应力原理。 7. 影响土中水的流出速度有哪些？如果想加快土体固结，可采用什么方法。 1. 何谓土的抗剪强度。无粘性土的抗剪强度由什么构成。粘性土的抗剪强度由

高等土力学历年真题

高等土力学历年真题一、黄土湿陷性机理与处治方法。(2010年) 1、黄土湿陷泛指非饱和的、结构不稳定的黄色土，在一定压力作用下，受水浸湿后，土的结构迅速破坏，发生显著的附加下沉现象。黄土湿陷现象是一个复杂的地质、物理、化学过程，对于湿陷的机理目前国内外有多种假说，归纳起来可分为内因和外因两个方面。黄土形成初期，季节性的少量雨水把松散的粉粒粘聚起来，而长期的干旱使水分不断蒸发，于是少量的水分以及溶于水中的盐类都集中到较粗颗粒的表面和接触点处，可溶盐逐渐浓缩沉淀而成为胶结物。同时随着含水量的减少，土颗粒彼此靠近，颗粒间的分子引力以及结合水和毛细水的联结力逐渐加大，这些因素都增强了土粒之间抵抗滑移的能力，阻止了土体在自重压密，从而形成以粗粉粒为主体骨架的蜂窝状大孔隙结构。当黄土受水浸湿或在一定外部压力作用下受水浸湿时，结合水膜增厚并楔入颗粒之间，于是结合水联系减弱，盐类溶于水中，各种胶结物软化，结构强度降低或失效，黄土的骨架强度降低，土体在上覆土层的自重压力或在自重压力与附加压力共同作用下，其结构迅速破坏，大孔隙塌陷，导致黄土地基附加的湿陷变形。 2、黄土地基处理方法地基处理应考虑场地的选择和勘探，黄土湿陷类型的派别和地基处理方法的选择，以达到建筑设计经济与安全的要求。灰土垫层传统方法，用于高层建筑更能发挥其作用，它具有一定的胶凝强度和水稳定性，在基础压力作用下以一定的刚性角向外扩散应力，因而常用作刚性基础的底脚。砂石垫层用于地下水位较高的软弱土层，厚度约1-3m ，其下为工程性能良好的下卧层。强夯法是处理湿陷性黄土地基最经济的一种方法，其处理土层厚度一般用梅纳提出的估算公式QH z α= 灰土挤密桩是处理大厚度湿陷性黄土地基方法之一，其作用是挤密桩周围的土体，降低或者消除桩深度内地基土的湿陷性，提高承载力。振冲碎石桩主要用于饱和黄土的地基处理，它以振冲置换作用为主。打入混凝土预制桩锤击沉入的钢筋混凝土预制桩，质量稳定，工艺简便，是目前高层建筑基础应用较广的一种。灌注桩主要用于饱和黄土填土地基，他是利用挖空或沉桩基将钢制桩管沉入土中成孔

土力学复习资料(整理)知识讲解

土力学复习资料第一章绪论 1.土力学的概念是什么？土力学是工程力学的一个分支，利用力学的一般原理及土工试验，研究土体的应力变形、强度、渗流和长期稳定性、物理性质的一门学科。 2.土力学里的"两个理论，一个原理"是什么？强度理论、变形理论和有效应力原理 3.土力学中的基本物理性质有哪四个？应力、变形、强度、渗流。 4. 什么是地基和基础？它们的分类是什么？地基:支撑基础的土体或岩体。分类:天然地基、人工地基基础:结构的各种作用传递到地基上的结构组成部分。根据基础埋深分为:深基础、浅基础 5.★地基与基础设计必须满足的三个条件★ ①作用于地基上的荷载效应（基底压应力）不得超过地基容许承载力特征值，挡土墙、边坡以及地基基础保证具有足够防止失稳破坏的安全储备。即满足土地稳定性、承载力要求。 ②基础沉降不得超过地基变形容许值。即满足变形要求。 ③基础要有足够的强度、刚度、耐久性。 6.若地基软弱、承载力不满足设计要求如何处理？需对地基进行基础加固处理，例如采用换土垫层、深层密实、排水固结、化学加固、加筋土技术等方法进行处理，称为人工地基。 7.深基础和浅基础的区别？通常把埋置深度不大(3~5m)，只需经过挖槽、排水等普通施工程序就可以建造起来的基础称为浅基础;反之，若浅层土质不良，须把基础埋置于深处的好地层时，就得借助于特殊的施工方法，建造各种类型的深基础(如桩基、墩基、沉井和地下连续墙等。) 8.为什么基础工程在土木工程中具有很重要的作用？地基与基础是建筑物的根本，统称为基础工程，其勘察、设计、施工质量的好坏直接影响到建筑物的安危、经济和正常使用。基础工程的特点主要有:①由于基础工程是在地下或水下进行，施工难度大②在一般高层建筑中，占总造价25％，占工期25％~30％③隐蔽工程，一旦出事，损失巨大且补救困难，因此基础工程在土木工程中具有十分重要的作用。第二章土的性质与工程分类 1.土:连续、坚固的岩石在风化作用下形成的大小悬殊的颗粒，经过不同的搬运方式，在各种自然环境中生成的沉积物。 2.三相体系:固相（固体颗粒）、液相（土中水）、气相（气体）三部分组成。 3.固相:土的固体颗粒，构成土的骨架，其大小形状、矿物成分及组成情况是决定土物理性质的重要因素。土的矿物成分:土的固体颗粒物质分为无机矿物颗粒和有机质。颗粒矿物成分有两大类:原生矿物、次生矿物。原生矿物:岩浆在冷凝过程中形成的矿物，如石英、长石、云母。次生矿物:原生矿物经化学风化作用的新的矿物，如黏土矿物。黏土矿物的主要类型:蒙脱石、伊利石、高岭石（吸水能力逐渐变小）土的粒组:粒度:土粒的大小。粒组:大小、性质相近的土粒合并为一组。画图: <——0.05——0.075——2——60——200——>粒径(mm) 粘粒粉粒| 砂粒圆砾| 碎石块石细粒| 粗粒| 巨粒土的颗粒级配：土中所含各颗粒的相对含量，以及土粒总重的百分数表示。△ 颗粒级配表示方法: 曲线纵坐标表示小于某土粒的累计百分比，横坐标则是用对数值表示的土的粒径。曲线平缓则表示粒径大小相差很大，颗粒不均匀，级配良好；反之，则颗粒均匀，级配不良。*书本P7 表2.2和图2.5 判断土质的好坏。

(完整版)土力学期末试题及答案

一、单项选择题 1．用粒径级配曲线法表示土样的颗粒组成情况时，若曲线越陡，则表示土的 ( B ) A．颗粒级配越好 B．颗粒级配越差 C．颗粒大小越不均匀 D．不均匀系数越大 2．判别粘性土软硬状态的指标是 ( B ) A．塑性指数 B．液性指数 C．压缩系数 D．压缩指数 3．产生流砂的充分而必要的条件是动水力 ( D ) A．方向向下 B．等于或大于土的有效重度 C．方向向上 D．方向向上且等于或大于土的有效重度 4．在均质土层中，土的竖向自重应力沿深度的分布规律是 ( D ) A．均匀的 B．曲线的 C．折线的 D．直线的 5．在荷载作用下，土体抗剪强度变化的原因是 ( C ) A．附加应力的变化 B．总应力的变化 C．有效应力的变化 D．自重应力的变化 6．采用条形荷载导出的地基界限荷载P1/4用于矩形底面基础设计时，其结果 ( A ) A．偏于安全 B．偏于危险 C．安全度不变 D．安全与否无法确定 7．无粘性土坡在稳定状态下（不含临界稳定）坡角β与土的内摩擦角φ之间的关系是( A ) A．β<φB．β=φ

C．β>φ D．β≤φ 8．下列不属于工程地质勘察报告常用图表的是 ( C ) A．钻孔柱状图 B．工程地质剖面图 C．地下水等水位线图 D．土工试验成果总表 9．对于轴心受压或荷载偏心距e较小的基础，可以根据土的抗剪强度指标标准值φk、Ck 按公式确定地基承载力的特征值。偏心距的大小规定为（注：Z 为偏心方向的基础边长） ( ) A．e≤ι/30 B．e≤ι/10 C．e≤b/4 D．e≤b/2 10.对于含水量较高的粘性土，堆载预压法处理地基的主要作用之一是 ( C ) A．减小液化的可能性 B．减小冻胀 C．提高地基承载力 D．消除湿陷性第二部分非选择题 11.建筑物在地面以下并将上部荷载传递至地基的结构称为____。 12.土的颗粒级配曲线愈陡，其不均匀系数C u值愈____。 13.人工填土包括素填土、冲填土、压实填土和____。 14.地下水按埋藏条件可分为上层滞水、________和承压水三种类型。 15.在计算地基附加应力时，一般假定地基为均质的、应力与应变成________关系的半空间。 16.前期固结压力大于现有土自重应力的土称为________土。 17.土的抗剪强度指标在室内通过直接剪切试验、三轴压缩试验和________验测定。 18.无粘性土土坡的稳定性大小除了与土的性质有关外，还与____有关。 19.墙后填土为粘性土的挡土墙，若离填土面某一深度范围内主动土压力强度为零，则该深

土力学复习知识点整理

土力学复习知识点整理第一章土的物理性质及其工程分类 1.土: 岩石经过风化作用后在不同条件下形成的自然历史的产物。物理风化原生矿物（量变）无粘性土风化作用化学风化次生矿物（质变）粘性土生物风化有机质 2.土具有三大特点：碎散性、三相体系、自然变异性。 3.三相体系:固相（固体颗粒）、液相（土中水）、气相（气体）三部分组成。 4.固相:土的固体颗粒，构成土的骨架，其大小形状、矿物成分及组成情况是决定土物理性质的重要因素。（1）土的矿物成分:土的固体颗粒物质分为无机矿物颗粒和有机质。颗粒矿物成分有两大类:原生矿物、次生矿物。原生矿物:岩浆在冷凝过程中形成的矿物，如石英、长石、云母。次生矿物:原生矿物经化学风化作用的新的矿物，如黏土矿物。粘土矿物的主要类型:蒙脱石、伊利石、高岭石（吸水能力逐渐变小）（2）土的粒组: 粒度:土粒的大小。粒组:大小、性质相近的土粒合并为一组。

（3）土的颗粒级配：土中所含各颗粒的相对含量，以及土粒总重的百分数表示。 ①△颗粒级配表示方法:曲线纵坐标表示小于某土粒的累计百分比，横坐标则是用对数值表示的土的粒径。曲线平缓则表示粒径大小相差很大，颗粒不均匀，级配良好；反之，则颗粒均匀，级配不良。 ②反映土颗粒级配的不均匀程度的指标:不均匀系数Cu和曲率系数Cc，用来定量说明天然土颗粒的组成情况。公式: 不均匀系数Cu= d60/d10 曲率系数Cc=(d30)2/（d60×d10） d60 ——小于某粒径的土粒质量占土总质量60％的粒径，称限定粒径； d10 ——小于某粒径的土粒质量占土总质量10％的粒径，称有效粒径； d30 ——小于某粒径的土粒质量占土总质量30％的粒径，称中值粒径。级配是否良好的判断: a.级配连续的土:Cu>5，级配良好;Cu<5级配不良。 b.级配不连续的土，级配曲线呈台阶状，同时满Cu>5和Cc=1~3两个条件时，才为级配良好;反之则级配不良。 ③颗粒分析实验:确定各个粒组相对含量的方法。筛分法:（粒径大于0.075mm的粗粒土）水分法:（沉降分析法、密度计法）（粒径小于0.075mm的细粒土） 5.液相:土中水按存在形态分为液态水、固态水、气态水。土中液态水分为结合水和自由水两大类。粘土粒表面吸附水（表面带负电荷）结合水是指受电分子吸引力作用吸附于土粒表面成薄膜状的水。分类: 强结合水和弱结合水。自由水是指存在于土粒表面电场影响范围以外的土中水。

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2.7 （1）修正后的莱特-邓肯模型比原模型有何优点？莱特-邓肯模型的屈服面和塑性势面是开口的锥形，只会产生塑性剪胀；各向等压应力下不会发生屈服；破坏面、屈服面和塑性势面的子午线都是直线不能反映围压对破坏面和屈服面的影响。为此，对原有模型进行修正，增加一套帽子屈服面，将破坏面、屈服面、塑性势面的子午线改进为微弯形式，可以反映土的应变软化。（2）清华弹塑性模型的特点是什么？不首先假设屈服面函数和塑性势函数，而是根据试验确定塑性应变增量的方向，然后按照关联流动法则确定其屈服面；再从试验结果确定其硬化参数。因而这是一个假设最少的弹塑性模型 2.8如何解释粘土矿物颗粒表面带负电荷？答：（1）由于结构连续性受到破坏，使粘土表面带净负电荷，（边角带正电荷）。（2）四面体中的硅、八面体中的铝被低价离子置换。（3）当粘土存在于碱性溶液中，土表面的氢氧基产生氢的解离，从而带负电。 2.9土的弹性模型分类及应用：线弹性：广义胡克定律非线弹性：增量胡克定律高阶弹性模型：柯西弹性模型、格林弹性模型、次弹性模型 ①弹性模型：一般不适用于土，有时可近似使用：地基应力计算；分层总和法②非线弹性模型：使用最多，实用性强：一般参数不多；物理意义明确；确定参数的试验比较简单③高阶的弹性模型：理论基础比较完整严格；不易建立实用的形式：参数多；意义不明确；不易用简单的试验确定 3.1-3.2正常固结粘土的排水试验和固结不排水试验的强度包线总是过坐标原点的，即只有摩擦力；粘土试样的不排水试验的包线是水平的，亦即只有粘聚力。它们是否就是土的真正意义上的摩擦强度和粘聚强度？答：都不是。正常固结粘土的强度包线总是过坐标原点，似乎不存在粘聚力，但是实际上在一定条件下固结的粘土必定具有粘聚力，只不过这部分粘聚力是固结应力的函数，宏观上被归于摩擦强度部分。粘土的不排水试验虽然测得的摩擦角为0，但是实际上粘土颗粒之间必定存在摩擦强度，只是由于存在的超静空隙水压使得所有破坏时的有效应力莫尔圆是唯一的，无法单独反映摩擦强度。 3.3什么是三轴试验的临界孔隙比？论述临界孔隙比与围压的关系。所谓临界孔隙比是指在三轴试验加载过程中，轴向应力差几乎不变，轴向应变连续增加，最终试样体积几乎不变时的孔隙比，也可以叙述为：用某一孔隙比的砂试样在某一围压下进行排水三轴试验，偏差应力达到（σ1-σ3）ult时，试样的体应变为零；或者在这一围压下进行固结不排水试验中破坏时的孔隙水压力为零，这一孔隙比即为在这一围压下的临界孔隙比。临界孔隙比与围压的关系：如果对变化的围压σ3进行试验，则发现临界孔隙比是不同的。围压增加临界孔隙比减小，围压减小临界孔隙比增加。 3.4请简述影响土强度的外部因素。参考答案： 1.围压3对土强度影响； 2.中主应力2的影响； 3.土强度具有各向异性； 4.加载速率对土的抗剪强度有一定影响； 5.温度对土强度有一定影响。 3.5 对某种饱和正常固结粘质粉土，已知其有效应力强度指标和孔压系数分别为=0，，B=1，=2/3。（1）计算该土在常规三轴压缩试验（CTC）中的固结不排水强度指标。（2）计算该土在减围压三轴压缩试验（RTC）中的固结不排水强度指标。答：（1）CTC：保持围压不变，增加轴向应力。为轴向应力；为固结压力（围压）试验应力路径：，，，代入数据得，根据有效应力原理得由于=0，所以

土力学知识点总结

土力学知识点总结 1、土力学是利用力学一般原理，研究土的物理化学和力学性质及土体在荷载、水、温度等外界因素作用下工程性状的应用科学。 2、任何建筑都建造在一定的地层上。通常把支撑基础的土体或岩体成为地基（天然地基、人工地基）。 3、基础是将结构承受的各种作用传递到地基上的结构组成部分，一般应埋入地下一定深度，进入较好的地基。 4、地基和基础设计必须满足的三个基本条件：①作用与地基上的荷载效应不得超过地基容许承载力或地基承载力特征值；②基础沉降不得超过地基变形容许值；③挡土墙、边坡以及地基基础保证具有足够防止失稳破坏的安全储备。 5、地基和基础是建筑物的根本，统称为基础工程。 6、土是连续、坚固的岩石在风化作用下形成的大小悬殊的颗粒、经过不同的搬运方式，在各种自然坏境中生成的沉积物。 7、土的三相组成：固相（固体颗粒）、液相（水）、气相（气体）。 8、土的矿物成分：原生矿物、次生矿物。 9、黏土矿物是一种复合的铝—硅酸盐晶体。可分为：蒙脱石、伊利石和高岭石。

10、土力的大小称为粒度。工程上常把大小、性质相近的土粒合并为一组，称为粒组。划分粒组的分界尺寸称为界限粒径。土粒粒组分为巨粒、粗粒和细粒。 11、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。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。 12、颗粒分析实验：筛分法和沉降分析法。 13、土中水按存在形态分为液态水、固态水和气态水。固态水又称矿物内部结晶水或内部结合水。液态水分为结合水和自由水。自由水分为重力水和毛细水。 14、重力水是存在于地下水位以下、土颗粒电分子引力范围以外的水，因为在本身重力作用下运动，故称为重力水。 15、毛细水是受到水与空气交界面处表面张力的作用、存在于地下水位以下的透水层中自由水。土的毛细现象是指土中水在表面张力作用下，沿着细的孔隙向上及向其他方向移动的现象。 16、影响冻胀的因素：土的因素、水的因素、温度的因素。 17、土的结构是指土颗粒或集合体的大小和形状、表面特征、排列形式及他们之间的连接特征，而构造是指土层的层理、裂隙和大孔隙等宏观特征，亦称宏观结构。 18、结构的类型：单粒结构、蜂窝结构、絮凝结构。

《土力学》期末试卷及答案

《土力学》期末试卷及答案一、填空题(每空1分,共20分) 1、无粘性土的性质主要取决于颗粒的粒径、级配 2、用三轴试验测定土的抗剪强度指标，在其它条件都相同的情况下，测的抗剪强度指标值最大的是固结排水剪切、试验，最小的是不固结不排水剪切试验。 3、评价粗颗粒土粒径级配的指标有不均匀系数、曲率系数和。 4、τf表示土体抵抗剪切破坏的极限能力，当土体中某点的剪应力τ=τf时，土体处于状态；τ>τf时，土体处于状态；τ<τf时，土体处于状态。 5、桩按受力分为和。 6、用朗肯土压力理论计算土压力时，挡土墙墙背因、，墙后填土表面因。 7、桩的接头方式有、和。 8、建筑物地基变形的特征有、、和倾斜四种类型。二、选择题(每小题2分,共10分) 1、采用搓条法测定塑限时，土条出现裂纹并开始断裂时的直径应为（） (A)2mm (C) 4mm(D) 5mm 2、《地基规范》划分砂土的密实度指标是（） (A)孔隙比(B)相对密度(D) 野外鉴别 3、建筑物施工速度较快，地基土的透水条件不良，抗剪强度指标的测定方法宜选用（） B）固结不排水剪切试验（C）排水剪切试验（D）直接剪切试验 4、地基发生整体滑动破坏时，作用在基底的压力一定大于（）。（A）临塑荷载（B）临界荷载（D）地基承载力 5、夯实深层地基土宜采用的方法是 ( ) （B）分层压实法（C）振动碾压法（D）重锤夯实法三、简答题(每小题5分,共20分) 1、直剪试验存在哪些缺点？ 2、影响边坡稳定的因素有哪些？ 3、产生被动土压力的条件是什么？ 4、什么是单桩竖向承载力？确定单桩承载力的方法有哪几种？四、计算题(共50分) 1、某土样重180g，饱和度S r=90%，相对密度为2.7，烘干后重135g。若将该土样压密，使其干密度达到1.5g/cm3。试求此时土样的天然重度、含水量、孔隙比和饱和度。（10分） 1、解：由已知条件可得原土样的三相数值为： m=180g m s=135g m w=180－135=45g V s=135/2.7=50cm3 V w=45 cm3 V v=45/0.9=50cm3 V=50＋50=100 cm3 土样压密后的三相数值为：V=135/1.5=90cm3 V v=90－50=40 cm3 V w=40 cm3 m w=40g m=135＋40=175g γ=175/90×10=19.4 kN/m3 w=40/135×40%=30% e=40/50=0.8

土力学与基础工程知识点考点整理汇总

一、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 s≤ 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[] 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u C 和曲率系数c C 来反映土颗粒的不均匀程度。 6030 u d C d =()2 301060c d C d d =? 10d —小于某粒径的土粒质量总土质量10%的粒径，称为有效粒径； 30d —小于某粒径的土粒质量总土质量30%的粒径，称为中值粒径； 60d —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。工程上对土的级配是否良好可按如下规定判断 ① 对于级配连续的土:Cu 5，级配良好；5Cu ，级配不良。 ② 对于级配不连续的土，级配曲线上呈台阶状，采用单一指标Cu 难以全面有效地判断土的级配好坏，需同时满足Cu 5和13Cu = 两个条件时，才为级配良好，反之级配不良。确定土中各个粒组相对含量的方法称为土的颗粒分析试验 ① 筛分法（对于粒径大于0.075mm 的粗粒土）

河海大学高等土力学试卷教学提纲

河海大学高等土力学试卷

《2012年河海大学高等土力学》—— 《土工原理》2012-05-16 1.土体在沉淀以后，抗剪强度有什么变化趋势？为什么？（8分） p128 （p116）答：土体沉淀后，不同的主应力方向下土的抗剪强度不同：竖向抗剪强度高于水平抗剪强度。这是因为天然的土通常在沉积过程中，长宽比大于1的针、片、棒状颗粒在重力作用下倾向于长边沿水平方向排列而处于稳定的状态，近似于水平层的沉淀，由于长期自重的作用，促成土颗粒排列有一定的方向性，这就形成了土层的各向异性结构，土层的各向异性结构导致土的力学性质上的各向异性。 2.土体中有机质对土体有什么影响？（8分） p4 土壤中的有机质存在是土区别于一般固体物质的主要特性之一，有机质是土壤固相物质中最易变化、性质最不稳定的组分。有机质对土体性质影响的一般规律：随着有机质含量的增加，土的分散性加大，天然含水率增高，干密度减小，胀缩性增加，压缩性增加强度减小，承载力降低，对工程极为不利。 3.十字板剪切实验中，竖向剪切强度与两端水平剪切强度哪个大？为什么？（7分）p102 答：（十字板剪切实验是一种利用十字板剪切仪在现场测定土的抗剪强度实验的方法，这种方法适合于现场测定饱和粘性土的原位不排水强度，特别适用于均匀饱和软粘土。对于粘土中夹带薄层细、粉砂或贝壳，用该方法测得强度偏高。）现场土常常是各向异性的，对于正常固结土，水平面上的抗剪强度一般小于垂直面上的抗剪强度。产生各向异性的原因在于：土的成层性和土中的应力状态不同。 4.三轴实验中的破坏规范主应力之差和主应力之比，有什么不同？有什么区别？（7分）p124

海南大学土力学期末考试试卷答案

大学土木建筑工程学院土木工程专业《土力学》试题(A 卷) 考试说明：本课程为闭卷考试，可携带计算器文具; 水的重度取10kN/m 3。一、判断对错（每小题2分，共10分） (说明：如果您认为下列说法是正确的，就在题号前的（）中打“√”，否则打“×”) （ × ）1、土的相对密度D r 会出现D r >1或D r <1的情况。（ × ）2、在任何情况下，土体自重应力都不会引起地基沉降。（ × ）3、土中应力水平越高，土越易破坏，说明土的抗剪强度越小。（ × ）4、土的颗粒级配分析中，曲率系数是10 60230d d d C u ?=。（ √ ）5、边坡的安全系数在施工刚结束时最小，并随着时间的增长二增大。二、选择题（每题2分，共20分） 1. 指出下列何种土不以塑性指标I p 来定名（ D ）。 A.粘土 B.粉质粘土 C.粉土 D.砂土 2. 淤泥属于（ B ）。

A.粉土 B.粘性土 C.粉砂 D.细砂 3.某土层排水固结，达到90％固结完成的沉降量为18cm，则该土层完全固结后，总沉降量为（ C ）。 A.18cm B. 19cm C. 20cm D. 21cm 4.地基沉降计算深度是指（ B ）。 A.主要持力层 B. 主要压缩层厚度 C. 持力层厚度 D. ≥5m 5.土中某点处于极限平衡状态时，其破坏面与最大主应力σ1的作用面的夹角为（B ）。 A.45o－?/2 B. 45o＋?/2 C. 45o＋? D. 45o 6.现场十字板试验得到的强度与室哪一种试验方法测定的强度相当？（ A ）。 A.快剪 B. 固结快剪 C. 慢剪 7.粘性土的抗剪强度由两部分组成，一部分是颗粒间的粘结力，另一部分是( A )。 A. 摩擦力 B. 水压力 C. 有效应力 D. 荷载 8.条形基础竖直均布荷载下附加应力计算时，附加应力系数的确定应根据（D ）比值查表确定。 A. L/B和z/B B. L/B和x/B C. L/B和z/L D. x/B和z/B。

高等土力学模拟考题及答案

模拟考试5及答案 1．下图为拟选用的200米堆石坝料的级配表；拟采用厚粘土心墙防渗，粘土塑性指数I p =17；地基覆盖层为50米，地基土以砂砾石为主。如果要求对该坝进行竣工时的稳定分析以及施工期的有效应力变形数值计算（采用土的本构关系模型与比奥固结理论耦合计算），变形数值计算采用Duncan-Chang 双曲线模型，现有三轴仪的试样尺寸为φ300×600mm ，需要对试验、模型参数确定和计算步骤进行设计。（1）对堆石料和粘土料应进行什么样的三轴试验？（包括堆石料的模拟、试验的排水条件及试验量测数值等）（2）简述在上述试验资料基础上，确定理论和模型的参数方法与步骤；（3）对于非线性堆石坝变形分析，如何采用增量法分步进行计算？（4）如何进行竣工时的稳定分析？解答：（1）对于堆石料应进行三轴排水的常规压缩试验。但是最大粒径为300/5＝60mm ，建议采用替代法模拟；因为细颗粒较少，也可采用相似模拟或者其他模拟方法。对于粘土对于有效应力计算，应当进行排水三轴试验；但是为了测定孔压系数也要进行不排水试验（A,B ），也可用于总应力法的稳定分析；（2）试验比奥固结理论需要测定孔压系数A,B ；Duncan-Chang 双曲线模型中的堆石料和粘土料试验E,B 或者E 、ν模型，用三轴排水试验进行参数确定。（3）对于增量法可以逐层填筑，分布计算，一般可以模拟实际的填筑过程和工序；在每一加载过程中，还应当用时间的差分进行孔压消散的比奥理论计算；最后得到竣工时的应力、孔压和变形（位移）。也可以用于稳定分析（总应力法或者有效应力法）（4）总应力法：采用不排水强度指标，用圆弧法分析（比肖甫法和摩根斯坦－普赖斯法）。如果采用有效应力分析，则可以通过计算确定心墙中的超静孔压等值线，采用有效应力强度指标。 2．在一种松砂的常规三轴排水压缩试验中，试样破坏时应力为：σ3＝100kPa ，σ1－σ3＝235kPa 。 (1) 计算下面几个强度准则的强度参数：莫尔－库仑强度准则：（σ1－σ3）/（σ1＋σ3）＝sin ?; 广义屈雷斯卡(Tresca)准则： σ1－σ3=αt I 1 松冈元－中井照夫强度准测：I 1I 2/I 3＝k f. （2）平面应变状态的试样的y 方向为零应变方向，已知ν＝0.35。初始应力状态为σz ＝σx ＝200kPa 且按 ?σz /?σx ＝-2比例加载，利用以上3个强度准则分别计算试样破坏时的σz ＝？ σx ＝？σy ＝？b=? 解答：（1）参数计算：σ3＝100kPa ，σ1－σ3＝235kPa ，σ3＝σ2＝100kPa ，σ1＝335kPa ①莫尔－库仑强度准则 1313235 0.54,32.7435 σσφσσ-===?+ ②Tresca 113 1 3352100535235 0.44535 t I kPa I σσα=+?=-= = = ③松冈元

土力学知识点总结归纳

不均匀系数：反映土颗粒粒径分布均匀性的系数定义为限制粒径d60与有效粒径d10之比塑限：可塑状态与半固体状态间的分界含水量称为塑限。液限：指粘性土从流塑状态过度到可塑状态时的界限含水量。基底压力：建筑物荷载由基础传递给地基，基础底面传递给地基表面的压力。基底附加应力：由于建筑物产生的基底压力与基础底面处原来的自重应力之差称为附加应力，也就是在原有的自重应力的基础上新增的应力。渗透固结：饱和土在受到外荷载作用时，孔隙水从空隙中排除，同时土体中的孔隙水压减小，有效应力增大，土体发生压缩变形，这一时间过程称为渗透固结。固结：饱和黏质土在压力作用下，孔隙水逐渐排出，土体积逐渐减小的过程。固结度：指地基在外荷载作用下，经历时间t产生的沉降量St与基础的最终沉降量S的比值。库伦定律：在一般的荷载范围内，土的抗剪强度与法向应力之间呈直线关系，即 τf=c+tanυ式中c，υ分别为土的粘聚力和内摩擦角。粒径级配：各粒组的质量占土粒总质量的百分数。静止土压力:当挡土结构物在土压力作用下无任何移动或转动，墙后土体由于墙背的侧限作用而处于弹性平衡状态时，墙背所受的土压力称为静止土压力。主动土压力：若挡土墙受墙后填土作用离开土体方向偏移至土体达到极限平衡状态时，作用在墙背上的土压力称为主动土压力。被动土压力：挡土墙在外力作用下向后移动或转动，达到一定位移时，墙后土体处于极限平衡状态，此时作用在墙背上的土压力。土的颗粒级配：土中各粒组相对含量百分数。土体抗剪强度：土体抵抗剪切破坏的极限能力。液性指数：是粘性土的天然含水量和塑限的差值与塑性指数之比，用符号IL表示。基础埋深：指从室外设计地坪至基础底面的垂直距离。角点法：角点法的实质是利用角点下的应力计算公式和应力叠加原理推求地基中任意点的附加应力的方法压缩系数：表示土的压缩性大小的主要指标，压缩系数大，表明在某压力变化范围内孔隙比减少得越多，压缩性就越高。土的极限状态：土体中的剪应力等于土的抗剪强度时的临界状态称之为土的极限平衡状态。软弱下卧层：地基受力层范围内存在有承载力低于持力层的土层。持力层：直接承受基础荷载的一定厚度的地基土层。 1.土的三相实测指标是什么？其余指标的导出思路主要是什么？答案：三相实测指标是土的密度、土粒密度和含水量。换算指标包括土的干密度（干重度）、饱和密度（饱和重度）、有效重度、孔隙比、孔隙率和饱和度。换算指标可以从其基本定义出发通过三相组成的体积、重量关系导出。 2．地基中自重应力的分布有什么特点？答案：自重应力沿深度方向为线性分布（三角形分布）在土层的分层界面和地下水位处有转折。集中荷载作用下地基中附加应力的分布规律？答案：1）在集中荷载作用线上（r=0），附加应力随深度的增加而减小；2）在r>0的竖直线上，附加应力随深度的增加而先增加后减小；3）在同一水平面上（z=常数），竖直向集中力作用线上的附加应力最大，向两边则逐渐减小。简述均布矩形荷载下地基附加应力的分布规律？答案：①附加应力σz自基底起算，随深度呈曲线衰减；②σz具有一定的扩散性。它不仅分布在基底范围内，而且分布在基底荷载面积以外相当大的范围之下；③基底下任意深度水平面上的σz ，在基底中轴线上最大，随距中轴线距离越远而越小。 3. 朗肯土压力理论和库仑土压力理论的异同点是什么？答案：相同点：两种土压力理论都是极限平衡状态下作用在挡土墙是的土压力，都属于极限平衡理论。不同点：朗肯是从一点的应力状态出发，先求出土压力强度，再求总土压力，属于极限应力法；库仑考虑整个滑动楔体静力平衡，直接求出总土压力，需要时在求解土压力强度，属于滑动楔体法。 4. 土压力计算中，朗肯理论和库仑理论的假设及适用条件有何不同？答：朗肯理论假定挡土墙的墙背竖直、光滑，墙后填土表面水平且延伸到无限远处，适用于粘性土和无粘性土。库仑理论假定滑裂面为一通过墙踵的平面，滑动土楔体是由墙背和滑裂面两个平面所夹的土体所组成，墙后填土为砂土。适用于各类工程形成的不同的挡土墙，应用面较广，但只适用于填土为无粘性土的情况 5. 分层总和法计算地基最终沉降量时进行了哪些假设？ ①计算土中应力时，地基土是均质、各向同性的半无限体；②地基土在压缩变形时不允许侧向膨胀，计算时采用完全侧限条件下的压缩性指标；③采用基底中心点下的附加应力计算地基的变形量。 6. 简述变形模量与压缩模量的关系。答：试验条件不同：土的变形模量E0是土体在无侧限条件下的应力与应变的比值；而土的压缩模量Es是土体在完全侧限条件下的应力与应变的比值。二者同为土的压缩性指标，在理论上是完全可以相互换算的。 7. 地基最终沉降量通常是由哪三部分组成？答：瞬时沉降；次固结沉降；固结沉降。 8. 请问确定基础埋置深度应考虑哪些因素？答：确定基础埋置深度应综合考虑以下因素：（1）上部结构情况：如建筑物的用途、结构类型及荷载的大小和性质；（2）工程地质和水文地质条件：如地基土的分布情况和物理力学性质；（3）当地冻结深度及河流的冲刷深度；（4）建筑场地的环境条件。 9. 固结沉降是指什么？答：地基受荷后产生的附加应力，使土体的孔隙减小而产生的沉降称为固结沉降，通常这部分沉降是地基沉降的主要部分。 10. . 三轴压缩试验按排水条件的不同，可分为哪几种试验方法?工程应用时，如何根据地基土排水条件的不同，选择土的抗剪强度指标? 答：三轴压缩试验按排水条件的不同，可分为不固结不排水剪、固结不排水剪和固结排水剪三种试验方法。工程应用时，当地基土的透水性和排水条件不良而施工速度较快时，可选用不固结不排水剪切试验指标；当地基土的透水性和排水条件较好而施工速度较慢时，可选用固结排水剪切试验指标；当地基土的透水性和排水条件及施工速度界于两者之间时，可选用固结不排水剪切试验指标。11.地基破坏形式有那几种？各自发生在何种土类地基？有整体剪切破坏，局部剪切破坏和冲剪破坏第一章 1．三相比例指标：土的三相物质在体积和质量上的比例关系。试验指标：通过试验测得的指标有土的密度，土粒密度和含水量。换算指标：包括土的干密度，饱和密度，有效重度，空隙比，空隙率，饱和度。 2．颗粒级配:土粒的大小组成通常以土中各个粒组的相对含量来表示称为土的颗粒级配。不均匀系数C u反应了不同粒组的分布情况，Cu＜5的土称为匀粒土，级配不良。Cu＞10的土级配良好且C s=1~3 3．土结构的三种类型：单粒结构，蜂窝结构，絮状结构。 4．界限含水量：从一种状态到另一种状态的分界点称为分界含水量，流动状态与可塑状态间的分界含水量称为液限ωL可塑状态与半固体状态间的分界含水量称为塑限ωP 塑性指标I P=ωL－ωP 液性指标I L = 5．砂土密度判别方法：根据砂土的相对密实度可以将砂土划分为密实，中密，松散三种密实度。但由于测定砂土的最大空隙率和最小空隙比试验方法的缺陷，实验结果有很大的出入，同时由于很难在地下水位以下的砂层中取得原状砂样，砂土的天然空隙比很难准确的测定，相对密实度的应用受到限制。因此在工程实践中通常用标准贯入击数来划分砂土的密实度。 6．地基分类原则：第三章 1．自重应力：由土体重力引起的应力。附加应力：外荷载作用下，在土中产生的应力增量。基底压力：建筑物荷载通过基础传递给地基的压力。基底附加应力：上部结构和基础传递到基底的地基反力与基底处原先存在于土中的自重应力之差。 2．自重应力对地基变形的影响：第四章 1．土压缩性：我们把这种在外力作用下土的体积缩小的特性称为土的压缩性。原因： 2．分层综合假定（p82） 3．固结：饱和黏质土在压力作用下，孔隙水逐渐排出，土体积逐渐减小的过程。包括主固结或次固结。固结度：饱和土层或试样在固结过程中，某一时刻的孔隙水压力平均消散值(或压缩量)与初始孔隙水压力(或最终压缩量)比值，以百分率表示。第五章 1．土的抗剪强度：土体对于外荷载所产生的剪应力的极限抵抗能力。 2．土的抗剪强度指标试验方法按排水条件：直剪p109，三轴剪切使用条件p111 压缩系数a：表示土体压缩性大小的指标,是压缩试验所得e-p曲线上某一压力段割线的斜率；一般采用压力间隔P1=100kPa至P2=200kPa时对应的压缩系数a1-2来评价土的压缩性。压缩模量Es: 土的压缩模量指在侧限条件下土的垂直向应力与应变之比，是通过室内压缩试验得到的，是判断土的压缩性和计算地基压缩变形量的重要指标之一。变形模量E0：通过现场载荷试验求得的压缩性指标，即在部分侧限条件下，其应力增量与相应的应变增量的比值。能较真实地反映天然土层的变形特性。 2、固结：饱和黏质土在压力作用下，孔隙水逐渐排出，土体积逐渐减小的过程。包括主固结或次固结。固结度：饱和土层或试样在固结过程中，某一时刻的孔隙水压力平均消散值(或压缩量)与初始孔隙水压力(或最终压缩量)比值，以百分率表示。 3、分层法假定，Zn的确定；规范法假定，Zn的确定；固结度计算。分层总和法是指将地基沉降计算深度内的土层按土质和应力变化情况划分为若干分层，分别计算各分层的压缩量，然后求其总和得出地基最终沉降量。这是计算地基最终沉降量的基本且常用的方法。第五章土的抗剪强度 1、土抗剪强度：是指土体抵抗剪切破坏的极限强度，包括内摩擦力和内聚力。抗剪强度可通过剪切试验测定。土抗剪强度构成：由土的抗剪强度表达式可以看出，砂土的抗剪强度是由内摩阻力构成，而粘性土的抗剪强度则由内摩阻力和粘聚力两个部分所构成。内摩阻力包括土粒之间的表面摩擦力和由于土粒之间的连锁作用而产生的咬合力。咬合力是指当土体相对滑动时，将嵌在其它颗粒之间的土粒拔出所需的力，土越密实。连锁作用则越强。粘聚力包括原始粘聚力、固化粘聚力和毛细粘聚力。 2、土的极限平衡条件——由莫尔圆抗剪强度相切几何关系确定。当土体达到极限平衡状态，土的抗剪强度指标C、&与土的应力1，3的关系。第六章土压力计算 1、静止土压力：挡土结构在土压力作用下，其本身不发生变形和任何位移，土体处于弹性平衡状态，此时作用在挡土结构上的土压力称为静止土压力。主动土压力：挡土结构物向离开土体的方向移动，致使侧压力逐渐减小至极限平衡状态时的土压力，它是侧压力的最小值。被动土压力：挡土结构物向土体推移，致使侧压力逐渐增大至被动极限平衡状态时的土压力，它是侧压力的最大值。三者辨析：挡土墙上的土压力按照墙的位移情况可分为静止、主动和被动三种。静止土压力是指挡土墙不发生任何方向的位移，墙后土体施于墙背上的土压力；主动土压力是指挡土墙在墙后土体作用下向前发生移动，致使墙后填土的应力达到极限平衡状态时，墙后土体施于墙背上的土压力；被动土压力是指挡土墙在某种外力作用下向后发生移动而推挤填土，致使墙后土体的应力达到极限平衡状态时，填土施于墙背上的土压力。这里应该注意是三种土压力在量值上的关系为Pa

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