土力学期末知识点总结

1、第一章土的物理性质和工程分类 1地基设计时需满足的两个条件：|地基的强度条件，地基的变形条件2 土是怎样形成的？按成因土（第四纪沉积物）分为哪些类型？答:土是由完整坚固岩石 经风化、剥蚀、搬运、沉积而形成的；第四纪沉积物有：残积物；坡积物；洪积物；冲积物；海相沉积物；湖沼沉积物；冰川沉积物；风积物。3 土与其它材料（如钢材）相比，具有哪些特性?答：强度低；压缩性大；透水性大。4土与一般建筑材料相比具有的性质:1）散体性2）多相性3）成层性4）变异性【其自 身特性是：强度低，压缩性大，透水性大】答: 土的5土的三相组成是什么？其物理力学性质与三相组成的比例有无关系？试分析。三相组成：固体，液体，

2、气体。有关系。当含水量增加时，其抗剪强度降低。6粒度成分:|工程上常用不同粒径颗粒的相对含量来描述土的颗粒组成情况，这种指标称为粒度成分。答：土中水为：结合水（包括强结合水7土中水按静电引力的不同，可分为几种类型？ 和弱结合水）；自由水（包括重力水和毛细水） 8在粒度分析累计曲线法中，小于某粒径土的百分含量y与土粒粒径x的关系为y=0.5x，则该土的曲率系数为15，不均匀系数为6, 土体级配不好（填好、不好、一般）。9什么叫土的毛细现象?对工程会产生哪些不利的影响？答：是指土在表面张力作用下， 沿着细小孔隙向上或其它方向移动的现象；对工程危害主要有：路基冻害；地下室潮湿； 土地的沼泽化而引起地

3、基承载力下降。10 土粒间的连接关系：接触连接，胶结连接，结合水连接，冰连接11 土的结构：单粒结构，蜂窝结构，絮状结构12 土的构造：层状构造，分散构造，结核状构造，裂隙构造13 土的基本指标测定方法:1）土的密度测定方法：环刀法；2）土的含水量测定方法：烘干法；3） 土的相对密度测定方法：比重瓶法14试写出土的三相比例指标并写明各指标的计算公式。答：土的密度P =m/v； 土粒密度P 二ms/vs ;含水量；3 二mo /ms;干密度p d=ms/v ;饱和密度p sat二（mw+mjfe/v ;浮重 度 y'二丫 sat- Y w;孔隙比 e=vv/vs ;孔隙率 n=vv/v

4、;饱和度 Sr=vw/vv ；15试验土样体积60cm3质量300g,烘干后质量为260g,则该土样的干密度为4.35g/ cm3 荷粘性土可塑性大小可用塑性指数来衡量。用液性指数来描述土体的状态。17什么叫粘性土的塑限、液限、塑性指数和液性指数？怎样测定？答:1.塑限：粘性土由半固态变到可塑状态的分界含水量，称为塑限。用“搓条法”测定； 2.液限：粘性土 由可塑状态变化到流动状态的分界含水量，称为液限。用“锥式液限仪”测定；3.塑性指数：液限与塑性之差。18什么叫粘性土的触变性？试分析其对预制桩施工和承载力的影响？答:（1）粘性土受 扰动后强度降低，而静止后强度又重新增长的性质，称为粘性土的

5、触变性；粘性土的触 变性有利于预制桩的打入；而静止时又有利于其承载力的恢复。19建筑地基基础设计将土分类为：岩石，碎石土，砂土，粉土，黏性土，人工填土，特殊性土第二章地下水在土体中的运动规律1基坑开挖采用表面直接排水和路堤两侧有水位差时，可能出现怎样的工程危害，试根据所学土力学知识说明危害成因及处理方法？答:1. 基坑开挖采用表面直接排水可能发生 流沙现象；原因是动水力方向与土体重力方向相反，当土颗粒间的压力等于0时，处于 悬浮状态而失稳，则产生流沙现象；处理方法为采用人工降低地下水位的方法进行施工。2. 路堤两侧有水位差时可能产生管涌现象；原因是水在砂性土中渗流时，土中的一些细 小颗粒在动水

6、力作用下被水流带走；处理方法为在路基下游边坡的水下部分设置反滤层。 2在公路与桥涵地基基础设计规范中，将土分为哪几种类型？答：I碎石土；砂土；粘性土；特殊性土。3土层中的毛细水带分：正常毛细水带、毛细网状水带、毛细悬挂水带三种4地下水定义：存在于地表以下岩土层的孔隙，裂隙，或空洞中的水。5试验土样自然状态质量为300g，恰好成为塑态时质量为260 g,恰好成为液态时质量为340 g，则该土样的液性指数为 05，自然状态下土体处于可塑状态。6达西定律指出，水在砂性土体中渗流过程中，渗7蒸馏水在某试验土样中的渗流速度为该土样的渗透系数为 5X 10-8 m/s，贝卩当水在土样中流动时产生的动水力为

7、 2X 1010 N/m3。8什么叫动水力？试写出其数学表达式，并分析流砂产生的原因及条件?2动水力答：1地下水在渗流过程中，对单位体积土骨架所产生的作用力，称为动水力； 的数学表达式为GDy wI: 3原因及条件：地下水向上渗流，且 G> 丫。10试分析冻胀产生的原因，及冻胀现象对工程的危害?答：其主要原因是，冻结时土中 未冻结区水向冻结区迁移和积聚的结果；对工程危害：使道路路基隆起、鼓包，路面开裂、折断等；使建筑物或桥梁抬起、开裂、倾斜或倒塌。11影响冻胀的因素：土的因素,水的因素，温度的因素第三章土中应力计算1地基基础分为柔性基础和刚性基础 2土中应力的计算方法，采用的是弹性理论；

8、将地基土视为均质的，连续的，各向同性的 半无限空间线弹性体3土中的应力种类：自重应力，附加应力4计算地下水位以下土层的自重应力时应当用有效重度。5基底压力的分布规律影响因素:1）地基土的性质；2）地基与基础的相对刚度；3）荷载的大小和性质以及分布情况；4）基础的埋深，面积，现状6前些年修建在东北地区地下水位较浅路段的公路，目前许多都出现了下述现象：路面松软、开裂、冒泥（翻浆）。试根据所学土力学知识说明现象成因及影响因素？答：成因主 要来源于季节性冻土的冻融，影响因素如下：1. 土的因素：土粒较细，亲水性强，毛细作用明显，水上升高度大、速度快，水分迁移阻力小，土体含水量增大，导致强度降低， 路面

9、松软、冒泥；2.水的因素：地下水位浅，水分补给充足，所以冻害严重，导致路面 开裂；3.温度的因素。冬季温度降低，土体冻胀，导致路面鼓包、开裂。春季温度升高， 土体又会发生融沉；。应力等于有效应力与孔隙水压力之和，称为土的有效应力原理；其数学表达式为:第四章土的压缩性与地基沉降计算1土的压缩性：在外力的作用下土体积缩小的特性成为土的压缩性2沉降：在建筑物荷载作用下，地基土发生的竖直方向的位移称为沉降3建筑物地基沉降主要研究两方面内容：最终沉降量，沉降量与时间的关系4简述室内侧限压缩试验的过程， 最终可确定哪些压缩性指标？答:压缩试验过程：现场取土样，放于固结仪中；级加荷，并观测各级荷载下的压缩量

10、；绘制压缩曲线。指标有： 压缩系数；压缩指数；压缩模量。5现场荷载实验过程:1. 装置；2.实验方法：P1=const p仁rd s1 ； P2=const p2 s2 Pn二con st pn sn ; 3.加载及观测标准：（1）n >=8; （ 2）在每级荷载下定时观测下沉速率=0.1mmh （连续两个小时可以提高荷载级数）4.破坏标准：（1）承压板周围的土明 显侧向挤出或产生裂缝（2）P-S曲线出现陡降 在某级荷载下，24小时内某沉降速率仍 达不到稳定标准下沉量=0.08b （荷载板宽或直径）6土的弹性模量测定方法：主要有两大类,即静力法和动力法；前者采用静三轴仪，测得7地基沉降的

11、主要原因: 性的弹性模量称为静弹模；后者采用动三轴仪，测得的弹性模量称为动弹模。是由于建筑物荷载在地基中产生的附加应力，二是土的压缩特8绝对柔性基础:|抗弯刚度为零，无弯曲能力；绝对刚性基础，抗弯刚度无穷大，受弯矩 作用不会发生挠曲变形1.计算结果更精9在计算最终沉降量时，应力面积法与层总和法相比，有哪些特点？答：确，计算工作量更少2.计算方法更合理。3.提出了终沉计算经验系数。10固结度与哪些因素有关?答:1.渗透系数2.压缩模量ES值3.时间4.渗流路径。11地基最终沉降的组成：瞬时沉降，固结沉降，次固结沉降12地基变形特征:|沉降量，沉降差，倾斜，和局部倾斜四种13减少地基沉降量的措施：

12、|分为内因和外因。对于内因，可以在修筑建筑物之前对地基 进行加固处理，比如采用机械压密，强力夯实，换土垫层，加载预压，砂桩机密，振冲 及化学加固措施，必要时可采用柱基础，或其他深基础形式；对于外因，则采用减少附 加应力的方式，通常采用轻型结构，轻型材料，尽量减轻上部结构自重，或增设地下室 等措施第五章土的抗剪强度1什么叫土的抗剪强度？其测定方法有哪些？答:1. 土体抵抗剪切破坏的极限承载能力，称为土的抗剪强度2.测定方法有：直接剪切试验；三轴剪切试验；无侧限抗压试验；十 字板剪切试验；大型直接剪切试验。2极限平衡状态：当土体的剪应力T等于土的抗剪强度T f时，的临界状态称为极限平衡状态3土的抗

13、剪强度的测定方法（仪器）：直接剪切仪，三轴压缩仪，无侧限压力仪，和十字板剪切仪等;4直接剪切实验根据剪坏速度分为，1快剪，固结快剪，慢剪5三轴压缩试验三种试验方法：1不固结不排水实验，固结不排水试验，固结排水试验6无粘性土抗剪强度的来源:内摩擦角，咬合力，剪胀作用7天然休止角:|是指松散状态无荷重作用下的坡角8影响土的抗剪强度因素有那些。答：土的矿物成分、颗粒形状和级配；含水量；原始密度；粘性土触变性；土的应力历史。第六章土压力计算与挡土墙设计1挡土结构物是土木工程中一种常见构筑物，其作用是用来防止土体坍塌 2作用在挡土墙上的压力分类：静止土压力，主动土压力，被动土压力3朗肯与库伦土压力理论比

14、较:1）朗肯土压力与库伦土压力理论均属于极限状态土压力理论；2）朗肯土压力理论概念明确，公式简单，对于黏性土，粉土，无黏性土均可以直 接计算，故工程中得到广泛应用；3）库伦土压力考虑了墙背与填土间的摩擦力作用，并 可用于墙背倾斜，填土面倾斜的情况，但由于该理论假定强后的填土为砂性土，故不能 直接用于计算黏性土和粉土的土压力4挡土墙的类型主要有哪些？ I答:重力式挡土墙；悬臂式挡土墙；扶臂式挡土墙；板桩墙。 第七章土坡稳定性分析1土坡滑动失稳的原因有：外界力的作用破坏了土体内原有的应力平衡状态；土的抗剪强度由于受到外界各种因素的影响而降低。2 土坡失稳的原因是什么？ I答：其根本原因是土体内的剪

15、应力在某时刻大于土的抗剪强 度；促使剪应力增加的原因有：土坡变陡；动水力过大；坡顶有超载；打桩、爆破及地 震等动荷载作用；造成土抗剪强度降低的原因有：冻胀再溶化；振动液化；浸水后土的 结构崩解；土中含水量增加。3影响土坡稳定的因素主要有：I边坡坡角、坡高、土的性质、地下水的渗透力、振动作用 的影响、人类活动和生态环境的影响4均质粘性土圆弧滑动面的形式有：坡脚圆、坡面圆、中点圆。a>3°,滑动面为坡脚圆，最危险滑动面圆心位置b=0°,3 >53°,滑动面也是坡脚圆，最危险滑动面圆心位置 c=0°,p <53°，滑动面可能是中点圆

16、也可能是坡脚圆 或坡面圆，nd>4,则为中点圆5黏性土坡稳定分析方法整体圆弧滑动法；瑞典条分法，简布条分发；6砂性土土坡、粘性土土坡的坡高是否受限制？请说明原因？答:1.砂性土土坡的坡高不 受限制；根据土坡稳定性分析理论，砂性土的安全系数为：K=tan/tan p ,所以只要坡角不超过其内摩擦角即可，与坡高无关；2.粘性土土坡的坡高受限制；根据土坡稳定性 分析理论，砂性土的安全系数为：K=动力矩/阻力矩，而土坡高度的变化对动力矩和阻力 矩均会产生影响，进而导致圆弧滑动面产生的位置发生变化，因此粘性土土坡的坡高受 限制。7影响土坡稳定性的因素：丨成层土坡及有地下水的情况，渗流作用，地震作用

17、第八章地基承载力1地基剪切破坏的形式有：整体剪切破坏、局部剪切破坏、刺入剪切破坏；2什么是地基承载力?I有哪几种确定方法？答: 是指地基土单位面积上所能承受荷载的能 力；确定方法有：现场载荷试验；理论计算；规范法。3地基破坏模式的影响因素：土的压缩性、与基础埋深及加荷速率有关4地地基破坏（P-S曲线（荷载-沉降）的三个阶段的过程经历哪几个阶段，各自的特点是 什么？答：1.压密阶段（线性变形阶段），曲线接近直线，土体处于弹性平衡状态;2.剪切阶段（塑性变形阶段）曲线不再是直线，土体出现塑性区；3.破坏阶段，出现连续滑动面，土坡失稳破坏。a中心垂直荷载作用想，塑性区的最大深度 zmax可以控5地基

18、的临界荷载（注意事项）制在基础宽度1/4 b Per、p1/4、p1/3是在均布条形，矩形和圆形结果偏于安全e per与基础宽度b无关，而p1/4、p1/3与b有关，但三者都随深度d的增大而加大 6地基极限承载力:|地基内部整体达到极限平衡时的荷载，也称极限荷载，是地基所承受 的基底压力的极限值（pu）荷载底面光滑8按荷载实验成果确定地基承载力特征值:7普朗德尔-赖斯诺极限承载力理论的假设：介质是无质量的、荷载为无限的条形荷载、1）密实砂土，硬塑黏土等低压缩性土，P-S曲线通常有比较明显的起始直线段和极限值，呈急速破坏陡降型，规范规定一直线段末点所对应的压力per作为承载力的特征值，但对于少数

19、呈脆性破坏的土， per与极限荷 载pu很接近，当PUV2.0作为承载力特征值2 ）松砂，填土，较软的粘性土，其 P-S曲 线往往无明显的转折点，呈接近破坏的缓变型此时极限荷载可取曲线斜率开始到达 最大值时的荷载，但此时荷载实验必须进行到荷载板有很大沉降。规定取s=（0.010.015）b作为承载力特征值，但不大于最大加载量的一半。12345土层中的毛细水带分:正常毛细水带、毛细网状水带、毛细悬挂水带三种土的三轴试验方法分:不固结不排水剪、固结不排水剪、固结排水剪。均质粘性土圆弧滑动面的形式有:坡脚圆、坡面圆、中点圆地基剪切破坏的形式有:整体剪切破坏、局部剪切破坏、刺入剪切破坏；o3cm 。在

20、粒度分析累计曲线法中，小于某粒径土的百分含量y与土粒粒径x的关系为y=0.5x， 则该土的曲率系数为15，不均匀系数为6, 土体级配不好（填好、不好、一般） 6试验土样体积60cm3质量300g,烘干后质量为260g,贝卩该土样的干密度为4.35g/ 7试验土样自然状态质量为300g,恰好成为塑态时质量为260 g ,恰好成为液态时质量为 340 g，则该土样的液性指数为05，自然状态下土体处于可塑状态。8蒸馏水在某试验土样中的渗 流速度为0.1m/s，该土样的渗透系数为5X 10-8 m/s,贝y当水 在土样中流动时产生的动水力为2X 1010 N/m3。9某矩形基础底面长2m宽1m自重5k

21、N,上部载荷20kN,当载荷轴线与矩形中心重合时， 基底压力为12.5kN/m2：当载荷轴线偏心距为基础宽度1/12时,基底最大压力为18.75kN/m, 基底最小压力为6.25kN/m2。10工程上常用不同粒径颗粒的相对含量来描述十的颗粒组成情况,这种指标称为粒度成分。1112131415计算地下水位以下土层的自重应力 时应当用有效重度。粘性土可塑性大小可用塑性指数来衡量。用液性指数来描述土体的状态。 达西定律指出，水在砂性土体中渗流过程中，渗流速度与水头梯度成正比。 动水力指水流作用在单位体积土体中土颗粒上的力。土力学中的有效应力原理包含下述两点:土的有效应力等于总应力减去孔隙水压力；土

22、的有效应力控制了土的变形及强度性能。16土坡滑动失稳的原因有:外界力的作用破坏了土体内原有的应力平衡状态；土的抗剪强 度由于受到外界各种因素的影响而降低。1试写出土的三相比例指标并写明各指标的计算公式。土的密度P二m/v; 土粒密度P二ms/vs; 含水量；3 =mw/ms;干密度P d=ms/v;饱和密度p sat二（mw+ms/v ;浮重度丫二ysat- 丫 W；孔隙比e=vv/vs ;孔隙率n=vv/v ;饱和度Sr=vw/vv;习影响土的抗剪强度因素有那些：土的矿物成分、颗粒形状和级配；含水量；原始密度； 粘性土触变性；土的应力历史。3什么叫粘性土的塑限、液限、塑性指数和液性指数？怎样

23、测定？ 答：1塑限：粘性土由半 固态变到可塑状态的分界含水量，称为塑限。用“搓条法”测定；2.液限：粘性土由可塑状 态变化到流动状态的分界含水量，称为液限。用“锥式液限仪”测定；3.塑性指数：液限与 塑性之差。4.液限指数：IL=（3 - 3 P）/（3 L- 3 P）,天然含水量用“烘干法”测定。4什么叫动水力？试写出其数学表达式，并分析流砂产生的原因及条件？答：1地下水在渗流过程中，对单位体积土骨架所产生的作用力，称为动水力；2.动水力的 数学表达式为GDy wI : 3.原因及条件：地下水向上渗流，且GO 5什么叫土的抗剪强度？其测定方法有哪些？答：1.土体抵抗剪切破坏的极限承载能力，称

24、 为土的抗剪强度2.测定方法有：直接剪切试验；三轴剪切试验；无侧限抗压试验；十字板 剪切试验；大型直接剪切试验。6什么是地基承载力？有哪几种确定方法？答：1.是指地基土单位面积上所能承受荷载的能 力；2.确定方法有：现场载荷试验；理论计算；规范法。1分析冻胀产生的原因，及冻胀现象对工程的危害？ 1.其主要原因是，冻结时土中未冻结区 水分向冻结区迁移和积聚的结果；2.对工程危害：使道路路基隆起、鼓包，路面开裂、折断 等；使建筑物或桥梁抬起、开裂、倾斜或倒塌。2基坑开挖采用表面直接排水和路堤两侧有水位差时，可能出现怎样的工程危害，试根据所 学土力学知识说明危害成因及处理方法？ 1.基坑开挖采用表面

25、直接排水可能发生流沙现象； 原因是动水力方向与土体重力方向相反，当土颗粒间的压力等于0时，处于悬浮状态而失稳， 则产生流沙现象；处理方法为采用人工降低地下水位的方法进行施工。2.路堤两侧有水位差 时可能产生管涌现象；原因是水在砂性土中渗流时，土中的一些细小颗粒在动水力作用下被 水流带走；处理方法为在路基下游边坡的水下部分设置反滤层。可前些年修建在东北地区地下水位较浅路段的公路，目前许多都出现了下述现象：路面松软、 开裂、冒泥（翻浆）。试根据所学土力学知识说明现象成因及影响因素？ 成因主要来源于季 节性冻土的冻融，影响因素如下：1. 土的因素：土粒较细，亲水性强，毛细作用明显，水上 升高度大、速

26、度快，水分迁移阻力小，土体含水量增大，导致强度降低，路面松软、冒泥；2. 水的因素：地下水位浅，水分补给充足，所以冻害严重，导致路面开裂；3.温度的因素。冬季温度降低，土体冻胀，导致路面鼓包、开裂。春季温度升高，土体又会发生融沉；1在计算桥墩基础下的地基附加应力中，地基荷载是否为基底压力？请说明原因？不是。1. 由于桥墩基础埋置较深，基础底面荷载是作用在地基内部某深度处；2.因此计算附加应力时应去除基础所占空间处原有土体自重的影响，即计算桥墩基础下的地基附加应力时应用Po计算；3.P0二p-yD（p-基底压力，丫 -土体重度，D-基础埋深）。邛性土土坡、粘性土土坡的坡高是否受限制？请说明原因？

27、1.砂性土土坡的坡高不受限制；根据土坡稳定性分析理论，砂性土的安全系数为：K=ta n/ta n p,所以只要坡角不超过 其内摩擦角即可，与坡高无关；2.粘性土土坡的坡高受限制；根据土坡稳定性分析理论， 砂性土的安全系数为：K动力矩/阻力矩，而土坡高度的变化对动力矩和阻力矩均会产生影 响，进而导致圆弧滑动面产生的位置发生变化，因此粘性土土坡的坡高受限制。3固结度与哪些因素有关？ 1.渗透系数2.压缩模量ES值3.时间4.渗流路径。4均质粘性土的土坡失稳破坏时，圆弧滑动面的形式有哪几种？ 1.坡角圆2.坡面圆3.中点 圆。5地基破坏的过程经历哪几个阶段，各自的特点是什么？ 1.压密阶段，曲线接近

28、直线，土体 处于弹性平衡状态；2.剪切阶段，曲线不再是直线，土体出现塑性区；3.破坏阶段，出现连 续滑动面，土坡失稳破坏。6在计算最终沉降量时，应力面积法与层总和法相比，有哪些特点？ 1.计算结果更精确，计 算工作量更少2.计算方法更合理。3.提出了终沉计算经验系数。丰的三相组成是什么？其物理力学性质与三相组成的比例有无关系？试分析。 土的三相组 成：固体颗粒、水、气体。有关系。当含水量增加时，其抗剪强度降低。申中水按静电引力的不同，可分为几种类型？土中水为：结合水（包括强结合水和弱结合水）；自由水（包括重力水和毛细水）2在公路与桥涵地基基础设计规范中，将土分为哪几种类型？ 碎石土；砂土；粘性土； 特殊性土。3试叙述土的有效应力原理，并写出饱和土有效应力原理的数学表达式？ 土体中的总应力等 于有效应力与孔隙水压力之和，称为土的有效应力原理；其数学表达式为：4挡土墙的类型主要有哪些？重力式挡土墙；悬臂式挡土墙；扶臂式挡土墙；板桩墙。5什么是地基承载力？有哪几种确定方法？是指地基土单位面积上所能承受荷载的能力；确 定方法有：现场载荷试验；理论计算；规范法。6浅基础有哪些类型？常用哪些材料？刚性基础，常用混凝土、毛石或料石；柔性基础，常 用钢筋混凝土。力土是怎样形成的？按成因土（第四纪沉积物）分为哪些类型？ 土是由完整