土力学内容总结

二、课程的基本要求 学完“土力学”后，应达到以下基本要求： ① 认识土为松散体这一特点，并以此解释土的变形规律、渗透性质、强度特性； ② 掌握土的物理性质及其基本指标，土的分类，确定土的物理状态和土的定名，以及土的物理性质指标和土的强度和变形的关系； ③ 掌握土中应力分布，地基变形，一维渗透固结理论，库仑——莫尔强度理论； ④ 要求掌握库仑、朗金土压力计算理论及适用范围，以及几种常见情况的土压力计算； ⑤ 掌握土坡稳定的一些基本概念和土坡稳定计算的条分法，了解摩擦圆法和增加土坡稳定的一些措施。 三、 课程的基本内容以及重点难点 绪 论 介绍“土力学”的主要内容、任务和工程应用成就。 第一章 土的物理力学性质 讲授内容：土的生成，土的粒径组成和矿物成分，土中的水和气体，土的三相含量指标，土的物理状态及指标，土的工程分类。 自学内容：土的结构及其联结，土的膨胀、收缩及冻胀。 重点：土的组成，三相含量指标和物理状态指标的计算，土的分类。上述实验方法和资料整理。 难点：认识土的物理指标和状态指标的变化对土性质的影响。 第二章 土的渗透性及水的渗流、第三章 土中应力和地基应力分布 讲授内容：土中一点的应力状态和应力平衡方程，土的渗透性，饱和土的有效压力和孔隙水压力，在简单受力条件下地基中应力分布，基底的接触应力，刚性基础基底压力简化算法，弹性半无限体内的应力分布。 自学内容：部分饱和土的孔隙压力及有效压力，孔隙压力系数。 重点：土的渗透性和有效压力的概念，饱和土的有效压力和孔隙水压力计算，弹性半无限体内的应力分布计算。 难点：在渗透条件下，土的有效压力和孔隙水压力计算。 第四章 土的变形性质及地基沉降计算 讲授内容：土的弹性变形性质，土的压缩性，饱和粘土的渗透固结和太沙基一维固结理论，试验方法测定土的变形模量，地基沉降计算，沉降差与倾斜，饱和粘土的沉降过程。 自学内容：太沙基一维固结方程的详细推导和固结度公式的推导。 重点：土的压缩性和压缩性指标，土的固结概念，地基沉降的计算。 难点：基底非均匀压力时地基沉降的计算，各种荷载应力图形下固度的计算。 作业量：计算题4-5道，概念题2-3道 第五章 土的抗剪强度 讲授内容：摩尔——库仑强度理论，土中一点应力平衡和应力平衡条件议程，抗剪强度实验，砂土和粘土的抗剪强度。 自学内容：了解应力路径及其影响。 重点：摩尔——库仑强度理论及公式，抗剪强度实验。 难点：几种抗剪强度实验中的应力状态。 第六章 天然地基承载力 讲授内容：地基的破坏形态，地基临塑压力，浅基础的极限承力的近似解（魏西克——勃朗特公式），按规范确定地基极限承载力，地基承载力的荷载试验。 自学内容：了解原位测试确定地基承载力的几种方法。 重点：地基临塑压力，浅基础的极限承力，按规范确定地基极限承载力。 难点：极限承载力。 第七章 土压力 讲授内容：土压力的概念和分类及决定性因素，静止土压力的计算，朗肯土压力理论，库仑土压力理论，荷载作用下土压力的计算，粘性土的土压力，成层土的土压力计算。 自学内容：土压力的作图法 重点：朗肯土压力理论，库仑土压力理论，。 难点：粘性土和成层土土压力的计算。 中南大学土力学习题 第一章 土的物理性质

1． 土的三相比例指标包括：土粒比重、含水率、重度、孔隙比、孔隙率和饱和度，其中能够直接为试验所取得的是哪三个？ 答：能够直接为试验所取得的是土粒比重，含水量，重度。 2． 评价砂土和粘性土的物理指标分别有哪些？

答：评价砂土的物理指标有孔隙比e、相对密实度rD和标准贯入试验击数63.5N

评价粘性土的物理指标有最大干重度maxd、最优含水率op、压实系数c



3．有一种土样，孔隙率50%n，土粒比重2.7sG，含水率是37%，则该土样处于何种状态？

答：因为/(1)1enn，0.372.71.01srwGSe，所以该土样属于饱和状态。 4．已知土粒的土粒比重2.70sG，含水率30%，则10kN的土重中干土和水的重量各为多少？若土的孔隙率50%n，则此时孔隙的体积为多少？ 解：

33

107.7110.3107.72.37.70.2852.71050%0.2851150%swssswvsWWkNWkNWVmGnVVmn







 5．有一块503cm的原状土样质量为95.15g，烘干后质量为75.05个，已知土粒比重2.67sG，求天然重度、干重度d、饱和重度sat、浮重度'、天然含水率、孔隙比e、孔隙率n、饱和度rS，并比较、d、sat、'数值的大小。

解：土的天然重度 53695.151019.03/5010WkNmV





土的干重度 53675.051015.01/5010sdWkNmV





土的含水率 95.1575.05100%100%26.78%75.05ssWWW

土的饱和重度 3(1)19.03(2.671)1019.39/(1)2.67(126.78%)ssatwsGkNmG





土的浮重度 3'19.39109.39/satwkNm

土的孔隙比 2.6710110.77915.01swdGe

土的孔隙比 e0.779n=0.4381+e10.779



土的饱和度 26.78%2.67S91.8%0.779srGe

各种不同重度之间的关系为：sat＞＞d＞' 6．某土坝施工时，土坝材料的土粒比重为2.70sG，天然含水率为10%，上坝时的虚土干重度为312.7/dkNm，要求碾压后饱和重度达到95％，干重度达到316.8/kNm，如每日填筑坝体35000m，问每日上坝多少虚土？共需加多少水？ 解：土的天然重度 (1)12.7(110%)13.97%dw

当土的干重度达到 316.8/kNm,饱和度为95％时，由下式 '''

'

'''

13.972.700.95[(1)](1)2.7010(1)13.97ssrwsswGSG



求得土的含水率 '96.78%

'3'

13.977.1/1196.78%dkNm



填筑坝体35000m需要虚土'3500050007.12795()12.7ddm

答案

坝体重量 ''(1)(196.78%)50007.169857dWVkN

需要加水 279512.769857279512.734361()wWWkN答案 第二章 土的渗透性及水的渗流 1．影响土的渗流性的因素主要有哪几种？ 答：影响土的渗流性的因素主要有： ①土的粒度成分及矿物成分； ②结合水膜的厚度； ③土的结构构造； ④水的粘滞度； ⑤土中气体。 2．什么是流砂？什么是管涌？它们之间有何不同？ 答：当水由下向上渗流时，若向上的动水力与土的有效重度相等时，此时土颗粒间的压力等于零，土颗粒处于悬浮状态而失去稳定，这种现象就称为流砂现象。 水在砂性土中渗流时，土中的一些细小颗粒在动水力的作用下，可能通过粗颗粒的孔隙被水带走，这种现象称为管涌。 流砂现象是发生在土体表面渗流逸出处，不发生与土体内部；而管涌现象可以发生在渗流逸出处，也可以发生于土体内部。 3．不透水岩基上有水平分布的三层土，厚度均为1m，渗透系数分别为

1231/,2/,10/kmdkmdkmd，则等效土层的竖向渗流系数zk为多少？

解：等效竖向渗透系数： 31311111.987/1111210iiziiihkmdhk











4．已知土体比重，孔隙比，求该土的临界水力梯度。 解：土的饱和重度 32.711018.5/111ssatwGekNme 临界水力梯度 '18.5100.8510satwcwwi 5．如习题图2-1所示，在9m厚的粘性土层上进行开挖，下面为砂层。砂层顶面具有7.5m高的水头。问：开挖深度为6m时，基坑中水深h至少多大才能防止发生流土现象？

解：由公式 1212

qlqlkAhAh



得22112(7.52.02.02.0)0.754lhhml B点的测压管水头为：2.02.02.00.756.75m 6．如上题图所示，某基坑下土层的饱和密度32/satgcm，当基坑底面积为2010mm，如果忽略基坑周边的入渗，试求为保持水深1m需要的抽水量。（粉质粘性层61.510/kcms

）

解：qlkAh 6431.5102010(7.52.02.01.0)101.875/4kAhqcmsl



第三章 土中应力和地基应力分布 1． 某层土及其物理性质指标如图所示，计算土中自重压力。