一、填空题（本大题共5小题，每小题3分，总计15分） 1、土的三相组成是指： 固相 、 液相 、 气相 。 2、土层中的毛细水带分：正常毛细水带、毛细网状水带、毛细悬挂水带三种。 3、土的三轴试验方法分：不固结不排水剪、固结不排水剪、固结排水剪。 4、均质粘性土圆弧滑动面的形式有：坡脚圆、坡面圆、中点圆。 5、地基剪切破坏的形式有：整体剪切破坏、局部剪切破坏、刺入剪切破坏 二、选择题（在每个小题四个备选答案中选出一个正确答案，填在下面表格中） （本大题共5小题，每小题3分，总计15分）） 1、已知土的重度γ，土颗粒重度γS 、土的含水量ω、水的容重γW ，则浮重度r '为 （A ） ω +1r w γ+ （B ） () 11-+r S ωγ （C ） ) 1()(ωγγγ +-S W S r -w γ （D ） w S W S r γωγγγ++-) 1()( 2、已知某粘性土的液限为42%，塑限为22%，含水量为52%，则其液性指数、塑性指数分别为： （A ） 20、1.5 （B ） 20、30 （C ） 1.5、20 （D ） 1.5、30 3、某土层厚度为3m ，重度为193 /m KN ，则该土层深2m 处的自重应力为： （A ） 5.7 KPa （B ） 3.8 KPa （C ） 57 KPa （D ） 38 KPa 4、已知土层的前期固结压力c p 为0.2MPa ，土层自重应力0p （即自重作用下固结稳定的有效竖向应力）为0.3 MPa ，则该土层属于： （A ） 超固结土 （B ） 欠固结土 （C ） 正常固结土 （D ） 不能确定 5已知某土样内摩擦角0 26=φ，粘聚力为KPa c 20=，承受最大主应力和最小主应力分别为 KPa 4501=σ，KPa 1503=σ，则该土体：
基坑各向平均厚度（m）重度内摩擦角凝聚力土体与锚固体极限摩阻力标准值 东向南向西向北向γφ C BC DE CD EF FA AB 填土8 5 9 4 5 10 19 10 13 18 粘土 5.5 7.5 2.5 8.5 6.5 2.5 18.5 12 15 30 圆砾0.5 0.5 0.5 1 1 0.5 20 35 / 120 粉质粘土0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 19.5 19 25 60 强风化板岩 2.5 8.5 7.5 7 6.5 3.5 21.5 30 30 150 中风化板岩15 15 15 15 15 15 23.5 35 35 220
常用岩土材料力学参数 (E, ν) 与(K, G)的转换关系如下： ) 21(3ν-= E K
) 1(2ν+= E G （7.2） 当ν值接近0.5的时候不能盲目的使用公式3.5，因为计算的K 值将会非常的高，偏离实际值很多。最好是确定好K 值(利用压缩试验或者P 波速度试验估计)，然后再用K 和ν来计算G 值。 表7.1和7.2分别给出了岩土体的一些典型弹性特性值。 岩石的弹性（实验室值）（Goodman,1980） 表7.1 土的弹性特性值（实验室值）（Das,1980） 表7.2 各向异性弹性特性——作为各向异性弹性体的特殊情况，横切各向同性弹性模型需要 5中弹性常量：E 1, E 3, ν12,ν13和G 13；正交各向异性弹性模型有9个弹性模量E 1,E 2,E 3, ν12,ν13,ν23,G 12,G 13和G 23。这些常量的定义见理论篇。 均质的节理或是层状的岩石一般表现出横切各向同性弹性特性。一些学者已经给出了用各向同性弹性特性参数、节理刚度和空间参数来表示的弹性常数的公式。表3.7给出了各向异性岩石的一些典型的特性值。 横切各向同性弹性岩石的弹性常数（实验室） 表7.3
岩土力学实验室 岩土力学实验室是研究土的物理、化学以及力学性质和岩体在荷载作用下的应力、变形规律的专业实验室，拥有比较先进的教学和科研实验条件，是高速铁路建造技术国家工程实验室的一个重要组成部分。实验室以面向国民经济建设和社会发展需要，服务重大工程建设为宗旨，承担了大量的应用基础和工程研究项目。 该实验室由以下三个主要部分组成：细颗粒土试验部分，粗颗粒土试验部分，岩石试验部分。 细颗粒土试验部分包括DDS —70微机控制动三轴试验仪和GDS 全自动三轴及非饱和土试验仪，可进行细颗粒土的标准静三轴试验，非饱和土强度试验，渗透试验、应力路径试验以及细颗粒土的动强度、动弹模、阻尼比、疲劳和砂土液化试验等。 粗粒土试验部分包括SZ304型粗粒土三轴剪切仪、TAJ —2000大型动、静三轴试验仪、TA W —800大型直接剪切仪以及TGJ —500微机控制电液式粗粒土工固结仪，可进行粗颗粒土的三轴试验、直接剪切试验、蠕变试验、动强度、动弹模、阻尼比、加筋土强度试验、加筋土动力特性试验以及土与结构物的剪切试验等。 岩石试验部分主要包括;TA W —3000电液伺服岩石三轴试验仪，该试验仪可进行岩石的单轴抗压强度试验，岩石弹性模量、柏松比试验，岩石三轴抗剪强度试验，岩石蠕变试验等。 附各个仪器设备的图片 一、DDS —70微机控制动三轴试验系统 主要技术参数： 试样尺寸：mm 801.39?φ 最大轴压：1370N 最大围压：0.6Mpa 反压：0.3Mpa 频率范围：1~10Hz 最大轴向位移：20mm 二、GDS 全自动三轴及非饱和土试验系统 主要技术参数： 试样尺寸：mm 10050?φ，mm 200100?φ 最大轴压：50KN 最大围压：1.7Mpa 孔隙水压力：1.0Mpa
一、选择题 1．可以采用 ( )方法测试地基土的变形模量和承载力。 A．动力触探 B．静力触探 C．静载试验 D．波速试验 2．应力波在桩身中传播时，遇到截面阻抗变大的界面会产生反射波，该反射波产生的质点运动速度与入射波产生的质点运动速度的方向 ( ) A.相同 B.不同 C.相反 D.垂直 3.采用预压法进行地基处理时，必须在地表铺设( ) A.塑料排水管 B.排水砂垫层 C.塑料排水带 D.排水沟 4.用标准贯入试验锤击数N判定沙土的密实度，其划分标准按照《建筑地基基础设计规》，当判定沙土的密实度为稍中密时，标准贯入试验的锤击数是多少（） A. N<=10 B.10
国家开放大学电大本科《岩土力学》2022 期末试题及答案（试卷号：1181） 一、单项选择题（每小题 3 分，共 30 分。在所列备选项中，选 1 项正确的或最好的作为答案，将选项号填入各题的括号中） 1．若土的压缩曲线(e-p 曲线)较陡，则表明( )。 A．土的密实度较大 B．土的空隙比较小 C．土的压缩性较高 D．土的压缩性较低 2．控制坝基的渗流变形，以下哪个说法正确？( ) A．尽量缩短渗流途径 B．尽量提高水力坡降 C．尽量减少渗透量 D．尽量采取蓄水增压措施 3．前期固结压力小于现有覆盖土层自重应力的土称为( )。 A．欠固结 B．次固结 C．正常固结 D．超固结 4．当土体中某个方向上的剪应力达到土的抗剪强度时，称该点处于( )状态。 A．允许承载 B．剪切破坏 C．稳定 D．极限平衡 5．用库仑土压力理论计算挡土墙土压力时，基本假设之一是( )。 A．墙后填土必须是干燥的 B．墙背直立 C．填土为无黏性土 D．墙背光滑 6．地基土发生剪切破坏而失去整体稳定时的基底最小压力为( )。 A．允许承载力 B．极限承载力
C．承载力特征值 D．原始土压力 7．围岩变形破坏的形式与特点，除了与岩体内的初始应力状态和洞形有关外，主要取决于( )。A. 围岩的岩性 B．围岩的岩性及结构 C．围岩的结构 D．围岩的大小 8．岩石在破坏之前的变形较大，没有明显的破坏荷载，表现出显著的塑性变形、流动或挤出，这种 破坏即为( )。 A.脆性破坏 B．弱面剪切破坏 C．塑性破坏 D．受压破坏 9．下面关于地应力的描述正确的是( )。 A.地层中由于过去地质构造运动产生和现在正在活动与变化的力或地质作用残存的应力 B．岩体在天然状态下所存在的内应力 C．由上覆岩体的自重所引起的应力 D．岩体在外部载荷作用下所产生的应力 10.弹性抗力系数不仅与岩石性质有关，而且与隧洞的尺寸也有关系，隧洞的半径越大，则岩体的弹 性抗力系数将( )。 A．越大 B．越小 C．稍微增大 D．不变 二、判断题（每小题 2 分，共 20 分。判断以下说法的正误，并在各题后的括号内进行标注。正确的标注√，错误的标注×） 11．岩石浸水饱和后强度降低的性质称为岩石的软化性，用软化系数表示。( ) 12.达西定律只适用于层流的情况，对于粗砂、砾石等粗颗粒土不适用。( ) 13.根据有效应力原理，外力作用于饱和土体后，由土的骨架承担的部分称为孔隙压力，由水承担的 部分称为有效应力。( ) 14.砂土在振动荷载作用下，从固体状态变为液体状态的现象，称为砂土液化。( )
落球式岩土力学测试仪的原理与应用 王曦光 （辽宁省交通科学研究院，沈阳，110015） 摘要：《公路路基路面现场测试规程》（JTG E60—2008）修订版征求意见稿中，在第七章强度与模量的测试方法中加入了一种应用落球仪对土质弹性模量进行检测的方法，本文介绍了该方法的基本测试原理，应用的范围以及在工程中的对比应用，并简要介绍了几种影响该检测方法精度的因素，为大家以后的工程应用提供参考。 关键词：落球式检测仪；基本原理；现场测试；影响因素 第1章概述 随着社会经济的不断发展以及人们出行要求的持续提高，高速公路以及高速铁路的建设规模以及里程也在逐步增长，如何有效控制路基工程的质量，保证高速行车的安全与舒适就显得尤为重要。而土基常采用的填筑材料（如碎石、粘质土以及水泥稳定土等）具有天然性、多样性、复杂性等特性，在碾压完成后常常会发生不均匀沉降，从而影响工程质量，严重时会造成巨大的经济和社会损失。可见如何有效的检测填筑材料的变形特性，增加路基的整体均匀性，对提高路基的耐久性具有极其重要的意义。 工程界一直希望能够有一种能在施工现场准确、直接、快速、方便的检测土基力学特性的有效方法，为此科研工作者作了大量的努力，本文提到的落球式岩土力学测试仪被《路基路面现场测试规程》（JTG E60-2008）修订版征求意见稿纳入，作为一种新的检测方法，为检测和监督工程施工质量提供了另一种依据。 第2章测试原理 落球仪检测土体强度和模量的基本原理为，通过金属的刚性球体落下利用Hertz碰撞理 E，同时根据弹性论并经过岩土材料的塑性修正直接测定材料的变形模量E以及回弹模量 ur K（也称地基系数）、贝克曼弯沉以及土基其他相关物理论和相关经验公式推算出基床系数 30 理指标（干密度、压实度、相对密度等）。 2.1落球仪测试的基本原理 （1）应用落球仪检测填筑材料变形特性的理论基础源于Hertz冲击理论。H.Hertz在19世纪提出了面向线弹性体的碰撞理论，该理论认为，一个已知刚性的球体A与一个未知刚性的物体B撞击时，如果物体B的刚性越大则碰撞时接触的时间就越短（图1）。 图1Hertz碰撞理论示意图图2 修正的Hertz碰撞理论示意图 对于球形体与半无限平面体的碰撞，其接触时间可以由下式计算
《岩土力学(本科)》2017期末试题及答案 一、判断题(每题3分，共30分) 1．不均匀系数C。愈大，说明土粒愈不均匀。( ) 2．同一种土的抗剪强度是一定值，不随试验方法和排水条件不同而变化。( ) 3·根据莫尔一库伦准则可证明均质岩石的破坏面法线与大主应力方向间夹角为45。一号。( ) 4．由于洞室围岩的变形和破坏而作用于支护或衬砌上的压力称为围岩压力。( ) 5．洞室的形状相同时，围岩压力与洞室的尺寸无关。( ) 6·土的颗粒分析试验最常用的室内试验方法有筛析法和比重计法。( ) 7·岩石的破坏形式可分为脆性破坏、延(塑)性破坏和弱面剪切破坏三种。( ) 8．岩石的饱水系数对于判别岩石的抗冻性有重要意义。( ) 9．土的抗剪强度试验的目的是测定土的最大主应力。( ) 10·库仑土压力理论的计算公式是根据滑动土体各点的应力均处于极限平衡状态而导出的。 ( ) 二、简答题(每题l0分，共40分) 1．土的级配曲线的特征可用哪两个系数来表示?这两个系数是怎样定义的? 2．什么叫土的抗剪强度?常用的试验方法有哪些? 3．确定地基承载力的方法有哪些? t 4．什么叫滑坡?滑坡滑动面的形式有几种? ’’ 三、计算题(每题l5分，共30分) 1．某试样，在天然状态下的体积为140cm3，质量为240g，烘干后的质量重为190g，设土粒比重为2．67，试求该试样的天然容重、含水量、孔隙比、饱和度。 2．有一8m厚的饱和粘土层，上下两面均可排永，现从粘土层中心处取得2cm厚的试样做固结试验(试样上下均有透水石)。试样在某级压力下达到60%的固结度需要8分钟，则该粘土层在同样的固结压力作用下达到60％的固结度需要多少时间?若该粘土层单面排水，所需时间为多少? 试题答案及评分标准
岩土力学总复习内容与要求 第一部分土体力学 绪论 第1章土体中的应力 第2章地基变形计算 第3章土压力理论 第4章土的抗剪强度与地基承载力 第5章土坡稳定性分析 第二部分岩体力学 绪论 第1章岩块、结构面、岩体的地质特性简介 第2章岩石(块)的物理、水理与热学性质 第3章岩块(石)的变形与强度 第4章结构面的变形与强度 第5章岩体的力学性质 第6章岩体中的天然应力 第7章地下洞室围岩稳定性分析 第8章岩体边坡稳定性分析 符号说明： ◆掌握(含记住) ▲理解 △了解 第一部分土体力学 绪论 ◆土力学的研究对象、研究内容、研究任务及土体的工程特性(与一般连续体相比) ▲土体在工程建筑中的三种用途 第1章土体中的应力 §1.1 概述 ▲地基附加应力σz是引起地基变形破坏的根源 §1.2 土体的自重应力(σcz) ◆σcz的概念 ◆σcz的计算方法(含有地下水与不透水层的情况)
§1.3 基底压力(p)与基底附加压力(p 0) ◆p 、p 0的概念 ◆影响p 的因素有哪些？ ◆计算、的已知斜向偏心荷载竖向偏心荷载竖向中心荷载0p p e ??????? ??????，P13式1-14要求记住。 )B 6e (1A P P max min ±= §1.4 地基中的附加应力(σz ) ◆布氏解的假设前提及其适用范围 ◆局部荷载下σz 的影响因素 ◆矩形基础在?? ???竖向梯形荷载竖向三角形荷载竖向均布荷载 下σz 的计算 其中注意B 边的取法与角点法、等效均布荷载法的应用 ◆条基均布荷载与三角形荷载下σz 的计算 ◆圆形基础均布荷载与三角形荷载下σz 的计算(前者r 范围，后者基底投影内) 说明：σz 计算中，地基附加应力系数可查表！若遇到，会给出表。 ◆非均质地基中的附加应力集中现象与附加应力扩散现象及其概念 第2章 地基变形计算 §2.1 概述 ◆地基变形按成因的分类 ◆地基变形按计算原理的主要方法 §2.2 分层总和法(应力比法) ◆计算原理与主要计算步骤 ▲具体计算方法 §2.3 规范法 ◆计算原理与计算步骤 ▲具体计算方法 ▲平均附加应力系数的含义 △规范法的优点 §2.4 相邻荷载对地基变形的影响 ▲采用分区后叠加法 §2.5 e-lg σ法(考虑应力历史法) ◆正常固结土、超固结土、欠固结土变形计算中的压缩、再压缩与压缩指数
建筑工程基桩承载力检测方案 工程名称：×××× 工程地址：×××××××××××× 检测单位：×××××××××××× 编制日期：二〇一×年××月××日
××××钢筋混凝土桩试桩 承载力检测方案 1．工程概况 拟建的××××项目，位于××××××××××，由于天然地基不能满足上部建筑物荷载的要求，故采用钢筋混凝土灌注桩进行加固处理，基桩设计参数详见下表。根据国家规范的规定和设计要求，本工程需进行钢筋混凝土桩试桩单桩竖向抗压承载力检测的试验。 为了更好地的完成该工程的钢筋混凝土桩试桩单桩竖向抗压承载力的检测任务，特制定本试验检测方案。 2．检测依据 （1）《建筑地基基础工程施工质量验收规范》GB 50202-2002（以下简称为GB 50202-2002） （2）《建筑基桩检测技术规范》JGJ 106-2014（以下简称为JGJ 106-2014） （以下简称GB 50007-2011） （GB 50007-2011） （3）《建筑地基基础设计规范》 （4）设计图纸和委托单位的要求 3．试验检测用仪器设备 3.1静载试验设备 （1）加载设备：超高压电动油泵、液压千斤顶。
（2）荷载与沉降量测仪器仪表：RS-JYB静力载荷测试仪、位移传感器和测力传感器。 （3）其它设备：钢梁、基准梁、堆重平台。 3.2 低应变反射波法用设备 采用武汉岩土力学研究所生产的PDS-PDA型桩身完整性测试仪。 4.检测方法、目的和抽检数量 4.1检测方法和目的 （1）采用单桩竖向抗压静载荷试验的方法确定钢筋混凝土桩试桩单桩竖向抗压承载力特征值，为设计要求提供依据。 （2）采用低应变反射波法检验钢筋混凝土桩的桩身结构完整性。 4.2抽样检测依据及数量 （1）单桩承载力验收检测 据JGJ 106-2014的规定：为设计提供依据的试验桩检测应依据设计确定的基桩受力状态，采用相应的静载试验方法确定单桩极限承载力，检测数量应满足设计要求，且在同一条件下不应少于3根；当预计工程桩总数少于50根时，检测数量不应少于2根。 （2）桩身完整性验收检测 依照JGJ 106-2014的有关规定和设计图纸的要求： ①建筑桩基设计等级为甲级，或地基条件复杂、成桩质量可靠性较低的灌注桩工程，检测数量不应少于总桩数的30%，且不应少于20根；其他桩基工程，
关于岩土力学与工程的发展问题 杨光华 (广东省水利水电科学研究所广州510610 摘要:本文主要针对目前岩土力学与工程存在需要解决的一些问题,岩土力学与工程的特点及其进一步的发展问题提出一些个人看法,供同行参考。 关键词:岩土力学工程发展 中图分类号:TU431 文献标识码:A 文章编号:1008-0112(200006-0015-03 1 岩土力学理论发展的特点 岩土力学应建立于岩土材料的力学特性基础上,经典固体力学理论建立于金属材料的力学特性基础上,以土体材料为例,其与金属材料显然存在很大的区别,如土体抗拉强度很低,拉压强度不同,这就涉及到传统弹性理论解在土介质中的适用性问题。就材料的强度而言,其与金属介质明显不同的是与围压密切相关,由此发展了著名的库仑强度理论;在变形方面,土体的本构特性要比传统的金属材料复杂,经典金属的本构理论在用于表述土体材料时,明显存在局限性,如剪胀、塑性与静水压力相关等的特点是金属介质所没有的,因而需要发展适合于岩土材料的本构理论;在材料组成方面,土是三相体,受力后的变形存在三相共同作用的问题,因而其基本方程更复杂,由此而发展的太沙基有效应力原理是土力学发展的里程碑,比奥固结理论是表述饱和土中水、土共同作用较为完善的基本方程。在岩石力学中,岩体中存在节理的变形可以说是岩体力学的一个主要特征,因而产生了节理单元。由此可见,岩土力学的发展是建立于岩土材料的特点基础上的,传统固体力学的理论可以借用,但不等于照搬,只有利用现代数学力学知识,结合岩土材料的力学特点,创造性地解决岩土工程中的力学问题,岩土力学理论才会取得新的发展。 2 土体的稳定性问题
国家开放大学电大本科《岩土力学》2022期末试题及答案（试卷号：1181） 一、单项选择题（每小题3分，共30分。在所列备选项中，选1项正确的或最好的作为答案，将选项号填入各题的括号中） 1.若土的压缩曲线（e-p曲线）较陡，则表明（）。 A.土的密实度较大 B.土的空隙比较小 C.土的压缩性较高 D.土的压缩性较低 2.控制坝基的渗流变形，以下哪个说法正确？（） A.尽量缩短渗流途径 B.尽量提高水力坡降 C.尽量减少渗透量 D.尽量采取蓄水增压措施 3.前期固结压力小于现有覆盖土层自重应力的土称为（） A.欠固结 B.次固结 C.正常固结 D.超固结 4.当土体中某个方向上的剪应力达到土的抗剪强度时，称该点处于（）状态。 A.允许承载 B.剪切破坏 C.稳定 D.极限平衡 5.用库仑土压力理论计算挡土墙土压力时，基木假设之一是（）o A.墙后填土必须是干燥的 B.墙背直立 C.填土为无黏性土 D.墙背光滑 6.地基土发生剪切破坏而失去整体稳定时的基底最小压力为（）。
A.允许承载力 B.极限承载力 C.承载力特征值 D.原始土压力 7.围岩变形破坏的形式与特点，除了与岩体内的初始应力状态和洞形有关外，主要取决于（）。 A.围岩的岩性 B.围岩的岩性及结构 C.围岩的结构 D.围岩的大小 8.岩石在破坏之前的变形较大，没有明显的破坏荷载，表现出显著的塑性变形、流动或挤出，这种破坏即为（）。 A.脆性破坏 B.弱而剪切破坏 C.塑性破坏 D.受压破坏 9.下面关于地应力的描述正确的是（）o A.地层中由于过去地质构造运动产生和现在正在活动与变化的力或地质作用残存的应力 B.岩体在天然状态下所存在的内应力 C.由上覆岩体的自重所引起的应力 D.岩体在外部载荷作用下所产生的应力 10.弹性抗力系数不仅与岩石性质有关，而且与隧洞的尺寸也有关系，隧洞的半径越大，则岩体的弹性抗力系数将（）。 A.越大 B.越小 C.稍微增大 D.不变 二、判断题（每小题2分，共20分。判断以下说法的正误，并在各题后的括号内进行标注。正确的标注J 9错误的标注X ） H.岩石浸水饱和后强度降低的性质称为岩石的软化性，用软化系数表示。（） 12.达西定律只适用于层流的情况，对于粗砂、砾石等粗颗粒土不适用。（）
岩土力学复习要点 绪论 基本概念：土、土体、地基、岩石、岩体、结构面、结构体 复习要点：土力学的基本研究内容；岩石力学的研究内容； 第一章土中应力计算 基本概念：自重应力、附加应力、角点法、基底（接触）压力、基底附加压力有效应力、孔隙水压力、超静孔隙水压力 复习要点：成层地基自重应力的计算及其分布规律；等代荷载法的原理；用角点法计算矩形面积内和矩形面积外任意点下深度为z的附加应力；条形均布荷载下地基中的应力分布规律；影响土中应力分布的因素；基底压力的分布规律及其影响因素；中心荷载和单向偏心荷载作用下基底压力的简化计算；什么是有效应力原理；饱和土体有效应力原理的要点； 第二章土的压缩性和地基沉降计算 基本概念：土的压缩性、土的固结、压缩曲线、压缩定律、压缩系数、压缩指数、压缩模量、变形模量、建筑物的沉降量、地基最终沉降量、瞬时沉降、固结沉降、次固结沉降。 复习要点：土体压缩变形的实质；室内压缩试验各级压力pi作用下孔隙比ei的求解（公式）；分层总和法计算地基最终沉降量的基本原理、假设条件和计算步骤； 第三章土的抗剪强度 基本概念：土的抗剪强度、土体破坏准则、峰值强度、残余强度、
库仑公式、无侧限抗压强度。 复习要点：莫尔-库伦强度理论；土的极限平衡理论；土体的剪切破坏条件；用莫尔强度理论的极限平衡条件（莫尔强度准则）判断土中某一点是否产生剪切破坏；莫尔-库伦破坏理论的要点；直剪试验和三轴剪切试验的特点；土的抗剪强度的影响因素。 第四章土力学在岩土工程中的应用 基本概念：挡土墙、土压力、静止土压力、主动土压力、被动土压力、朗肯土压力理论、无粘性土坡、粘性土坡、地基承载力、地基极限承载力、临塑荷载、临界荷载。 复习要点：三种土压力的产生条件、对应的应力状态及其相互关系；静止土压力的计算；朗肯理论的基本假设；根据朗肯理论分析静止土压力、主动土压力和被动土压力产生的条件和过程；朗肯主动土压力和被动土压力的计算及其分布规律。土坡（失稳）滑动的原因；无粘性土坡稳定性分析方法、粘性土坡的整体圆弧滑动法稳定性分析。影响地基承载力的因素；地基的破坏形式有几种；地基变形的三个阶段；临塑荷载与临界荷载的计算。 第五章岩块的物理、水理性质 基本概念：颗粒密度、吸水率、软化系数、抗冻系数、岩石的空隙率。 复习要点：掌握岩块的密度和空隙性等性质；掌握岩块的各种水理性质。
岩土工程问题的基本特点:工程类型的多样性;材料性质的复杂性 ;荷载条件的复杂性 ;初始条件与边界条件的复杂性 ;相互作用问题 为尽可能求得问题的可靠解答，人们的追求与选择大致有三个梯次，退而择之。 建立严格的控制物理方程－严格精确解 基于假定建立较为精确的控制物理方程－近似理论解 必要简化假设的基础上得到的控制物理方程（微分方程或微分方程组）－寻求数值解 滑移线理论与特征线方法（Characteristics Line Method ，CLM）。 极限分析法（Limit Analysis Method，LAM） 有限单元法（Finite Element Method， FEM），包括土体应力变形、固结有限元及渗流有限元； 离散单元法(Discrete/Distinct Element Method，DEM)； 非连续变形分析法(Discontinuous Deformation Analysis ， DDA)； 岩土参数反分析法（Back Analysis Method ,BAM）； 三个常用软件应用（显式有限差分方法差分的拉格朗日法FLAC3D，基于非线性有限元的通用分析软件的ABAQUS，基于离散元方法的PFC ） 学习中应注意的问题:1）掌握每种方法的数学力学原理，基本假定和适用范围； （2）弄清每种方法对岩土体材料模型及其参数的要求； （3）弄清每种方法对岩土体材料与结构的相互作用模型及其参数的要求，包括岩石块体之间的关联和相互作用； （4）分析岩土体是否存在渗流和与水的相互作用或其它耦合问题 （5）分析初始条件、边界条件和荷载特征等，确定模拟思路，正确建模； （6）对于反演分析，要研究和分析已知数据，明确待求未知量，选择恰当方法。 对于土体，滑移线理论、极限分析理论与力的极限平衡理论同属极限状态理论的范畴，都是求土体达到极限状态时解答的理论方法。这些理论方法都是假定分析对象服从库仑材料破坏准则，求解时不考虑材料到达极限状态的过程，即不考虑材料的具体应力应变关系，从而求得土体达到极限状态时的解答，但他们各自求解问题的视角和方法不同。
一、选择题 1．可以采用 ( C )方法测试地基土的变形模量和承载力。 A．动力触探 B．静力触探 C．静载试验 D．波速试验 2．应力波在桩身中传播时，遇到截面阻抗变大的界面会产生反射波，该反射波产生的质点运动速度与入射波产生的质点运动速度的方向 ( C ) A.相同 B.不同 C.相反 D.垂直 3.采用预压法进行地基处理时，必须在地表铺设( B ) A.塑料排水管 B.排水砂垫层 C.塑料排水带 D.排水沟 4.用标准贯入试验锤击数N判定沙土的密实度，其划分标准按照《建筑地基基础设计规范》，当判定沙土的密实度为稍中密时，标准贯入试验的锤击数是多少（ B ） A. N<=10 B.10
1、何谓岩体力学？其研究对象是什么？ 2、岩体力学的研究内容和研究方法是什么？ 3、何谓岩块、岩体？岩块与岩体、岩体与土有何异同点？ 4、何谓结构面？结构面特征包含哪几个方面？各用什么指标表示？对岩体力学性质有何影响？ 5、简述岩体分类的方法及目的。 6、已知岩样容重为24.5kN/m 3，比重为2.85，天然含水量为8%，试计算该岩样的孔隙率、干容重及饱和容重。 7、某岩样测得其天然密度2.24g/cm 3，饱和吸水率10%，干密度2.11g/cm 3，且已知其颗粒密度为2.85g/cm 3。试计算该岩样的大开空隙率、小开空隙率、总空隙率、吸水率、水下容重。 8、一种孔隙率为15%的砂岩，由70%的石英颗粒(比重2.65)和30%的黄铁矿颗粒(比重4.9)的混合物组成，试求其干容重及饱和含水量。 9、何谓岩石软化性？用什么指标表示？该指标在岩体工程中有何意义？ 10、何谓岩石抗冻性？通常用什么指标表示？ 11、如何获得岩石全应力-应变曲线？分为哪几个阶段？各阶段有哪些特征？ 12、画出反复荷载作用下岩石的变形特征曲线，并说明岩石记忆、回滞环和疲劳强度等概念。 13、画出岩石的典型蠕变曲线图，并说明各阶段岩石的蠕变特征。 14、什么是岩石的流变性？流变模型中的基本元件有哪些？各代表什么介质？力学性质如何？ 15、试推导Maxwall 模型和Kelven 模型的蠕变本构方程，并画出其变形曲线？ 16、某岩石的单轴抗压强度为8MPa ，在常规三轴试验中，当围压增加到4MPa 时，测得其抗压强度为16.4MPa ，试求其c 、φ值。 求此砂岩莫尔—库仑准则的c 、φ值。 18、将一个岩石试件进行单轴压缩试验，当压应力达到28.0MPa 时发生破坏，破裂面与最大主应力面的夹角为60°，假定遵循莫尔库仑破坏准则(直线型)。①求内摩擦角；②在正应力为零的面上的抗剪强度；③与最大主应力面成30°夹角的面上的抗剪强度；④破坏面上的正应力和剪应力；⑤岩石在垂直荷载等于零的直剪试验中发生破坏，试画出其莫尔圆。 19、 砂岩地层中，某一点初始应力状态为：1σ=34.49(MPa)、3σ=8.97(MPa)，孔隙水压力w p 因修水库而增大。试求w p 达到多大时该处的岩石破裂(假定破裂发生在峰值应力时，岩石c 、φ值分别为1.17MPa 和40°)。
综合练习 一、填空题 1、土的塑性指数是指 减去 ，塑性指数 土性越粘。 2. 评价砂土密实度的指标有 、 、 。 3. 根据前期固结压力与目前土层所受的自重压力之比将土层分为 、 和 三种 4．土的渗透系数是指单位水力坡降的 ，它是表示土的 的指标，一般由渗透试验确定。 5．土的抗剪强度试验的目的，是测定土的抗剪强度指标 和 。 6. 为了考虑固结程度和排水条件对抗剪强度的影响，根据加荷速率的快慢将直剪试验划分为 、 和 三种类型。 7．地基土的固结度是指地基土在固结过程中 的变形量与 变形量之比。 8．岩石的破坏形式可分为 、 和弱面剪切破坏三种。 二、判断题 1. 不均匀系数C u 愈大，说明土粒愈不均匀。 （ ） 2 . 同一种土的抗剪强度是一定值，不随试验方法和排水条件不同而变化。 （ ） 3.根据莫尔－库伦准则可证明均质岩石的破坏面法线与大应力方向间夹角为2 45φ - o ( ) 4. 由于洞室围岩的变形和破坏而作用于支护或衬砌上的压力称为围岩压力。 ( ) 5. 洞室的形状相同时，围岩压力与洞室的尺寸无关。 （ ） 三、简答题
1. 土的级配曲线的特征可用哪两个系数来表示？这两个系数是怎样定义的？ 2. 试述莫尔---库伦破坏准则，什么是极限平衡条件？ 3. 确定地基承载力的方法有那些？ 4. 简述坝基表层滑动稳定性的分析计算方法。 5. 简述挡土墙后土压力的类型。
四、计算题 1. 某地基土试验中，测得土的干重度15.7kN/m3，含水量19.3%，土粒比重 2.71，液限28.3%，塑限16.7%，求(1)该土的孔隙比，孔隙度及饱和度； (2)该土的塑性指数，液性指数，并定出该种土的名称和状态。 2. 有一8m厚的饱和粘土层，上下两面均可排水，现从粘土层中心处取得2cm厚的试样做固结试验（试样上下均有透水石）。试样在某级压力下达到60％的固结度需要8分钟，则该粘土层在同样的固结压力作用下达到60％的固结度需要多少时间？若该粘土层单面排水，所需时间为多少？
岩土力学答案 一、填空题（每空1分，共30分） 1.岩浆岩、沉积岩、变质岩。 2.水平构造和倾斜构造、褶皱构造、断裂构造。 3.地形条件、地质条件、气象水文条件。 4.密度、比重、含水量。 5.吸水率、饱和吸水率、饱和系数。 三、问答题（每小题5分，共20分） 1.简述影响岩石风化的因素？ 答案：主要有气候、地形、地下水、岩石性质的影响、断层裂隙的影响。 它们主要影响岩石的风化速度、深度、程度及分布规律。 2.影响土的抗剪强度的因素有哪些？ 答案：有（1）土粒的矿物成分、形状、颗粒大小与颗粒级配。 （2）土的密度。（3）含水量。（4）土体结构的扰动情况。（5）孔隙水压力的影响。 3.渗透破坏的形式有哪些？ 答案：流土、管涌、接触流失、接触冲刷。 4.何为排水固结法，排水固结法有那几种类型？ 答案：排水固结法是通过对天然地基或设置砂井竖向排水体的地基进行预压，在预压荷载的作用下地基中的孔隙水排出，使土体发生固结，强度得到逐渐提高的方法。主要有砂井法、袋装砂井法、塑料排水法。
四、计算题（1小题10分，2.3小题各15分，共40分） 1.某原状土样，试验测得容重3cm /g 7 2.1＝γ，比重G ＝2.65，含水量％＝1 .13ω。求：干容重，孔隙比，饱和度。 答案：孔隙比() ()742.0172 .1131.0165.211e ＝＝ －＝ -++γ ωG 干容重3d cm /g 52.1742.0165.2e 1＝＝＝ ++G γ 饱和度％＝＝＝8.46742 .0131 .065.2e r ?ωG S 答：（略）。 2.已知某建筑场地的地质柱状图和土的物理性质指标，试计算地面下深度z ＝2.5m 、 6.0m 和8.0m 处土的自重应力，并绘制自重应力沿深度分布图。 提示：地下水以下取浮容重()() ωγγ+-' 11G G ＝ 答案：地下水位以下第一层3 m /t 83.0＝γ'，第二层3 m /t 89.0＝γ' 自重应力计算： 地下水位处：211m /t 55.45.282.1h ＝＝?=γσSZ 第一层底： ()21111m /t 46.75.26h ＝-?'+=γγσSZ 第二层底： 222 12m /t 24.9289.046.7h ＝＝?+'+=γσσSZ SZ 。 3.已知挡土墙高10m ，墙背垂直、光滑，填土表面水平。墙后填土为中砂，重度 γ＝18kN/m 3,饱和度为sat γ＝20kN/m 3， 30＝?，地下水位离墙顶6m ，计算总主动土 压力与水压力。 % 3573.2m /t 89.13 ==ωγG ＝ ％ ＝＝＝3871.2m /t 82.13 ωγG 6
YDS-3型携带式 岩、土力学性质多功能试验仪 该仪器通过中国测试技术研究院的检测，其机械性能各项指标全达要求。 2006年1月，由四川省科学技术厅组织岩土工程界权威专家鉴定：“该仪器为国内首创，性能和指标达到国内领先水平。 （1）、特点 山东亿煤机械装备制造有限公司生产销售的多功能试验仪集下述六种仪器功能于一体的多功能试验仪 1．500KN岩石压力机(能完成岩石的抗压、抗拉、变形性测试)； 2．岩石直剪仪 3．携带式剪切仪（可将不规则形状体的岩石原装试样进行直剪试验，所用试样不要求具备规则几何形状，因而适用于难以制成规则几何形状试样的岩体结构面和弱岩（如层面、断层破碎带、裂隙、滑动面、软弱夹层、各类页岩、千枚岩、片岩、蚀变岩、强风化岩石等），。 4．点荷载仪 5．小粒径碎石土直剪仪 6．土直剪仪 本仪器在试验的构思与仪器的设计、加工方面具有新颖性和创造性，特别是在其中的直剪试验项目上更具有独到之处。 本仪器设计合理，结构紧凑，加工精细，可全部拆卸装箱，相对而言具有体积小，重量轻，重量出力比小等特点。便于搬运，现场易于安装，使用简便，试验快捷，维修方便。 本仪器能测试岩石的力学性质指标及土的大部分力学性质指标，可满足一般工程的地质勘察、岩土工程的试验要求，故能广泛适用于工程地质勘察队、测试队和大专院校、科研单位的现场试验。 主要用于现场或室内进行以下试验项目： 1．岩石变形试验； 2．岩石抗压强度试验 3．岩石抗拉强度试验； 4．岩石点荷载强度试验（能完成国内钻机的中～小不同直径岩心与不规则样的抗压、抗拉测试。抗压强度最小可测试到５Mpa（软岩），最大可测试任何坚硬岩石）； 5．完整岩石直剪试验（适于国内钻机的中～小不同直径岩心和5cm×5cm直方柱体）； 6．岩石结构面与软弱岩石直剪试验（适于不易加工成型的不规则样, 软弱岩石试验范围较XJ-1型携带式剪切仪更大）； 7．土直剪试验（直接测试钻孔取心土的抗剪指标，剪切面积可大于环刀面积）； 8．碎石土天然或饱和状态直剪试验（砾石粒径≤2.0cm的砂质碎石土）。 （2）主要技术指标 1．外形尺寸：高630mm，长700mm，宽370mm； 2．重量：约300Kg（包括两个油泵和各种配件）； 3．垂直千斤顶：最大出力500KN（50吨），最大行程60mm，分辨率600N(60kg)； 水平千斤顶：最大出力300KN（30吨），最大行程60mm，分辨率５00N(50kg)；
岩土力学试题(五) 一、名词解释 1、孔隙比 2、挡土墙 3、基底附加压力 4、有效粒径 二、填空题 1、地基的破坏类型有、、。 2、按岩石质量指标压缩系数可将土体分为、、 共三种。 3、土的抗剪强度是由和两部分组成，、 是两个重要的土的抗剪强度指标，它们是随着一系列因素变化的，通常有和两种表示方法，前者不单独考虑孔隙水压力。常视其和不同，在直剪试验中模拟为快剪、慢剪和固结快剪。在三轴试验中称之为和，但此时如试验中出现孔隙水压力，也可以整理出有效应力指标C/，?/一般来说效应力指标?/要于总应力指标?，效应力指标C/要 于总应力指标C。 三、选择题 1. 土的孔隙率e值可能变化的范围为。 A. 1>e>0 B. 1≥e≥0 C. e > 0 2. 土的灵敏度可用试验加以测定。 A．三轴排水剪 B. 无側限抗压强度 C. 直剪 3.在计算地基中同一点附加应力σz时,如矩形基础当作条形基础计算, 则所算得的σz A. 偏小 B. 偏大 C. 偏小、偏大不一定 4. 当地基土的性质，基础宽度B和基础埋深D相同，正方形的极限 承载力将条形基础的极限承载力。 A．大于 B. 等于 C. 小于 5. 对于具有相同宽度的各种荷载面积, 如荷载强度相同, 则在各 种荷载面积中心下同一深度处的竖向附加应力以荷载 面积为最大。 A. 正形 B. 矩形 C. 条形 6.某垂直分层的天然土体, 分别测得垂直向渗透系数K v和水平向 渗透系数K h, 则K v K h,。 A．大于 B. 等于 C. 小于 7. 当粘性土的I L<0确时,天然土处于状态 A. 流动状态 B. 可塑状态 C. 坚硬状态 8. 在荷载作用下,饱和粘土如有条件排水固结, 则其抗剪强度将 随时间而。 A．增大 B. 减小 C. 保持不变 9.设挡土墙墙背填土是均质的，如果填土的抗剪强度增大，这时作 用在挡土墙上的土压力将。 A．减小 B. 增大 C. 保持不变 10. 超固结土欠固结与超固结土相比, 前者压缩性较后者。 A. 无区别 B. 大 C. 小 四．问答题 1．影响三轴试验结果的主要因素有哪些？ 2．简述标准贯入试验的主要工作步骤。 五．计算题 1．某条形基础下地基土体中某点的应力为: σz=250kN/m2, σx=100 kN/m2,τ=40 kN/m2。已知土的c=0, φ=300，问该点是否剪破？如σz、
1粉煤灰的级配组成 颗粒分析按《土工试验方法标准》的要求进行试验，对于粒径大于0.075mm 的粉煤灰颗粒用筛分试验来测定，对粒径小于0.075mm 的粉煤灰颗粒用密度计法测定。 选取200g 的试验土样，选用直径分别为2mm,1mm,0.5mm,0.25mm,0.075mm 的筛子，按直径从大到小从上到下依次排列，将试验土样缓慢均匀的倒入最上层，均匀摇晃20min 左右，测量留在各个筛子上土样的质量并记录。 小于某粒径的试样质量占试样总质量的百分比可按式1.1计算，即 A s B m X d m （1.1） 式中X ——小于某粒径的试样占总质量的百分比（%）； A m ——小于某粒径的试样质量（g ）； B m ——当细筛分析时或用密度计分析时为所取的试样质量（g ）； s d ——粒径小于2mm 的试样质量占试样总质量的百分比（%）。 试验结果如表1.1所示，粉煤灰颗粒大小分布曲线如图2.1所示。 表1.1筛分结果分析表
图1.1颗粒级配曲线 不均匀系数按式1.2计算： 60 10 u d C d = （1.2） 60100.28 3.080.091 u d C d = == 曲率系数按式1.3计算： 230 1060c d C d d = ? （1.3） 22 3010600.16 1.000.0910.28 c d C d d ===?? 式中u C ——不均匀系数； c C ——曲率系数； 60d ——限制粒径，即土中小于该粒径的颗粒质量为60%的粒径（mm ）； 30d ——即土中小于该粒径的颗粒质量为30%的粒径（mm ） ；
10d ——有效粒径，即土中小于该粒径的颗粒质量为10%的粒径（mm ） 。 我国《土的分类标准》规定：当Cu 错误！未找到引用源。<5时，为级配不良的土。可见，粉煤灰的级配不良。由试验结果可知，在0.075～2mm 范围内（砂粒组）有87.56%，在小于0.075mm 范围内（细粒组）有11.31%。 2尾矿的含水率 含水率是土的基本物理指标之一，它反映土的状态，它的变化将使土的一系列力学性质随之而异；它又是计算土的干密度、孔隙比、饱和度等项指标的依据，是检测土工构筑物施工质量的重要指标。烘干法一般采用能控制恒温的电热烘箱。烘干温度为105～110℃。 取10g 土样放入铝制称量盒内，盖上盒盖称量盒加土的质量。打开盒盖，将铝制盒和土放入烘箱中，在105℃左右恒温下烘烤8h 。将铝制称量盒盖上盒盖，冷却至室温，然后称量盒加干土质量。土样的含水率按式2.1计算得到，即： 100d d s ?-= m m m ω （2.1） 式中ω——含水率（%）； s m ——湿土质量（g ）； d m ——干土质量（g ）。 试验结果如表2.1所示： 表2.1尾矿含水率 3粉煤灰的压缩特性（固结试验） 土体在受外力作用后，其体积变小的现象称为土的压缩。引起土体压缩的原因有三：