．土的压缩性：土体在压力作用下体积减小的性质
答：概念：建筑物荷载作用或者其它原因引起土中应力增加，会使地基土体产生变形，变形的大小与土体的压缩性有直接的关系。土在压力的作用下，体积缩小的特性为土体的压缩性。土的压缩变形原因：土的压缩变形主要是由于外荷载增加，导致地基土中附加应力增加，导致地基土中产生附加的有效应力，有效应力导致土颗粒之间相互错动而发生压缩变形，孔隙水压力不引起压缩变形，但孔隙水压力转化为有效应力后会产生压缩变形。 2．答：土的压缩量的组成土中固体颗粒的压缩和土中水的压缩土中孔隙水和孔隙气体的排出土体压缩的实质：
土体在外荷载作用下被压缩，土粒产生相对移动并重新排列，与此同时土体孔隙中部分水和气体被排出，从而引起孔隙体积减小。
3．答：压缩曲线反映土体受压后的压缩特性，压缩曲线愈陡，土体的压缩性愈高，压缩曲线愈平缓，土体的压缩性愈低。
压缩系数：利用单位压力增量所引起的孔隙比的改变，即压缩曲线的割线斜率来表征土体压缩性高低，压缩曲线的斜率即为压缩系数。压缩系数表示单位压力增量作用下土的孔隙比的减小量，因此压缩系数越大，土的压缩性就越大，但土的压缩系数不是常数，而是随割线位置的变化而不同。4．答：压缩模量Es：指土在侧限条件下受压时压应力σz与相应的应变εz之间的比值。
变形模量E0：指土在无侧限压缩条件下，压应力与相应的压缩应变的比值。两者之间存在如下的换算关系：E0=βEs，其中0≤β≤1
1．答：计算建筑物基础中心下的地基变形量，假设这时土层只在垂直方向发生压缩变形，而不发生侧向变形，属于一维压缩问题。因而在求得地基中的垂直应力后，可利用室内压缩试验曲线成果，计算地基变形量。
分层总和法就是采用土层一维压缩变形量的基本计算公式，利用室内压缩曲线成果，分别计算基础中心点下地基中各分土层的压缩变形量，最后将各分土层的压缩变形量总和起来。2．答（1）地基中各薄层受荷载作用下只产生竖向压缩变形，无侧向膨胀，即在侧限条件下发生变形；
（2）地基沉降量按基础中心点下土柱所受的附加应力进行计算；
（3）地基沉降量等于基础底面下某一深度范围内（即压缩层内）各土层压缩量的总和。 3．答：
⑴将基底下的土层分成若干薄层；
⑵计算各分层面处土的自重应力及各分层的平均自重应力；⑶计算基础底面处的附加应力；
⑷计算基底形心下，各分层面处土中的附加应力及各分层的平均附加应力；⑸确定地基压缩层厚度；
⑹根据各层平均自重应力和各层总的应力分别确定压缩前的孔隙比和压缩后的孔隙比，计算各薄层的压缩量；
⑺将地基压缩层厚度范围内的各薄层的压缩量相加求得基础的最终沉降量
、名词解释
1．有效应力：总应力中由土颗粒间的接触面承担和传递的那部分力。 2．孔隙水压力：总应力中由孔隙中的水承担的一部分的那部分力。
3．渗透固结：饱和土在受到外荷载作用时，孔隙水从孔隙中排除，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。
4．地基的固结度：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。
郎肯土压力理论和库伦土压力理论的异同点是什么？
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上的土压力，都属于极限平衡理论；不同点：1）假设条件不同：郎肯假设墙背直立、光滑、填土面水平无限延伸；库仑假定：a填土为均匀，各自同性，无粘土。B滑动土体看做滑动土楔，其滑裂面为通过墙踵的平面c滑动土楔视为刚体。2）求解方法不同：郎肯是从一点的应力状态出发，先求出压力强度，再求出总压力属于极限应力法适用于填土表面为水平的无粘土或粘性土的土压力计算，而库仑考虑整个滑动楔体静力平衡，直接求出总图压力，需时在求解压力强度属于滑动楔体法，只是用于填土表面为水平的粘性土，对无粘性土只能用图解法计算。3）适用范围不同：库仑要广。4）计算精度不同：郎肯主动土压力偏大，被动土压力偏小，墙体粗糙；库仑主动土压力接近实际土压力，被动土压力差距较大，墙体滑动面为平面
地基附加应力是指建筑物荷重在土体中引起的附加于原有应力之上的应力
5．如何计算基底压力和基底附加压力？两者概念有何不同？
土体在自重、建筑物荷载及其它因素的作用下均可产生土中应力。一般来说土中应力是指自重应力和附加应力。
土中应力按其起因可分为自重应力和附加应力两种。自重应力是指土体在自身重力作用下产生的尚未完成的压缩变形，因而仍将产生土体或地基的变形。附加应力它是地基产生变形的的主要原因，也是导致地基土的强度破坏和失稳的重要原因。
土中应力安土骨架和土中孔隙的分担作用可分为有效应力和孔隙应力两种。土中有效应力是指土粒所传递的粒间应力。它是控制土的体积（变形）和强度两者变化的土中应力。土中孔隙应力是指土中水和土中气所传递的应力
第4章土中应力一、填空题
1.由土筑成的梯形断面路堤，因自重引起的基底压力分布图形是形，桥梁墩台等刚性基础在中心荷载作用下，基底的沉降是的。
2.地基中附加应力分布随深度增加呈减小，同一深度处，在基底点下，附加应力最大。
3.单向偏心荷载作用下的矩形基础，当偏心距e > l/6时，基底与地基局部，产生应力。
4.超量开采地下水会造成下降，其直接后果是导致地面。
5.在地基中同一深度处，水平向自重应力数值于竖向自重应力，随着深度增大，水平向自重应力数值。
6.在地基中，矩形荷载所引起的附加应力，其影响深度比相同宽度的条形基础，比相同宽度的方形基础。
7.上层坚硬、下层软弱的双层地基，在荷载作用下，将发生应
力现象，反之，将发生应力现象。
二、名词解释
1.基底附加应力
2.自重应力
3.基底压力
4.地基主要受力层三、简答题
1. 地基附加应力分布规律有哪些？
四、单项选择题
1.成层土中竖向自重应力沿深度的增大而发生的变化为：
（A）折线减小
（B）折线增大（C）斜线减小
（D）斜线增大
您的选项（）
2.宽度均为b，基底附加应力均为p0的基础，同一深度处，附加应力数值最大的是：（A）方形基础
（B）矩形基础（C）条形基础
（D）圆形基础（b为直径）
您的选项（） 3.可按平面问题求解地基中附加应力的基础是：
（A）柱下独立基础
（B）墙下条形基础（C）片筏基础（D）箱形基础
您的选项（）
4.基底附加应力p0作用下，地基中附加应力随深度Z增大而减小，Z的起算点为：
（A）基础底面
（B）天然地面
（C）室内设计地面
（D）室外设计地面
您的选项（）
5.土中自重应力起算点位置为：
（A）基础底面
（B）天然地面
（C）室内设计地面（D）室外设计地面
您的选项（）
6.地下水位下降，土中有效自重应力发生的变化是：
（A）原水位以上不变，原水位以下增大（B）原水位以上不变，原水位以下减小
（C）变动后水位以上不变，变动后水位以下减小（D）变动后水位以上不变，变动后水位以下增大
您的选项（）
7.深度相同时，随着离基础中心点距离的增大，地基中竖向附加应力：
（A）斜线增大
（B）斜线减小（C）曲线增大
（D）曲线减小您的选项（） 8.单向偏心的矩形基础，当偏心距e < l/6（l为偏心一侧基底边长）时，基底压应力分布图简化为：
（A）矩形（B）梯形（C）三角形（D）抛物线形
您的选项（）
9.宽度为3m的条形基础，作用在基础底面的竖向荷载N＝1000kN/m ，偏心距e＝0.7m，基底最大压应力为：
（A） 800 kPa （B） 417 kPa （C） 833 kPa （D） 400 kPa
您的选项（）
10.埋深为d的浅基础，基底压应力p与基底附加应力p0大小存在的关系为：
（A） p < p0 （B） p = p0 （C） p = 2p0 （D） p > p0
您的选项（）
11.矩形面积上作用三角形分布荷载时，地基中竖向附加应力系数Kt是l/b、z/b的函数，b 指的是：
（A）矩形的长边（B）矩形的短边（C）矩形的短边与长边的平均值（D）三角形分布荷载方向基础底面的边长
您的选项（）
12.某砂土地基，天然重度 ＝18 kN/m3
，饱和重度 sat＝20 kN/m3
，地下水位距地表2m，地表下深度为4m处的竖向自重应力为：
（A） 56kPa （B） 76kPa （C） 72kPa （D） 80kPa
您的选项（）
13. 均布矩形荷载角点下的竖向附加应力系数当l/b＝1、Z/b＝1时，KC＝0.1752；当l/b＝1、Z/b＝2时，KC＝0.084。若基底附加应力p0＝100kPa，基底边长l＝b＝2m，基底中心点下Z＝2m处的竖向附加应力为：（A） 8.4kPa （B） 17.52kPa （C） 33.6kPa （D） 70.08kPa 您的选项（）14. 某中心受压条形基础，宽2m，埋深1m，室内外高差0.6m，埋深范围内土的重度 =17 kN/m3
，若上部结构传来荷载F＝400kN/m，基底附加应力p0为：（A） 203.9kPa （B） 205.1kPa （C） 209kPa （D） 215kPa 您的选项（）第4章土中应力一、填空题
1.梯、相同
2.曲线、中心
3.脱开、重分布
4.地下水位、沉陷
5.小、增大
6.浅、深
7.扩散、集中二、名词解释
1.基底附加应力：基底压应力与基底标高处原土层自重应力之
差。 2.自重应力：由土层自身重力引起的土中应力。
3.基底压力：建筑物荷载通过基础传给地基，在基础底面与地
基之间的接触应力。 4.地基主要受力层：基础底面至σz＝0.2p0深度处的这部分土
层。
三、简答题
1. 地基附加应力分布规律有哪些？
（1）附加应力不仅发生在荷载面积之下，而且分布在荷载面积以外相当大的范围之下，这就是地基附加应力的扩散分布； (2)在离基底不同深度z处各个水平面上，以基底中心点下轴线处的σz值最大，随离中轴线距离增大曲线减小；
(3)在荷载分布范围之下任意点沿铅垂线的σz值，随深度最大曲线减小；
(4)条形荷载比相同宽度的方形荷载σz的影响深度大，在相同深度处，条形荷载在地基中的σz比相同宽度的方形荷载大得多。
四、单项选择题 1. 正确答案：（B）
提示：均质土中的竖向自重应力沿深度的增大而线性增大，成层土中的竖向自重应力沿深度的增大而增大，但在土层分界面由于重度不同而发生转折。
2. 正确答案：（C）
提示：宽度、基底附加应力相同的基础，长度越大，影响深度越大；在深度相同时，长度越大的基础，附加应力数值越大。 3. 正确答案：（B）提示：当基底的长边尺寸与短边尺寸之比≥10时，地基中附加应力可以按平面问题求解，当基底的长边尺寸与短边尺寸之比< 10时，应按空间问题求解。 4. 正确答案：（A）
提示：地基中附加应力σZ＝KCp0，KC为竖向附加应力系数，它是L/b、Z/b的函数，其中，Z为计算点至基础底面之间的垂直距离。
5. 正确答案：（B）
提示：自重应力是指由原土层自身重力而产生的土中应力，起算点位置为天然地面。 6. 正确答案：（A）
提示：因地下水位以下透水层中，自重应力计算应采用有效重度，所以地下水位下降后，使原水位以下有效自重应力增大，地下水位上升后，使变动后水位以下有效自重应力减小。 7. 正确答案：（D）
提示：地基中附加应力具有如下分布规律：（1）附加应力不仅发生在荷载面积之下，而且分布在荷载面积以外相当大的范围之下；（2）在离基础底面不同深度处的各个水平面上，附
加应力随着距离中轴线越远越小；（3）在荷载分布范围内任意点
沿垂线的附加应力，随深度Z增大而减小。 8. 正确答案：（B）
提示：根据基底压应力的简化计算方法，当偏心距e< l /6时，
基底最大、最小压应力均大于0，分布图简化为梯形；当偏心距e＝l /6时，基底最小压应力等于0，分布图简化为三角形；当偏心距e> l /6时，最小压应力小于0，基底压应力将重新分布。
9. 正确答案：（C）
提示：当条形基础的偏心距e>b/6（b为条形基础宽度）时，基底压应力将重分布，为简化计算，条形基础底边的长度取1m，pmax=2N/3(0.5b-e)。 10. 正确答案：（D）
提示：基底附加应力p 0与基底压应力p之间存在的关系为p0 = p－ 0d，式中： 0为埋深范围内土的加权平均重度，d为基础埋深，从天然地面起算。 11. 正确答案：（D）
提示：矩形面积上作用三角形分布荷载时，地基中竖向附加应力系数Kt是l /b、z/b的函数，其中，b为三角形分布荷载方向基础底面的边长，l为垂直于b方向基础底面边长。
12. 正确答案：（A）
提示：土中自重应力应按下式计算：σCZ＝∑γihi，式中：γi、hi分别代表第i层土的重度、厚度，地下水位以下透水层中，应采用有效重度计算，有效重度 /＝ sat－ w， w 为水的重度，为简化计算，取 w＝10 kN/m3。 13. 正确答案：（C）
提示：已知均布矩形荷载角点下的竖向附加应力系数，可以通过作辅助线把荷载面分成若干个矩形面积，使计算点位于所有矩形的公共角点，利用叠加原理求解。当计算点位于荷载面中心时，σZ＝4KCp0，KC是l /b、Z/b为的函数，但应注意，l、b分别为每个小矩形的长边、短边尺寸。
14. 正确答案：（C）
提示：基底附加应力p 0 = p－ 0d，式中：p为基底压应力， p＝（F＋G）/b（对条形基础，通常取l＝1m），F为上部结构传来荷载；G为基础及上覆土自重，G＝ mbdm； m为基础及上覆土
平均重度，一般取20 kN/m3，但在地下水位以下部分取10kN/m3；dm为基础平均埋深；b 为基础宽度； 0为埋深范围内土的加权平均重度，d为基础埋深，从天然地面起算。
第6章地基变形一、填空题
1.饱和土的渗透固结过程是土中孔隙水压力逐渐，而有效应力相应的过程。
2.在计算土体变形时，通常假设体积是不变的，因此土体变形量为体积的减小值。
3.通过土粒承受和传递的粒间应力，又称为应力，它是土的体积变形和强度变化的土中应力。
4.饱和粘性土竖向固结时，某一时刻有效应力图面积与最终有效应力图面积之比称为，用此指标可计算地基时刻的沉降量。
5.利用因数与度的关系曲线，可以计算地基任意时刻的沉降量。
二、名词解释
1.固结度
2.瞬时沉降
3.孔隙压力三、单项选择题
1.引起土体变形的力主要是：（A）总应力
（B）有效应力（C）自重应力（D）孔隙水压力
您的选项（）
2.某厚度为10m的饱和粘土层，初始孔隙比e0＝1，压缩系数a＝0.2MPa-1
，在大面积荷载p0＝100kPa作用下，该土层的最终沉降量为：（A） 10mm
（B） 20mm （C） 100mm （D） 200mm
您的选项（）
3.分层总和法计算地基最终沉降量的分层厚度一般为：
（A） 0.4m （B） 0.4l（l为基础底面长度）（C） 0.4b（b为基础底面宽度）（D）天然土层厚度
您的选项（）
4.下列关系式中，σCZ为自重应力，σZ为附加应力，当采用分层总和法计算高压缩性地基最终沉降量时，压缩层下限确定的根据是：
（A）σCZ/σZ≤0.1 （B）σCZ/σZ≤0.2 （C）σZ/σCZ≤0.1 （D）σZ/σCZ≤0.2
您的选项（） 5.用规范法计算地基最终沉降量时，考虑相邻荷载影响时，压缩层厚度Zn 确定的根据是：
（A）σZ /σCZ≤0.1 （B）σZ /σCZ≤0.2 （C）ΔSn≤0.025∑ΔSi （D） Zn＝b(2.5-0.4lnb) 您的选项（）
6.在相同荷载作用下，相同厚度的单面排水土层，渗透固结速度最慢的是：
（A）砂土地基（B）粉土地基（C）粘土地基（D）碎石土地基
您的选项（）
7.饱和粘土的总应力σ、有效应力σ′、孔隙水压力u之间存在的关系为：
（A）σ=u-σ′（B）σ′ =u-σ（C）σ′ =σ-u （D）σ′ =σ+u 您的选项（）
8.某饱和粘性土，在某一时刻，有效应力图面积与孔隙水压力图面积大小相等，则此时该粘性土的固结度为：
（A） 33% （B） 50% （C） 67% （D） 100%
您的选项（）
9.某双面排水、厚度5m的饱和粘土地基，当竖向固结系数CV=15m2
/年，固结度UZ为90%时，时间因数TV=0.85，达到此固结度所需时间t为：
（A） 0.35年（B） 0.7年（C） 1.4年（D） 2.8年
您的选项（）
第6章地基变形一、填空题
1.减小、增大
2.土颗粒、孔隙
3.有效、控制
4.固结度、任意
5.时间、固结
二、名词解释
1.固结度：地基土层在某一压力作用下，经历时间t产生的固结变形量与最终固结变形量之比。
2.瞬时沉降：加荷后地基瞬时发生的沉降。
3.孔隙压力：土中孔隙传递的应力，包括孔隙水压力和孔隙气压力。三、单项选择题 1. 正确答案：（B）
提示：土体在荷载作用下产生的压缩变形，主要由粒间接触应力即有效应力产生。 2. 正确答案：（C）
提示：大面积均布荷载作用下，地基中附加应力σZ沿深度为均匀分布，故σZ＝p0，当附加应力沿深度为线性分布且土层为均质时，最终沉降量s计算不需要分层，可按下式计算：s＝aσZH/（1＋e0)，式中：a为压缩系数；e0为孔隙比，H为土层厚度。
3. 正确答案：（C）提示：分层总和法计算地基最终沉降量的分层厚度一般为0.4b（b为基础底面宽度）或1～2m，按规范方法计算地基最终沉降量的分层厚度一般为天然土层厚度。
4. 正确答案：（C）
提示：采用分层总和法计算地基最终沉降量时，其压缩层下限是根据附加应力σZ与自重应力σ
CZ
的比值确定的，一般土层要
求σZ/σCZ≤0.2，高压缩性土层要求σZ/σCZ≤0.1。 5. 正确答案：（C）
提示：规范法计算地基最终沉降量时，压缩层下限可根据ΔSn≤0.025∑ΔSi确定，∑ΔSi 表示Zn范围内的总变形量，ΔSn表示计算厚度△Z范围内的变形量；若无相邻荷载影响，基础宽度在1～50m范围内时，压缩层下限可根据Zn＝b(2.5-0.4lnb)确定，b为基础底面宽度。 6. 正确答案：（C）
提示：渗透系数大的土层渗透固结速度快，粒径越大的土，渗透系数数值越大，渗流速度越快，渗透固结越快，反之，粒径越小的土，渗透系数数值越小，渗流速度越慢，渗透固结越慢。 7. 正确答案：（C）提示：饱和土的有效应力原理为：土的总应力σ等于有效应力σ/与孔隙水压力u之和。 8. 正确答案：（B）
提示：固结度UZ为某一时刻沉降量与最终沉降量之比，也可以表示为某一时刻有效应力图形面积与总应力图形面积之比，而总应力图形面积等于有效应力图面积与孔隙水压力图面积之和。
9. 正确答案：（A）
提示：根据时间因数TV= CV t/ H2，可得t＝TVH2/CV，式中：H为最大排水距离，当为单面排水时，H为土层厚度，当为双面排水时，H为土层厚度的一半。CV为竖向固结系数，CV=k（1＋e0）/aγW；k 为渗透系数；a为土的压缩系数，e0为土层的初始孔隙比，γW 为水的重度。
第9章地基承载力一、填空题
1.地基土开始出现剪切破坏时的基底压力被称为荷载，当基底压力达到荷载时，地基就发生整体剪切破坏。
2.整体剪切破坏发生时，有滑动面形成，基础
急剧增加。
3.地基表面有较大隆起的地基破坏类型为
剪切破坏，地基表面无隆起的地基破坏类型为剪切破坏。
4.地下水位上升到基底时，地基的临塑荷载数
值，临界荷载数值。
5.地基极限承载力随土的内摩擦角增大而，随埋深增大而。二、名词解释1.临塑荷载 2. 临界荷载p1/3 3.地基极限承载力三、单项选择题
1.地基的临塑荷载随
（A）φ、C、q的增大而增大。（B）φ、C、q的增大而减小。
（C）φ、C、q、γ、b的增大而增大。（D）φ、C、q、γ、b的增大而减小。
您的选项（）
2.地基破坏时滑动面延续到地表的破坏形式为：
（A）刺入式破坏
（B）冲剪式破坏（C）整体剪切破坏（D）局部剪切破坏
您的选项（）
3.有明显三个破坏阶段的地基破坏型式为：
（A）刺入式破坏（B）冲剪式破坏（C）整体剪切破坏（D）局部剪切破坏
您的选项（）
4.整体剪切破坏通常在下列哪种地基中发生？
（A）埋深浅、压缩性低的土层（B）埋深浅、压缩性高的土层（C）埋深大、压缩性低的土层（D）埋深大、压缩性高的土层
您的选项（）
5.所谓临塑荷载，就是指：
（A）地基土中出现连续滑动面时的荷载
（B）基础边缘处土体将发生剪切破坏时的荷载（C）地基土中即将发生整体剪切破坏时的荷载（D）地基土中塑性区深度达到某一数值时的荷载
您的选项（）
6.临塑荷载Pcr是指塑性区最大深度Zmax为下列中的哪一个对应的荷载：
（A） Zmax=0 （B） Zmax=1/4 （C） Zmax=b/4 （D） Zmax=l/4
您的选项（）
7.在 =15 (Nr=1.8，Nq=4.45，NC=12.9)，c=10kPa ， =20kN/m3的地基中有一个宽度为3m、埋深为1m的条形基础。按太沙基承载力公式根据整体剪切破坏情况，计算的极限承载力为：
（A） 236 kPa （B）
254 kPa （C）
272 kPa
（D） 326 kPa
您的选项（）
8.采用条形荷载导出的地基界限荷载计算公式用于矩形底面
（A）偏于安全（B）偏于危险（C）不能采用（D）安全度不变
您的选项（）
9. 同一地基的临塑荷载pcr、界限荷载p1/3、极限荷载pu大小之间存在的关系是：
（A） pcr> p1/3 > pu （B） pu > p1/3 > pcr
（C） pu > pcr > p1/3 （D） p1/3> pu > pcr
您的选项（）
10.考虑荷载偏心及倾斜影响的极限承载力计算公式为：
（A）太沙基公式（B）魏锡克公式（C）赖斯纳公式
（D）普朗特尔公式
您的选项（）
11. 粘性土地基上的条形基础，若埋深相同，地基的极限荷载与基础宽度、地基破坏类型之间存在的关系为：
（A）基础宽度大、发生整体剪切破坏的地基极限荷载大
（B）基础宽度小、发生整体剪切破坏的地基极限荷载大
（C）基础宽度大、发生局部剪切破坏的地基极限荷载大
（D）基础宽度小、发生局部剪切破坏的地基极限荷载大
您的选项（）
第9章地基承载力
一、填空题
1.临塑、极限
2.连续、沉降
3.整体、冲切
4.不变、减小
5.增大、增大二、名词解释
1.临塑荷载：地基即将产生塑性变形区基底单位面积上所承担的荷载。
2.临界荷载p1/3 ：地基塑性区最大深度为基底宽度1/3所对应的荷载。
3.地基极限承载力：地基剪切破坏发展即将失稳时基底单位面积上所承担的荷载。三、单项选择题
1. 正确答案：（A）
提示：地基的临塑荷载随φ、C、q的增大而增大，地基的临界荷载随φ、C、q、γ、b的增大而增大。 2. 正确答案：（C）
提示：地基破坏主要有三种形式，其中，整体剪切破坏的滑动面延续到地表面，局部剪切破坏的滑动面未延续到地表面，冲剪式破坏的地基没有出现明显的连续滑动面。
3. 正确答案：（C）
提示：地基破坏的主要三种形式中，只有整体剪切破坏有明显三个破坏阶段，即弹性阶段（土体压密）、塑性阶段（从基础边缘土体开始剪切破坏）和破坏阶段（形成连续滑动面）。 4. 正确答案：（A）提示：地基破坏形式主要与地基土的性质、基础埋深及加荷速（D）安全度不变
您的选项（）
9. 同一地基的临塑荷载pcr、界限荷载p1/3、极限荷载pu大小之间存在的关系是：
（A） pcr> p1/3 > pu （B） pu > p1/3 > pcr （C） pu > pcr > p1/3 （D） p1/3> pu > pcr 您的选项（）
10.考虑荷载偏心及倾斜影响的极限承载力计算公式为：
（A）太沙基公式（B）魏锡克公式（C）赖斯纳公式
（D）普朗特尔公式
您的选项（）
11. 粘性土地基上的条形基础，若埋深相同，地基的极限荷载与基础宽度、地基破坏类型之间存在的关系为：
（A）基础宽度大、发生整体剪切破坏的地基极限荷载大
（B）基础宽度小、发生整体剪切破坏的地基极限荷载大
（C）基础宽度大、发生局部剪切破坏的地基极限荷载大
（D）基础宽度小、发生局部剪切破坏的地基极限荷载大
您的选项（）
第9章地基承载力
一、填空题
1.临塑、极限
2.连续、沉降
3.整体、冲切
4.不变、减小
5.增大、增大二、名词解释
1.临塑荷载：地基即将产生塑性变形区基底单位面积上所承担的荷载。
2.临界荷载p1/3 ：地基塑性区最大深度为基底宽度1/3所对应的荷载。
3.地基极限承载力：地基剪切破坏发展即将失稳时基底单位面积上所承担的荷载。三、单项选择题
1. 正确答案：（A）
提示：地基的临塑荷载随φ、C、q的增大而增大，地基的临界荷载随φ、C、q、γ、b的增大而增大。 2. 正确答案：（C）
提示：地基破坏主要有三种形式，其中，整体剪切破坏的滑动面延续到地表面，局部剪切破坏的滑动面未延续到地表面，冲剪式破坏的地基没有出现明显的连续滑动面。
3. 正确答案：（C）
提示：地基破坏的主要三种形式中，只有整体剪切破坏有明显三个破坏阶段，即弹性阶段（土体压密）、塑性阶段（从基础边缘土体开始剪切破坏）和破坏阶段（形成连续滑动面）。 4. 正确答案：（A）提示：地基破坏形式主要与地基土的性质、基础埋深及加荷速
率有关，对于压缩性较低的土，一般发生整体剪切破坏，对于
压缩性较高的土，一般发生刺入式破坏。 5. 正确答案：（B）
提示：地基临塑荷载是指基础边缘处土体将发生剪切破坏时的荷载；极限荷载是指地基土中
即将发生整体剪切破坏时的荷载；界限荷载是指地基土中塑性区深度达到某一数值时的荷载。
6. 正确答案：（A）提示：临塑荷载Pcr是指塑性区最大深度Zmax=0对应的荷载，界限荷载P1/4是指塑性区最大深度Zmax= b/4对应的荷载。
7. 正确答案：（C）
提示：当地基发生整体剪切破坏时，太沙基极限承载力pu计算公式为：pu=CNC＋ 0dNq ＋0.5 bNr，式中：NC、Nq、Nr 为承载力
系数；C为持力层土的粘聚力；b为基础底面宽度；d为基础埋深； 、 0分别为持力层土的重度、埋深范围土的加权平均重度。 8. 正确答案：（A）提示：地基的临塑荷载、界限荷载公式均是在均布条形荷载的情况下导出的，由于相同宽度的条形荷载所引起的附加应力，其影响深度大于矩形和圆形荷载，所以矩形、圆形荷载借用这个公式计算，其结果偏于安全。
9. 正确答案：（B）
提示：临塑荷载Pcr是指地基土开始出现剪切破坏时的基底压力，界限荷载P1/3是指塑性区最大深度Zmax= b/3对应的荷载，极限荷载pu是指地基承受基础荷载的极限压力，所以pu > p1/3 > pcr。
10. 正确答案：（B）
提示：汉森和魏锡克在太沙基理论基础上，假定基底光滑，考虑了荷载倾斜、偏心、基础形状、地面倾斜的影响，提出了极限承载力计算公式。
11. 正确答案：（A）
提示：当地基发生整体剪切破坏时，太沙基极限承载力pu计算公式为：pu=CNC＋ 0d Nq ＋0.5 b Nr，当地基发生局部剪切破坏时，极限承载力pu计算公式为：pu=（2/3）CNC′＋ 0d Nq′＋0.5 b Nr′，式中：NC、Nq、Nr 和NC′、Nq′、Nr′分别为整体剪切破坏、局部剪切破坏承载力系数，局部剪切破坏比整体剪切破坏承载力系数小；C为持力层土的粘聚力；b为基础底面宽度；d为基础埋深； 、 0分别为持力层土的重度、埋深范围土的加权平均重度。
第5章土的抗剪强度试题及答案
一、简答题
1. 土的抗剪强度指标实质上是抗剪强度参数，也就是土的强度指标，为什么？
2. 同一种土所测定的抗剪强度指标是有变化的，为什么？
1. 【答】土的抗剪强度可表达为，
称为抗剪强度指标，抗剪强度指标
实质上就是抗剪强度参数。
2. 【答】对于同一种土，抗剪强度指标与试验方法以及实验条件都有关系，不同的试验方法以及实验条件所测得的抗剪强度指标是不同
地下水位的升降对土中自重应力有何影响？在工程实践中，有哪些问题应充分考虑其影响？.【答】
地下水下降，降水使地基中原水位以下的有效资中应力增加与降水前比较犹如产生了一个由于降水引起的应力增量
，它使土体的固结沉降加大，故引起地表大面积沉降。
地下水位长期上升（如筑坝蓄水）将减少土中有效自重应力。
1、若地下水位上升至基础底面以上，它对基础形成浮力使地基土的承载力下降。
2、地
下水位上升，如遇到湿陷性黄土造成不良后果（塌陷） 3、地下水位上升，粘性土湿化抗剪强度降低
2、土的抗剪强度指标：土的粘聚力、土的内摩擦角
3、。室内试验有：直接剪切试yan、三轴压缩试验、无侧限抗压强度试验；十字板剪切试
验为原位测试测定
4、附加应力与自重应力计算位置不同
应力都是属于物理上的概念，不存在什么物理意义。问题的提法不科学。你可以说自重应力和附加应力的概念。自重应力顾名思义指由土体自重而在某个位置上产生的应力。这个位置即可以是土体的内部，也可以是土体的边缘。附加应力是指由外荷载引起的土体内部或边缘的应力。在给定的一土体中其内部的自重应力呈线性增长。而附加应力则是呈某种趋势的衰减。这种衰减是由应力扩散造成的。自重应力之所以不会出现应力扩散，是由于自重随时存在于物体的内部。而附加荷载却存在于物体的外部。这两种力在量纲是不同的，作用的位置也不同。因此产生的力的效应也不
土的压缩性实验报告 篇一：土力学实验报告 土力学实验报告 班级：姓名：学号：小组成员： 中国矿业大学建筑工程学院岩土工程研究所二〇一四年十二月 试验一含水量试验 一、目的 本试验之目的在于测定土的含水量，借与其它试验相配合计隙比及饱和度等；并查表确定地基土的容许承载力。 二、解释 （1）含水量w是土中水的质量与干土颗粒质量之比，用百分数表示。 （2）本方法适用于有机物含量不超过干土重5%的土。若土中有机物含量在5～l0%之间，应将烘干温度控制在65-70℃，并在记录中注明）。 三、设备 （1）有盖的称量盒数只；（2）天平，感量0.01克；（3）烘箱（温度100~110℃）（4）干燥器（内有干燥剂CaCl2）。 四、操作步骤 （1）选取具有代表性的土样l5-30克（砂土适当多取）
放入称量盒。盖好盒盖，称盒加湿土质量。 （2）打开盒盖，放入烘箱。在105～110℃下烘至恒重。烘干的时间一般为：粘土、粉土不得少于8小时；砂土不得少于6小时。 （3）将烘好的试样连同称量盒一并放入干燥器内，让其冷却至室温。（4）从干燥器内取出试样，称盒加干土质量。 （5）实验称量应准确至0.01克以上并进行2次平行测定，取平均值。（6）按下式计算含水量： 12 w?2??100% 式中： w——含水量，％； m1——称量盒加湿土质量，g； m2——称量盒加干土质量，g： m——称量盒质量，g（根据盒上标号查表）。 本试验须进行2次平行测定，其平行误差允许值；当含水量w小于5%时，允许平行误差为0.3%； 当含水量w等于或大于5%而小于40%时允许平行误差为l%；当含水量w等于或大于40% 时，允许平行误差为2%。 五、注意事项 （1）称量盒使用前应先检查盒盖与盒体号码是否一致，
试验七 固结综合试验 一、基本原理 (一) 土的压缩性 土在外荷载作用下，其孔隙间的水和空气逐渐被挤出，土的骨架颗粒之间相互挤紧，封闭气泡的体积也将缩小，从而引起土层的压缩变形，土在外力作用下体积缩小的这种特性称为土的压缩性。 土的压缩性主要有两个特点：①土的压缩主要是由于孔隙体积减少而引进的。对于饱和土，土是由颗粒和水组成的，在工程上一般的压力作用下，固体颗粒和水本身的体积压缩量都非常微小，可不予考虑，但由于土中水具有流动性，在外力作用下会沿着土中孔隙排出，从而引起土体积减少而发生压缩；②由于孔隙水的排出而引起的压缩对于饱和粘性土来说是需要时间的，土的压缩随时间增长的过程称为土的固结。 (二) 土的压缩曲线及有关指标 固结试验(亦称压缩试验)是研究土的压缩性的基本的方法。固结试验就是将天然状态下的原状土或人工制备的扰动土，制备成一定规格的土样，然后置于固结仪内，在不同荷载和在完全侧限条件下测定土的压缩变形。 由固结试验可得到土的压缩变形ΔH 与荷载 p 之间的关系，并可进一步得到相应的孔隙比e 与荷载 p 之间的关系 ：e--p 曲线或e--lgp 曲线。 图7-1 固结试样中土样孔隙比的变化 如图7-1所示，设土样的初始高度为H 0，初始孔隙比为e 0 ，在荷载p 作用下，土样稳定后的总压缩量为ΔH ，假设土粒体积V s =1（不变） ，根据土的孔隙比的定义e=V v / V s ，则受压前后土粒体积不变，且土样横截面积不变，所以受 ) 17(111000 ?+Δ?=+=+e H H e H e H
压前后试样中土粒所占的高度不变，因此，根据荷载作用下土样压缩稳定后的总于是有： 压缩量ΔH ，即可得到相应的孔隙比e 的计算公式： ) 27()1(00 0?+Δ? =e H H e e 1) 1(0 0?+= w s w G e 式中 ρρ ，其中，G s 为土粒比重，ω0为土样的初始含水 量，ρ0 为土样的初始密度(g/cm 3)，ρw 为水的密度(g/cm 3) 。 e ，从而可绘制出土的如此，根据式(7-2)即可得到各级荷载p 下对应的孔隙比e-p 曲线及e-lgp 曲线等。 1. e-p 曲线及有关指标 图7-2 土的压缩曲线 通常将由固结试验得到的直角坐标系绘制成如图(7-2)所示以看出，由于软粘土的压缩性大，当发生压力变化Δp 时，则相应的比由e 1 减小到e 2 ，当压力e-p 关系，采用普通的e-p 曲线。 (1) 压缩系数a 从图(7-2)可孔隙比的变化Δe 也大，因而曲线就比较陡；反之，像密实砂土的压缩性小，当发生相同压力变化Δp 时，相应的孔隙比的变化 Δe 就小，因而曲线比较平缓，因此，土的压缩性的大小可用e-p 曲线的斜量来反映。 如图(7-2)所示，设压力由p 1 增至 p 2 ，相应的孔隙变化范围不大时，可将该压力范围的曲线用割线来代替，并用割线的斜量来表示土在这一段压力
五 土的压缩性和固结理论 一、填空题 1.土体的压缩性被认为是由于土体中______________减小的结果。 2.土的固结系数表达式为_________，其单位是____________；时间因数的表达式为___________。 3.根据饱和土的一维固结理论，对于一定厚度的饱和软粘土层，当t=0和0≤z ≤H 时，孔隙水压力u=______________；当t=∞和0≤z ≤H 时，孔隙水压力u=__________________。 4.在土的压缩性指标中，s E 和a 的关系为____________________;S E 和0E 的关系为_______。对后者来说，其关系只在理论上成立，对_________土相差很多倍，对__________土则比较接近。 5.土的压缩性是指___________。 6.压缩曲线的坡度越陡，说明随着压力的增加，土孔隙比的减小愈___________，因而土的压缩性愈_________________。反之，压缩曲线的坡度越缓，说明随着压力的增加，土的孔隙比的减小愈___________，因而土的压缩性愈___________。《规范》采用21-a 来评价土的压缩性高低，当21-a _____________时，属低压缩性土；当21-a _____________时，属中压缩性土；21-a _____________时，属高压缩性土。 7.土的压缩指数的定义表达式为___________。 8. 超固结比OCR 指的是______和______之比；根据OCR 的大小可把粘性土分为______、______、______三类；1OCR <的粘性土属______土。 9.压缩系数______，压缩模量______，则土的压缩性越高。这两个指标通过______试验，绘制______曲线得到。 答案：1.孔隙体积 2.w a e k γ) 1(C 1V += 年2m 2T h t c v v = 3.z σ 0 4.a e E s 11+= s E E β=0 硬土 软土 5土在压力作用下体积减小的特征 6.显著 高 小 低 21-a ＜0.11 M -pa 0.11 M -pa ≤21-a ＜0.51 M -pa 21-a ≥0.51 M -pa 7.1 2 211 221C lg lg lg p p e e p p e e C -=--= 8.先期固结压力、现在土的自重应力、正常固结土、超 固结土、欠固结土、欠固结土 9.越大、减小、压缩、e p - 二、选择题 1.下列说法中，错误的是（ ）。 （A ）土在压力作用下体积会缩小 （B ）土的压缩主要是土中孔隙体积的减小
第二节 研究土压缩性的试验及指标 一、室内侧限压缩试验及压缩模量 土的压缩性是指在压力作用下体积压缩小的性能。从理论上，土的压缩变形可能是：（1）土粒本身的压缩变形；（2）孔隙中不同形态的水和气体的压缩变形；（3）孔隙中水和气体有一部分被挤出，土的颗粒相互靠拢使孔隙体积减小。 土的固结——土体在压力作用下其压缩量随时间增长的过程。 侧限压缩试验分为：（1）慢速压缩试验法；（2）快速压缩试验法 侧限——限制土样侧向变形，通过金属环刀来实现。 试验目的——研究测定试样在侧限与轴向排水条件下的变形和压力，或孔隙比和压力的关系，变形和时间的关系，以便计算土的各项压缩指标。 试验设备——固结仪。 （一）e －p 曲线及有关指标 要绘制e －p 曲线，就必须求出各级压力作用下的孔 隙比——e 。 如何求e ？看示意图： 设试样截面积为A ，压缩前孔隙体积为0v V ，土粒体积为0s V ，土样高度为0H ，孔隙比为0e （已测出）。压缩稳定后的孔隙体积为v V ，土粒体积为s V ，土样高度为H H H ?-='0，孔隙比为e ，H Λ为某级压力下样式高度变化（可以测出）。依侧限压缩试验原理可知：土样压缩前后试样截面积A 不变，s s V V =0，则有： e H H e H +Λ-+=11000 则可得：)1(00 0e H H e e +Λ-= 利用上式计算各级荷载P 作用下达到的稳定孔隙比e ，可绘制如图4-3所示的e －p 曲线，该曲线亦被称为压缩曲线。 1、压缩系数α dp de -=α α——压缩系数，MP a －1，负号表e 随P 的增长而减小。 当压力变化范围不大时，土的压缩曲线可近似用图4-4中的M 1M 2割线代替。
第4章土的压缩性及固结理论 基本内容 这是本课程的重点。在学习土的压缩性指标确定方法的基础上，掌握地基最终沉降量计算原理和地基固结问题的分析计算方法。 学习要求： 1. 掌握土的压缩性与压缩性指标确定方法； 2．掌握有效应力原理； 3．掌握太沙基一维固结理论； 4.1 概述(outline) 土在自重应力或附加应力作用下，地基土要产生附加变形，包括体积变形和形状变形。对于土来说，体积变形通常表现为体积缩小。我们把这种在外力作用下土体积缩小得特性称为土的压缩性(compressibility)。 It is well recognized that the deformations will be induced in ground soil under self-weight or net contact pressure. The load-induced soil deformations can be divided into volumetric deformation and deviatoric deformation (namely, angular distortion or deformation in shape). The volumetric deformation is mainly caused by the normal stress, which compact the soil, resulting in soil contraction instead of soil failure. The deviatoric deformation is caused by the shear stress. When the shear stress is large enough, shear failure of the soil will be induced and soil deformation will develop continuously. Usually shear failure over a large area is not allowed to happen in the ground. 土的压缩性主要有两个特点： （1）土的压缩性主要是由于孔隙体积减少而引起的； （2）由于孔隙水的排出而引起的压缩对于饱和粘土来说需要时间，将土的压缩随时间增长的过程称为土的固结。 在建筑物荷载作用下，地基土主要由于压缩而引起的竖直方向的位移称为沉降。 研究建筑物沉降包含两方面的内容： 一是绝对沉降量的大小，亦即最终沉降； 二是沉降与时间的关系，主要介绍太沙基的一维固结理论 土体产生体积缩小的原因： (1)固体颗粒的压缩； (2)孔隙水和孔隙气体的压缩，孔隙气体的溶解；孔隙水和孔隙气体的排出。由于纯水的弹模约为2×106kPa，固体颗粒的弹模为9×l 07kPa，土粒本身和孔隙中水的压缩量，在工程压力(100～600kPa)范围内，不到土体总压缩量的1/400，因此常可略不计。所以，土体压缩主要来自孔隙水和土中孔隙气体的排出。孔隙中水和气体向外排出要有一个时间过程。因此土的压缩亦要一段时间才能完成。把这一与时间有关的压缩过程称为固结。 土体的变形计算，需要取得土的压缩性指标，可以通过室内侧限压缩试验和现场原位试验得到。 室内压缩试验亦称固结试验，是研究土压缩性最基本的方法。 现场载荷试验是在工程现场通过千斤顶逐级对置于地基土上的载荷板施加荷载，观测记录沉降随时间的发展以及稳定时的沉降量s，并绘制成p-s曲线，即获得地基土载荷试验的结果。 反映土的压缩性的指标主要有压缩系数、压缩模量、压缩指数和变形模量。土的压缩性的高低，常用压缩性指标定量表示，压缩性指标，通常由工程地质勘察取天然结构的原状土样进行. Characteristic of soil compression (1)Compression of soil is mainly due to the decrease of void volume. (2)The compression for a clay increases with the times (consolidation) Ground soil will deform vertically due to structure load. The contents on studying structure settlement include 1 The absolute settlement (final settlement) 2 Relationship between settlement and time. Introducing terzaghi’s 1D consolidation theory Reasons of volumetric reduction of soil mass 1 The compressive deformation of the soil particles. 2 The compressive deformation of the pore water and air. The partial discharge of the pore water and air.
土的固结压缩试验 一、实验目的 1、测定试样在侧限与轴向排水条件下的变形与压力的关系，或孔隙比与压力的关系，变形与时间的关系。 2、由测得的各关系曲线计算土的压缩系数av、压缩模量Es、压缩指数Cc、回弹指数Cs、固结系数Cv、地基的渗透系数k及土的先期固结压力Pc等，测定项目视工程需要而定。 3、利用压缩试验所得的参数计算地基基础的变形量，预估地基承载力。二、实验设备、仪器 1、压缩固结仪:由环刀、护环、透水板、加压上盖、量表架等组成; 2、加压设备:采用量程为5,10kN的杠杆式加压设备; 3、变形量测设备:百分表量程10mm，分度值为0.01mm; 4、其他:快速烘箱(300?C,350?C)、电子天平(称量1000g，感量0.01g)、测容重用环刀、刮土刀、钢丝锯、铝盒、玻璃板、秒表、凡士林、盛水盆、滤纸等。 三、试验步骤 1、按要求取原状样或制备扰动土样。 2、取环刀样，测试验前的密度与含水量。 3、取压缩仪内的环刀，内壁擦抹凡士林使其光滑少摩擦。环刀刃口向下对准制备的圆柱土样中心，慢慢垂直下压且边压边削土样，使土样成锥台形。直至土样伸出环刀顶面为止，将环刀两边余土削去修平，擦净环刀外壁。 1
4、在压缩容器内放置透水石、滤纸和下护环，将带有环刀的试样小心装入护环，然后在环刀试样上放薄滤纸、上护环、透水板和加压盖板，置于加压框架下，并对准加压杆，使加压杆与加压盖板中心凹槽对正。 5、安装百分表，为保证试样与仪器上下各部分之间接触良好，应施加1kPa的预压压力，然后调整百分表，使百分度指针归零(表的毫米指针应控制在5,10mm之间，以保证有足够的量程测定试样的压缩量)。 6、加荷。按50、100、200、 400(kpa)四级荷重加荷，每级荷载历时10分钟，即每级荷重加上10分钟时，记测微表读数一次，然后加下一级荷载，依些类推，直到第四级荷载施加完毕为止。四、注意事项 1(首先装好试样，再安装量表。在装量表的过程中，小指针需调至整数位，大指针调至零，量表杆头要有一定的伸缩范围，固定在量表架上。2(压缩容器内放置的透水石、滤纸湿度尽量与试样湿度接近。 3(加荷时，应按顺序加砝码;试验中不要震动实验台，以免指针产生移动。 五、试验数据整理 1、按下式计算试样的初始孔隙比e: 0 0,(1，0.01,)G,s0,,1e0, 式中 e—土样的初始孔隙比; 0 G—.土粒比重，本实验取Gs =2.7; s 3ρ—土样的初始密度(g/cm)，由试验测定; 0 3ρ—4?C水的密度，为1 g/cm; ω ω—土样的初始含水量(%)，由试验测定。 0 2 h0h,s1，e0 2(计算试样的颗粒(骨架)净高hs式中:h —试样初始高度(mm) 0
第5章土中应力 一简答题 1．通过固结试验可以得到哪些土的压缩性指标？如何求得？ 2．通过现场（静）载荷试验可以得到哪些土的力学性质指标？ 3．室内固结试验和现场载荷试验都不能测定土的弹性模量，为什么？ 4．试从基本概念、计算公式及适用条件等方面比较压缩模量、变形模量与弹性模量，它们与材料力学中杨氏模量有什么区别？ 5．根据应力历史可将土（层）分为那三类土（层）？试述它们的定义。 6．何谓先期固结压力？实验室如何测定它？ 7．何谓超固结比？如何按超固结比值确定正常固结土？ 8．何谓现场原始压缩曲线？三类土的原始压缩曲线和压缩性指标由实验室的测定方法有河不同？ 9．应力历史对土的压缩性有何影响？如何考虑？ 二填空题 1．压缩系数= ，表示压力范围= ，= 的压缩系数，工程上常用评价土的压缩性的高低。 2．可通过室内试验测定的土体压缩性的指标有、、和。 3．天然土层在历史上所经受过的包括自重应力和其他荷载作用形成的最大竖向有效固结压力称为。 4．据前期固结压力，沉积土层分为、、三种。 5．在研究沉积土层的应力历史时，通常将与之比值定义为超固结比。 三选择题 1．评价地基土压缩性高低的指标是（） (A)压缩系数；(B)固节系数；(C)沉降影响系数；(D)参透系数 2．若土的压缩曲线（e-p曲线）较陡，则表明（） (A)土的压缩性较大(B)土的压缩性较小 (C)土的密实度较大(D)土的孔隙比较小 3．固结实验的排水条件为（） (A)单面排水；(B)双面排水；(C)不排水；(D)先固结，后不排水 4．在饱和土的排水固结过程中，若外载荷不变，则随着土中有效应力（） (A)孔隙水压力u相应的增加；(B)孔隙水压力u相应的减少 (C)总应力δ相应增加；(D)总应力δ相应减少 5．无黏性土无论是否饱和，其实形达到稳定的所需时间都比透水性小的饱和黏性土（）(A)长得多；(B)短得多；(C)差不多；(D)有时更长，有时更短 6．在饱和土的排水固节过程中，通常孔隙水压力u与有效力将发生如下的变化（）(A)u不断减少，不断增加；(B)u不断增加，不断减少 (C)u与均不断减少；(D)u与均不断增加 7．土体产生压缩的时（） (A) 土中孔隙体积减少,土粒体积不变；(B)孔隙体积和土粒体积均明显减少 (C)土粒和水的压缩量均较大；(D)孔隙体积不变 8．土的变形模量可通过（）实验来测定。 (A)压缩；(B)载荷；(C)渗透；(D)剪切；
参考书 《土工原理》 殷宗泽编著 《高等土力学》李广信主编 1. 土的压缩性和影响因素 土的压缩性是指土体在压力作用下体积缩小的特性 ? 土体产生体积缩小的原因： (1) 孔隙水和孔隙气体的排出 (2)孔隙水和孔隙气的压缩(3)固体颗粒的压缩 (4)孔隙气体的溶解 试验研究表明，在一般压力（100～600kPa ）作用下，土粒和水的压缩量与土体的压缩总量之比（小于1/400）可以忽略不计，封闭的气泡很少量压缩也可忽略不计。 土的压缩实际上是由于孔隙水和孔隙气体的排出，孔隙体积缩小，土粒调整位置，重新排列，互相挤紧（土骨架变形） 影响土压缩性的主要因素 土的组成和结构状态 ? 土粒粒径大小、成分 ? 土体结构 ? 有机质 ? 孔隙水 环境影响 ? 应力历史 ? 温度 密实型 松散型 粗粒土基本上是单粒结构。在压力作用下，土粒发生滑 动与滚动，位移到比较密实、更稳定的位置。土的级配越好，密度愈高，压缩量愈小。如果压力较大，其压缩 有可能是部分土粒被压碎。 土体结构影响 本章提要 1. 土的压缩性和主要影响因素 2. 土的固结和固结试验 3. 一维固结理论 4. 三维固结理论 5. 次固结和流变 6. 沉降的计算方法 7. 工程应用问题和实例 高等土力学 土的固结理论
什么是土的固结？ 在荷载作用下，饱和土体孔隙中的水逐渐排出，土的骨架颗粒相互挤紧，土体发生压缩变形，这一现象称为土的固结。 饱和土（土骨架+孔隙水) 关注两个问题： 压缩大小（压缩性）、快慢（固结特性） 2. 固结试验 Oedometer Test 常规固结试验/侧限压缩试验/Ko 压缩试验/单向压缩试验 Rowe Cell 固结仪 恒应变速率试验（Constant Rate of Strain ，CRS) 固结仪 11 12 有机质影响 土中有机质主要为纤维素和腐殖质，其存在使土体的压缩性与收缩性增大，对强度也有影响。 ? 举例：天然泥炭与泥炭质土（含水率很高，孔隙比大，比重低， 液、塑限大），压缩性极高，但固结较快。 在加荷后很短时间内，即完成大部分压缩； 随着荷载加大，压缩量急剧增加 细粒土土粒大多呈扁平鳞片状，其典型结构有两种：絮凝结构与分散结构。 絮凝结构的沉积粘土的变形，往往是颗粒相互滑移到新稳定位置和土粒发生弹性挠曲的结果。 分散结构的粘土颗粒接近于平行排列。这类土的压缩变形，主要由于颗粒间的水被挤出所引起。人工压密土的结构，多属此型。
研究土压缩性的意义 从工程意义上来说，地基沉降有均匀沉降和不均匀沉降之分。当建筑物基础均匀下沉时，从结构安全的角度来看，不致有什么影响，但过大的沉降将会严重影响建筑物的使用与美观，如造成设备管道排水倒流，甚至断裂等；当建筑物基础发生不均匀沉降时，建筑物可能发生裂缝、扭曲和倾斜，影响使用和安全，严重时甚至使建筑物倒塌。因此，在不均匀或软弱地基上修建建筑物时，必须考虑土的压缩性和地基变形等方面的问题。 对于道路和桥梁工程，一般来说，均匀沉降对路桥工程的上部结构危害也较小，但过量的均匀沉降也会导致路面标高降低、桥下净空的减少而影响正常使用；不均匀沉降则会造成路堤开裂、路面不平，对超静定结构桥梁产生较大附加应力等工程问题，甚至影响其正常和安全使用。因此，为了确保路桥工程的安全和正常使用，既需要确定地基土的最终沉降量，也需要了解和估计沉降量随时间的发展及其趋于稳定的可能性。 在工程设计和施工中，如能事先预估并妥善考虑地基的变形而加以控制或利用，是可以防止地基变形所带来的不利影响的。如某高炉，地基上层是可压缩土层，下层为倾斜岩层，在基础底面积范围内，土层厚薄不均，在修建时有意使高炉向土层薄的一侧倾斜，建成后由于土层较厚的一侧产生较大的变形，结果使高炉恰好恢复其竖向位置，保证了安全生产，节约了投资。 回弹曲线和再压缩曲线 上面在室内侧限压缩试验中连续递增加压，得到了常规的压缩曲线。现在如果加压到某一值（相应于下图曲线上的P点）后不再加压，而是逐级进行卸载直至为零，并且测得各卸载等级下土样回弹稳定后土样高度，进而换算得到相应的孔隙比，即可绘制出卸载阶段的关系曲线，如图中bc曲线所示，称为回弹曲线（或膨胀曲线）。可以看到不同于一般的弹性材料的是，回弹曲线不和初始加载的曲线ab重合，卸载至零时，土样的孔隙比没有恢复到初始压力为零时的孔隙比e0。这就表明土在荷载作用下残留了一部分压缩变形，称之为残余变形（或塑性变形），但也恢复了一部分压缩变形，称之为弹性变形
地基土压缩性的判定，土的变形模量与压缩模量的关系默认分类2009-12-06 20:55:31 阅读484 评论1 字号：大中小订阅 1.压缩系数a 值与土所受的荷载大小有关。工程中一般采用100 ～200 kPa 压力区 间内对应的压缩系数 a 1-2 来评价土的压缩性。即 a 1-2 <0.1/ MPa 属低压缩性土； 0.1 /MPa ≤ a 1-2 <0.5/ MPa 属中压缩性土； a 1-2 ≥ 0.5/ MPa 属高压缩性土。 压缩模量是另一种表示土的压缩模量的指标，Es越小，土的压缩性越高。 Es<4MPa 高压缩性土 4MPa 当μ＝0～0.5时，β＝1～0，即Eo/Es的比值在0～1之间变化，即一般Eo小于Es。但很多情况下Eo/Es 都大于1。其原因为：一方面是土不是真正的弹性体，并具有结构 性；另一方面就是土的结构影响；三是两种试验的要求不同； μ、β的理论换算值 土的种类μβ 碎石土0.15～0.20 0.95～0.90 砂土0.20～0.25 0.90～0.83 粉土0.23～0.31 0.86～0.72 粉质粘土0.25～0.35 0.83～0.62 粘土0.25～0.40 0.83～0.47 注：E0与Es之间的关系是理论关系，实际上，由于各种因素的影响，E0值可能是βEs值的几倍，一般来说，土愈坚硬则倍数愈大，而软土的E0值与βEs值比较 ．土的压缩性：土体在压力作用下体积减小的性质 答：概念：建筑物荷载作用或者其它原因引起土中应力增加，会使地基土体产生变形，变形的大小与土体的压缩性有直接的关系。土在压力的作用下，体积缩小的特性为土体的压缩性。土的压缩变形原因：土的压缩变形主要是由于外荷载增加，导致地基土中附加应力增加，导致地基土中产生附加的有效应力，有效应力导致土颗粒之间相互错动而发生压缩变形，孔隙水压力不引起压缩变形，但孔隙水压力转化为有效应力后会产生压缩变形。 2．答：土的压缩量的组成土中固体颗粒的压缩和土中水的压缩土中孔隙水和孔隙气体的排出土体压缩的实质： 土体在外荷载作用下被压缩，土粒产生相对移动并重新排列，与此同时土体孔隙中部分水和气体被排出，从而引起孔隙体积减小。 3．答：压缩曲线反映土体受压后的压缩特性，压缩曲线愈陡，土体的压缩性愈高，压缩曲线愈平缓，土体的压缩性愈低。 压缩系数：利用单位压力增量所引起的孔隙比的改变，即压缩曲线的割线斜率来表征土体压缩性高低，压缩曲线的斜率即为压缩系数。压缩系数表示单位压力增量作用下土的孔隙比的减小量，因此压缩系数越大，土的压缩性就越大，但土的压缩系数不是常数，而是随割线位置的变化而不同。4．答：压缩模量Es：指土在侧限条件下受压时压应力σz与相应的应变εz之间的比值。 变形模量E0：指土在无侧限压缩条件下，压应力与相应的压缩应变的比值。两者之间存在如下的换算关系：E0=βEs，其中0≤β≤1 1．答：计算建筑物基础中心下的地基变形量，假设这时土层只在垂直方向发生压缩变形，而不发生侧向变形，属于一维压缩问题。因而在求得地基中的垂直应力后，可利用室内压缩试验曲线成果，计算地基变形量。 分层总和法就是采用土层一维压缩变形量的基本计算公式，利用室内压缩曲线成果，分别计算基础中心点下地基中各分土层的压缩变形量，最后将各分土层的压缩变形量总和起来。2．答（1）地基中各薄层受荷载作用下只产生竖向压缩变形，无侧向膨胀，即在侧限条件下发生变形； （2）地基沉降量按基础中心点下土柱所受的附加应力进行计算； （3）地基沉降量等于基础底面下某一深度范围内（即压缩层内）各土层压缩量的总和。 3．答： ⑴将基底下的土层分成若干薄层； ⑵计算各分层面处土的自重应力及各分层的平均自重应力；⑶计算基础底面处的附加应力； ⑷计算基底形心下，各分层面处土中的附加应力及各分层的平均附加应力；⑸确定地基压缩层厚度； ⑹根据各层平均自重应力和各层总的应力分别确定压缩前的孔隙比和压缩后的孔隙比，计算各薄层的压缩量； ⑺将地基压缩层厚度范围内的各薄层的压缩量相加求得基础的最终沉降量 、名词解释 1．有效应力：总应力中由土颗粒间的接触面承担和传递的那部分力。 2．孔隙水压力：总应力中由孔隙中的水承担的一部分的那部分力。 3．渗透固结：饱和土在受到外荷载作用时，孔隙水从孔隙中排除，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。 4．地基的固结度：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。 土的压缩性 5.1概述 土体压缩性——土在压力（附加应力或自重应力）作用下体积缩小的特性。 土体压缩包括：（1）土粒本身和孔隙水的压缩； （2）孔隙气体的压缩； （3）孔隙水、气排出，使得孔隙体积减小。 上面（1）的压缩不到压缩量的1/400，忽略；（2）的压缩量也很小，忽略。 地基土的压缩实质 土的固结——土体在压力作用下其压缩量随时间增长的过程。 土体的压缩性指标：压缩系数、压缩模量。 压缩性指标测定方法：（1）室内试验测定，如侧限条件的固结试验； （2）原位测试测定，如现场[静]载荷试验。 5.2固结试验及压缩性指标 一、固结试验及压缩性指标 1．压缩试验和压缩曲线 减少。会被压缩，也会被排出部分）；）不变；但会被排出（孔隙水体积（不变；土粒体积（v a s V V V V ? ?? ?? ?????ω)a s E （1）侧限压缩试验（固结试验） 侧限——限制土样侧向变形，土样只能发生竖向压缩变形。通过金属环刀来实现。 试验目的——研究测定试样在侧限与轴向排水条件下的变形和压力，或孔隙比和压力的关系，变形和时间的关系，以便计算土的各项压缩指标。 试验设备——固结仪（压缩仪）。 试验方法：逐级加压固结，以便测定各级压力作用下土样压缩稳定后的孔隙比。 （2）e －p 曲线 要绘制e －p 曲线，就必须求出各级压力作用下的孔隙比。 如何求？看示意图： 设试样截面积为A ，如图：依侧限压缩试验原理可知：土样压缩前后试样截面积A 不变，土粒体积不变，令，有 或 ——分别为土粒比重、土 样的初始含水量和初始密度。 利用上式计算各级荷载作用下达到的稳定孔隙比，可绘制如 i p i e i p i e i e s V 1=s V i i i i i i e H H e H e H e A H e A H +?-=+=+??? ?+=+=1111100000)1(1000000e H H e e e e e H H i i i i +?-=?+-=?1)1(0 00-+= ρρωw s G e 00ρω、、s G i p i e 地基土压缩性的判定，土的变形模量与压缩模量的关系1.压缩系数a 值与土所受的荷载大小有关。工程中一般采用100 ～200 kPa 压力区 间内对应的压缩系数 a 1-2 来评价土的压缩性。即 a 1-2 <0.1/ MPa 属低压缩性土； 0.1 /MPa ≤ a 1-2 <0.5/ MPa 属中压缩性土； a 1-2 ≥ 0.5/ MPa 属高压缩性土。 压缩模量是另一种表示土的压缩模量的指标，Es越小，土的压缩性越高。 Es<4MPa 高压缩性土 4MPa 当μ＝0～0.5时，β＝1～0，即Eo/Es的比值在0～1之间变化，即一般Eo 小于Es。但很多情况下Eo/Es 都大于1。其原因为：一方面是土不是真正的弹 性体，并具有结构 性；另一方面就是土的结构影响；三是两种试验的要求不同； μ、β的理论换算值 土的种类μβ 碎石土0.15～0.20 0.95～0.90 砂土0.20～0.25 0.90～0.83 粉土0.23～0.31 0.86～0.72 粉质粘土0.25～0.35 0.83～0.62 粘土0.25～0.40 0.83～0.47 注：E0与Es之间的关系是理论关系，实际上，由于各种因素的影响，E0值可能是βEs值的几倍，一般来说，土愈坚硬则倍数愈大，而软土的E0值与βEs 值比较土的压缩性
土的压缩性及固结理论
地基土压缩性的判定
相关主题
文本预览