土力学及地基基础学习指导书

土力学与地基基础课程设计指导书丽水学院《土力学与地基基础》课程设计指导书班级：学号：姓名：丽水学院工学院主编：朱华藏2011．11．15《土力学与地基基础》课程设计指导书（总学时数：1周，学分数：1）一、课程的性质、目的和任务性质：本课程设计为配合《土力学与基础工程》课程教学的实践性环节；该课程设计就承担着学生专业应用能力培养的任务。

任务：1、已知某工程的土层分布和上部设计荷载，根据已知条件进行浅基础设计。

2、已知某边坡后土层分布，设计支挡结构（重力式挡土墙）。

3、已知某工程的地质勘探报告和上部设计荷载及沉桩方式，根据已知条件进行桩基础设计。

以上三个任务任意选择二个进行设计。

目的：使学生综合运用所学过的知识进行实际工程的设计，并且为毕业设计和今后的工作打下基础。

二、设计内容、要求与进度安排1、设计内容1）、浅基础某多层民用建筑，框架结构，柱截面尺寸400mm×600mm，配有8φ22纵向受力筋，相对应于荷载效应标准组合时柱传至地面处的荷载值Fk=480kN，Mk=55kN·m，Qk=40kN，弯矩和剪力方向沿柱截面长度方向。

基础埋深1.80m，采用C20混凝土和HPB235级钢筋，基础底部设置100mm厚的混凝土垫层，基底土层为粘土层，已知地基承载力特征值fak=102kPa，ηb=0.3，ηd=1.6。

（柱钢筋锚固直线段长度30d）计算布骤如下：（1）初步设计基础的结构型式、材料与平面布置；（2）确定基础的埋置深度d；（3）计算地基承载力特征值fak，并经深度和宽度修正，确定修正后的地基承载力fa；（4）根据作用在基础顶面的荷载F和深宽修正后的地基承载力fa，计算基础的底面积A；（5）计算基础高度并确定剖面形状；（6）若地基持力层下部存在软弱土层时，则需验算软弱下卧层的承载力；（7）地基基础设计等级为甲、乙级的建筑物和部分丙级建筑物应计算地基的变形；（8）验算建筑物或构筑物的稳定性（如有必要时）；（9）基础细部结构和构造设计；（10）绘制基础施工图。

《土力学与地基基础》学习指导书第4章土力学与地基基础学习指导书第4章
第1节：引言
本章将介绍土力学与地基基础学的基本概念和原理，以及相关的计算方法和设计原则。

通过学习本章内容，读者将能够全面了解土力学与地基基础学的基础知识，并能够运用所学知识解决实际工程问题。

第2节：土的力学性质
2.1 土体的组成与结构
2.2 土的物理性质与工程性质
2.3 土的应力状态与应变特性
2.4 土的强度与应力应变关系
第3节：土的力学参数
3.1 土的基本力学参数
3.2 土的剪切强度参数
3.3 土的压缩与膨胀参数
第4节：土的力学行为
4.1 单轴和三轴剪切试验
4.2 塑性与流变特性
4.3 应力路径与应力路径系数
第5节：地基工程与地基基础设计
5.1 地基与地基基础的概念
5.2 地基基础设计的基本原则
5.3 地基处理与加固技术
5.4 地基基础设计的方法与计算
第6节：实例分析与案例解析
6.1 地基基础设计的实例分析
6.2 关键参数的选择与计算
6.3 地基基础设计的案例解析
第7节：总结与展望
通过本章的学习，我们深入了解了土力学与地基基础学的基本概念
和原理，以及相关的计算方法和设计原则。

通过实例分析和案例解析，我们进一步掌握了地基基础设计的方法和技术。

在今后的学习和实践中，我们将进一步提高对土力学与地基基础学的理解，努力在工程实
践中应用所学知识解决实际问题，为工程的安全与可靠性贡献自己的
力量。

附注：本指导书仅供学习参考，请在实际工程中谨慎使用，确保工
程安全与质量。

《土力学与地基基础》课程设计任务书一.课程设计地教学目地通过课程设计,使学生掌握钢筋混凝土墙下条形基础和柱下独立基础地理论知识和应用条件,能够初步选择基础方案,进行基础设计；能够绘制和识读基础结构施工图,增强解决工程实际问题地能力.二.课程设计地内容和要求（一）柱下独立基础1.设计题目某多层现浇钢筋混凝土框架结构,房屋高度H=30m,室外地坪标高同自然地面,室内外高差450mm.柱网布置如图所示,试进行柱下独立基础地设计.2.上部结构传下来地荷载柱截面尺寸为500mm×500mm,上部结构作用在柱底地最不利荷载标准值见表1,上部结构作用在柱底地最不利荷载效应基本组合设计值见表2：柱底荷载标准值表1Fk (KN) Mk (KN•m) Vk (KN) 题号1 2 3 1 2 3 1 2 31 975 1548 1187 140 100 198 46 48 442 1032 1615 1252 164 125 221 55 60 523 1090 1730 1312 190 150 242 62 66 574 1150 1815 1370 210 175 271 71 73 675 1218 1873 1433 235 193 297 80 83 746 1282 1883 1496 257 218 325 86 90 837 1339 1970 1560 284 242 355 96 95 898 1402 2057 1618 231 266 377 102 104 989 1534 2140 1677 335 288 402 109 113 10610 1598 2205 1727 365 309 428 120 117 114柱底荷载效应基本组合设计值表2题号F (KN) M (KN•m) V (KN)1 2 3 1 2 3 1 2 31 1268 2012 1544 183 130 258 60 62 582 1342 2100 1627 214 163 288 72 78 673 1418 2250 1706 248 195 315 81 86 744 1496 2360 1782 274 228 353 93 95 885 1584 2435 1863 306 251 386 104 108 966 1667 2448 1945 334 284 423 112 117 1087 1741 2562 2028 369 315 462 125 124 1168 1823 2674 2104 391 346 491 133 136 1289 1995 2783 2181 425 375 523 142 147 13810 2078 2866 2245 455 402 557 156 153 149（二）墙下条形基础（锥形截面）1.设计题目某多层砖混结构,房屋高度H=15m,室外地坪标高同自然地面,室内外高差450mm.结构平面布置如图所示,试进行墙下条形基础地设计.2.上部结构传下来地荷载内外墙墙厚均为240mm,上部结构作用在墙底地最不利荷载标准值见表3,上部结构作用在墙底地最不利荷载效应基本组合设计值见表4.墙底荷载标准值表3题号Fk (KN/m) Mk (KN•m/m) Vk (KN/m)1 150 205 30 40 10 182 155 210 30 42 10 183 160 215 30 42 10 204 165 220 32 45 12 205 170 225 32 45 12 206 175 230 35 46 14 237 180 235 35 47 14 238 190 240 36 48 15 259 195 245 38 50 16 2610 200 250 40 50 16 28墙底荷载设计值表3题号F (KN/m) M (KN•m/m)V (KN/m)内墙外墙内墙外墙内墙外墙1 203 277 41 54 14 242 209 284 41 57 14 243 216 290 41 57 14 274 223 297 43 61 16 275 230 304 43 61 16 276 236 311 47 62 19 317 243 317 47 63 19 318 257 324 49 65 20 349 263 331 51 68 22 3510 270 338 54 68 22 38（三）工程及水文地质材料1.工程地质条件该地区地势平坦,无相邻建筑物,经地质勘察,工程地质资料自上而下依次为：①杂填土：厚约0.5m,含部分建筑垃圾；②粉质粘土：厚1.2m,承载力特征值fak=130KN/m2；③粘土：厚1.5m,承载力特征值fak=210KN/m2；④全风化砂质泥岩：厚2.7m,承载力特征值fak=230KN/m2；⑤强风化砂质泥岩：厚3.0m,承载力特征值fak=300KN/m2；⑥中风化砂质泥岩：厚4.0m,承载力特征值fak=620KN/m2；建议持力层选第③层粘土层.地基岩土物理力学参数表表5 地层代号土名天然地基土重度（γ）孔隙比（e）粘聚力（c）内摩擦角（Φ）压缩系数(a1-2)压缩模量（Es）抗压强度（frk）承载力特征值（fak）KN/m³KPa度1MPa MPa MPa KPa①杂填土18②粉质粘土20 0.3 34 13 0.20 10.0 130③粘土19 0.25 25 23 0.22 8.2 210④全风化砂质泥岩20 22 30 0.8 230⑤强风化砂质泥岩22 20 25 3.0 300⑥中风化砂质泥岩24 15 40 4.0 6202.水文地质资料地下水对混凝土无侵蚀性,地下水位深度位于地表下3.5m,且属于不冻胀土. （四）设计内容（1）确定基础埋置深度（2）确定地基承载力特征值（3）确定基础地底面尺寸（4）确定基础地高度（5）对基础进行结构内力计算（6）基础底板配筋计算,并满足构造设计要求（7）编制设计计算书（8）绘制基础结构施工图（含平面图.详图）,提出必要地技术说明.三.课程设计成果形式及要求（1）计算书要求：书写工整.数字准确.图文并茂.（2）制图要求：所有图线.图例尺寸和标注方法均应符合新地制图标准,图纸上所有汉字和数字均应书写端正.排列整齐.笔画清晰,中文书写为仿宋字.四.课程设计地考核按照学生所提交地设计计算书.施工图及答辩情况,由指导教师进行评分.评分等级分五级：优秀.良好.中等.及格.不及格.优秀：计算书工整,条理性好,计算结果准确无误；施工图符合制图标准要求,正确反映设计结果,布图合理,图面整洁；学习态度认真.良好：计算书工整,条理性好,计算结果大部分准确无误；施工图符合制图标准要求,布图较合理,图面较整洁；学习态度认真.中等：计算书较工整,计算结果基本正确；施工图基本符合制图标准要求,布图较合理,图面较整洁；学习态度较认真.及格：计算书内容基本完整,计算结果无原则性错误；施工图基本符合制图标准要求,图面还算整洁；学习态度一般.不及格：下列情况之一均属不及格：没有完成设计任务；计算书错误较多；图纸不符合制图标准要求；学习态度差,有抄袭现象.五.主要参考资料1.建筑地基基础设计规范（GB 50007-2011）2.教材六.工作计划及进度第一天上午：布置设计任务书,设计指导第一天~第二天：编制设计计算书第三~四天：绘制施工图纸第五天：上交课程设计成果《土力学与地基基础》课程设计指导书一.基础设计地步骤1.选择基础地材料.类型,进行基础平面布置；2.选择地基持力层；3.地基承载力验算,确定基础底面尺寸；4.地基变形验算；（略）5.基础结构设计；6.基础施工图绘制,并提出必要地技术说明. 二.确定基础埋置深度d根据地质勘察报告建议,将持力层选在第三层粘土层上,并且础埋置深度约为房屋高度地1/15.三.确定地基承载特征值fa)5.0()3(-+-+=d b f f m d b ak a γηγη式中 f a ——修正后地地基承载力特征值（kPa ）； f ak ——地基承载力特征值(kPa)；ηb .ηb ——基础宽度和埋深地地基承载力修正系数；γ——基础底面以下土地重度,地下水位以下取浮重度(kN/m 3)； γm ——基础底面以上土地加权平均重度,地下水位以下取浮重度(kN/m3)；b ——基础底面宽度（m ）,当小于3m 按3m 取值,大于6m 按6m 取值；d ——基础埋置深度（m ）.四.确定基础地底面尺寸1.初步确定基础底面尺寸 （1）柱下独立基础：k0a G F A f dγ≥-（2）墙下条形基础：ka G Fb f dγ≥-2.基础底面尺寸（1）柱下独立基础：0(1.1 1.4)A A =-,12l b ≤≤ （2）墙下条形基础：(1.1 1.4)b b =-3.持力层地基土承载力校核k k k kM V he F G +=+当6b e ≤时,kmaxkk kmin 61F G e p Ab +⎛⎫=± ⎪⎝⎭max 1.2k a p f ≤2kminkmax k p p p +=≤f a式中 p k ——相应于荷载效应标准组合时,基础底面处地平均压力值(kPa)； p kmax ——相应于荷载效应标准组合时,基础底面边缘地最大压力值(kPa)； p kmin ——相应于荷载效应标准组合时,基础底面边缘地最小压力值(kPa)； F k ——相应于荷载效应标准组合时,上部结构传至基础顶面地竖向力值kN)； G k ——基础自重和基础上地土重(kN)； A ——基础底面面积(m 2)； e ——偏心距(m)；f a ——修正后地地基承载力特征值(kPa)； b ——矩形基础地长度(m). 五.软弱下卧层承载力验算如果在地基土持力层以下地压缩层范围内存在软弱下卧层,则需按下式验算下卧层顶面地地基强度cz z p p + ≤az f式中 p z ——相应于荷载效应标准组合时,软弱下卧层顶面处地附加应力值（kP a ）；p cz ——软弱下卧层顶面处土地自重压力标准值（kP a ）； f az ——软弱下卧层顶面处经深度修正后地地基承载力特征值（kP a ）六.确定基础地材料与高度1.锥形基础地边缘高度不宜小于200mm,且两个方向地坡度不宜大于1：3；阶梯形基础地每阶高度,宜为300mm ～500mm ；垫层地厚度不宜小于70mm,垫层混凝土强度等级不宜低于C10；混凝土强度等级不应低于C20；2.柱下独立基础当冲切破坏锥体落在基础底面以内（基础底面短边尺寸小于或等于柱宽加两倍基础有效高度）时,应验算柱与基础交接处以及基础变阶处地受冲切承载力；（2）对基础底面短边尺寸小于或等于柱宽加两倍基础有效高度地柱下独立基础,应验算柱与基础交接处以及基础变阶处地受剪切承载力；3.墙下条形基础墙下条形基础底板应按上式验算墙与基础底板交接处截面受剪承载力,其中：A0为验算截面处基础底板地单位长度垂直截面有效面积,Vs为墙与基础交接处由基底平均净反力产生地单位长度剪力设计值.七.底板配筋计算1.底板危险截面弯矩设计值地计算（1）柱下独立基础锥形截面：柱与基础底板相交处（A2-A2,B2-B2）阶梯形截面：柱与基础底板相交处（A2-A2,B2-B2）,基础变阶处（A1-A1,B1-B1）（2）墙下条形基础其危险截面为墙与基础底板相交处（最大弯矩截面位置）,应符合下列规定：1）当墙体材料为混凝土时,取a1=b1；2）如为砖墙且放脚不大于1/4砖长时,取a1=b1+1/4砖长；2.底板配筋地计算3.构造要求（1）基础底板配筋除满足计算外,尚应符合扩展基础受力钢筋最小配筋率不应小于0.15%.计算最小配筋率时,应用截面地折算宽度和截面地有效高度.00.15%sAbhρ=≥（2）底板受力钢筋地最小直径不宜小于10mm,间距不宜大于200mm,也不宜小于100mm.墙下钢筋混凝土条形基础纵向分布钢筋地直径不宜小于8mm；间距不宜大于300mm；每延米分布钢筋地面积应不小于受力钢筋面积地15%.（3）当柱下钢筋混凝土独立基础地边长和墙下钢筋混凝土条形基础地宽度大于或等于2.5m时,底板受力钢筋地长度可取边长或宽度地0.9倍,并宜交错布置.八.绘制施工图（2号图纸两张）合理确定绘图比例（平面图1：100.详图1：20~1：30）.图幅布置；符合《建筑制图标准》.。

《土力学与地基基础》课程设计任务书题目：柱下钢筋混凝土独立基础1.1 设计资料1.地形：拟建建筑场地平整2.工程地质资料：自上而下依次为：①杂填土：厚约0.5m，含部分建筑垃圾；②粉质粘土：厚1.2m，软塑，潮湿，承载力特征值f=130kPa；ak③粘土：厚1.5m，可塑，稍湿，承载力特征值f=180kPa；ak④全风化砂质泥岩：厚2.7m,承载力特征值f=240kPaak⑤强风化砂质泥岩：厚3.0m,承载力特征值f=300kPaak⑥中风化砂质泥岩：厚4.0m,承载力特征值f=620kPaak3、水文资料为：地下水对混凝土无侵蚀性。

地下水位深度：位于地表下1.5m。

4、上部结构资料：上部结构为多层全现浇框架结构，室外地坪标高同自然地面，室内外高差450mm。

柱网布置见下图：上部结构作用在柱底的荷载标准值见表2：上部结构作用在柱底的荷载效应基本组合设计值见表3：5、材料：混凝土等级Ｃ25~C30，钢筋Ⅰ、Ⅱ级。

1.2 设计要求：每班分为3个组。

第1组共十八人，基础持力层选用③土层，设计 A轴柱下独立基础；第2组共十八人，基础持力层选用④土层，设计 B轴柱下独立基础；第3组共十八人，基础持力层选用③土层，设计 C轴柱下独立基础；每人根据所在组号和题号，完成各自要求的轴线基础设计。

对另外两根轴线的基础，只要求根据所给荷载确定基础底面尺寸。

1.3 设计内容１、设计柱下独立基础包括确定基础埋深、基础底面尺寸，对基础进行结构的内力分析、强度计算，确定基础高度、进行配筋计算，并满足构造设计要求，编写设计计算书。

２、绘制基础施工图包括基础平面布置图、基础大样图，并提出必要的技术说明。

1.4 地基基础设计成果1 地基基础设计计算书（1）设计计算书封面封面上应写明设计题目、学生姓名、专业、年级、指导教师姓名、完成日期（2）目录及正文格式（格式另见附属文件）。

2 设计图纸设计要求：绘制比例为1：100或1：200 A3图纸打印稿《土力学与地基基础》课程设计指导书地基基础设计是土木工程结构设计的重要组成部分，必须根据上部结构条件（建筑物的用途和安全等级、建筑布置、上部结构类型等）和工程地质条件（建筑场地、地基岩土和气候条件等），结合考虑其他方面的要求（工期、施工条件、造价和节约资源等），合理选择地基基础方案，因地制宜，精心设计，以确保建筑物和构筑物的安全和正常使用。

现代远程教育《土力学及地基基础》课程学习指导书作者：刘忠玉第一章 绪论（一）本章学习目标1．理解地基基础的概念、地基与基础设计必须满足的基本条件（二）本章重点、要点地基基础的概念（三）本章练习题或思考题：1．名词解释：基础、浅基础、深基础、天然地基、人工地基2．简答题：地基基础设计必须满足的基本条件是什么？第二章 土的性质及工程分类（一）本章学习目标1．理解土的三相组成及土的结构，土的渗流规律，土的压实原理2．熟练掌握土的物理力学性质指标，无粘性土和粘性土的物理性质3．学会渗透力与渗透破坏4．能运用土的工程分类（二）本章重点、要点土的物理力学性质指标，无粘性土和粘性土的物理性质，土的工程分类（三）本章练习题或思考题：1．名词解释：粒组、颗粒级配、不均匀系数、曲率系数、结合水、自由水、重度、密度、比重、含水量、干密度、饱和度、孔隙比、孔隙率、饱和度、有效重度、砂土的相对密实度、界限含水量、塑性指数、液性指数、灵敏度、触变性、渗透系数、流砂、管涌、渗流力、临界水头梯度、最优含水量、压实系数、砂土液化、碎石土、粉土、粘性土、淤泥、淤泥质土2．填空：1）__________是指粒径大于0.075mm 的颗粒含量不超过全重50%，且塑性指数小于或等于10的土。

2）省去%号后的液限和塑限的差值称为 。

3）土的结构一般分为单粒结构、蜂窝结构和 。

4）红粘土的液限一般大于 。

5）一基坑底地层产生自下向上的竖直渗流，已知水力梯度为i ，土的饱和重度为sat γ，水的重度为w γ，那么产生流砂的临界条件为sat γ= 。

6）小于某粒径的土粒质量占土总质量10%的粒径，称为 。

7）通常根据 的大小将细砂、粉砂等土划分为稍湿、很湿和饱和三种状态。

8）当液性指数 时，土体处于流塑状态。

3．单项选择题：1）当粘性土中含有较多哪种类型的水时，土具有一定的可塑性？ （ ）A ．强结合水B ．弱结合水C ．毛细水D ．重力水2）在实验室中测定土试样含水量时，常采用 （ ）A ．烘干法B ．比重瓶法C ．环刀法D ．直剪法3）当含水量发生变化时，粘性土的指标将发生变化的是 （ ）A ．液限B ．塑限C ．塑性指数D ．液性指数4）不能反映无粘性土密实度的指标是 （ ）A ．孔隙比eB ．土粒相对密度d sC ．标准贯入试验的锤击数 ND ．干密度d ρ5）假定某土样中，土粒的体积1=s V ，含水量为w ，土粒相对密度为s d ，水的密度为w ρ，孔隙比为e ，则土样的总质量m 为 （ ）A ．w s d ρB ．w s d w ρ)1(+C ．1+eD ．e6）以下土样的液性指数L I 均为0.25，其中属于粘土的是 （ ）A ．w =35%，%30P =wB ．w =30%，%5.26P =wC ．w =25%，%22P =wD ．w =35%，%33P =w7）细砂层中，两点的水头差为0.4m ，渗流长度为20m ， 测得平均渗流速度为mm/s 1013-⨯，则渗透系数为 （ ）A ．mm/s 1024-⨯B ． mm/s 1023-⨯C ．mm/s 1014-⨯D ．mm/s 1052-⨯8）如果土样A 的不均匀系数比土样B 的小，则 （ ）A ．土样A 比土样B 易于压实 B ．土样A 的颗粒比土样B 均匀C ．土样A 的颗粒级配曲线比土样B 平缓D ．土样A 的压缩性比土样B 要高4．多项选择题：1）土中水的下列类型中属于自由水的包括 （ ）A ．强结合水B ．弱结合水C ．重力水D ．固态水E ．毛细水2）塑性指数I p 大于10的土包括 （ ）A ．碎石土B ．粉土C ．粘土D ．粉质粘土E ．砂土3）土粒粒组的界限粒径包括 （ ）A ．200mmB ．20mmC ．2mmD ．0.075mmE ．0.005mm4）淤泥质土的特点是 （ ）A ．在静水或缓慢的流水环境中沉积B ．天然含水量大于液限C ．一般处于流塑状态D ．天然孔隙比在1~1.5之间E ．天然孔隙比大于1.55）流砂产生的必要条件有 （ ）A ．渗流自下而上B ．渗流自上而下C ．动水力大于土的有效重度D ．水头梯度小于0.5E ．细砂、粉砂或粉土地基6）下列三相比例指标中，可由试验直接测定的是 （ ）A ．孔隙比B ．密度C ．土粒相对密度D ．含水量E ．饱和度5．简答题：1）土中水分哪几类？对土的工程性质各有什么影响？2）如何从土的颗粒级配曲线形态上、不均匀系数及曲率系数数值上评价土的工程性质？3）说明土的天然重度、饱和重度、有效重度和干重度的物理概念和相互关系。

《土力学与地基基础》实验指导书漳州职业技术学院陈海红目录试验一土的密度测定 (2)试验二土的含水量试验 (3)试验三土的相对密度（比重）试验 (4)试验四粘性土的液限、塑限的测定 (5)试验五土的压缩试验 (8)试验六土的直接剪切试验 (11)学时：2学时 一、目的要求：测定土在天然状态下单位体积的质量。

二、试验方法适用范围 一般粘性土，宜采用环刀法易破碎，难以切削的土，可采用蜡封法对于砂土与砂砾土，可用现场的灌砂法或灌水法。

三、仪器设备符合规定要求的环刀，精度为0.01g 的天平，其他：切土刀，凡士林等。

四、操作步骤（1）测出环刀的容积V ，在天平上称环刀质量m 1。

（2）取直径和高度略大于环刀的原状土样或制备土样。

（3）环刀取土：在环刀内壁涂一薄层凡士林，将环刀刃口向下放在土样上，随即将环刀垂直下压，边压边削，直至土样上端伸出环刀为止。

将环刀两端余土削去修平（严禁在土面上反复涂抹），然后擦净环刀外壁。

（4）将取好土样的环刀放在天平上称量，记下环刀与湿土的总质量m 2五、数据记录与计算1、数据记录密度试验记录表（环刀法）2、计算土的密度：按下式计算 Vm m V m 12_==ρ 要求：密度试验应进行2次平行测定，两次测定的差值不得大于0.03g/cm 3,取两次试验结果的平均值。

学时：2学时 一、目的要求土的含水率是土在105—1100C 下烘于恒量时所失去的水的质量和干土质量的百分比值。

土在天然状态下的含水率为土的天然含水率。

试验的目的：测定土的含水率。

二、试验方法适用范围（1）、烘干法：室内试验的标准方法，一般粘性土都可以采用。

（2）、酒精燃烧法：适用于快速简易测定细粒土的含水率。

（3）、比重法：适用于砂类土。

三、仪器设备烘箱：采用电热烘箱；天平：称量200g,分度值0.01g ；其他：干燥器，称量盒。

四、试验操作步骤（1）取代表性试样，粘性土为15—30g,砂性土、有机质土为 50g,放入质量为m 0的称量盒内，立即盖上盒盖，称湿土加盒总质量m 1，精确至0.01g.（2）打开盒盖，将试样和盒放入烘箱，在温度105——1100C 的恒温下烘干。

现代远程教育《土力学及地基基础》课程学习指导书作者：刘忠玉第一章 绪论（一）本章学习目标1．理解地基基础的概念、地基与基础设计必须满足的基本条件（二）本章重点、要点地基基础的概念（三）本章练习题或思考题：1．名词解释：基础、浅基础、深基础、天然地基、人工地基2．简答题：地基基础设计必须满足的基本条件是什么？第二章 土的性质及工程分类（一）本章学习目标1．理解土的三相组成及土的结构，土的渗流规律，土的压实原理2．熟练掌握土的物理力学性质指标，无粘性土和粘性土的物理性质3．学会渗透力与渗透破坏4．能运用土的工程分类（二）本章重点、要点土的物理力学性质指标，无粘性土和粘性土的物理性质，土的工程分类（三）本章练习题或思考题：1．名词解释：粒组、颗粒级配、不均匀系数、曲率系数、结合水、自由水、重度、密度、比重、含水量、干密度、饱和度、孔隙比、孔隙率、饱和度、有效重度、砂土的相对密实度、界限含水量、塑性指数、液性指数、灵敏度、触变性、渗透系数、流砂、管涌、渗流力、临界水头梯度、最优含水量、压实系数、砂土液化、碎石土、粉土、粘性土、淤泥、淤泥质土2．填空：1）__________是指粒径大于0.075mm 的颗粒含量不超过全重50%，且塑性指数小于或等于10的土。

2）省去%号后的液限和塑限的差值称为 。

3）土的结构一般分为单粒结构、蜂窝结构和 。

4）红粘土的液限一般大于 。

5）一基坑底地层产生自下向上的竖直渗流，已知水力梯度为i ，土的饱和重度为sat γ，水的重度为w γ，那么产生流砂的临界条件为sat γ= 。

6）小于某粒径的土粒质量占土总质量10%的粒径，称为 。

7）通常根据 的大小将细砂、粉砂等土划分为稍湿、很湿和饱和三种状态。

8）当液性指数 时，土体处于流塑状态。

3．单项选择题：1）当粘性土中含有较多哪种类型的水时，土具有一定的可塑性？ （ ）A ．强结合水B ．弱结合水C ．毛细水D ．重力水2）在实验室中测定土试样含水量时，常采用 （ ）A ．烘干法B ．比重瓶法C ．环刀法D ．直剪法3）当含水量发生变化时，粘性土的指标将发生变化的是 （ ）A ．液限B ．塑限C ．塑性指数D ．液性指数4）不能反映无粘性土密实度的指标是 （ ）A ．孔隙比eB ．土粒相对密度d sC ．标准贯入试验的锤击数 ND ．干密度d ρ5）假定某土样中，土粒的体积1=s V ，含水量为w ，土粒相对密度为s d ，水的密度为w ρ，孔隙比为e ，则土样的总质量m 为 （ ）A ．w s d ρB ．w s d w ρ)1(+C ．1+eD ．e6）以下土样的液性指数均L I 为0.25，其中属于粘土的是 （ ）A ．w =35%，%30P =wB ．w =30%，%5.26P =wC ．w =25%，%22P =wD ．w =35%，%33P =w7）细砂层中，两点的水头差为0.4m ，渗流长度为20m ， 测得平均渗流速度为mm/s 1013-⨯，则渗透系数为 （ ）A ．mm/s 1024-⨯B ． mm/s 1023-⨯C ．mm/s 1014-⨯D ．mm/s 1052-⨯8）如果土样A 的不均匀系数比土样B 的小，则 （ ）A ．土样A 比土样B 易于压实 B ．土样A 的颗粒比土样B 均匀C ．土样A 的颗粒级配曲线比土样B 平缓D ．土样A 的压缩性比土样B 要高4．多项选择题：1）土中水的下列类型中属于自由水的包括 （ ）A ．强结合水B ．弱结合水C ．重力水D ．固态水E ．毛细水2）塑性指数I p 大于10的土包括 （ ）A ．碎石土B ．粉土C ．粘土D ．粉质粘土E ．砂土3）土粒粒组的界限粒径包括 （ ）A ．200mmB ．20mmC ．2mmD ．0.075mmE ．0.005mm4）淤泥质土的特点是 （ ）A ．在静水或缓慢的流水环境中沉积B ．天然含水量大于液限C ．一般处于流塑状态D ．天然孔隙比在1~1.5之间E ．天然孔隙比大于1.55）流砂产生的必要条件有 （ ）A ．渗流自下而上B ．渗流自上而下C ．动水力大于土的有效重度D ．水头梯度小于0.5E ．细砂、粉砂或粉土地基6）下列三相比例指标中，可由试验直接测定的是 （ ）A ．孔隙比B ．密度C ．土粒相对密度D ．含水量E ．饱和度5．简答题：1）土中水分哪几类？对土的工程性质各有什么影响？2）如何从土的颗粒级配曲线形态上、不均匀系数及曲率系数数值上评价土的工程性质？3）说明土的天然重度、饱和重度、有效重度和干重度的物理概念和相互关系。

第6章土的抗剪强度6.1 学习要求学习要点：掌握库伦定律及强度理论；掌握抗剪强度的测定方法。

了解饱和粘性土的抗剪强度及应力路径。

重点和难点：土的抗剪强度指标的测定，土的强度理论。

6.2 学习要点1. 土的抗剪强度理论★库伦公式土的抗剪强度表达式(库伦公式)为：无黏性土 ϕστtan f = (6-1) 黏性土 ϕστtan f +=c (6-2) 式中 f τ——土的抗剪强度(kPa) ;σ——剪切滑动面上的法向总应力(kPa)；c ——土的黏聚力(kPa) ;ϕ——土的内摩擦角(°)。

c 、ϕ统称为土的抗剪强度指标(参数)。

在στ-f 坐标中(图6-1)，库伦公式为一条直线，称为抗剪强度包线。

ϕ为直线与水平土力学与地基基础学习与考试指导·2· 轴的夹角，c 为直线在纵轴上的截距。

土的抗剪强度不仅与土的性质有关，还与试验时的排水条件、剪切速率、应力状态和应力历史等许多因素有关，其中最重要的是试验时的排水条件。

★抗剪强度的总应力法和有效应力法根据太沙基的有效应力概念，土体内的剪应力只能由土的骨架承担，因此，土的抗剪强度f τ应表示为剪切破坏面上的法向有效应力σ'的函数，即ϕσϕστ'-+'=''+'=tan )(tan f u c c(6-3) 式中 c '、ϕ'——分别为有效黏聚力和有效内摩擦角，统称为有效应力强度指标，对无性土，c '=0;σ'——剪切滑动面上的法向有效应力;u ——孔隙水压力。

因此，土的抗剪强度有两种表达方法，一种是以总应力σ表示剪切破坏面上的法向应力，其抗剪强度表达式为式(6-1)和式(6-2)，称为抗剪强度总应力法，相应的c 、ϕ称为总应力强度指标(参数)；另一种则以有效应力σ'表示剪切破坏面上的法向应力，其表达式为式(6-3)，称为抗剪强度有效应力法， c '、ϕ'称为有效应第6章 土的抗剪强度 ·3·力强度指标(参数)。