土力学与地基基础复习概要含答案.doc

第一章粒组、颗粒级配的定义。粒组：把工程性质相近的土粒合并为一组土的颗粒级配：土中各个粒组的相对质量含量（即各粒组质量占土粒总质量的百分数）来表示，称为土的颗粒级配。颗粒级配的测定方法（两种）。筛分法：适用于粗粒土 (粒径0.075 mm)沉降分析法（比重计法）：适用于细粒土 (粒径0.075 mm)不均匀系数、曲率系数的定义，及其取值对颗粒级配的影响。不均匀系数cu反映大小不同粒组。cu越大表示土粒大小的分布范围越大，其级配越良好。曲率系数cu描述的是累积曲线的分布范围，反映曲线的整体情况。如果cu5且cc=13，级配良好的土；如果 cu 3 或cc l/6时的公式2-9）基底压力的影响因素基底压力的分布与基础的大小和刚度、作用于基础上的荷载大小和分布、地基土的力学性质、地基的均匀程度以及基础的埋深等许多因素有关。基底附加应力的概念，及计算。（公式2-12中的0）从建筑物建造后的基底压力中扣除基底标高处原有土的自重应力后，才是基底平面处新增加于地基表面的压力。地基中的附加应力的概念，了解如何通过查表、角点法计算矩形荷载下地基中的附加应力。地基中的附加应力:新增外加荷载在地基土体中引起的应力.了解地基中附加应力的分布规律（51页）(1) z的分布范围相当大，不仅分布在荷载面积之内，还分布到荷载面积之外，这就是所谓的附加应力扩散现象(2)在离基础底面不同深度的各个水平面上，基底中心点下轴线处的z为最大，离开中心轴线越远， z越小(3)在荷载分布范围内任一点竖直线上的z值，随着深度增大而逐渐减小(4)方形荷载引起的z影响深度比 条形基础小得多(5) x和xz的等值线可说明，土侧压力的影响范围较浅，基础下地基上侧向变形主要发生在浅层；而xz的最大值出现在荷载边缘，所以位于基础边缘处的土易发生剪切破坏双层地基的情况，发生应力集中或应力扩散现象的条件。发生应力集中现象的条件是岩层上覆盖着不厚的可压缩土层应力扩散现象的条件是上层坚硬、下层软弱的双层地基第三章达西定律的定义及适用性（考虑粘性土和较大水力坡度的条件下是什么情况？）达西定律：水在土中的渗透速度与渗流能量（水头）损失之间关系的规律适用条件：层流（线性流）的情况大部分砂土，粉土；疏松的粘土及砂性较重的粘性土了解渗透系数的试验测定方法。室内试验测定方法：常水头试验法、变水头试验法野外试验测定方法：井孔抽水试验、井孔注水试验渗透力的计算。流土现象的本质、易发的土体类型、突发性特征，防治措施。流土现象的本质：在向上的渗透作用下，表层局部土体颗粒同时发生悬浮移动的现象易发的土体类型：颗粒级配的饱和细、粉砂和粉土层中突发性特征：一般是突发性的，破坏过程短、对工程危害很大防治措施：1、减小或消除水头差；2、增加渗流路径长度；3、在渗流溢出处用透水材料覆盖压重以平衡渗透力；4、土层加固处理，减小土的渗透系数。掌握管涌现象的本质、易发的土体类型、渐进性特征，管涌发生的条件（两个）及防治措施。管涌现象的本质：在渗流作用下，一定级配的无粘性土中的细小颗粒，通过较大颗粒所形成的孔隙发生移动，最终在土中形成与地表贯通的管道。易发的土体类型：一般发生在特定级配的无粘性土或分散性粘土渐进性特征：一般有一个发展过程，破坏过程相对较长，是一种渐进性的破坏管涌发生的条件：1、几何条件。粗颗粒所构成的孔隙直径大于细颗粒直径。2、水利条件。渗透力能够带动细颗粒在孔隙间滚动或移动。防治措施：1、改变水力条件，降低土层内部和渗流溢出处的渗透坡降；2改变几何条件，在渗流溢出部位铺设层间关系满足要求的反滤层，是防止管涌破坏的有效措施。有效应力原理的概念。描述总应力、有效应力和孔隙压力三者之间的关系的理论原理。当土体承受力系时，作用于任一平面上的总应力是由土骨架所发挥的有效应力和孔隙中流体所承受的孔隙压力来共同承担。第四章了解土的压缩主要是孔隙体积的减少。土的压缩性是指土在压力作用下体积缩小的特性压缩量的组成掌握通过室内压缩性试验，可以获得的压缩性指标（三个，压缩系数、压缩指数、压缩模量，各自的定义）压缩系数: 土体在侧限条件下孔隙比减少量与竖向压应力增量的比值压缩指数: e-lgp曲线的后段接近直线压缩模量: 土在侧限条件下竖向压应力与竖向总应变的比值了解变形模量与压缩模量的关系。（公式4-10、4-11）掌握分层总和法的计算步骤。（包括必要的计算公式，分层及计算深度的确定）1、分层2、计算基地中心点下各分层面上的自重应力与附加应力并绘制自重应力和附加应力分布曲线3、确定地基沉降量计算深度4、计算各分层土的平均自重应力和平均附加应力5、令，从该层土的压缩曲线中由及查出相应的和6、按计算每一层的变形量7、按求和即为低级的最终沉降量了解规范法，掌握用附加应力面积计算地基压缩量的思路。掌握先期固结应力、超固结比ocr的概念。土按ocr的分类。先期固结应力：天然土层在形成历史上沉积，固结过程中受到过的最大固结应力超固结比ocr：先期固结应力和现在所受的固结应力之比土按ocr的分类：正常固结土（ocr=1即先期固结应力等于现有的固结应力）、超固结土（ocr1即先期固结应力大于现有的固结应力）、欠固结土（ocr1即先期固结应力小于现有的固结应力）掌握确定先期固结应力的经验作图法步骤。（81页）1、在e-lgp曲线上，找出曲率最大点m2、过点m作水平线mh和切线mt3、作水平线mh与切线mt所夹角的平分线am4、作e-lgp曲线直线段的向上延长交am于点b，则点b的横坐标即为所求的先期固结应力pc了解通过室内压缩曲线推求现场压缩曲线的方法（81页开始，三种情况）欠固结土层的现场压缩曲线的推求方法类似于正常固结土太沙基一维固结理论的假设。1、 土中水的渗透只沿竖向发生，而且服从达西定律，土的渗透系数k为常数2、 相对于土的孔隙，土颗粒和水都是不可压缩的，因此土的变形仅是孔隙体积压缩的结果，而且土的压缩服从压缩定律3、 土是完全饱和的，土的体积压缩量与空袭中排出的水量相等，而且压缩变形速率取决于渗流速率有效应力和孔隙水压力在固结过程中的变化。在渗透固结过程中，伴随着孔隙水压力的逐渐消散，有效应力在逐渐增长，土的体积也就逐渐减小，强度随之提高。掌握有关固结-时间的工程问题的计算方法（cv、tv，及公式4-43，特别注意土层厚度）第五章库伦公式，抗剪强度指标定义。库伦公式: 抗剪强度指标定义:c：土的粘聚力；：土的内摩擦角公式5-6,抗剪强度包线与莫尔应力圆的三种关系，极限平衡条件（公式5-9,5-10），破坏面与大主应力面的夹角。破坏面与大主应力作用面的夹角为直剪试验的缺点。缺点：剪切破坏面固定为上下盒之间的水平面不符合实际情况，不一定是土样的最薄弱面。试验中不能严格控制排水条件，对透水性强的土尤为突出，不能量测土样的孔隙水压力。 上下盒的错动，剪切过程中试样剪切面积逐渐减小，剪切面上的剪应力分布不均匀三轴压缩试验根据排水条件不同的三种试验方法。1.固结排水试验2.固结不排水试验3.不固结不排水试验无侧限抗压强度试验，对应的抗剪强度指标（公式5-14）。p98孔隙压力系数a和b的含义；饱和黏性土条件下，孔隙压力系数a和b的计算（公式5-22）；正常固结土和超固结土中a值的变化。a是在偏应力条件下的孔隙应力系数，综合反映主应力差1-3作用下孔隙应力变化情况的一个指标。b为施加各向等压条件下的孔隙应力系数。它反映的是土体在各向等压作用下，孔隙应力变化情况的指标，也反映土体饱和程度。正常固结土a值为0.5-1.0超固结土中a值为0-0.5三轴试验的三种方法下掌握：不同试验方法下抗剪强度指标的相互关系；同一试验条件下总应力强度指标和有效应力强度指标的关系。不固结不排水：试样在施加压力和随后施加竖向压力直至剪切破坏的整个过程种都不允许排水，试验自始至终关闭排水阀门。固结不排水试验：试样在施加周围压应力3时打开排水阀门，允许排水固结，待固结稳定后关闭排水阀门，再施加竖向压力，使试样在不排水的条件下剪切破坏。固结排水试验：试样在施加周围压应力3时允许排水固结，待固结稳定后，再在排水条件下施加竖向压力至试件剪切破坏。对于总应力法而言，同一种土，用不同的方法做试验，得出的抗剪强度指标不一样而有效应力法的抗剪强度指标c和是常数，方法与指标有唯一对应关系。掌握例题5-1、5-2及习题中的计算题。应变软化的定义，残余强度的定义（108页）；剪胀和剪缩的定义、发生的条件，临界孔隙比的定义（109页）。应变软化:坚硬的超压密粘性土的剪切应变曲线会出现剪应力的峰值，即土的峰值抗剪强度，峰后强度随剪切位移增大而降低。残余强度:随着剪切位移逐渐增大，其剪切强度最终趋于某一稳定值剪胀:超固结土体积先减小后增大。剪缩:正常固结土在剪切过程中体积不断减小.发生的条件：临界孔隙比:对一定侧限压力下的同种砂土来说，紧密的和松散的砂土最终殊途同归，两者的强度最终趋于同一数值，且最终孔隙比也大致趋向于某一定值ecr.浅基础地基破坏的三种模式、各自易发的土类型。整体剪切破坏：常发生在浅埋基础下的密砂或硬粘土等坚实地基中。冲剪破坏：主要发生在松砂和软粘土中。局部剪切破坏：常发生在中等密实砂土中。临塑荷载、临界荷载和极限荷载的定义，三者相互关系。（承载力公式不用记）临塑荷载：外荷载作用下，地基中刚开始产生塑性变形时基础底面单位面积上的荷载。临界荷载：地基中塑性变形区最大深度为不同值时的基底压力。极限荷载：地基濒临破坏（即弹塑性变形阶段转变为破坏阶段）时，地基所承受的基地压力。关系：临塑荷载临界荷载极限荷载第六章三种土压力的定义和分类，相互之间大小关系。静止土压力:挡土墙在压力作用下不发生任何方向的位移，墙后填土处于弹性平衡状态时，作用在挡土墙背的土压力ea主动土压力:在土压力作用下，挡土墙离开土体向前位移至一定数值，墙后土体达到主动极限平衡状态时作用在墙背的土压力e0被动土压力:在外力作用下，挡土墙推挤土体向后位移至一定数值，墙后土体达到被动极限平衡状态时，作用在墙上的土压力epea e0 ep影响土压力因素。1.挡土墙的位移 2.挡土墙的形状 3.填土的性质静止土压力的计算，静止土压力系数的经验公式。（121页最后） 郎肯土压力理论的假设，主动土压力和被动土压力的作用方向及计算方法，合力作用点的计算方法（考虑墙后超载、有地下水的情况）假设：1.挡土墙背垂直、光滑 2.填土表面水平 3.墙体为刚性体主动土压力作用在墙背的土压力被动土压力作用在墙上的土压力库伦土压力的适用条件。库伦土压力的使用范围：墙后填土是理想的散粒体，滑动破坏面为一平面，滑动土楔体视为刚体挡土墙验算的内容。（137页三点）1.稳定性验算 2.地基承载力验算 3.墙身强度验算抗滑移和抗倾覆验算的原则。（公式6-37、38） 挡土墙增加抗倾覆稳定性的措施、增加抗滑移稳定性的措施（138页四点，139页四点）抗倾覆：1.扩大墙断面尺寸，增加墙身重量u 2.墙趾伸长u 3.修改墙背形状（仰斜）u 4.在挡土墙垂直墙背上做卸荷台抗滑移：1.扩大墙断面尺寸，增加墙身重量，增大抗滑力u 2.挡土墙底面作砂、石垫层，增大抗滑力u 3.加大逆坡角度u 4.在软土地基上，其他方法无效或不经济时，可在墙踵后加托板，利用托板上土重抗滑，托板与挡土墙之间用钢筋连接。无粘性土土坡稳定性的判断依据。对于均质无粘性土坡，理论上土坡的稳定