土力学与基础工程
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土力学与基础工程
土力学与基础工程是一门研究岩石、土壤以及土-结构物系统结构性能和反应研究的重要
领域。
它有助于更好地了解岩土体和基础的性质、变形、破坏机制,并将其有效地应用于工程设计和施工管理控制中。
土力学的研究应用于土木、城市道路、桥梁、港口、绿化等
基础工程中。
早期的土力学研究更多的是以试验的形式进行,通过物理试验室试验研究岩土的物理性质,进而通过实验数据推导岩土构件的变形及破坏机制,并以此利于工程设计和施工管理控制。
现阶段,土力学研究不断突破试验界限,结合计算机建立仿真实验,既具有直观性又具有可靠性,通过模拟和数据库,使现代工程建设工作能更好地获取到材料土木施工中的变形
和破坏特性。
土力学被广泛应用于基础工程的性能设计、分析、施工实施和整体维修中,不仅能大大提
高工程施工和检测的质量,而且能实现从技术上节约资源,提高工程安全性等。
总之,土
力学与基础工程是一种极具前景的技术,具有广阔的应用前景。
一、单项选择题(只有一个选项正确,共15道小题)1. 若土的不均匀系数C U相同,则两种土()(A) 限定粒径相同(B) 有效粒径相同(C) 限定粒径与有效粒径之比相同(D) 颗粒级配曲线相同正确答案:C解答参考:2. 天然状态砂土的密实度一般用()来测定(A) 载荷试验(B) 轻便触探试验(C) 现场十字板剪切试验(D) 标准贯入试验正确答案:D解答参考:3. 下列粒组中,粒径范围最小的为( )(A) 粉粒(B) 砂粒(C) 粘粒(D) 角砾正确答案:A4. 由搓条法,可测得粘性土的( )(A) 液限(B) 塑限(C) 液限和塑限(D) 缩限你选择的答案:[前面作业中已经做正确] [正确]正确答案:B解答参考:5. 蜂窝结构通常是( )的结构形式。
(A) 粘土(B) 粉土(C) 粗砂(D) 中砂你选择的答案:[前面作业中已经做正确] [正确]正确答案:A解答参考:6. 设、分别为浅埋刚性基础的基底平均压力及基底附加压力,则应有()(A)(B)(C)(D)你选择的答案:[前面作业中已经做正确] [正确]正确答案:B7. 通常,地基的最终沉降量与土的()密切相关(A) 强度(B) 压缩性(C) 渗透性(D) 前述三项你选择的答案:[前面作业中已经做正确] [正确]正确答案:D解答参考:8. 压缩模量与压缩系数之间的关系为( )。
(A)(B)(C)(D)你选择的答案:[前面作业中已经做正确] [正确]正确答案:A解答参考:9. 达西定律描述的是( )状态下的渗透规律(A) 层流(B) 紊流(C) 层流和紊流(D) 层流或紊流正确答案:A解答参考:10. 砂土直剪试验时,剪切破坏面上的( )最大(A) 正应力(B) 正应力与剪应力之比(C) 剪应力(D) 剪应力与正应力之比正确答案:D解答参考:11. 下列土中,( )的抗剪强度线可能是一条水平线(A) 饱和砂土(B) 饱和粘土(C) 硬粘土(D) 密实砂土正确答案:A解答参考:12. 土的抗剪强度的影响因素中,最重要的是()(A) 剪切速率(B) 应力历史(C) 排水条件(D) 应力状态你选择的答案:[前面作业中已经做正确] [正确]正确答案:C解答参考:13. 根据朗肯土压理论,当墙后填土的()时,挡墙上的主动土压力将减小(A) 重度增大(B) 粘聚力减小(C) 内摩擦角增大(D) 墙高增大你选择的答案:[前面作业中已经做正确] [正确]正确答案:C解答参考:14. 若墙背光滑,则由库仑土压理论计算出的主动土压力,其作用方向()(A) 必为水平的(B) 必为铅垂的(C) 必垂直于墙背(D) 不一定你选择的答案:C [正确]正确答案:C解答参考:15. 以下哪些基础形式属浅基础()(A) 沉井基础(B) 桩基础(C) 地下连续墙(D) 地下条形基础正确答案:D一、单项选择题(只有一个选项正确,共15道小题)1. 对高层建筑物,其地基变形验算应以哪种变形特征做控制()(A) 沉降量(B) 局部倾斜(C) 沉降差(D) 倾斜正确答案:D解答参考:2. 桩产生负摩阻力时,关于中性点深度以下说法正确的是()中性点深度越大(A) 持力层越硬,桩的截面刚度越大(B) 持力层越硬,桩的截面刚度越小(C) 持力层越软,桩的截面刚度越大(D) 持力层越软,桩的截面刚度越小正确答案:A解答参考:3. 下列因素中,()对端承桩的承载力影响最大(A) 桩的长度(B) 桩周土的强度(C) 桩周土的刚度(D) 桩底端土(岩)的性质你选择的答案:[前面作业中已经做正确] [正确]正确答案:D解答参考:4. 设作用于挡墙上的静止土压力为,主动土压力,被动土压力为,则()(A) 最大,最小(B) 最大,最小(C) 最大,最小(D) 最大,最小你选择的答案:[前面作业中已经做正确] [正确]正确答案:B解答参考:5. 浅基础的极限承载力是指()(A) 地基中将要出现但尚未出现塑性区时的荷载(B) 地基中塑性区开展的最大深度为1/4基底宽时的荷载(C) 地基中塑性区开展的最大深度为1/3基底宽时的荷载(D) 地基土达到整体剪切破坏时的荷载你选择的答案:[前面作业中已经做正确] [正确]正确答案:D解答参考:6. 影响黏性土性质的土中水主是()(A) 弱结合水(B) 强结合水(C) 重力水(D) 毛细水正确答案:A解答参考:7. 下列哪个是表示土的有效粒径()(A) d10(B) d30(C) d50(D) d60正确答案:B解答参考:8. 若土中某个粒径范围的颗粒很少,则在粒径分布曲线上,对应于这一范围的曲线将( )(A) 基本呈线性(B) 基本铅垂(C) 很缓(D) 很陡正确答案:C解答参考:9. 设P C为前期固结压力,P0为土的自重压力,则对超固结土,有( )(B) P C≤P0(C) P C≤P0(D)P C <P正确答案:A解答参考:10. 相应于任意确定的基准面,土中的总水头H包括()(A) 势水头(B) 势水头+静水头(C) 静水头+动水头(D) 势水头+静水头+动水头正确答案:D解答参考:11. 已知土体:ds=2.8 e=1 则该土的临界水力梯度为()(A) 1.8(B) 1.4(C) 0.9(D) 2.8正确答案:C解答参考:12. 莫尔圆与强度包线()时,说明土体处于极限平衡状态(B) 相切(C) 相割(D) 不一定正确答案:B解答参考:13. 关于孔隙比的说法正确的是()(A) 孔隙比是土中孔隙体积与土总体积的比(B) 用符号标示为e=V V/V(C) 孔隙比变化范围很大,有的大于1.0,也可以小于1.0(D) 孔隙比越小,在荷载作用下的变形越大正确答案:C解答参考:14. 土的压缩主要是其( )的结果(A) 孔隙减小(B) 孔隙水发生压缩(C) 土粒发生压缩(D) 强度降低正确答案:A解答参考:15. 土的抗剪强度的影响因素中,最重要的是( )(A) 剪切速率(B) 应力历史(C) 排水条件(D) 应力状态你选择的答案:[前面作业中已经做正确] [正确]正确答案:C一、单项选择题(只有一个选项正确,共15道小题)1. 库仑土压力理论的适用条件()(A) 墙背必须光滑、垂直(B) 墙后填土为理想散粒体(C) 填土面必须水平(D) 墙后填土为理想黍性体你选择的答案:[前面作业中已经做正确] [正确]正确答案:B解答参考:2. 土中一点的大、小主应力分别为,已接近极限平衡(破坏)状态,则当()时,可能导致该点达到极限平衡状态。
土力学与基础工程一、课程简介土力学与基础工程是土木工程专业的一门基础课程,其目的在于通过对土体力学、基础工程和土力学的基本原理、方法和应用的教学,使学生掌握岩土力学、基础工程和土力学的基本概念、基本理论和基本方法,能够开展岩土工程领域的实用问题研究和实践应用。
二、课程内容1. 土体力学基础介绍土体力学基础知识,包括土体力学的概念、应力形式、应变形式、摩擦角、内摩擦角、压缩模量、弹性模量等概念。
2. 稳定斜坡与岩土工程介绍稳定斜坡、岩体力学、岩土工程中的基本问题,包括岩土体受力和变形特征、岩土结构的力学特性、稳定性分析和设计等知识。
3. 水土力学与水工结构介绍水土力学及其应用、河流工程、水利水电工程中的基本问题的基本理论以及实用问题和应用。
4. 基础工程介绍基础工程的基本知识、基本理论、基本概念,发送构造基础、静力基础、动力基础等基础类型的基本意义和应用,以及基础的施工及检验。
5. 岩土工程的实践应用介绍岩土工程的实践应用,主要包括岩土工程在工程中的应用、岩土工程与其他工程的协调等。
三、考核方式考核方式包括平时成绩、期末考试等。
其中平时成绩包括课堂出勤、作业及实验成绩等。
期末考试成绩占整个学期成绩的50%。
四、参考书目1.《岩土工程基础》陈郑林 2004 湖南科技出版社2.《岩土力学》彭鼎元 2004 高等教育出版社3.《基础工程力学基础理论及应用》任强 2004 中国建筑工业出版社五、教学团队本课程教学团队由岩土工程领域的专家和教授担任,其中许多教师是著名的工程学家和科学家,有丰富的实践经验和科研成果,能够为学生提供全面、详细、深入的授课内容和实践教学。
六、备注本课程为本科课程,适合土木、环境和水利专业的学生学习。
本课程的授课主要依据上述大纲进行,并根据实际情况进行调整和补充。
一、单项选择题1、饱和土的物质组成体系是 B 相体系。
A、一B、二C、三D、四2、 C 是高层建筑常用的浅基础。
A、独立基础B、条形基础C、筏板基础D、钻孔灌注桩3、对于偏心受压基础,当e>l/6时,应力分布为 B 。
A、梯形B、三角形C、矩形D、钟形4、地下水位下降会引起原地下水位以下地基土 D 。
A、自重应力减少B、总应力增加C、无孔隙水D、有效应力增加5、确定地基承载力的诸方法中,最可靠的方法是 A 。
A、静载荷试验B、触探法C、理论公式法D、经验法6、按《建筑地基基础设计规范》计算最终沉降值时,规定沉降计算深度应满足下列条件:由该深度向上取规定的计算厚度所得的分层沉降量不大于沉降计算深度内总的计算沉降量的 C 。
A、1%B、2%C、2.5%D、5%7、钢筋混凝土柱下条形基础的肋梁高度不可太小,一般宜为柱距的 A 。
A、1/8—1/4B、1/10—1/8C、1/4—1/3D、1/3—1/28、当软土地基上的高层建筑附近有低层裙房时,从减小不均匀沉降的角度考虑,施工顺序宜为 B 。
A、先低后高B、先高后低C、同时进行D、不考虑相互影响,分别施工9、在影响土压力的诸多因素中, B 对所产生的土压力性质起着决定作用。
A、土的性质B、墙体位移的方向和大小C、土体与结构物间的相互作用D、挡土墙的类型10、为了方便比较,评价土的压缩性高低的指标是 A 。
A、a1-2B、a2-3C、a l-3D、a2-411、当基础宽度大于 C m,或埋置深度大于 C m时,地基承载力f a要进行修正。
A、0.5,2B、2,0.5C、3,0.5D、0.5,312、确定单桩的承载力时,在同一条件下,进行静载荷试验的桩数不宜少于总桩数的1%,且不应少于 A 。
A、3根B、5根C、7根D、10根13、在计算地基沉降时,传至基础底面的荷载效应应按正常使用极限状态下荷载效应的 C 组合。
A、标准B、基本C、准永久D、以上都不是14、桩下独立桩基承台的最小配筋率不应小于 C 。
土力学与基础工程参考答案1. 引言土力学是土木工程中非常重要的学科,它研究土体的物理特性和力学行为。
基础工程是土木工程中的一个重要分支,它涉及到建筑物和结构的基础设计和施工。
本文将介绍土力学和基础工程的基本概念,讨论相关的理论和方法,并提供一些参考答案,帮助读者更好地理解和应用这些知识。
2. 土力学基本理论土体是一种复杂的多相材料,它的物理特性和力学行为受到多种因素的影响。
土力学的基本理论提供了一种理解和描述土体行为的框架。
2.1 土体物理性质土体的物理性质包括土粒的颗粒大小分布、孔隙度、含水量等。
这些性质直接影响土体的力学行为。
例如,土粒的大小分布决定了土体的孔隙结构,进而影响了土体的透水性和渗透性。
2.2 应力和应变土体受到外部荷载的作用时会发生变形,这种变形可以通过应力和应变来描述。
应力是单位面积上的力,应变是长度的变化与原始长度的比值。
根据土体的不同行为特点,可以将应力和应变分为弹性、塑性和黏弹性等不同阶段。
2.3 孔隙水压力和饱和度土体中普遍存在着水分,水分对土体的力学行为有很大的影响。
孔隙水压力是指土体中水分的压力,它取决于土体的饱和度和水分的渗透能力。
饱和度是指土体中孔隙空间被水填充的程度。
2.4 土体的力学行为土体在受到外部作用时会发生变形,这种变形可以分为弹性、塑性和流变等。
弹性变形是指土体在外力作用下能够恢复原状的变形,塑性变形是指土体在外力作用下不能恢复原状的变形,流变是指土体在外力作用下发生流动的变形。
3. 基础工程基本理论基础工程是土木工程中的一个重要分支,它涉及到建筑物和结构的基础设计和施工。
基础工程的基本理论包括基础类型、基础设计和基础施工等。
3.1 基础类型常见的基础类型包括浅基础和深基础。
浅基础是指基础底部与地面之间的深度较小的基础,包括承台、独立柱基、隔震基础等。
深基础是指基础底部与地面之间的深度较大的基础,包括桩基、井基等。
3.2 基础设计基础设计是根据建筑物或结构的荷载要求和土壤的力学特性来确定基础的尺寸和形式。
土力学与基础工程第一节不均匀系数Cu=d60/d10曲率系数Cc=d30^2/d10*d60曲线越缓,Cu不均匀系数越大,表示土粒大小分布范围越大,Cu>10,称为级配良好的土,宜作为良好地基。
反之,曲线越陡,土粒大小分布范围越小,Cu<5,称为均粒土,其极配不好,不宜做地基,可做反滤料。
土的结构:单粒结构如砂砾、碎石;蜂窝结构如粉粒;絮状结构如粘粒。
土的构造:层理构造(分水平、交错)、裂隙构造、分散构造。
几种重度指标的区分:浮重度、饱和重度、土的重度、土的干重度。
重度全部是除以V。
液限ωL、塑限ωp、缩限ωs、塑性指标I p、液性指标I L【地基土的分类】岩石:根据饱和单轴抗压强度f rk按规范分为:坚硬岩、较硬岩、较软岩、软岩、极软岩。
风化程度分为:未风化、微风化、中风化、强风化、全风化。
根据完整性指数(岩体纵波波速和岩块纵波波速之比)分为完整、较完整、较破碎、极破碎。
碎石土:粒径大于2mm的颗粒含量超过全重50%的土。
根据颗粒形状和粒组含量分为:漂石、块石、卵石、碎石、圆砾、角砾。
根据重型圆锥动力触探锤击数分为松散、稍密、中密、密实。
砂石土:粒径大于2mm的颗粒含量不超过全重50%,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、粉砂。
粘性土:塑性指数I p>10的土,当I p>17时为粘土,当10<I p≤17时为粉质粘土。
粘性土的状态根据液性指数分为坚硬、硬塑、可塑、软塑、流塑。
粉土:塑性指数I p≤10且粒径大于0.075mm颗粒含量不超过全重50%的土。
淤泥:天然含水率大于液限、天然孔隙比e≥1.5的粘性土。
e≥1.0时为淤泥质土。
有机质含量大于60%为泥炭,大于等于10%但小于60%的土为泥炭质土。
红粘土:碳酸盐岩系的岩石经过红土化作用形成的高塑性粘土。
液限大于50%。
液限大于45%的为次生红粘土。
人工填土:素填土、压实填土、杂填土、冲填土。
素填土分为:碎石土、砂土、粉土、粘性土。
一、单选( 每题参考分值2.5分)1、若土体中的前期固结压力超过了现有的土自重应力,则该土为( )正常固结土B.高压缩性土C.超固结土D.欠固结土错误:【C】桩基础适用于地基上部土层土质太差而下层土质较好的情况B.桩基础适用于存在可液化土层的情况C.当上层软弱土层很厚,桩底不能达到坚实土层时,选择桩基础应考虑沉降问题。
D.桥梁及港口工程多采用低承台桩基础错误:【D】3、以下四项特点中,属于三轴剪切试验缺点的是( )能严格控制排水条件和测定孔隙水压力B.剪切面不是人为固定C.应力状态比较明确D.主应力方向固定不变错误:【D】4、确定地基承载力的诸方法中,最可靠的方法是( )动力触探B.静载荷试验C.经验公式计算D.理论公式计算错误:【B】墙后填土是理想的散粒体B.滑动破坏面是通过墙踵的平面C.滑动土楔体是刚体D.墙背直立光滑错误:【D】6、太沙基提出的地基极限承载力公式是针对以下哪种情况推导的?()中心受压矩形基础B.中心受压条形基础C.偏心受压矩形基础D.偏心受压条形基础错误:【B】7、以下工程问题中,不与土的抗剪强度直接相关的是()砌体厂房的墙体因地基不均匀沉降而轻微开裂B.建筑物下的地基土产生整体滑动,造成上部结构破坏。
C.土坝、路堤等填方边坡出现滑坡D.挡土墙墙背后土体滑动,导致挡土墙倾覆。
错误:【A】对经常受水平荷载作用的高层建筑和高耸建筑,应验算其基础的稳定性。
B.对建造在斜坡上或边坡附近的建筑物和构筑物,应验算其基础的稳定性。
C.以上两种情况验算基础稳定性时,只需考虑基础是否沿基底滑动或倾覆,不必考虑基础是否和地基一起滑动而丧失稳定性。
D.对地下水埋藏较浅的建筑物地下室,应进行抗浮稳定性验算。
错误:【C】9、工程中用来评价砂土密实程度的指标是( )孔隙比B.相对密实度C.天然密度D.土粒相对密度错误:【B】先初步确定桩型及桩长,再选定桩的截面尺寸,接着确定桩数及坡面布置。
B.桩的长度主要取决于桩端持力层的选择C.先不考虑群桩效应,根据单桩竖向承载力估算桩的根数。
2.21 某办公楼工程地质勘探中取原状土做试验。
用天平称50cm3湿土质量为95.15g.烘干后质量为75.05g.土粒比重为2.67。
计算此土样的天然密度、干密度、饱和密度、天然含水率、孔隙比、孔隙率以及饱和度。
【解】m= 95.15g.m s= 75.05g.m w= 95.15 - 75.05 = 20.1g.V= 50.0 cm3.d s = 2.67。
V= 75.05/(2.67 1.0) = 28.1 cm3s取g = 10 m/s2.则V w = 20.1 cm3V= 50.0 - 28.1 = 21.9 cm3vV= 50.0 – 28.1 – 20.1 = 1.8 cm3a于是.= m / V = 95.15 / 50 = 1.903g/ cm3= m s / V = 75.05 / 50 = 1.501g/ cm3d= (m s +w V v)/ V = (75.05 + 1.0 21.9) / 50 = 1.939g/ cm3 s a tw = m/ m s = 20.1 / 75.05 = 0.268 = 26.8%we = V/ V s = 21.9 / 28.1 = 0.779vn = V/ V = 21.9 / 50 = 0.438 = 43.8%vS= V w / V v = 20.1 / 21.9 = 0.918r2.22 一厂房地基表层为杂填土.厚1.2m.第二层为粘性土.厚5m.地下水位深1.8m。
在粘性土中部取土样做试验.测得天然密度 = 1.84g/ cm3.土粒比重为2.75。
计算此土样的天然含水率w、干密度d、孔隙比e和孔隙率n。
【解】依题意知.S r = 1.0.s a t= = 1.84g/ cm3。
由.得n = e /(1 + e) = 1.083 /(1 + 1.083) = 0.520g/cm3。
= 1.54g/ cm3.含水率2.23 某宾馆地基土的试验中.已测得土样的干密度dw = 19.3%.土粒比重为2.71。
2、(1)、土的颗粒级配曲线:横坐标:土的粒径(mm),为对数坐标;纵坐标:小于某粒径的土粒质量百分数(%),常数指标。
(2)、.由曲线的形态可评定土颗粒大小的均匀程度。
曲线平缓则表示粒径大小相差悬殊,颗粒不均匀,级配良好;反之,颗粒均匀,级配不良。
3、工程中用不均匀系数CU和曲率系数CC来反映土颗粒级配的不均匀程度CU=d60/d10 ;CC=(d30)2/(d10×d60)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。
2.2.2土中水和气1.土中液态水分为结合水和自由水两大类。
2.土中气体:粗颗粒中常见与大气相连通的空气,它对土的工程性质影响不大;在细颗粒中则存在与大气隔绝的封闭气泡,使土在外力作用下压缩性提高,透水性降低,对土的工程性质影响较大。
2.2.3土的结构和构造1土的构造最主要特征就是成层性,即层理构造。
2.3土的物理性质指标(都很重要,建议整节复习,不赘述)会做P19例2.12.4无黏性土的密实度1、影响砂、卵石等无黏性土工程性质的主要因素是密实度。
2、相对密实度(1)Dr=(emax-e)/(emax-emin)e天然空隙比;emax最大空隙比(土处于最松散状态的e);emin最小空隙比(土处于最紧密状态的e)(2)相对密实度的值介于0—1之间,值越大,表示越密实。
2.5.2黏性土的塑性指数和液性指数1、(1)塑性指数Ip= wL -wp (wL:液限;wp塑限)(2)、塑性指数习惯上用不带“%”的百分数表示。
(3)、Ip越大,表明土的颗粒越细,土的黏粒或亲水矿物(如蒙脱石)含量越高,土处在可塑状态的含水量变化范围就越大。
(判断题)(4)、塑性指数常作为工程上对黏性土进行分类的依据。
2、(1)液性指数IL=(w-wp)/(wL-wp)=(w-wp)/Ip 。
名词解释1.土力学—利用力学的一般原理,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。
它是力学的一个分支。
2.地基:为支承基础的土体或岩体。
在结构物基础底面下,承受由基础传来的荷载,受建筑物影响的那部分地层。
地基分为天然地基、人工地基。
3.基础:将结构承受的各种作用传递到地基上的结构组成部分。
基础依据埋置深度不同划分为浅基础、深基础2土的性质及工程分类1. 土的三相:水(液态、固态)气体(包括水气)固体颗粒(骨架)2. 原生矿物。
即岩浆在冷凝过程中形成的矿物。
3. 次生矿物。
系原生矿物经化学风化作用后而形成新的矿物4.粘土矿物特点:粘土矿物是一种复合的铝—硅酸盐晶体,颗粒成片状,是由硅片和铝片构成的晶胞所组叠而成。
5.粒组:介于一定粒度范围内的土粒。
界限粒径:划分粒组的分界尺寸称为颗粒级配:土中各粒组的相对含量就称为土的颗粒级配。
(d > 0.075mm时,用筛分法;d <0.075,沉降分析)颗粒级配曲线:曲线平缓,表示粒径大小相差悬殊,土粒不均匀,即级配良好。
不均匀系数:C u=d60/d10,反映土粒大小的均匀程度,C u 越大表示粒度分布范围越大,土粒越不均匀,其级配越好。
曲率系数:C c=d302/(d60*d10),反映累计曲线的整体形状,Cc 越大,表示曲线向左凸,粗粒越多。
(d60 为小于某粒径的土重累计百分量为60% ,d30 、d11 分别为限制粒径、中值粒径、有效粒径)①对于级配连续的土:Cu>5,级配良好;Cu<5,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级配好坏,需同时满足Cu>5和Cc=1~3两个条件时,才为级配良好,反之则级配不良。
6.结合水-指受电分子吸引力作用吸附于土粒表面的土中水。
这种电分子吸引力高达几千到几万个大气压,使水分子和土粒表面牢固地粘结在一起。
土力学与基础工程学时数:64 学分:4一、课程的性质和教学目标《土力学与基础工程》是土木工程专业一门专业基础课,具有理论性、实践性强的特点,属于传统课程。
学生通过学习该课程应该掌握土力学基本原理,能够分析土的特性,计算地基变形、承载力、土压力,掌握浅基础设计、桩基础设计、地基处理,基坑支护及稳定性计算等,能够解决有关工程实际问题;通过实验环节,增强学生的感性认识、动手能力、巩固所学的理论知识,了解土力学相关指标参数测试的基本原理和技能,增强学生思考问题、解决问题的能力,激发学生的创新思维。
二、课程教学内容及基本要求1. 土的组成、物理性质及分类了解土的成因和组成,掌握土的结构和构造;掌握土的三相比例指标;掌握黏性土和无粘性土的物理性质;了解粉土的密实度和湿度以及土的胀缩性、湿陷性和冻胀性;掌握土的分类;掌握土的压实原理和土的振动液化原理;了解土的压实性影响因素。
2. 土的渗透性及渗流理解土的渗透性的概念;掌握土的渗透规律及渗透性的测定;了解土中二维渗流及流网;掌握渗透力的计算、土的渗透破坏与控制。
3. 土中应力理解自重应力、附加应力概念;掌握土中的自重应力及基底压力、地基附加应力的计算,掌握有效应力原理。
了解土的压缩性;掌握土的固结试验的原理及土的压缩性指标的确定,掌握土的变形模量的计算,地基最终沉降量计算,掌握饱和土体的渗透固结理论,地基沉降与时间的关系。
4. 土的压缩性和地基沉降计算了解土的压缩性;掌握土的固结试验的原理及土的压缩性指标的确定,掌握土的变形模量和地基变形计算,掌握饱和土体的渗透固结理论、地基沉降与时间的关系。
5. 土的抗剪强度掌握土的抗剪强度理论和极限平衡条件,掌握土的剪切试验(直剪试验、三轴压缩试验、无侧限抗压强度试验)及抗剪强度指标的测定,掌握不同排水条件下抗剪强度指标及孔隙压力系数的确定;了解应力路径的基本概念,无粘性土的抗剪强度。
6. 土压力与挡土墙掌握静止土压力、主动土压力、被动土压力的形成条件,掌握朗肯和库伦土压力理论,掌握有超载、成层土、有地下水情况的土压力计算;理解朗肯与库伦土压力理论的异同。
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;②变形条件:按正常使用极限状态设计,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。