土力第3次作业与答案分析

1、作业 1 一、填空题： 1、土 中液态 水 主 要有结合水 和自由 水 两类 2、自由水按其移动所受作用力的不同，可分为重力水 和 毛细水 3、土的结构有三种，包括单粒结构、蜂窝结构和絮状结构 。 4、土体的应力，按引起的原因分为自重应力和附加应力 两种 二、名词解释： 1、土的粒度成分： 2、土的三相比例指标 3、稠度： 三、问答题： 1、比较土中各类水的特征，并分析它们对土的工程性质的影响。 答：液态水：土中液态水指存在于土体孔隙中的水，可分为自由水 土中水的存在形式固态水：根据对土工程性质的影响，固态水可作为土矿 物颗粒的一部分。 气态水：气态水作为土中气体的一部分。 （一）结合水 1

2、、定义：粘土颗粒表面通常带负电荷，在土粒电场范围内，极性分子的水 和水溶液中的阳离子， 在静电引力作用下， 被牢牢吸附在土颗粒周围， 形成一层 不能自由移动的水膜，这种水称为结合水。 2、分类 在土粒形成的电场范围内， 随着距离土颗粒表面的远近不同， 水分子和水化离子 的活动状态及表现性质也不相同。 根据水分子受到静电引力作用的大小， 结合水 分为强结合水 定义： 指紧靠粘土颗粒表面的水， 颗粒表面的静电引力最强， 把水化离子和 极性水分子牢固地吸附在颗粒表面，形成固定层。 性质：近于固体，不能传递静水压力，具有极大的粘滞性、弹性和抗剪强度， 熔点： 105 左右时。当粘土中只含强结合水时，粘

3、土呈固体状态，磨碎后呈粉 末状态。 2）.弱结合水 定义：弱结合水位于强结合水的外围， 仍受到一定程度的静电引力作用， 占 有结合水膜的大部分。 性质：呈粘滞体状态。不能传递静水压力， 但当相邻土颗粒水膜厚度不等时， 水能从水膜较厚的颗粒移向水膜较薄的颗粒。 当土中含有较多的弱结合水时， 即 表现为高塑性、易膨胀收缩性、低强度和高压缩性。 结合水在土中的含量主要取决于土的比表面的大小。 要理解水的相互作用关 系，才能掌握土的工程性质。例 1：粘土矿物的颗粒细，比表面大，能大量吸附 结合水。结合水使粒间透水的孔隙大为缩小，甚至充满，导致粘性土透水性差。 另外，存在的结合水使颗粒互不接触， 便具有

4、滑移的可能； 同时相邻土粒间的结 合水因受颗粒引力的吸附， 使粒间具有一定的联结强度， 所以粘性土又具有粘性 和可塑性。 （二）自由水： 1定义：指存在于土粒形成的电场范围以外能自由移动的水。 2性质：和普通水相同，有溶解能力，能传递静水压力。 3分类：按自由水移动时所受作用力的不同，自由水可分为 1）重力水 定义：指在重力或压力差作用下，能在土中自由流动。 性质：一般指地下水位以下的透水土层中的地下水，它对土粒有浮力作用。 重力水直接影响土的应力状态， 并应注意建筑物的防渗要求和基坑 （槽） 开挖时 采取降（排）水措施。 2.毛细水 定义：指受到水与空气交界面处表面张力作用的自由水。 性质：

5、存在于地下水位以上的透水层中， 毛细水上升高度对建筑物底层的防潮 有重要影响。 当土孔隙中局部存在毛细水时，使土粒之间由于毛细压力互相靠近而压紧， 土因此会表现出微弱的凝聚力， 称为毛细凝聚力。 如这种凝聚力的存在， 使潮湿 砂土能开挖成一定的高度，但干燥以后，就会松散坍塌。 2、地基土压实效果受哪些因素的影响？ 答： 地基土压实的效果受很多因素影响，归类分析有内因和外因两个方面。 内因主要包括土质类型和含水量， 外因则主要包括压实能量、 压实机具和压实方 法等。 3、何谓自重应力和附加应力？ 答：由土体自身重量所产生的应力称为自重应力 由外荷引起的土中应力称为附加应力。 4、在基底总压力不变

6、的前提下，增大基础埋置深度对土中应力分布 有什么影响？ 答：当基础埋置深度增加时，其地基土的变形模量随深度增加，沿荷载对称轴 上的应力 z 有增大的现象，这已被理论和实践研究结果所证实。这种现象在砂 类土中尤其显著， 一般认为较深处的土体， 侧向变形受较大限制， 因而沿外力作 用线附近的附加应力出现应力集中的现象。 四、计算题 1、某土样在天然状态下体积为 63cm3，称得其质量为 115g，烘干后 称得质量为 98.29g，根据实验得到的土粒比重 ds 为 2.8，求试样的湿 密度、干密度、饱和密度、含水率、孔隙比、孔隙率和饱和度。 解 : (1) p=m/V=115/63=1.8g/cm3

7、 (2) mw=mms=115 98.29=16.71g W= mw / mS=16.71/98.29=17% (3) Vs= mS / ds = 98.43/2.8=35.2 cm3 Vv =V Vs =63 35.2=27.8 cm3 e= Vv / Vs =27.8/35.2=0.79 (4) n= Vv /V=27.8/63=44.1% (5) Vv = mw / p w =16.71/1=16.71 cm3 (6) Sr = Vw/Vv =16.71/27.8=60% 填空题： 1、土的抗剪强度指标是指库仑强度，土体剪应力等于 抗剪强度时的临界状态称为 土的极限平衡状态 。 2、土体

8、 一点的极限平衡条件是 ，土体受力截面的极限平衡条件 是 。 3 、地基破坏形式可分为整体剪切破坏、 局部剪切 破坏 、 冲剪破坏 。 4、三轴剪切试验按排水条件 可分为不固结不排水剪、 固结不排水剪 和固结排水剪三种 试验方法。 5、朗肯理论计算挡土墙土压力时，适用条件是墙背垂 直、墙背直立。 名词解释： 1、土的抗剪强度 答：是指土体抵抗剪切破坏的极限能力。 2、土的极限平衡状态 答：土体中的剪应力等于土的抗剪强度 时的临界状态称之为土的极限平衡状态。 3、地基承载力 答：是指在保证强度、变形和稳定性，能满足 设计要求的条件下，地基土单位面积上所能承受的荷载。 4、静止土压力 答：当挡土墙

9、的刚度很大，在土压力作用下墙 处于静止不动的状态， 2014 年中考冲刺综合复习指导北京地区试题 广东地区试题 江苏地区试题 即位移为 0 时，墙后土体处于弹性平 衡状态，此时，墙背所受的土压力称为静止土压力。 5、主动土压力 答：当挡土墙在土压作用下背离墙背方向移动 或移动时， 墙后土压力逐渐减小， 墙后土体逐渐失去原来的弹性平衡 状态，当填土达到主动极限平衡状态时， 此时作用在挡土墙的土压力 称为主动土压力。 6、被动土压力 答：当挡土墙想着填土方向平移或转动时，产 生想着填土方向的位移或者变形， 使墙背填土逐渐压密而失去原来的 弹性平衡状态， 当位移达到一定数量， 使墙后填土处于被动极限

10、平衡 状态时，此事作用在挡土墙的土压力称为被动土压。 问答题： 1、简述影响土体抗剪强度的主要因素。答 :土的组成、原始密 度、孔隙比及含水量等因素，土的结构性、应力历史、加荷条件、土 的各向异性、应变强度软化。 2、地基的整体剪切破坏分几个阶段？各阶段的特征是什么？答： 分三阶段。阶段一：当基础荷载较小时，基底压力与基础沉降基本上 是直线关系。阶段二：当荷载增加到某一值时，在基础边缘处的土最 先产生塑性剪切破坏， 随着基础荷载的增加， 塑性剪切破坏区域逐步 扩大，基底压力与基础沉降不再呈直线关系，表现为曲线关系，基础 沉降增长率较前一阶段增大。阶段三：当荷载达到极限和灾后，地基 土中塑性破坏

11、区发展呈连续滑动面， 并延伸到地面， 荷载稍有增 加， 基础急剧下降、倾斜，土从基础两侧挤出并隆起，整个地基失去稳定 而破坏。 3、试比较库仑土压力理论与朗肯土压力理论的相同点与不同 点？ 答：相同点：两种理论均适用于填土表面为水平，填土为粘性 土，墙背光滑且直立，计算结果一致。不同点：库伦理论基于滑动楔 体法，适用于填土面为任意形状且只限于无粘性土； 而郎肯理论基于 极限应力法， 适用于填土面为水平面或倾斜的平面， 对粘性土与无粘 性土均适用。 4、影响土坡稳定性的因素有哪些？答：1、土的类型及特征 2、 地质构造条件、 状态 3、地表及地下水作用状态 4、人为工程因素 5、 地震的影响 一

12、、填空题： 1、在水位差作用下，水透过土体空隙的现象称为渗透 。 土具有被水透过的性能称为 土的渗透性 。 2、毛 细 水 带 根 据 形 成 条件 和 分 布 状 况 可 分 为 毛 细 水 带 、 毛细网状 和 毛细悬挂水 带。 3、影响土的冻胀因素有三个方面，即 土的因素 、水的因素 和温度的因素。 4、渗透系数的测定可以分为 现场试验 和 室内试验 两大类。 5、影响砂性土渗透性的主要因素是颗粒大小 、级配、密度 及 土中密闭气泡 。 6、渗透变形可分为 土体的局部稳定问题 和 整体稳定 问题 两种基本形式。 7、流网主要应用于分析流场中各点的测压管水头、水力坡降、 渗透流速和渗流量等

13、 二、名词解释： 1、土的水理性质：答：土体在水的作用及其变化的条件下， 产生的土的物理、 力学状态及性质的变化以及对工程的影响称为土的 水理性质。 2、渗透系数： 答：渗透系数就是当水力梯度等于 1 时的渗透速 度。 3、渗流力： 答：自然，水流在托曳土粒时将给予土粒以某种拖 曳力，将渗透水流施于单体土体内土粒上的拖曳力称为渗流力。 三、问答题： 1、何谓达西定律，达西定律成立的条件有哪些？答：反映水 在岩土孔隙中渗流规律的实验定律。 条件是只有当渗透为层流的时候 才能适用，其使用界限可以考虑为。 2、流网有什么特征？ 答： 1、流线与等势线彼此正交； 2、每个 网络的长度比为常数，为了方便

14、常数取 1，这时的网络就为正方形或 曲边正方形； 3、相邻等势线间的水头损失相等； 4、各溜槽的渗透流 量相等。 3、根据达西定律计算出的流速和土中水的实际流速是否 相同？为什么？ 答;不相同。由达西定律求出的渗透速度是一种假 想平均流速，因为它假定水在土中的渗透是通过整个土体截面来进行 的。而实际上，渗透水不仅仅通过土体中的孔隙流动，因此，水在土 体中的实际平均流速要比由达西定律求得的数值大得多。 4、地基土的变形特征有哪些？土的变形与其它建筑材料有何区 别？ 答：地基土内各点承受土自重引起的自重应力，一般情况下，地基土在其自重应力下已经压缩稳定， 但是，当建筑物理通过其基础 将荷载传过地基

15、之后， 将在地基中产生附加应力， 这种附加应力会导 致地基 土体的变形。 5、土的压缩性指标有哪些？何谓土的压缩系数？何谓土的压缩 模量？ 答：压缩系数 av 是指单位压力增量所引起的空隙比改变量， 即 ep 压缩曲线的割线的坡度， av=e1-e2/p1-p2= e/p;压缩指数 Cc 是指 elgp 曲线直线段的坡度。回弹再压缩指数 Cs 是指回弹再压缩 曲线直线段的坡度；体积压缩系数 mr 定义为土体在单位应力作用下 单位体积的体积变化，其大小等于 ar/(1+e1)；压缩模量 Es 定义为土 体在无侧向变形条件下，坚向应力与竖向应变之比， 其大小等于 1/mr。 6、什么叫正常固结土、超固结土和欠固结土？答：正常固结土和 超固结土虽然有相同的压力增量， 但其压缩是不同的， 正常固结土的 压缩量要比超固结土的大。 因为超固结土在固结稳定后， 因上部岩层 被充蚀或移去，现已回弹稳定。 7、土的沉降量由哪几部分组成，各部分的意义如何？答： 1、 瞬时沉降 是紧随着加压之后地基即时发生的沉降， 地基土在外荷载 作用下其体积还来不及发生变化， 主要是地基土的畸曲变形， 也称畸 变沉降、初始沉降或不排水沉降 2、固结沉降 是由于荷载作用下随 着超孔隙水压力的消散、有效应力的增长而完成的3、次固结沉降 被认为与土的骨架蠕变有关， 它是在超孔隙水压力已经消散、 有效应 力增长基本不变之