《土力学》知识点总结

第一章土的物理性质思考题土是如何生成的？它与其他材料的最大区分是什么？与其他材料的最大区分是：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，而且简洁多变。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。土是由哪几局部组成的？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。什么叫土粒的颗粒级配？如何从级配曲线的陡缓推断土的工程性质？答：自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状况，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。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。何谓土的构造？土的构造有几种？一般可归纳为单粒构造、蜂窝构造和絮状构造三种根本类型。土的物理性质指标有几个？哪些是直接测定的？如何测定？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。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。描述砂土密实状态的指标有：孔隙比和相对密度；粘性土的稠度状态的指标有：液限、塑限、塑性指数和液性指数等。地基土如何按其工程性质进展分类？答：依据《地基标准》作为建筑地基上的土〔岩，可分为岩石、碎石土、砂土、粉土、粘性土和人工填土。二习题s一块原状土样，经试验测得土的自然密度Sr。s

1.67kNm3，含水量为12.9%，土粒相对密度d 2.67，求孔隙比e、孔隙率n〔1〕e

d(1w)swsw

2.67(10.129)1.67

10.805n

44.6%1e 10.805

wds0.1292.6743%r e 0.805某砂土土样的自然密度为1.77gcm3，自然含水量为9.8%，土粒的相对密度为2.67，烘干后测定最小孔隙比为0.461，最大孔隙比为0.943eDr

，并评定该砂土的密实度。〔1〕e

d(1w)ss

2.67(10.098)1.77

10.656〔2〕D

emax

e 0.9430.6560.595r emax

emin

0.9430.461判定该砂土的密实度为：中密粘性土的含水量w36.4%，液限wL

48%w

25.4%，要求：计算该土的塑性指数：依据塑性指数确定该土的名称；p计算该土的液性指数；按液性指数确定土的状态。p〔1〕Ip

w wL

4825.4%22.6 为粘土

wwp

0.49 土的状态为可塑态L w wL p

4825.4其次章土的渗透性思考题答：土的毛细性是指土能够产生毛细现象的性质。对工程的影响如下：毛细水的上升是引起路基冻害的因素之一；对于房屋建筑，毛细水的上升会引起地下室过分潮湿；毛细水的上升可能引起土的沼泽化和盐渍化，对建筑工程及农业经济都有很大影响。土层中的毛细水带分为几种？有什么特点？地表有大气降水补给时，毛细悬挂水在重力作用下向下移动。何谓动力水？何谓临界水头梯度？答：我们把水流作用在单位体积土体中土颗粒上的力称为动水力，也称渗流力。它的作用方向与水流方向全都。这时的水头梯度称为临界水头梯度。土发生冻胀的缘由是什么？影响冻胀的因素有哪些？影响因素有：土的因素；水的因素和温度因素。二习题2-15.5m3.0m。渗流路径长10m。依据场地勘察报告：细砂层饱和重度

sat

18.7kNm3，k4.5102mms，试求渗透水流的平均速度v和渗流力j，并判别是否会产生流砂现象。

5.53.010

0.25vki4.51020.251.125102mmsj i100.252.5kNm3w细砂层的有效重度

sat

18.7108.7j2.5所以不会因基坑抽水而产生流砂现象。第三章土中的应力思考题什么是土的自重应力和附加应力？争论自重应力的目的是什么？〔建筑荷载、车辆荷载、土中水的渗流力、地震力等〕的作用，在土体中产生的应力增量。争论地基自重应力的目的是为了确定土体的初始应力状态。何谓基底压力？影响基底压力分布的因素有哪些？工程实践中对基底压力分布作了怎样的简化？其反作用力即地基对根底的作用力，称为地基反力。基底压力是一个相当简洁的问题。目前在工程实践中，一般将基底压力分布近似按直线考虑，依据材料力学公式进展简化计算。在集中荷载作用下地基中附加应力的分布规律是什么？愈小。这是由于荷载作用在地基上时，产生应力集中的结果。何谓角点法？应用角点法时应留意什么问题？答：计算矩形面积受竖向均布荷载作用下，地基中任一点的附加应力时，可以加几条关心线，通过需计算的点，将矩形面积划分成n个矩形，应用公式分别计算各划分的矩形上的荷载产生的附加应力，进展叠加，此法称为角点法。L，b6对于上层硬下层软或上层软下层硬的双层地基，在软硬分界面上的应力分布较均质土有何区分？的影响越明显。对于上层硬下层软的双层地基，则往往消灭应力.cz有一多层地基地质剖面图如以下图：试计算自重应力 。cz

cz1

h11

18236kPacz2

h11

h2

3620156kPa hh h

5611167kPacz3 11 2 2 33 hh h

h h

6712110299kPacz4

11 2

33 4 4 w wl=18bb。在偏心荷载作用下，根底底面边缘处附加应力

max

150kPa,

min

50kPa。选择一种最简便方法，计算此条形根底中心点下，深度为：0,0.5b,1.0b,2.0b,3.0b处地基中的附加应力。0解：最简便方法取：p0

min2

2002

100kPal〔1〕

0.25

l〔4〕

0.137b b c1 b b c4 4pz1 0 c1

100kPa

4pz4 0

54.8kPal〔2〕

0.239

l〔5〕

0.099b b c2 b b c5 4pz2 0

95.6kPa

4pz5 0 c5

39.6kPal〔3〕

0.205b b c3 4pz3 0 c3

82kPa

第四章土的压缩性及地基沉降思考题为什么可以说土的压缩变形实际上是土的孔隙体积的减小？〔600kPa〕作用下，土粒与土中水本身的压缩极为微小，可以无视不计。因此，土的压缩被认为只是由于孔隙体积削减的结果。地基土的压缩摸量和变形摸量在概念上有什么区分？答：压缩摸量：土体在侧限条件下竖向压应力与竖向总应变之比。变形摸量：土体在侧向自由变形条件下竖向压应力与竖向总应变之比。什么叫正常固结土、超固结土和欠固结土？超固结土：历史上所经受的先期固结压力大于现有上覆荷重的土层；欠固结土：历史上所经受的先期固结压力小于现有上覆荷重的土层。地基变形特征值分为几类？答：沉降量；沉降差；倾斜和局部倾斜。6何谓地基变形计算的分层总和法？它有哪些根本假定？分层的应力，然后用土的应力-应变关系式求出各分层的变形量再总和起来即为地基的沉降量。分层总和法隐含了以下几个假定：土体单向压缩；承受根底中心点下的附加应力来进展变形计算；基坑开挖后地基土没有回弹。二习题某厂房为框架构造，柱基底面为正方形，边长lb4m，根底埋置深度为d1m。上部构造传至根底顶面荷载P1440kN。地基为粉质粘土，土的自然重度 16kNm3，土的自然孔隙比 e0.97。地下水位深 ，地下水位以下土的饱和重度 18.2kNm3。土的压缩系数：地下水位以上为 0.3MPa1，地下水位以下为 0.25MPa1。利用分层总和法计算柱sat 1 2基中点的沉降量。解：①计算地基土的自重应力

⑤地基受压层深度zncd

d16kNm3 zn3.43.41654.4kPan

6.0m地下水面：cw②根底底面接触压力

⑥地基沉降计算分层计算层每层厚度hi

0.4b1.6m2.4m分两110kPa③根底底面附加应力

1.2m1.6m2m.⑦地基沉降计算 d110.01694kPa0④地基中的附加应力

s hi 1e z 1

16.312.996.144.3mm建筑物荷载、根底尺寸和地基土的分布与性质同上题。地基土的平均压缩摸量：地下水位以上为Es1

5.5MPa，地下水位以下为E 6.5MPa。地基土承载力标准值fs2

94kPa。用《标准》推举法计算柱基中点的沉降量。解：①地基受压层计算深度znz b(2.50.4lnb)4(2.50.4ln4)7.8mn②柱基中点沉降量sp p s

0s Es1

(z) 1 1 Es2

(z1

za)1 11.194(2.40.858

0.4552.40.858 2.059 1.49103.4( )62mm5.5 6.5 5.5 6.5maae1

0.8，压缩系数

0.00025kPa1，渗透系数k0.02m/年。试求：S；t地基固结度达Ut解：①

0.75t.

cT vc

t14.410.144S H1e z

0.00025(235157)10000273mm10.8 2

v H2 235

1021k(1e) 0.02(10.8)

1.5157由1.5及T

0.144，查图得U

0.45c 1 14.4m2年 v tv w

0.0002510 则 St

US0.45273123mmt②由Ut

0.75及1.5,查图得Tv

0.47则 t

2v

3.26年思考题

cv第五章土的抗剪强度何谓土的抗剪强度？砂土与粘性土的抗剪强度表达式有何不同？答：土的抗剪强度是指土体抵抗剪切破坏的极限力气。砂土的抗剪强度表达式：f

tan 粘性土的抗剪强度表达式：f

tanc测定土的抗剪强度指标主要有哪几种方法？试验和十字板剪切试验。力面成什么角度？答：土体中发生剪切破坏的平面不愿定是剪应力最大的平面。当裂开面与大主应力面成45角时裂开面与最大剪应力面是全都的。一般情况下，裂开面与大主应力面成45角。2何谓土的极限平衡状态和极限平衡条件？答：当土体的剪应力等于土的抗剪强度f时的临界状态称谓“极限平衡状态”。当土体处于极限平衡状态时的土的抗剪强度指标之间的关系式，即,1 3

与内摩擦角c之间的数学表达式称为土的“极限平衡条件”。影响土体抗剪强度的因素有哪些？答：土的组成、原始密度、孔隙比及含水量等因素；土的构造性；应力历史；加荷条件；土的各向异性；应变强度软化。二习题z否破坏？

250kPa，x

100kPa，xz

40kPa，土的30c0，问该点是解：依据

zx1 2

和 zxzz)2x42xzz)2x42xz求出1

260,3

9090tan2(45301

)270212

260所以该点未剪切破坏设砂土地基中一点的大小主应力分别为500kPa和180kPa，其内摩擦角该点最大剪应力是多少？最大剪应力面上的法向应力为多少？此点是否已到达极限平衡状态？为什么？

36，求：假设此点未到达平衡状态，令大主应力不变，而转变小主应力，使该点到达极限平衡状态，这时小主应力应为多少？〔答案：160kPa,340kPa未到达极限平衡状态；129.8kPa〕 1max

32

5001802

160kPa 解〔1〕 〔2〕

tan2(45 )500tan227130 1

500180340kPa 3 1 2 32 2所以该点未剪切破坏〔3〕3

130kPa某饱和粘性土无侧限抗压强度试验得不排水抗剪强度 cu

70kPa，假设对同一土样进展三轴不固结不排水试验，施加四周压力 150kPa，问试件将在多大的轴向压力作用下发生破坏？〔290kPa〕3cu

70kPa270140 150kPa，3 f

为水平线 所以1

150140290kPa第六章土压力思考题答：静止土压力，被动土压力和主动土压力。以及挡土构造物类型有关。试阐述主动、被动、静止土压力产生的条件，并比较三者的大小。衡状态，此时，作用于墙背上的土压力称为静止土压力〔E。0当墙的移动或转到到达某一数量时，滑动面上的剪应力等于土的抗剪强度，墙后土体到达主动极限平衡状态，这时作用在墙上的土推力到达最小值，称为主动土压力〔E。a在墙背上的土压力加大。直到墙的移动量足够大时，滑动面上的剪应力又等于抗剪强度，墙后土体到达被动极限平衡状态，这时作用在墙上的土抗力到达最大值，称为被动土压力〔Ep。三者之间的关系：Ea

E E0 p郎肯土压力理论有何假设条件？土面水平。库仑土压力理论的根本假定是什么？适用于什么范围？能用该理论求解。挡土墙有哪几种类型？各有什么特点？各自适用于什么条件？低。它具有构造简洁、施工便利、易于就地取材等优点，在工程中应用较广。这类挡土墙的优点是能充分利用钢筋混凝土的受力特点，墙体截面尺寸较小，在市政工程以及厂矿储库中较常使用。的纵向每隔确定距离设一道扶臂。墙体稳定主要靠扶臂间土重维持。挡土墙设计中需要进展哪些验算？答：稳定性验算：包括抗倾覆稳定和抗滑移稳定验算，必要时还要进展地基深层稳定性验算；地基承载力验算；墙身强度验算。二习题E及作用点位置。a解：墙底处的土压力强度

17kNm3,200,c8kPa ， 1p htan2(45a

)2ctan(45 2 2

a

(61.34)38.890.4kN/m220 176tan2(45 )28tan(45 )20 2 2

(hz