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土力学

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第一章土的物理性质及分类 一、名词解释

1.土的结构 2.土的构造 3.土的密度 4.土的重力密度 5.土粒相对密度 6.土的含水量 7.土的干密度 8.土的饱和重度 9.土的有效重度 10。土的空隙比 11.土的空隙率 12.土的饱和度 13.液限 14.塑限 15.塑性指数 16.液性指数 17.碎石土 18.砂土 19.粉土 20.粘性土 二、填空题 1.土是由固体土颗粒、和三相组成的 2.粘性土的软硬状态由划分，据其将粘性土分为坚硬、硬塑、可塑、软塑、流塑五种不同的状态。 3.土的灵敏度越高，其结构性越强，受扰动后土的强度降低就越。 4.砂土是指粒径大于mm的颗粒不超过总质量50％，而粒径大于mm的颗粒超过总质量50％的土。 5.土中各个粒组的相对含量可通过颗粒分析试验得到。对于粒径大于0.075mm的颗粒可用法测定；对于粒径小于0.075mm的颗粒则用法测定。 6.工程上常用不均匀系数Cu来反映粒径级配的不均匀程度，把的土看作级配均匀，把的土看作级配良好。 7.土中液态水可分为和自由水。 8.土与其他建筑材料相比，最显著的特征就是和。 9.土体中的结合水分为和两大类。 10.在土的三相比例指标中，三项基本的试验指标是、、。它们分别可以采用法、法和法测定。 11.工程上按的大小对粘性土进行分类，将粘性土分为粘土和粉质粘土两大类。 12.作为建筑地基的土，可分为岩石、碎石土、砂土、、粘性土和人工填土。 13.碎石土是指粒径大于mm的颗粒超过总质量50 %的土。 14.土的构造最大特征就是，另一特征是土的裂隙性。 填空题答案：1.水，气体； 2.液性指数； 3.多； 4.2ram，

0.075ram； 5.筛分法，比重计法(移液管法)； 6.Cu<5，Cu>10； 7.结合水； 8.多孔性，散体性； 9.强结合水，弱结合水； 10.土的密度，土粒相对密度，含水量，环刀法(灌砂法)，比重瓶法，烘干法(烧干法，炒干法)； 11.塑性指数； 12.粉土； 13.2mm 14.成层性。 三、选择题 1.下列指标可用来评价砂土密实度的是 (1)含水量； (2)孔隙比； (3)土粒比重； (4)相对密实度。 2.颗粒级配曲线很陡时说明。 (1)颗粒分布范围较小；(2)颗粒分布范围较大； (3)颗粒形状为扁平状；(4)颗粒形状为针状。 3.粘性土的塑性指数越大，说明。 (1)土粒比表面积越大；(2)土粒吸附能力越强； (3)土的可塑范围越大；(4)粘粒、胶粒、粘土矿物含量越多。 4.下列矿物，亲水性最强的是。 (1)伊利石； (2)高岭石； (3)云母； (4)蒙脱石。 5.对土骨架产生浮力作用的水是。 (1)重力水； (2)毛细水； (3)强结合水； (4)弱结合水。 6.不同状态下同一种土的重度由大到下排列顺序是。 (1)γsat≥γ≥γd>γ’； (2)γsat≥γ’≥γ>γd； (3)γd≥γ≥γsat>γ’； (4)γd≥γ’≥γsat>γ。 7.不均匀系数的表达式为。

8.已知砂土的天然孔隙比为e=0.303，最大孔隙比emax=0.762，最小孔隙比emin=0.114，则该砂土处于状态。 (1)密实； (2)中密； (3)松散； (4)稍密。 9.已知某种土的密度ρ=1.8g／cm³，土粒相对密度dS=2.70，土的含水量W=18.0％，则每立方米土体中气相体积为。 (1)0.16m³； (2)0.25m³； (3)0.44m³； (4)0.1lm³。 10.如上题，每立方米土体中水的质量为。 (1)275kg； (2)444kg； (3)225kg； (4)552kg。 11.有一完全饱和土样切满环刀内，称得总重量为72.49g，经105~C烘干至恒重为61.28g，已知环刀质量为32.54g，土粒相对密度为2.74。则该土样的天然孔隙比为。 (1)1.069； (2)1.058； (3)1.088； (4)1.002。 12.某原状土样处于完全饱和状态，测得含水量W=32.45％，土粒相对密度ds=2.65，液限WL=36.4％，塑限Wp=18.9％，则该土样的名称及物理状态是。 (1)粘土，软塑；(2)粉质粘土，可塑； (3)粉质粘土，硬塑； (4)粘土，硬塑。 13.已知A和B两个土样的物理性质试验结果如表1—1—1所示。 裹1-1—1 两土样物理性质试验结果 土样则下列结论中，正确的是。

(1)A土样比B土样的粘粒含量多； (2)A土样的天然孔隙比小于B土样； (3)A土样的天然密度比B土样大； (4)A土样的干密度大于B土样。 14.某砂土试样的天然密度ρ=1.74g／㎝³，含水量W=20％，土粒相对密度ds=2.65，最大干密度ρdmax=1.67g／㎝³，最小干密度ρdmin=1.39g／㎝³，则该试样的相对密实度及密实程度为。 (1)Dr=0.25，松散状态； (2)Dr=0.68，密实状态； (3)Dr=0.35，中密状态； (4)Dr=0.28，松散状态。 15.某试样重度γ=17kN／m³，含水量W=22.0％，土粒相对密度ds=2.72，则该土样的孔隙比为。 (1)0.952； (2)0.867； (3) 0.98； (4)0.794。 16·上题中，土样的浮重度为。 (1)18.81kN／m³； (2)8.81kN／m³； (3)8.18kN／m³；(4)18.18kN／m³。 17·无粘性土随着孔隙比的增大，它的密实状态是趋向于。 (1)密实； (2)松散； (3)不变； (4)不能确定。 18·处于天然状态的砂土的密实度一般用来测定。 (1)三轴试验；(2)现场十字板剪切试验； (3)标准贯人试验；(4)荷载试验。 19·属于自由水的土中水是。 (1)重力水； (2)毛细水； (3)强结合水； (4)弱结合水。 20.土的结构有。 (1)单粒结构； (2)絮状结构； (3)蜂窝结构； (4) 柱状结构。 21·下列土的物理性质指标中，反映土的密实程度的是。 (1)土的重度； (2)孔隙比； (3)干重度； (4)土粒比重。 22·下列说法正确的是。 (1)塑性指数表示粘性土处于可塑状态的含水量变化范围； (2)液性指数是判别粘性土软硬状态的指标； (3)液限是粘性土由可塑状态转变为流动状态的界限含水量； (4)缩限是粘性土由流动状态转变为可塑状态的界限含水量。 23.TN叙述正确的是_____。 (1)当IL≤0时，粘性土处于坚硬状态；(2)当IL>1.0时，粘性土处于流塑状态； (3)当IL=0.2时，粘性土处于可塑状态；(4)当IL=一0.72时，粘性土处于硬塑状态。 24.下面有关粘性土的叙述正确的是 . (1)粘性土是指塑性指数小于或等于10的土； (2)粘性土的工程性质与粘粒含量和粘土矿物的亲水性有关； (3)粘性土的性质也与土的成因类型及沉积环境等因素有关； (4)粘性土又称为粘土。 25·下列描述正确的是_____。 (1)由砂粒或更粗土粒组成的土常具有单粒结构； (2)单粒结构土颗粒之间几乎没有联结，可以是疏松的，也可以是紧密的； (3)蜂窝结构主要是由较细的土粒(如粉粒)组成的土的结构形式，其孔隙体积很小； (4)絮状结构土体的孔隙体积较大。 答案:1.(2)(4)； 2.(1)； 3.(1)(2)(3)(4)； 4.(4)； 5.(1)； 6.(1)； 7.(1)； 8.(1)； 9.(1)； 10.(1)； 11.(1)； 12.(1)； 13.(1)； 14. (1)；15. (1)；16. (2)；17. (2)；18. (3)；19. (1) (2)；20. (1) (2) (3)； 21.(1)(2)(3)；22.(1)(2)(3)；23.(1)(2)；24．(2)(3)； 25．(1) (2)(3)(4)。 第二章土的渗流 一、名词解释 1.渗流2.渗透性3.渗透变形4.水力坡降5.水头6.层流7.渗透系数8.流网9.渗透力10.流土 11.临界水力坡降12.管涌 二、填空题 1．饱和土体中发生从A点向B点的渗流，其原因是由于两点之间存在——。 2．按照伯努里方程，水流中一点的总水头可用_____、压力水头和流速水头之和表示。 3．达西定律说明，在_____条件下，渗透速度与水力坡降成正比，并与土的性质有关。 4．渗透系数是一个代表土的_____强弱的定量指标。 5．实验室测定渗透系数的方法，从试验原理上大体可分为_____和变水头法两种。 6．现场测定渗透系数值时，常用现场井孔_____试验或井孔注水试验的方法。 7．抽水试验时，抽水形成一个以井孔为轴心的_____形状的地下水面。 8．不透水岩基上有三层土，土层层面水平，每层土厚度1m，三层土的渗透系数分别为k1=lm／天,k2= 2m／天，k3=6m／天，则三层土水平方向等效(平均)渗透系数等于_____，垂直方向等效(平均)渗透系数等于_____。 9．对于稳定渗流场中的土单元体，单位时间内流人的水量q，与流出的水量q。二者间的关系是_____。 10．满足拉普拉斯渗流微分方程的是两个共轭调和函数，该函数描绘出两族相互正交的曲线即等势线和_____。

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（2）土的非均质和非理想弹性的影响。土的各种结构构造使 土呈现非均质性，且土体也不是理想的弹性体，而是一种具有 弹塑性和粘滞性的介质。但实际工程中，土应力水平较低，土 的应力－应变曲线关系呈线性关系。因此，当土层间的性质差 异并不十分悬殊时，采用弹性理论计算土应力在实用上是允许 的。
（3）地基土可视为半无限体。地基土在水平和深度方向上相 对于建筑物基础的尺寸而言，可视为是无限延伸的，因此，地 基土符合半无限体的假设。
pmax

2P 3Kb

3(L
2P 2 e)b
e>b/6: 出现拉应力区
3.2.4 基底附加压力
p0 p ch p 0h
例题：某矩形基础底面尺寸l=2.4m， b=1.6m，埋深2.0m，所受荷载设计值 m=100kN·m，F=450kN，其他条件见图。 试求基底压力和基底附加压力。
z
3P
2

z3 R5
z

3P
2
(r 2
z3 z2 )5/2

3
2
1 [(r / z)2 1]5/ 2
P z2
z

P z2
查表3.1
3.3.2 竖向分布荷载地基附加应力
若在半无限体表面作用一分布荷载p(x,y)，如图所示。计 算土中某点M(x,y,z)的竖向应力σz。
在基底取微元面积dF=dξdη，则作 用在dF上的集中力:
a 点：z = 0 m，σcz=γz=0; b 点：z = 2 m，σcz=γz=19 ×2=38 kPa c 点：z = 5 m , σcz =∑γihi=19 ×2+10 ×3=68 kPa， d 点：z = 9 m，σcz =∑γihi=19 ×2+10 ×3＋7.1 ×4＝96.4 kPa
土力学公式

土力学公式

一：粒径不均匀系数1010u d C d =曲线的曲率系数6010230d d d C c =土的相对密度wsw s s m m d ρρ==土的天然含水量%100⨯=s w m m ω 土的天然密度V m=ρ 孔隙比svV V e = 孔隙率%100⨯=V V n v 饱和度%100⨯=vw r V VS 土的干密度Vm sd =ρ 土的饱和密度VV m wv s sat ρρ+=浮密度w s a t wv s VV m ρρρρ-=+=' 相对密度)()(D m i n m a x m i n m a xm i n m a x m a x γγγγγγ--=--=e e e e r 1 0.67 0.33塑性指数P L P w w I -= 17 10 3稠度指数PL L c w w w w I --=1活动度mI A P =灵敏度1q q S t =二：毛细水柱上举力θσπθπcos 2cos 2F r r s == 上升高度wd h γσ直径4max =雷诺数粘滞系数管径流速圆管s d v e =R粘滞系数水力半径流速明渠s v e R R =23s18)1(d R s gd s v we -==ρρ粘滞系数砂粒粒径流速水夹带泥沙在土隙中svd m ki ki ki v s vd m 50e 5.010e 0.23n 75.01R ))5.01(200)5((R +===或者一般）（ 达西定律qA=v =ki三：自重应力σcz =γz σcz = γi h i n i=1 中心荷载p =F+G A偏心荷载p min max =F+G A±M W=F+G A1±6e ℓ其中p max =2（F+G)3b （ℓ2 −e ）布森涅斯克解σz =αF z 其中α=32π1z 2+1 52变形模量Rv v πθρσ2cos ',z =四：变形量1121211s h e e e h h i +-=-=压缩系数a =e 1−e 2p 1−p 2压缩指数C c =e 1−e 2lgp 2−lgp 1=e 1−e 2lg p 2p 1压缩模量E s =1+e 1a4 20 E 0=ω 1−μ2p 1b s 1p 1：载荷试验p-s 曲线的直线段末尾对应的荷载；s 1：与所取定的比例界限荷载p 1相对应的沉降；b ：承压板的边长或者直径；μ：地基土的泊松比ω：沉降影响系数，刚性方形承压板取0.88，圆形取0.79 一般土σznσczn ≤0.2软土σznσczn ≤0.1五：有效应力c+='1t a n )u -ϕστ（莫尔圆222)2()2(xyyx yx τσστσσσ+-=++-判断破坏ϕϕσσσσs i n c o t2=++-c y x yx六：bb c d cr γϕπϕγϕγπ=+-++=2cot )25.0cot (p 普朗特—赖斯纳qc u qN cN p +=魏西克r q c u bN qN cN p γ21++=饱和粘土时d c p u γ+=14.5粘土饱和条形d l d l b c p u γ+++=)2.01)(2.01(5太沙基r q c u bN qN cN p γ21++=不发生整体剪切破坏''2132r q c u bN qN cN p γ++=)t a n 32a r c t a n (ϕϕ=长方形基础r q c u bN qN cN p γ4.02.1++=圆形基础rq c u N b qN cN p 直径γ3.02.1++=七：αϕγγαϕt a n t a n t a n t a n K s a t s ，侵==瑞典粉分条法sii i i sfii K N l c K T ϕτtan +==其中∑∑+=ii ii s h h b cL K θγθϕγsin b cos tan 弧长毕晓普∑∑-+=iii i s Wbu W b c m K iθϕθsin ]tan )([1',自重孔隙水应力自重其中sii K m i θϕθθsin t an co s '+=八：静止γz K P 00=ϕsin 10-=K2021H K E s γ=兰金主动zp a γϕ)245(tan 2-︒=被动zp a γϕ)245(tan 2+︒=粘性土a a a K c z K p 2-=γ 而γγ22225.0c K cH KH E a +-=被动p p P K c z K p 2+=γ KcH KH E a 25.02+=γ库伦。

高等土力学

高等土力学

一、名词解释 1、固结：根据有效应力原理，在外荷载不变的条件下，随着土中超静孔隙水压力的消散，有效应力将增加，土体将被不断压缩，直至达到稳定，这一过程称为~。

单向固结：土体单向受压，孔隙水单向渗流的条件下发生的固结。

2、固结度：在某一荷载作用下，经过时间t后土体固结过程完成的程度。

3、平均固结度：在某一荷载作用下，经过时间t后所产生的固结变形量与该土层固结完成时最终固结变形量之比称为~。

4、固结系数：反映土的固结特性，孔压消散的快慢，与渗透系数k成正比，与压缩系数a成反比，(1)vvwkeCaγ+=⋅ 5、加工硬化（应变硬化）：正常固结粘土和松砂的应力随应变增加而增加，但增加速率越来越慢，最后趋于稳定。

6、加工硬化定律（理论）：计算一个给定的应力增量引起的塑性应变大小的准则。

7、加工软化（应变软化）：在密砂和超固结土的试验曲线中，应力一般是开始时随应变增加而增加，达到一个峰值后，应力随应变增大而减小，最后趋于稳定。

8、压硬性：土的变形模量随围压增加而提高的现象。

9、剪胀性：由剪应力引起的体积变化，实质上是由于剪应力引起的土颗粒间相互位置的变化，使其排列发生变化，加大颗粒间的孔隙，从而体积发生了变化。

10、屈服准则：可以用来弹塑性材料被施加应力增量后是加载还是卸载或是中性变载，即是否发生变形的准则。

屈服准则用几何方法来表示即为屈服面（轨迹）。

11、流动准则：在塑性理论中，用于确定塑性应变增量的方向或塑性应变增量张量的各个分量间的比例关系的准则，也叫做正交定律。

塑性势面g与屈服面f重合（g=f），称为相适应的~；如果gf≠，即为不相适应流动规则。

12、物态边界面：正常固结粘土'p，'q和v三个变量间存在着唯一性关系，所以在 ''pqv−−三维空间上形成一个曲面称为~，它是以等压固结线NCL和临界状态线CSL为边界的。

13、临界状态线：初始等向压缩曲线由于偏应力的增加，土体中剪应力增加，孔隙比改变，AB曲线在三维空间坐标系中脱离原水平面e-p向上方移动，达到破坏时，对应的空间曲线叫~。

《土力学》知识点总结

《土力学》知识点总结

第一章 土的物理性质一 思考题1 土是如何生成的？它与其他材料的最大区别是什么？答：土是地壳岩石经受强烈风化的产物，是各种矿物颗粒的集合体。

与其他材料的最大区别是：①一般的建筑材料可由设计人员指定品种或型号，品种或型号一旦确定，力学性质参数也就确定；土则不同，建筑物以天然土层作为地基。

拟建地点是什么土，设计人员就以这种土作为设计对象，且由于土是自然历史的产物，性质很不均匀，而且复杂多变。

②土的应力-应变关系是非线形的，而且不唯一； ③土的变形在卸荷后一般不能完全恢复； ④土的强度也是变化的； ⑤土对扰动特别敏感。

2 土是由哪几部分组成的？答：自然界的土体由固相（固体颗粒）、液相（土中水）和气相（土中气体）组成，通常称为三相分散体系。

3 什么叫土粒的颗粒级配？如何从级配曲线的陡缓判断土的工程性质？答：天然土体中包含大小不同的颗粒，为了表示土粒的大小及组成情况，通常以土中各个粒组的相对含量来表示，称为土的颗粒级配。

根据曲线的坡度和曲率可判断土的级配情况。

如果曲线平缓，表示土粒大小都有，即级配良好；如果曲线较陡，则表示颗粒粒径相差不大，粒径较均匀，即级配不良。

级配良好的土，较粗颗粒间的孔隙被较细的颗粒所填充，因而土的密实度较好。

4 何谓土的结构？土的结构有几种？答：土的结构是指土在成土过程中所形成的土粒的空间排列及其联结形式，与组成土的颗粒大小、颗粒形状、矿物成分和沉积条件有关。

一般可归纳为单粒结构、蜂窝结构和絮状结构三种基本类型。

5 土的物理性质指标有几个？哪些是直接测定的？如何测定？答：土的物理性质指标有：土的密度、土粒相对密度、土的含水量、土的干密度、土的饱和密度、土的有效密度、土的孔隙比和孔隙率等。

土的密度（通过环刀法测定）、土粒相对密度（通过比重瓶法测定）和土的含水量（通过烘干法测定）是直接测定的物理性质指标。

6 土的物理状态指标有几个？答：土的物理状态，对于无粘性土是指土的密实程度，对于粘性土则是指土的软硬程度，也称为粘性土的稠度。