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。
60
30u d C d = ()2301060c 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）
②沉降分析法（对于粒径小于0.075mm的细粒土）有密度计法和移液管法
（二）土中水按存在形式分为液态水、固态水和气态水。固态水又称为内部晶格水或内部结合水，是指存在于土粒矿物晶体格架内部或是参与矿物构造的水；土中的液体水分为结合水和自由水（有重力水和结合水两类）。结合水是受电分子作用吸附于土粒表面成薄膜状的水。它又可以细分为强结合水和弱结合水（弱结合水的水膜厚度对工程性质影响很大）。自由水是存在于土粒表面电场影响范围以外的土中水。自由水按所受作用力的不同可以分为重力水和毛细水。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。毛细水是受到水与空气交界面处表面张力的作用、存在于地下水位以上的透水层中的自由水。若毛细水上升至地表，会引起土质盐渍化、沼泽化，而且会使地基润湿，强度降低，变形增大。在寒冷地区还会促使土的冻胀，地下室会过分潮湿，故在工程中要注意防潮、防冻。
（三）土中气体存在于空隙中未被水占据的部分。封闭气体对土的工程性质影响较大。
土的结构是指土颗粒或集合体的大小和形状、表面特征排、列形式以及它们之间的连接特征，而构造是指土层的层理、裂隙和大空隙等宏观特征，亦称为宏观结构。土的结构和构造对土的性质影响很大，一般分为单粒结构、蜂窝结构及絮凝结构三种基本类型。单粒结构——无粘性土特有的结构，形成原因为颗粒大、靠自重、引力小，单粒结构可以是疏松的，可以是紧密的。紧密状单粒结构的土是较为良好的天然地基。疏松单粒结构的土如未经处理一般不宜作为建筑物的地基。联结结构——粘性土特有的结构，形成原因是颗粒小、靠联合、引力大、有连结。类型有蜂窝结构（粉粒0.075 0.005）和絮凝结构（粘粒 0.075）。絮凝沉积形成的土在结构上是极不稳定的，随着溶液性质的改变或震荡后可重新分散。
土的构造最主要的特征就是层理性，即层理构造。
2.3土的物理性质指标
土的九个物理性质指标（其中有三个基本指标）
A 、三个基本指标
①土的天然密度s d ：土体单位体积的质量。
m v ρ=
②土的含水量w ：土中水的质量与土粒质量之比。 100%w s m m ω=? ③土粒相对密度：土的固体颗粒质量与同体积4°C
时纯水的质量之比。 11
1s s s s w w m d v ρρρ== wl ρ—纯水在04C 的密度（单位体积的质量）
，等于1 3/g cm 或1 3/t m 。 s d 可在实验室采用“比重瓶法”测定。
B 、反映土单位体积质量（或重力）的指标
①土的干密度d ρ：土单位体积中固体颗粒部分的质量，称为土的干密度，并以d ρ表示，
s d m v
ρ= ②土的饱和密度w ρ： 土孔隙中充满水时单位体积质量。一般在1.8～2.3范围内。
③土的有效密度（或浮密度）ρ：地下水位以下，单位体积中土粒的质量扣除同体积的水的质量后，即单位土体积中土粒的有效质量。
ρ′s s w m V V
ρ-= C 、反映土孔隙特征、含水程度的指标
①土的孔隙比e （用小数表示）：土中孔隙体积与土粒体积之比，称为土的孔隙比e 。
v S
V e V = ②土的孔隙率n ：土中孔隙比于总体积的比值（用百分数表示）称为土的孔隙率n 。
100%w v
V e V =? 孔隙比和孔隙率都是反映土体密实程度的重要物理指标。一般e ﹤0.6的土是密实的，土的压缩性小;e ﹥1.0的土是疏松的压缩性高。
③土的饱和度r S （反映土潮湿程度的物理性质的指标）
土中水的体积与空隙体积之比称为土的饱和度，以百分率计。
100%w r v v s v =
?
2.4 无黏性土的密实度
判断无黏性土的密实度最简单的方法是用空隙比e 表示，但是由于颗粒的形状和级配对土的孔隙比有着很大的影响，所以，工程中常用相对密实度表示。
max max min r e e
D e e -=- 根据r D （ 一般以百分数表示）的值可以把砂土的密实状态分为三种：
10.67r D ≥> 密实
0.670.33r D ≥> 中密
0.330r D ≥> 松散
还可以通过采用标准贯入实验的锤击数来评价砂类土的密实度，根据N 可将砂土分为松散、稍密、中密与密实四种密实度。如果是碎石可以根据野外鉴别方法划分为密实、中密、稍密、松散四种密实度状态。
2.5 黏性土的物理特性
①黏性土的概念
黏性土就是具有可塑状态性质的土，它们在外力的作用下，可塑成任何形状而不长生裂缝，当外力去掉后，仍可以保持原形态不变。
②黏性土的界限含水量：黏性土从一种状态转变为另一种状态的分界含水量称为界限含水量。
液限(l w ）：土由可塑状态变化到流动状态的界限含水量；土处于可塑状
态的最大含水量，稍大即流态；土的界限含水量；
塑限(P w )：土由半固态变为可塑状态的界限含水量；土处于可塑状态的
最小含水量，稍小即半固态；
缩限(S w )：土由固态变为半固态的界限含水量；土处于半固态的最小含
水量，稍小即为固态。
缩限 塑限 液限 含水量
固态 半固态 可塑状态 流动状态
我国目前采用锥式液限仪来测定黏性土的液限，塑限多用“搓条法”测定。
③黏性土的塑性指数和液性指标数
塑性指数P I ：液限与塑限之差值。习惯上用不带%的百分数表示。取小数点后一位，第二位四舍五入。塑性指数常作为工程上对黏性土进行分类的依据。
P l p
I w w =- 液限指数L I ：表征土的天然含水量与分界含水量之间的相对关系的指标。表示黏性土的软硬程度，一般用小数表示。黏性土根据液性指数可划分为坚硬、硬塑、可塑、软塑及流塑五种软硬状态。 p
p L l p P w w w w I w w I --==-
④黏性土的灵敏度和触变性
灵敏度即土的结构性，当土体受到外力扰动作用，其结构遭受破坏时，土的强度降低，压缩性增高，工程上常用灵敏度来衡量黏性土结构性对强度的影响。根据灵敏度可将饱和黏性土分为低灵敏度、中等灵敏度和高灵敏度三类。土的灵
敏度愈高，其结构性愈强，受扰动后土的强度降低就愈明显。因此，在基础工程设施中必须注意保护基槽，尽量减少对土结构的扰动。
触变性：指黏性土扰动后的抗剪强度随时间自行恢复的能力（属于胶体化学性质），这种性质主要表现在某些软粘土扰动后，结构虽然破坏，强度降低，但土的强度随时间又会逐渐增长，这是因为土体中土颗粒，离子和水分子体系随时间而逐渐趋于新的平衡状态的缘故。
2.6 土的渗透及渗流
①渗流的概念：土孔隙中的自由水在重力作用下，只要有水头差，就会发生动。水透过土孔隙流动的现象，称为渗流或渗透，而土被水流透过的性质，称为土的渗流。
②层流渗透定律：一般土的空隙较小，水在
土体流动过程中流速十分缓慢，因此，多数
情况下其流动状态属于层流，即相邻两个水
分子的运动的轨迹相互平衡而不是混流。
达西定律：
Q H q kA kAi t L
?=== q v k i A == 其中：q —单位渗水量
i —水力梯度或水力坡度，,12h h i L
-= V —渗透速度
k —土的渗透系数，是反映土的透水性大小的系数，物理意义为：单位水力梯度i=1时的渗透速度
少数黏土服从修正的达西定律：()b v k i i =-；碎土等服从哲才定律。 ③渗透系数
常用的水的渗透系数的测定方法，室内有常水头法和变水头法，室内测定的渗透系数用k 表示：
现场抽水试验中测定的渗透系数：
()()
212221ln /r r q k h h π=
- ④动力水及渗流破坏 动水力：水流作用在单位体积中土颗粒上的力。也叫渗流力
动水力的公式： G w D
T i γ==
临界水头梯度： G w c r D T i γγ===′ /1sat cr w w
i γγγγ==- 几种形式的渗透破坏： ① 流砂：地下水自下向上渗透时,渗透产生的动水压力大于土体的有效重力,土颗粒之间的有效应力等于零,土颗粒悬浮在水中,随水一起流动的现象。②管涌 ：当地下流动的水力坡度很大时，水流由层流变为紊流，此时渗透力将土体粗粒孔隙中充填的细粒土带走，最终导致土体内部形成贯通的渗流管道，造成土体塌陷，这种现象就叫做管涌。③潜蚀 在自然条件下发生的渗透破坏，分为机械和化学潜蚀，机械潜蚀指渗流的机械力将细粒土冲走而形成洞穴：化学潜蚀是指水流溶解了土中的易溶盐和胶结物使土变得松散，细粒土被冲走而形成洞穴。后果：形成土洞，不断扩大，导致地表塌陷，使建筑物破坏。
2.7 土体液化是指饱和状态砂土或粉土在一定强度的动荷载作用下表现出类似液体性质而完全丧失承载力的现象。
2.8 地基土的分类
A 、岩石（颗粒间牢固联结，呈整体或具有解理裂隙的岩体）
B 、碎石土（指粒径大于2mm 的颗粒含量超过50%的土，根据粒组含量及颗粒形状可分为漂石、块石、卵石、圆砾和角砾，碎石土的密实度可按锤击数分为松散、稍密、中密、密实）
C 、砂土（指粒径大于2mm 的颗粒含量不超过全重的50%而粒径大于0.075mm 的颗粒超过全重50%的土。可分为砾砂、粗砂、中砂、细砂和粉砂）
D 、粉土（指粒径大于0.075mm 的颗粒含量不超过全重的50%，且塑性指数小于或等于10的土，其性质介于黏性土和砂土之间）分为砂质粉（粒径小于0.005mm 的颗粒含量不超过全重的10%）和粘质粉土（粒径小于0.005mm 的颗粒含量超过全重的10%）粉土的密实度与天然那孔隙比有关。 ，
0.90.750.9,
e e ≥≤≤ 一般时，为稍密，强度稍低，属软弱地基；为中密；e 0.75, 为密实，其强度高，属于良好的天然地基
E 、黏性土（指塑性指数大于10的土）
其分类，按黏性土的状态可以分为坚硬、硬塑、可塑、软塑、流塑； 按沉积年代可以分为：老黏土、一般黏土、新近沉积黏土。
F 、人工填土（是指由于人类活动而堆填形成的各类土）
可以分为素填土、杂填土、充填土。
G 、特殊土
特殊类土有软土、红黏土、膨胀土、黄土、多年冻土和盐渍土，他们的工程性质特殊，所以在工程建筑中要特别的注意。
三、土中应力计算
3.1 土的自重应力
概念：由土自重引起的应力即为土体的自重应力。
计算公式：均质土的自重应力 cz z σγ=
成层土的自重应力 1122331n
cz i i i h h h h σγγγγ==+++=∑
注意：i γ——第i 层土的天然重度，若土在地下水位线以下则应用有效重度来表示。
绘制土的自重应力曲线的步骤：①建立标准坐标系；②确定特征点的编号〈地面、土层界面、地下水位面、不透水层面〉;③计算各点的竖向自重应力，应用公式进行计算;④按比例绘出各点自重应力的位置；⑤用直线连接各点；⑥校核：注意地下水位处，不透水层处。
3.2 基底压力
概念：建筑物荷载通过基础传给地基，在基础底面与地基之间产生接触压力，称为基底压力。基底压力即接触应力（作用在地基上的是基底压力，作用在基础上的是基底反力）。柔性基础在垂直荷载作用下基础本身无抵抗弯曲变形的能力，柔性基础接触压力分布与其上部荷载分布情况相同；刚性基础特点：基础本身无变形（无挠曲）基底压力分布图形为非均匀。
基底压力计算公式： 中心荷载作用下 F G P A
+= 偏心荷载作用下 max min 61F G M F G e P A W A l ++??=±=± ???
上式中：G ——基础自重及回填土自重之和，G G Ad γ= 其中G γ为基础及回填土
之平均重度，取20 3/KN m ，地下水以下部分应扣除103/KN m 的浮力;
W ——基础底面的抵抗矩，对于矩形基础 2/6W bl =
M ——作用在基底形心上的力矩值 ， ()M F G e =+
基底附加压力计算公式: o cd o p p p d σγ=-=-
3.3 地基附加应力（由建筑物荷载引起的应力增量相对于自重应力而言的）①单个竖向集中力下的地基附加应力：335233cos 22z F Z F R R
σθππ=?=2F z α= 其中α称为集中力作用下的地基竖向应力系数 ()
5223121r z απ=???+???? ②多个集中力及不规则分布荷载作用产生的附加应力： 121222221
1n n z n i i i F F F F z z z z σαααα==++=∑
③分布荷载作用下地基的附加应力： ()()()3
5222
3,32z z A A p x y d d z d x y z εη
σσπεη==??-+-+??????
④空间问题的附加应力计算：常见的空间问题有均布矩形荷载、三角形分布的矩形荷载及圆形荷载。
矩形面积上竖向均布荷载作用
角点下的附加应力：
对上式积分可简写成： z c o p σα=
c α称为均布矩形角点下的竖向附加应力系数简称角点应力系数，应用时
可以按l b 和z b
查表得到。 任意点下的附加应力：用角点法可以求得。
当M ˊ在荷载面内部时：()z c c c c o p σααααI ∏=+++ⅢⅣ
当M ′在荷载面边缘时：()z c c σααI ∏=+
当M ′在荷载面边缘外侧时：()z c c c c o p σααααI ∏=-+-ⅢⅣ
当M ′在荷载面角点外侧时：()z c c c c o p σααααI ∏=--+ⅢⅣ
②矩形面积上作用三角形分布荷载时：
荷载为零角点下的竖向附加应力： 1z t o p σα=
荷载最大边角点下的竖向附加应力：
12z c o t o t o p p p σααα=-=
其中应力系数1t α、2t α为l b ，z b
的函数。 3.4 有效应力原理
土颗粒间的接触应力在截面积上的平均应力称
为有效应力。
有效应力原理： σσμ'=-
四、土的变形和地基沉降量
4.1 土的压缩性：土在压力作用下体积缩小的特性称为土的压缩性。地基土压缩的原因：固体颗粒被压缩，土中水及封闭气体被压缩、水和气体从孔隙中被挤出。 土的固结：土体在外力作用下，压缩随时间增长的过程，称为土的固结。
压缩性指标：压缩系数、压缩指数、压缩模量、变形模量
①压缩系数a （是反映压缩程度高低的力学性质指标，是孔隙比对压力的变化率） 1221
e e de e a dp p p p -?=-≈=?-（负号是因为孔隙比变化方向与压力方向相反，变化率越大，土的压缩性愈高，地基愈软弱，承载力愈低，反之亦然）
压缩系数是评价地基土压缩性高低的重要指标之一。 压缩性指标a
不是一个
常量他的取值与起始压力和压力变化范围p ?（在p ?不大的情况下，用直线的斜率代替变化率）有关，工程上一般用12a -来评定土的压缩性高低。
12a -＜0.11a MP -时,为低压缩性土；
0.11a MP -＜12a -＜0.51a MP -时,为中压缩性土；
12a -≥0.51a MP -是,为高压缩性土。
②压缩指数C C （可以用来确定土的压缩性大小）
计算公式： 12122
211
lg lg lg c e e e e C p p p p --==- C C 越大土的压缩性越大 C C ＜0.2时为低压缩性土；C C ＝0.2～0.4时为中压缩性土；C C ＞0.4为高压缩性土。
③压缩模量(土体在完全侧限条件下，竖向附加应力z σ与相应的应变增量之比) 计算公式： 11S e E a
+= （1e 为原始孔隙比） 压缩模量S E 是土的压缩性指标的又一个表达方式，压缩模量S E 与压缩系数a 成反比，S E 愈大，a 就愈小，土的压缩性愈低。一般认为，S E ＜4a MP 时为高压缩性土；S E ＞15a MP 时为低压缩性土；S E =4～15a MP 为中压缩性土。
④变形模量o E （指土体在无侧限条件下单轴受压时的应力与应变之比，一般情况下压缩模量比变形模量大）
计算公式：()
211
1o p b E s ωμ=- 4.2 地基最终沉降量计算
地基最终沉降量是指地基土在建筑荷载作用下，不断产生压缩，直至压缩稳定时地基表面的沉降量。
⑴分层总和法
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层，分别求出各分层的应力，然后用土的应力一应变关系式求出各分层的变形量，再总和起来作为地基的最终沉降量。
① 分层总和法假设：①地基土是均质、各向同性的半无限体；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，故同一土层的压缩性指标可取S E ，a ；③采用基底中心点下的附加应力计算地基变形量。 ② 基本原理：胡克定律，叠加原理。
③ 薄压缩层地基沉降计算公式
计算步骤：①根据条件按比例绘制p-e 图；②分层，分层原则 厚度≤0.4b ，天然土层分界处，地下水位处；③计算各分层界面的自重应力和附加应力并绘制应力分布图；④确定地基沉降深度n Z ，对于一般土取0.2zn czn σσ=若遇到软土则
取0.1zn czn σσ=；⑤计算每层土的平均自重应力和平均附
加应力；⑥计算每层土的变形量i
s ?，根据计算公式 1211i i
i i i e e s h e ??-?= ?+??
；⑦计算最终沉降量，将沉降深度范围内的各层土的沉降量相加121
n
n i i s s s s s ==?+?+?=?∑ 。
⑵《建筑地基基础设计规范》方法
计算假定条件：a 地基土为均质：b 压缩性指标S E ，对某一土层是常数，不随深度而改变。
重要结论：计算地基土某一层的最终稳定沉降量就归结为求该土层的附加应力面积再除以该土层的压缩模量。
计算原理： ()111n o i i i i i Si
p s z z E ααα--='=-∑ 经过修正后的最终地基沉降量s
计算公式： ()111n o s s
i i i i i Si
p s s z z E ψψαα--='==-∑
地基沉降计算深度n z
①一般通过“变形比”试算确定： 10.025n
n i i s s ='?≤?∑
②若无相邻荷载影响，基础宽度在1～30m 的范围内时，基础中点的地基沉降量 ()2.50.4n z b Inb =-
③若沉降计算深度范围内存在基岩时，n z 可以取至基岩表面。
计算步骤：①求基底压力和基底附加压力；②确定沉降计算深度；③沉降计算；④确定沉降经验系数。
4.3 应力历史对地基沉降的影响
⑴天然土层应力历史
应力历史：是指土在形成的地质年代中经受应力变化的情况。天然土层划分为三种固结状态。
①超固结状态：天然土层在地质历史上受到过的固结压力大于目前的上覆压力。
②正常固结状态：指的是土层在历史上最大固结压力作用下压缩稳定，但沉积后土层厚度无大变化，以后也没有受到过其它荷载的继续作用的情况。 ③欠固结状态：土层逐渐沉积到现在地面，但没有达到固结稳定状态。
4.4 地基变形与时间的关系
饱和粘土在压力作用下，孔隙水将随时间的迁延而逐渐被排出，同时孔隙体积也随之缩小，这一过程称为饱和土的渗透固结。渗透固结所需时间的长短与土的渗透性和土层厚度有关，土的渗透性愈小、土层愈厚，孔隙水被挤出所需的时间就愈长。
固结：饱和粘性土的压缩随时间而不断增长的过程。
饱和土的渗透固结也就是孔隙水压力逐渐消散和有效应力相应增长的过程。 孔隙水压力：作用在孔隙水中的压力，也称为超静水压力。
有效应力：土粒承受和传递的压力，即颗粒间的接触应力。
太沙基一维固结理论假设：
① 土中水的渗流只沿竖向发生，而且渗流服从达西定律，土的渗透系数k 为常
数。
② 相对土的孔隙，土颗粒和土中水都是不可压缩的，因此，土的变形仅是孔隙体积压缩的结果压缩定律。
③ 土是完全饱和的，土的体积压缩量同土的孔隙中排出的水量相等，而且压缩变形速率取决于途中水的渗流速率。
固结度：地基在荷载作用下，历经的时间t 的固结沉降量ct s 与其最终沉降量c s 的比值。
地基固结过程中任意时刻的沉降量计算步骤：①计算地基附加应力沿深度的分布；②计算地基最终沉降量；③计算土层的竖向固结系数和时间因数；④求解地基固结过程中某一时刻t 的沉降量，或者沉降量达到已知数值所需要的时间. 用到的公式有：()1V w
k e C a γ+= 2V
V C t T H = c t t c s U s =? 双面排水H 取土层厚度的一半，单面排水H 取土层厚度。93
五、土的抗剪强度
5.1 土的抗剪强度：是指土体抵抗剪切破坏的极限能力。
①砂土抗剪强度的表达式 tan c τσ?=
②粘性土抗剪强度的表达式 tan c c τσ?=+
③土的有效应力强度的表达式
'''tan tan c c f +=+=?σ?στ （黏性土）
''tan tan ?σ?στ==f （无黏性土）
C ——粘性土的粘聚力； ——土的内摩擦角；c 和 是地基土的两个力学性质指标99 ⑵莫尔─库伦强度理论
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”。
M 点莫尔应力圆整体位于抗剪强度包线的下方，莫尔应力圆与抗剪强度线相离，表明该点在任何平面上的剪应力均小于土所能发挥的抗剪强度，因而，该点未被剪破。
M 点莫尔应力圆与抗剪强度包线相切，说明在切点所代表的平面上，剪应力恰好等于土的抗点破坏面的抗剪强度，该点就处于极限平衡状态，莫尔应力圆亦称极限应力圆。由图中切点的位置还可确定 M 点的破坏面的方向。
M 点莫尔应力圆与抗剪强度包线相割，M 点早已破坏。实际上圆所代表的应力状态是不可能存在的，因为M 点破环后，应力已超出弹性范畴。
莫尔-库仑强度理论 ()()131311cos 222
σσσσσα=
++- ()131sin 22τσσα=- 在极限平衡条件下某破坏截面的最大和最小应力：
对于黏性土而言：2001320031tan 452tan 4522tan 452tan 4522c c ??σσ??σσ????=+++ ? ?????????=--- ? ????
? 对于无黏性土而言：20132031tan 452tan 452?σσ?σσ??=+ ?????=- ??? 101 其破坏面与大主应力作用面间的夹角()001904522
f ?α?=
+=+ 5.2 抗剪强度的测定方法 ①直接剪切试验使用的仪器称为直接剪切仪（简称直剪仪），分为应变控制式和应力控制式两种。前者对试样采用等速剪应变测定相应的剪应力，后者则是对试样分级施加剪应力测定相应的剪切位移。
硬粘土和密实砂土曲线的 可出现剪应力土的的峰值 ，即为土的抗剪强
度。过峰值后强度随剪曲切位移增大而降低，称应变软化特征；
软粘土和松砂曲线则往往不出现峰值，强度随剪切位移增大而缓慢增大，称为变硬化特征。
②三轴压缩试验（室内）：三轴压缩试验是一种比较完善的测定土抗剪强度试验方法，与直接剪切试验相比较，三轴压缩试验试样中的应力相对比较明确和均匀。其中绘极限应力圆的公切线，即为该土样的抗剪强度包线。
③无侧限抗压强度试验
十字板剪切试验在土的抗剪强度现场原位测试方法中，最常用的是十字板剪切试验。它具有无需钻孔取得原状土样而使土少受扰动，试验时土的排水条件、受力状态等与实际条件十分接近，因而特别适用于难于取样和高灵敏度的饱和软粘土。通过测力设备测出最大扭矩M，据此可推算出土的抗剪强
5.4土的抗剪强度指标
粘性土在不同固结和排水条件下的抗剪强度指标
①固结不排水剪，又称固结快剪，以符号表示
②不固结不排水剪，又称快剪，以符号表示 110
③固结排水剪，又称慢剪，以符号表示
六、土压力、地基承载力和土坡稳定
6.1概述
挡土墙是指防止土体坍塌的构筑物。
分类：重力式『直立式（墙被与铅垂面重合）、俯斜式（墙被与铅垂面有逆时针夹角）仰斜式（墙被与铅垂面有顺时针夹角）』、悬臂式（三块板均设有钢筋混凝土板，配筋放在受拉区）、扶壁式、衡重式。
挡土墙的土压力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。地基承载力：指地基单位面积承受荷载的能力。
6.2作用在挡土墙上的土压力
E：当挡土墙向离开土体的方向偏移至墙后土体达到极限平衡
⑴主动土压力
a
状态时，作用在墙背上的土压力称为主动土压力。产生的条件：①位移方向
（负位移）或绕墙踵逆时针转动；②应力状态土体达到极限（主动）平衡状态。 ⑵被动土压力p E ：当挡土墙在外力作用下，向土体的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称为被动土压力。 产生的条件：①位移方向（正位移）或绕墙踵顺时针转动；②应力状态土体达到极限（被动）平衡状态。
⑶静止土压力o E :当挡土墙静止不动时，墙后土体处于弹性平衡状态时，作
用在墙背上的土压力就叫做静止土压力。 产生的条件：①位移为零；②土体处于弹性平衡状态，当墙后土体具备以上两个条件时，作用在墙上的侧向压力。 所谓主动土压力极限平衡状态是由位移方向和侧向应力不断减小所致。 侧向应力逐渐减小是因为摩擦力在逐渐增大。
a E ﹤o E ﹤p E
6.3 郎金土压力理论
⑴ 朗金土压力理论依据：①弹性半空间理论是（视地基土为表面水平的半无限体，并处于弹性平衡状态，当土体处于静止状态时，因为竖直截面是对称面所以竖直截面和水平截面上的剪应力为零）；②极限平衡理论（设想由于某种原因土体在水平方向伸展或收缩，法向应力不变。由于水平方向上的应力变化，土体达到极限平衡状态）
⑵主动土压力
125
⑶被动土压力 126 ⑷其它几种情况下的土压力计算：
Ⅰ 填土面有连续均布荷载 填土面水平 即B=0；
① 原则：将土体荷载化为当量土层厚度
② 方法
③ 计算假象墙高的土压力；设计墙后填土C=0 127 ④ 绘土压力强度分布图
⑤ 求土压力作用点的位置
Ⅱ墙后填土为成层填土
①计算原则将每层土视为作用与下层土的均布荷载并化为当量土层厚度，
按第一种情况处理
②求个控制点土压力强度
分析第一层：
分析第二层：将第一层土化为与之相当的当量土层厚度
分析第三层：
总结一下规律：求某一层特征点土的压力强度归结为计算该点的土的自重应力在乘以该土层的主动土压力系数，若是粘性土还要减去该层的。。。。。
当墙后土有地下水时，工程上一般可忽略水对砂土抗剪强度指标的影响，但对于黏性土，随着含水量的增加，抗剪强度指标明显降低，导致墙背土压力增大。因此，挡土墙应具有良好的排水措施。地下水位以下土的重度应取浮重度，并计入地下水对挡土墙产生的静水压力。。。。。的影响，因此作用在墙背上总的侧压力为土压力和水压力之和。
6.4库伦土压力理论
⑴基本假设
库仑土压力理论是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。其基本假设为：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。
土压力计算的几个应用问题
①朗金理论与库仑理论比较：朗金土压力理论概念明确，公式简单，便于
记忆，可用于粘性和无粘性填土，在工程中应用广泛。但必须假定墙背
竖直、光滑，填土面水平，使计算条件和适用范围受到限制，并由于该
理论忽略了墙背与填土之间的摩擦影响，使计算的主动土压力值偏大，
被动土压力值偏小，结果偏于安全。
②挡土墙位移大小与方式。实际工程中，挡土墙移动的大小和方式影响着
墙被土压力的大小与分布。
③土体抗剪强度指标：填土抗剪强度指标的确定极为复杂，必须考虑挡土墙在长期工作下墙后填土状态的变化及长期强度的下降因素，方能保证挡土墙的安全。
初中光学 1．通过对学生观察\注意力的有效训练，促使学生集中精神学习，激发学生观察的主动性2．通过主动探究的学习，提高学生的独立\主动性，培养学生独立完成任务的意识 3．通过动力观察法，提升学生自我认知能力，引导学生掌握光学的方法及技巧
iii.反射光线、入射光线和法线在同一平面（三线共面）； iv.反射光线和入射光线分别位于法线两侧（两线分居）； v.反射角等于入射角（两角相等）。 （3）光路可逆 i.当光线的传播方向反向时，它的传播路径不变，说明光路是可逆的。 ii.入射角增大,反射角随之增大；入射角减小,反射角随之减小 （4）镜面反射和漫反射 i.镜面反射：光滑镜面的反射叫镜面反射 ii.漫反射：平行光射到凹凸不平的平面上，反射光向着不同方向的反射叫漫反射 iii.镜面反射和漫反射都遵循光的反射定律。 （5）光的反射的应用 i.室内采光：假如在一个很大的大厅内，不想采用人工光源，可利用光的反射原理让大厅内获得 明亮而柔和的自然光。 ii.光导纤维：1870年，英国物理学奖丁达尔在一次实验中发现，光线能沿着弯曲的水流传播。 iii.角反射器：自行车尾部的黄色会反光的塑料灯，本身不能发光，但当晚上有灯照到上面的时候，它就能发出光，原因是那个塑料灯就是角反射器，将光沿原方向反射回去了，从而保证夜晚不 会被后面的车因看不到而撞到。 3. 平面镜成像 （1）平面镜成像的特点 i.像到平面镜的距离与物体到平面镜的距离的关系? ii.像与物体的大小关系?像与物体的连线与平面镜是否垂直? iii.平面镜成的是虚像还是实像? （2）平面镜成像的应用 i.平面镜能够成像； ii.平面镜可以改变光的传播方向：潜望镜 iii.利用平面镜成像增大空间 （3）凸面镜与凹面镜 i.凸面镜对光线有发散作用：弯道观察镜；汽车观后镜 ii.凹面镜对光线有会聚作用：手电筒,汽车灯,探照灯的反光装置 4.光的折射定义：光从一种介质斜射入另一种介质时,传播方向发生偏折的现象。 （光从一种介质垂直入射到另一种介质时,传播方向。） ；（三线共面）规律；（两线分居）当光从空气斜射入水或其它介质中时，折射角入射角。 在光的折射中，光路是的。 常见的光的折射现象：池水变浅、钢笔错位、海市蜃楼等
江南大学现代远程教育第三阶段测试卷 考试科目:《土力学与基础工程》第七章至第九章（总分100分） 时间：90分钟 学习中心（教学点）批次：层次： 专业：学号：号： ：得分： 一、填空题（每空1分，共10分） 1、挡土墙后的填土因自重或外荷载作用对墙背产生的侧向压力称土压力。 2、朗肯土压力理论的假定是墙背光滑、直立、填土面水平。 3、人们常说朗肯土压力条件是库仑土压力条件的一个特殊情况，这是因为此时、 、三者全为零。 4、库伦土压力理论的基本假定为、、 。 5、当墙后填土达到主动朗肯状态时，填土破裂面与水平面的夹角为。 二、单项选择题(每题1分，共10分) 1、与预制桩相比，灌注桩的主要不足是 C 。 A、截面较小 B、桩长较小 C、桩身质量不易保证 D、施工机具复杂 2、下列土中，容易产生负摩阻力的是 D 。 A、密实的卵石 B、密实的砂 C、较硬的粘土 D、新填土
3、在公式 2 ) tan 2 ( ) (4 θ π γ σ ? + - = ∑ t D l q U N e i ski i z 中，t是指 C 。 A、地面至软弱下卧层顶面的距离 B、地面至桩底的距离 C、桩底至软弱下卧层顶面的距离 D、软弱下卧层的厚度 4、桩基承台发生冲切破坏的原因是 A 。 A、承台有效高度不够 B、承台总高度不够 C、承台平面尺寸太大 D、承台底配筋率不够 5、桩产生负摩阻力时，中性点的位置具有以下特性 A 。 A、桩端持力层越硬，截面刚度越大，中性点位置越低； B、桩端持力层越硬，截面刚度越大，中性点位置越高； C、桩端持力层越硬，截面刚度越小，中性点位置越低； D、桩端持力层越软，截面刚度越大，中性点位置越低。 6、在不出现负摩阻力的情况下，摩擦桩桩身轴力的分布特点之一是 D 。 A、桩身轴力为一常量 B、桩端轴力最大 C、桩顶轴力最小 D、桩顶轴力最大 7、下列哪种情况下不能考虑桩基承台下地基的承载力作用 A 。 A、大面积堆载使桩周土压密 B、软土层中的摩擦桩 C、桩距较大的短桩 8、深基础的常用类型主要包括 A 。 A、桩基、沉井及沉箱 B、桩基、沉井及沉箱、箱基 C、桩基、沉井及箱基 D、桩基及箱基 9、对负摩擦桩，轴力最大的截面位于 C 。 A、桩的顶端 B、底端 C、中性点处 D、桩的竖向位移为0处 10、在下列情况 C 下，可认为群桩承载力为单桩承载力之和。 A、摩擦桩或a 6 s d > 的端承桩 B、端承桩或a 6 s d < 的摩擦型桩 C、端承桩或a 6 s d > 的摩擦型桩 D、摩擦桩或a 6 s d < 的端承桩 三、判断题(直接判断对错，每题1分，共10分，) （√）1、地基的临塑荷载大小与条形基础的埋深有关，而与基础宽度无关，因此只改变基础宽度不能改变地基的临塑荷载。 （√）2、局部剪切破坏的特征是，随着荷载的增加，基础下的塑性区仅仅发生到某一围。（√）3、太沙基承载力公式适用于地基土是整体或局部剪切破坏的情况。 （×）4、黏性土坡的稳定性与坡高无关。
《土力学与基础工程》复习题 一、单项选择题 1、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．折线的?C．曲线的? D．直线的? 2、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 3．在土中对土颗粒产生浮力作用的是????(????)? A．强结合水????B．弱结合水??C．毛细水??????D．重力水 4、原状土试样的无侧限抗压强度与重塑土样的无侧限抗压强度之比称为土的????(????)?。 A．液化指标????B．强度提高系数????C．固结系数????D．灵敏度 5、刚性基础台阶允许宽高比的大小除了与基础材料及其强度等级有关外，还与????(????)?。 A．基底压力有关????????? ?B．地基土的压缩模量有关 ?C．基础的底面尺寸有关??? ?D．持力层的承载力有关? 6、在荷载分布范围内，地基中附加应力随深度愈向下（）。 A、始终不变 B、愈大 C、愈小 D、而无法确定 7、土体中一点的最危险破坏面为（）度。 A、45 B、45+ψ/2 C、60 D、90 8、一般在密砂和坚硬的粘土中最有可能发生地基破坏模式是（）。 A、整体剪切破坏模式 B、局部剪切破坏模式 C、冲切剪切破坏模式 D、延性破坏模式 9、某场地人为地被挖走了5米，则该场地为（）土。 A、正常固结土 B、超固结土 C、软固结土 D、欠固结土 10、基础下垫层的厚度一般为（）㎜。 A、150 B、200 C、100 D、50 11、衡量土的颗粒级配是否良好，常用（?????）指标判定。? A、不均匀系数??????? B、含水量?????? C、标贯击数??????? D、内摩擦角? 12、中心荷载作用的条形基础底面下地基土中最易发生塑性破坏的部位是?（????）。? A、中间部位?????????????????????? B、边缘部位? C、距边缘1/4基础宽度的部位????????? D、距边缘1/3基础宽度的部位? 13、下列因素中，与无粘性土的土坡稳定性相关的因素是（?????）。? A、滑动圆弧的圆心位置????????? B、滑动圆弧的半径? C、土坡的坡高????????????????? D、土坡的坡角? 14、钢筋砼柱下条形基础的肋梁高度不可太小，一般宜为柱距的（?????）?
光学知识点知识点整理 一、光的直线传播 1、光现象：包括光的直线传播、光的反射和光的折射。 2、光源：能够发光的物体叫做光源。 ●光源按形成原因分，可以分为自然光源和人造光源。 例如，自然光源有太阳、萤火虫等，人造光源有如蜡烛、霓虹灯、白炽灯等。 ●月亮不是光源，月亮本身不发光，只是反射太阳的光。 3、光的直线传播：光在真空中或同一种均匀介质中是沿直线传播的，光的传播 不需要介质。 大气层是不均匀的，当光从大气层外射到地面时，光线发了了弯折（海市蜃楼、早晨看到太阳时，太阳还在地平线以下、星星的闪烁等） 光沿直线传播的现象：小孔成像、井底之蛙、影子、日食、月食、一叶障目。 ●光沿直线传播的应用： ①激光准直. 排直队要向前看齐. 打靶瞄准 ②影的形成：光在传播过程中，遇到不透明的物体，由于光是沿直线传播的，所 以在不透光的物体后面，光照射不到，形成了黑暗的部分就是影。 ③日食月食的形成 日食的成因：当月球运行到太阳和地球中间时，并且三球在一条直线上，太阳光沿直线传播过程中，被不透明的月球挡住，月球的黑影落在地球上，就形成了日食. 月食的成因：当地球运行到太阳和月球中间时，太阳光被不透明的地球挡住，地球的影落在月球上，就形成了月食. 如图：在月球后 1的位置可看到日全食， 在2的位置看到日偏食， 在3的位置看到日环食。 1 3 2
④小孔成像：小孔成像实验早在《墨经》中就有记载小孔成像成倒立的实像， 其像的形状与孔的形状无关。像可能放大，也可能宿小。 用一个带有小孔的板遮挡在屏幕与物之间，屏幕上就会形成物的倒像，我们把这样的现象叫小孔成像。前后移动中间的板，像的大小也会随之发生变化。 这种现象反映了光沿直线传播的性质。 小孔成像原理：光在同一均匀介质中，不受引力作用干扰的情况下沿直线传播根据光的直线传播规律证明像长和物长之比等于像和物分别距小孔屏的距离之比。 4、光线：用一条带有箭头的直线表示光的径迹和方向的直线。（光线是假想的， 实际并不存在） 光线是由一小束光抽象而建立的理想物理模型，建立理想物理模型是研究物理的常用方法之一。 5、光速：光在不同物质中传播的速度一般不同，真空中最快. (1)光在真空中速度C=3×108m/s=3×105km/s；光在空气中速度约为3×108m/s。 光在水中速度为真空中光速的3/4，在玻璃中速度为真空中速度的2/3 。 雷声和闪电在同时同地发生，但我们总是先看到闪电后听到雷声，这说明什么问题？ 这表明光的传播速度比声音快. (2)光年是长度的单位，1光年表示光在1年时间所走的路程，1光年＝3×108 米/秒×365×24×3600秒＝9.46×1015米 注意：光年不是时间的单位。 二、光的反射 1.反射：光在两种物质的交界面处会发生反射。 我们能够看见不发光的物体，是因为物体反射的光进入了我们的眼睛。 定义：光从一种介质射向另一种介质表面时，一部分光被反射回原来介质的现象叫光的反射。任何物体的表面都会发生反射。 2.探究实验：探究光的反射规律 【设计实验】把一个平面镜放在水平桌面上，再把一张纸板ENF竖直地立在平面镜上，纸板上的直线ON垂直于镜面，如图2-2所示。 一束光贴着纸板沿着某一个角度射到O点，经平面镜的反射，沿另一个方向
平面镜、凸透镜、凹透镜 1、光源：发光的物体叫光源. 2、光在均匀介质中是沿直线传播的 大气层是不均匀的，当光从大气层外射到地面时，光线发了了弯折 3、光速 光在不同物质中传播的速度一般不同，真空中最快， 光在真空中的传播速度：C = 3×108m/s ，在空气中的速度接近于这个速度，水中的速度为3/4C ，玻璃中为2/3C 4、光直线传播的应用 可解释许多光学现象：激光准直，影子的形成，月食、日食的形成、小孔成像等 5、光线 光线：表示光传播方向的直线，即沿光的传播路线画一直线，并在直线上画上 箭头表示光的传播方向（光线是假想的，实际并不存在） 6、光的反射 光从一种介质射向另一种介质的交界面时，一部分光返回原来介质中，使光的传播方向发生了改变，这种现象称为光的反射 7、光的反射定律 反射光线与入射光线、法线在同一平面上；反射光线和入射光线分居在法线的两侧；反射角等于入射角 可归纳为：“三线一面，两线分居，两角相等” （3）反射角随入射角的增大而增大，减小而减小，当入射角为零时，反射角 也变为零度 8、两种反射现象
（1）镜面反射：（2）漫反射： 注意：无论是镜面反射，还是漫反射都遵循光的反射定律 9、在光的反射中光路可逆 10、平面镜对光的作用 （1）成像（2）改变光的传播方向 11、平面镜成像的特点 （1）成的像是正立的虚像（2）像和物的大小（3）像和物的连线与镜面垂直，像和物到镜的距离相等 理解：平面镜所成的像与物是以镜面为轴的对称图形 12、实像与虚像的区别 实像是实际光线会聚而成的，可以用屏接到，当然也能用眼看到。 虚像不是由实际光线会聚成的，而是实际光线反向延长线相交而成的，只能用眼看到，不能用屏接收。 13、平面镜的应用 （1）水中的倒影（2）平面镜成像（3）潜望镜 六、光的折射 1、光的折射 光的折射：光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向一般会发生变化，这种现象叫光的折射 理解：光的折射与光的反射一样都是发生在两种介质的交界处，只是反射光返回原介质中，而折射光则进入到另一种介质中，由于光在在两种不同的物质里传播速度不同，故在两种介质的交界处传播方向发生变化，这就是光的折射。
《土力学与基础工程试题库》 一、填空题： 绪论 1、土是的产物，是矿物颗粒的松散集合体。 答：岩石风化 2、公路桥涵设计采用的作用分为、和。 答：永久作用、可变作用、偶然作用 第一章土的物理性质及工程分类 1、土一般为三相土，即由、和三部分组成。 答：固体、液体、气体 2、若不均匀系数C u≥5，为，若不均与系数C u<5，为。 答：不均匀土、均匀土 3、土的结构可分为三种类型，分别为、和。 答：单粒结构、蜂窝结构、絮凝结构 4、粘性土在某一含水率时的稀稠程度或软硬程度称为。 答：稠度 5、表明粘性土处在可塑状态时的含水率变化的范围，可作为判定土的软硬程度的指标。 答：塑性指数、液性指数 第二章土中水的运动规律 1、粘性土的达西定律表达式为。 答：v=k(i-i0) 2、水透过孔隙流动的现象称为，土可以被水透过的性质称为土的。答：渗透；渗透性 第三章土体中的应力 1、当基础对地基的压力一定时，深埋基础可以减小基底附加压力，这种方法在工程上称为。 答：补偿性设计 第四章土的压缩性 1、土的压缩随时间变化的过程称为土的。 答：固结 2、当压缩系数a1-2≥0.5MPa-1时，土为。 答：高压缩性土 第五章土的抗剪强度及土坡稳定分析 1、土体抵抗剪切破坏的极限能力称为土的。 答：抗剪强度 2、砂性土的库仑定律表达式为。 答：τf=σtanφ 3、粘性土的库仑定律表达式为。 答：τf=C+σtanφ 4、粘性土的抗剪强度由和。 答：摩阻力、粘聚力 5、土坡中的一部分土体相对于另一部分土体产生向下滑动，以致丧失原有稳定性的现象称为。
答：滑坡 6、土坡稳定安全系数K= 。 答：τf/τ 7、当β=φ时，K=1，土坡处于极限平衡状态，此时的坡角β称为。 答：自然休止角 第七章地基承载力 1、试验研究表明地基剪切破坏一般可分为、和。 答：整体剪切破坏、局部剪切破坏、冲剪破坏 2、地基整体剪切破坏可分为、和。 答：弹性变形阶段、弹塑性变形阶段、破坏阶段 第八章天然地基上的浅基础设计 1、是指砖、灰土、三合土、毛石、混凝土、毛石混凝土等材料组成的墙下条形或柱下独立基础。 答：刚性基础 2、对于建筑物荷载不大或地基土强度较高，不需经过特殊处理就可承受建筑物荷载的地基，称之为。 答：天然地基 3、基坑坑壁的支护和加固措施包括、和。 答：挡板支护、板桩墙支护、混凝土加固 4、目前常用的基坑排水方法有和两种。 答：明式排水法、井点法 5、对粉质土、粉砂类土等用明式排水法极易引起流沙现象，影响基坑稳定，可采用降低地下水位。 答：井点法 第九章桩基础 1、桥梁墩台的桩基础由和组成。 答：承台、基桩 2、当桩身外露或在地面上较高时，在桩之间应加。 答：横系梁 3、对于摩擦桩，土对桩的阻力包括和。 答：桩侧摩阻力、桩端承载力 4、承台的平面尺寸和形状桥墩（台）身底部尺寸和形状以及基桩的平面布置而定，一般采用和。 答：矩形、圆端形 5、在轴向荷载作用下，桩顶轴向位移由和组成。 答：桩身弹性压缩、桩底土层压缩 6、当某种原因引起桩周土相对桩有向下位移时，土对桩产生向下的摩阻力，称为。答：负摩阻力 7、桩侧土下沉量有可能在某一深度处与桩身的位移量相等，即摩阻力为零，该位置称为。 答：中性点 8、群桩基础的承载力常小于各单桩承载力之和，但有时也可能会大于或等于各种单桩承载力之和，群桩的沉降也明显大于单桩，这种现象叫做。 答：群桩效应
土力学与基础工程复习重点 第一章绪论 （1）地基：支承基础的土体或岩体。 （2）天然地基：未经人工处理就可以满足设计要求的地基。 （3）人工地基：若地基软弱、承载力不能满足设计要求，则需对地基进行加固处理。（4）基础：将结构承受的各重作用传递到地基上的结构组成部分。 第二章土的性质及工程分类 （1）土体的三相体系：土体一般由固相（固体颗粒）、液相（土中水）和气相（气体）三部分组成。 （2）粒度：土粒的大小。 （3）界限粒径：划分粒组的分界尺寸。 （4）颗粒级配：土中所含各粒组的相对量，以土粒总重的百分数表示。 （5）土的颗粒级配曲线。 （6）土中的水和气（p9）
（7）工程中常用不均匀系数u C 和曲率系数c C 来反映土颗粒级配的不均匀程度。 1060d d C u = 60 102 30d d d C c ?=） （ 的粒径，称中值粒径。 占总质量小于某粒径的土粒质量—的粒径，称有效粒径；占总质量小于某粒径的土粒质量—的粒径，称限定粒径；占总质量小于某粒径的土粒质量—%30%10%60301060d d d 不均匀系数u C 反映了大小不同粒组的分布情况，曲率系数c C 描述了级配曲线分布整体形态。 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：5>u C ，级配良好：5u C 和3~1=c C 两个条件时，才为级配良好，反之则级配不良。 颗粒分析实验：确定土中各个粒组相对含量的方法称为土的颗粒分析实验。对于粒径大于0.075mm 的粗粒土，可用筛分法。对于粒径小于0.075mm 的细粒土，则可用沉降分析法（水分法）。 （7）土的物理性质指标 三个基本实验指标 1.土的天然密度ρ 土单位体积的质量称为土的密度（单位为3 3 //m t cm g 或），即V m = ρ。 （2.10）
初中光学知识点总结 一、光的传播 1、光源：能够发光的物体可分为 （1）自然光源如：太阳，萤火虫 （2）人造光源如：蜡烛，电灯 2、光的传播： （1）光在同种均匀介质中是沿直线传播的 （2）直线传播现象 ①影子的形成：日食、月食、无影灯 ②小孔成像：倒立、实像 3、光的传播速度"： （1）光在真空中的传播速度是3.0×108 （2）光在水中的传播速度是真空中的3/4 （3）光在玻璃中的传播速度是真空中的2/3 二、光的反射 1、反射现象：光射到物体的表面被反射出去的现象 2、概念： （1）一点：入射点 （2）二角： ①入射角：入射光线与法线的夹角 ②反射角：反射光学分与法线的夹角 （3）三线：入射光线、反射光线、法线 3、反射定律： （1）入射光线、反射光线、法线在同一平面内（三线共面）（2）入射光线、反射光线分居法线两侧（两线异侧） （3）反射角等于入射角（两角相等） 4、反射分类：遵循光的反射定律。 （1）镜面反射：入射光线平行，反射光线也平行 （2）漫反射：入射光线平行，反射光线不平行
5、平面镜成像：平面镜成的像是虚像，像与物体的大小相等，像到平面镜的距离与物体到平面镜的距离相等，像与物体关于平面镜对称（等大，正立，虚像） 三、光的折射 1、折射现象：光由一种介质射入另一种介质时，在介面上将发生光路改变的现象。常见现象：筷子变"弯"、池水变浅、海市蜃楼。 2、光的折射初步规律：（1）光从空气斜射入其他介质，折射角小于反射角（2）光从其他介质斜射入空气，折射角大于入射角（3）光从一种介质垂直射入另一种介质，传播方向不变（4）当入射角增大时，折射角随之增大 3、光路是可逆的 四、光的色散 1、定义：白光经过三棱镜时被分解为红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种色光的现象叫光的色散。 2、色光三基色：红、绿、蓝。混合后为白色 3、颜料三原色：红、黄、蓝。混合后为黑色 4、颜色 （1）透明体的颜色决定于物体透过的色光。（透明物体让和它颜色的光通过，把其它光都吸收）。 （2）不透明体的颜色决定于物体反射的色光。（有色不通明物体反射与它颜色相同的光，吸收其它颜色的光，白色物体反射各种色光，黑色物体吸收所有的光）。 五、光学探究凸透镜成像 1、凸透镜：对光有会聚作用。 2、相关概念： ①主光轴 ②焦点（F） ③光心（O） ④焦距（f） 3、经过凸透镜的三条特殊光线： ①平行于主光轴的光线经凸透镜折射后过异侧焦点； ②经过光心的光线传播方向不改变；
土力学与地基基础 一、填空题 1. 土的稠度状态依次可分为（固态），（半固态），（可塑态），（流动态），其界限含水量依次是（缩限），（塑限），（液限）。 2. 土的天然容重、土粒相对密度、土的含水界限由实验室直接测定，其测定方法分别是（环刀法），（比重瓶法），（烘干法）。 3. 桩按受力分为（端承桩）和（摩擦桩）。 4. 建筑物地基变形的特征有（沉降量）、（沉降差）、（局部倾斜）和倾斜四种类型。 5 .天然含水量大于（液限），天然孔隙比大于或等于（1.5 ）的粘性上称 为淤泥。 6. 土的结构分为以下三种：（单粒结构）、（蜂窝状结构）、（絮状结构）。 7. 附加应力自（外荷引起的应力）起算，自重应力自（自重引起的应力）起算。 8. 土体受外力引起的压缩包括三部分（固相矿物本身的压缩）、（土中液相水的压缩）、（土中孔隙的压缩）。 1、地基土的工程分类依据为《建筑地基设计规范》，根据该规范，岩土分为（岩石）、（碎石土）、（砂土）、（粉土）、（粘性土）和（人工填土）。 2、地基的极限荷载指（地基剪切破坏发展即将失稳时所能承受的极限荷载）。 3、根据工程（工程重要性）等级、（场地复杂程度）等级和（地基复杂程度）等级，可将岩土工程勘察等级分为甲级、乙级和丙级。 4、按桩的制作分类，可分（预制桩）和（灌注桩）两类。 5、桩身中性点处的摩察力为（ 0 ）。 6、土的颗粒级配是指组成土颗粒的搭配比例，可以用颗粒级配曲线表示。其中横坐标代表（粒径），纵坐标代表（小于某粒质量占全部土粒质量的百分比）。 7、土的稠度状态依次可分为（固态），（半固态），（可塑态），（流动态），其界限含水量依次是（缩限），（宿限），（液限）。 8、附加应力自（外荷引起的应力）起算，自重应力自（自重引起的应力）起算。 9、最优含水率是指（在压实功能一定条件下 , 土最易于被压实、并能达到最大密度时的含水量）。 二、选择题 1. 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( A )。 (A)不固结不排水剪切试验(B)固结不排水剪切试验(C)排水剪切试验(D)直接剪切试验
土力学与基础工程复习题 一、简答题 1、“甲土含水量比乙土大，则甲土的饱和度也比乙土的大”是否正确？说明理由。 2、简述有效应力原理的内容。 3、影响土压力的因素有哪些？ 4、什么是地基承载力的特征值？ 5、说明土的天然容重、饱和容重、浮容重、干容重的物理概念，试比较同一种土的数值大小？ 6、何谓地基土的前期固结压力？如何根据其与地基土现有上覆荷重的大小比较来确定三种应力历史类型的地基土？ 7、简要介绍莫尔—库伦强度理论。 8、什么是地基、基础？什么叫天然地基？ 9、桩基础设计计算步骤如何 10、说明桩侧负摩阻力产生的条件和场合 11、浅基础埋深选择主要应考虑哪些条件？ 12、试述地基特征变形的种类。 13、试述影响单桩轴向承载力的因素？ 14、试述影响地基承载力的主要因素？ 15、试述三轴剪切（压缩）试验的三种方法与实际中哪些条件相近。 16、地基土的破坏类型有哪几种？什么叫临塑荷载？ 17、淤泥等软土的一般工程特征有哪些？换土垫层法中垫层的作用是什么？
答案： 1. “甲土含水量比乙土大，则甲土的饱和度也比乙土的大” 此种说法不正确，在理解这个问题的时候要注意含水量是质量之间的比值，而饱和度是体积之间的比值，在相同孔隙体积的情况下上述说法成立，假设在相同土粒质量的情况下甲土孔隙体积比乙土大得多的时候，孔隙水所占体积相对孔隙体积就很难确定大小关系。 2. 有效应力原理要点： （1）土中总应力σ等于有效应力'σ与孔隙压力u 之和。即：μσσ+=' （2）土中有效应力控制土的体积和强度的变化。 3. 影响土压力的因素包括：墙的位移方向和位移量，墙后土体所处的应力状态，墙体材料、高度及结构形式；墙后土体的性质，填土表面的形状，墙和地基之间的摩擦特性，地基的变形等。 4、地基承载力的特征值是指由载荷试验测定的地基土压力变形曲线线性变形段内规定的变形所对应的压力值，其最大值为比例界限值。 5.天然容重是天然状态下单位体积土的重量；饱和容重是土的孔隙中都充满水时的单位体积土的重量；浮容重是指扣除地下水对土的浮力以后的土体重量与土的总体积之比；干容重是土的固重量与土的总体积之比； 大小关系依次为：饱和容重＞天然容重＞干容重＞有效容重。 6. 前期固结压力：天然土层在形成历史上沉积固结过程中受到过的最大固结压力 超固结比（OCR ）：先期固结压力和现在所受的固结压力之比，根据OCR 值可将土层分为正常固结土，超固结土和欠固结土。 OCR ＝1，即先期固结压力等于现有的固结压力，正常固结土 OCR 大于1，即先期固结压力大于现有的固结压力，超固结土 OCR 小于1，即先期固结压力小于现有的固结压力，欠固结土。 7、莫尔认为材料的破坏是剪切破坏，当任一平面上的剪应力等于材料的抗
江南大学现代远程教育第二阶段测试卷 考试科目:《土力学与基础工程》第四章至第六章（总分100分） 时间：90分钟 学习中心（教学点）批次：层次： 专业：学号：身份证号： 姓名：得分： 一、填空题（每空1分，共10分） 1、土抵抗剪切破坏的极限能力称为土的___ 抗剪强度 _ ____。 2、无粘性土的抗剪强度来源于__土粒之间的滑动摩擦以及凹凸面间的镶嵌作用所产生的摩阻力_______。 3、粘性土处应力极限平衡状态时，剪裂面与最大主应力作用面的夹角为。 4、粘性土抗剪强度库仑定律的总应力的表达式，有效应力的表达式。 5、粘性土抗剪强度指标包括、。 6、一种土的含水量越大，其内摩擦角越小。 7、已知土中某点，，该点最大剪应力值为，与主应力的夹角为。 二、单项选择题(每题1分，共10分) 1、若代表土中某点应力状态的莫尔应力圆与抗剪强度包线相切，则表明土中该点 ( C )。 A、任一平面上的剪应力都小于土的抗剪强度 B、某一平面上的剪应力超过了土的抗剪强度 C、在相切点所代表的平面上，剪应力正好等于抗剪强度 D、在最大剪应力作用面上，剪应力正好等于抗剪强度 2、土中一点发生剪切破坏时，破裂面与小主应力作用面的夹角为( D )。 A、B、C、D、 3、土中一点发生剪切破坏时，破裂面与大主应力作用面的夹角为( B )。
4、无粘性土的特征之一是(D )。 A、塑性指数 B、孔隙比 C、灵敏度较高 D、粘聚力 5、在下列影响土的抗剪强度的因素中，最重要的因素是试验时的( A )。 A、排水条件（B）剪切速率 C、应力状态 D、应力历史 6、下列说法中正确的是( B ) A、土的抗剪强度与该面上的总正应力成正比 B、土的抗剪强度与该面上的有效正应力成正比 C、剪切破裂面发生在最大剪应力作用面上 D、破裂面与小主应力作用面的夹角为 7、饱和软粘土的不排水抗剪强度等于其无侧限抗压强度试验的（ C ）。 A、2倍 B、1倍 C、1/2倍 D、1/4倍 8、软粘土的灵敏度可用（ B ）测定。 A、直接剪切试验 B、室内压缩试验 C、标准贯入试验 D、十字板剪切试验 9、饱和粘性土的抗剪强度指标（ D ）。 A、与排水条件有关 B、与基础宽度有关 C、与试验时的剪切速率无关 D、与土中孔隙水压力是否变化无关 10、通过无侧限抗压强度试验可以测得粘性土的（ A ）。 A、和 B、和 C、和 D、和 三、判断题(直接判断对错，每题1分，共10分，) （×）1、直接剪切试验的优点是可以严格控制排水条件，而且设备简单.操作方便。（×）2、砂土的抗剪强度由摩擦力和粘聚力两部分组成。 （×）3、十字板剪切试验不能用来测定软粘土的灵敏度。 （√）4、对饱和软粘土，常用无侧限抗压强度试验代替三轴仪不固结不排水剪切试验。（√）5、土的强度问题实质上就是土的抗剪强度问题。 （√）6、在实际工程中，代表土中某点应力状态的莫尔应力圆不可能与抗剪强度包线相割。（√）7、当饱和土体处于不排水状态时，可认为土的抗剪强度为一定值。 （×）8、除土的性质外，试验时的剪切速率是影响土体强度的最重要的因素。 （×）9、在与大主应力面成的平面上剪应力最大，故该平面总是首先发生剪切破坏。
土力学与基础工程作业 2015-2016学年度第一学期 一、选择题 1.对土骨架产生浮力作用的水是（A） (A)重力水(B) 毛细水 (C) 强结合水(D)弱结合水 2.土粒大小及级配，通常用颗粒级配曲线表示，土的颗粒级配曲线越平缓，则表示（C）。 (A)土粒大小均匀，级配良好；(B) 土粒大小不均匀，级配不良；(C) 土粒大小 不均匀，级配良好。 3.毛细水上升高度决定于土粒粒度，下列哪种土毛细水上升高度最大（B ）。 (A)粘性土； (B)粉土； (C)砂土。 4有一非饱和土样，在荷载作用下，饱和度由80%增加至95%。试问土样的重度γ和含水率怎样改变？( A) (A)γ增加，减小 (B) γ不变，不变(C)γ增加，增加 5.土的液限是指土进入流动状态时的含水率，下述说法哪种是对的？( C) (A)天然土的含水率最大不超过液限 (B) 液限一定是天然土的饱和含水率 (C)天然土的含水率可以超过液限，所以液限不一定是天然土的饱和含水率 6. 粘性土的塑性指数越大，表示土的（C ）。 (A)含水量w越大； (B)粘粒含量越高； (C) 粉粒含量越高； (D) 塑限Wp越高。 7.下列哪一种土样更容易发生流砂？（B ） A.砂砾或粗砂 B.细砂或粉砂 C.粉质黏土 D.黏土 8. 下列因素中，与无粘性土的土坡稳定性相关的因素是（D ） (A)滑动圆弧的圆心位置 (B)滑动圆弧的半径 (C)土坡的高度（D）土坡的坡角 9．评价地基土压缩性高低的指标是（A） (A)压缩系数；(B)固节系数；(C)沉降影响系数； (D)参透系数10．所谓临界荷载，就是指：（ C ） （A）地基持力层将出现塑性区的荷载； （B）地基持力层中出现连续滑动面时的荷载； （C）地基持力层中出现某一允许大小塑性区时的荷载 二、简答题 1.土是由哪几个部分组成的？各相变化对土的性质有什么影响？ 答：土是由固体矿物、液体水和气体三部分组成的三相系。固相物质分无机
土力学与地基基础考试试题及答案 一、填空题 1.土的稠度状态依次可分为（固态），（半固态），（可塑态），（流动态），其界限含水量依次是（缩限），（塑限），（液限）。 2.土的天然容重、土粒相对密度、土的含水界限由实验室直接测定，其测定方法分别是（环刀法），（比重瓶法），（烘干法）。 3.桩按受力分为（端承桩）和（摩擦桩）。 4.建筑物地基变形的特征有（沉降量）、（沉降差）、（局部倾斜）和倾斜四种类型。 ５.天然含水量大于（液限），天然孔隙比大于或等于（1.5）的粘性上称为淤泥。 6.土的结构分为以下三种：（单粒结构）、（蜂窝状结构）、（絮状结构）。 7.附加应力自（外荷引起的应力）起算，自重应力自（自重引起的应力）起算。 8.土体受外力引起的压缩包括三部分（固相矿物本身的压缩）、（土中液相水的压缩）、（土中孔隙的压缩）。 1、地基土的工程分类依据为《建筑地基设计规范》，根据该规范，岩土分为（岩石）、（碎石土）、（砂土）、（粉土）、（粘性土）和（人工填土）。 2、地基的极限荷载指（地基剪切破坏发展即将失稳时所能承受的极限荷载）。
3、根据工程（工程重要性）等级、（场地复杂程度）等级和（地基复杂程度）等级，可将岩土工程勘察等级分为甲级、乙级和丙级。 4、按桩的制作分类，可分（预制桩）和（灌注桩）两类。 5、桩身中性点处的摩察力为（0）。 6、土的颗粒级配是指组成土颗粒的搭配比例，可以用颗粒级配曲线表示。其中横坐标代表（粒径），纵坐标代表（小于某粒质量占全部土粒质量的百分比）。 7、土的稠度状态依次可分为（固态），（半固态），（可塑态），（流动态），其界限含水量依次是（缩限），（宿限），（液限）。 8、附加应力自（外荷引起的应力）起算，自重应力自（自重引起的应力）起算。 9、最优含水率是指（在压实功能一定条件下,土最易于被压实、并能达到最大密度时的含水量）。 二、选择题 1.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（A）。（A）不固结不排水剪切试验（B）固结不排水剪切试验 （C）排水剪切试验（D）直接剪切试验 2.土的结构性强弱可用（B）反映。 （A）饱和度（B）灵敏度（C）粘聚力（D）相对密实度 3.有一完全饱和土样切满环刀内，称得总重量为72.49克，经
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。 60 30u d C d = ()2301060c 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。
光学知识点知识点整理、光的直线传播 1、光现象：包括光的直线传播、光的反射和光的折射。 2、光源：能够发光的物体叫做光源。 光源按形成原因分，可以分为自然光源和人造光源。例如，自然光源有太阳、萤火虫等，人造光源有如蜡烛、霓虹灯、白炽灯等。月亮不是光源，月亮本身不发光，只是反射太阳的光。 3、光的直线传播：光在真空中或同一种均匀介质中是沿直线传播的，光的传播不需要介质。 大气层是不均匀的，当光从大气层外射到地面时，光线发了了弯折（海市蜃楼、早晨看到太阳时，太阳还在地平线以下、星星的闪烁等） 光沿直线传播的现象:小孔成像、井底之蛙、影子、日食、月食、一叶障目。光沿直线传播的应用： ①激光准直?排直队要向前看齐?打靶瞄准 ②影的形成：光在传播过程中，遇到不透明的物体，由于光是沿直线传播的，所 以在不透光的物体后面，光照射不到，形成了黑暗的部分就是影。 ③日食月食的形成 日食的成因：当月球运行到太阳和地球中间时，并且三球在一条直线上，太阳光沿直线传播过程中，被不透明的月球挡住，月球的黑影落在地球上，就形成了日食? 月食的成因：当地球运行到太阳和月球中间时，太阳光被不透明的地球挡住，地球的影落在月球上，就形成了月食. 如图：在月球后 1的位置可看到日全食, 在2的位置看到日偏食, 在3的位置看到日环食。 月球Hi 乙
④小孔成像：小孔成像实验早在《墨经》中就有记载小孔成像成倒立的实像, 其像的形状与孔 的形状无关。像可能放大，也可能宿小。 用一个带有小孔的板遮挡在屏幕与物之间，屏幕上就会形成物的倒像，我们把这样的现象叫小孔成像。前后移动中间的板，像的大小也会随之发生变化这种现象反映了光沿直线传播的性质。 小孔成像原理：光在同一均匀介质中，不受引力作用干扰的情况下沿直线传播根据光的直线传播规律证明像长和物长之比等于像和物分别距小孔屏的距离之 比。 4、光线：用一条带有箭头的直线表示光的径迹和方向的直线。(光线是假想的，实 际并不存在) 光线是由一小束光抽象而建立的理想物理模型，建立理想物理模型是研究物理的常用方法之一。 5、光速：光在不同物质中传播的速度一般不同，真空中最快 (1)光在真空中速度C=3X 102 3 4 5 6 7 8 9 10 11m/s=3x 105km/s；光在空气中速度约为3X 108m/s。 光在水中速度为真空中光速的3/4，在玻璃中速度为真空中速度的2/3 o 雷声和闪电在同时同地发生，但我们总是先看到闪电后听到雷声，这说明什么问题？ 这表明光的传播速度比声音快? 2 光年是长度的单位，1光年表示光在1年时间所走的路程，1光年二3X 108 * 米/ 秒X 365X 24 X 3600 秒=9.46 X 1015米 注意：光年不是时间的单位。 二、光的反射 1.反射：光在两种物质的交界面处会发生反射。 我们能够看见不发光的物体，是因为物体反射的光进入了我们的眼睛。 定义：光从一种介质射向另一种介质表面时，一部分光被反射回原来介质的 现象叫光的反射。任何物体的表面都会发生反射。 2.探究实验：探究光的反射规律 【设计实验】把一个平面镜放在水平桌面上，再把一张纸板ENF竖直地立在
工程光学Ι复习要点 基本概念汇总 一、四大定律；光路可逆；全反射； 二、光轴；符号规则；如射角；孔径角；视场角；物距；像距；物高；像高； 近轴光线；近轴区域；共轭关系；垂轴放大率；轴向方法率；角放大率；拉赫不变量； 三、基点基面（焦点、主点、节点、焦面、主面）；焦距；光焦度；牛顿公 式；高斯公式；焦物距；焦像距；等效光组（组合光组）；
四、平面镜；双面镜；反射棱镜；折射棱镜；光楔；主截面；屋脊棱镜；等 效空气层；偏向角；色散； 五、孔径光阑；入瞳；出瞳；视场光阑；入窗；出窗；孔径角；孔径高度； 视场角；视场高度（物高、像高）；渐晕；渐晕系数（线渐晕）；渐晕光阑； 场镜；景深；焦深；理想像；清晰像； 六、像差；球差；彗差；像散场曲；畸变；位置色差；倍率色差；二级光谱； 色球差；像差曲线；子午面；弧矢面；
七、近视；远视；近点；远点；屈光度；分辨力；视放大率；有效放大率； 数值孔径；相对孔径；光圈数（F数）；出瞳距； 系统工作原理汇总 远摄系统；反远距系统；望远系统；焦距测量系统；物方远心光路；像方远心光路；景深产生的原理；焦深产生的原理；人眼成像系统（正常、近视、远视）；近视眼校正系统；远视眼校正系统；放大镜工作原理；显微镜工作原理；望远镜工作原理；目镜视度调节原理；临界照明；克拉照明；照相系统的调焦原理
方法汇总 全反射；单球面成像；共轴球面成像；反射球面成像（反射镜成像）；理想光组成像；薄透镜成像；组合光组、厚透镜成像及焦距主面计算；透镜组成像；平行平板成像；光楔的偏向角计算；孔径光阑的判断；入瞳、出瞳的计算；入窗、出窗的计算；视场大小的判断和计算；渐晕光阑的计算；棱镜大小的计算；景深、焦深的计算；视放大率的计算（放大镜、显微镜、望远镜）；有效放大率的计算；出瞳距的计算；通光口径的计算（物镜、目镜、分划板、棱镜、场镜） 作图汇总 作图求像；棱镜展开；棱镜坐标的判断；各种系统工作原理的光路图；
光学知识点大汇总 一、光的直线传播 1、光现象：包括光的直线传播、光的反射和光的折射。 2、光源：能够发光的物体叫做光源。 ●光源按形成原因分，可以分为自然光源和人造光源。 例如，自然光源有太阳、萤火虫等，人造光源有如蜡烛、霓虹灯、白炽灯等。 ●月亮不是光源，月亮本身不发光，只是反射太阳的光。 3、光的直线传播：光在真空中或同一种均匀介质中是沿直线传播的，光的传播 不需要介质。 大气层是不均匀的，当光从大气层外射到地面时，光线发了了弯折（海市蜃楼、早晨看到太阳时，太阳还在地平线以下、星星的闪烁等） 光沿直线传播的现象：小孔成像、井底之蛙、影子、日食、月食、一叶障目。 ●光沿直线传播的应用： ①激光准直. 排直队要向前看齐. 打靶瞄准 ②影的形成：光在传播过程中，遇到不透明的物体，由于光是沿直线传播的，所 以在不透光的物体后面，光照射不到，形成了黑暗的部分就是影。 ③日食月食的形成 日食的成因：当月球运行到太阳和地球中间时，并且三球在一条直线上，太阳光沿直线传播过程中，被不透明的月球挡住，月球的黑影落在地球上，就形成了日食.
月食的成因：当地球运行到太阳和月球中间时，太阳光被不透明的地球挡住，地球的影落在月球上，就形成了月食. 如图：在月球后 1的位置可看到日全食， 在2的位置看到日偏食， 在3的位置看到日环食。 1 2 3
④小孔成像：小孔成像实验早在《墨经》中就有记载小孔成像成倒立的实像， 其像的形状与孔的形状无关。像可能放大，也可能宿小。 用一个带有小孔的板遮挡在屏幕与物之间，屏幕上就会形成物的倒像，我们把这样的现象叫小孔成像。前后移动中间的板，像的大小也会随之发生变化。 这种现象反映了光沿直线传播的性质。 小孔成像原理：光在同一均匀介质中，不受引力作用干扰的情况下沿直线传播根据光的直线传播规律证明像长和物长之比等于像和物分别距小孔屏的距离之比。 4、光线：用一条带有箭头的直线表示光的径迹和方向的直线。（光线是假想的， 实际并不存在）