湖南大学土力学复习资料

朽木易折，金石可镂。千里之行，始于足下。第页/共页名词解释:1、潜蚀：在渗流情况下，地下水对岩土的矿物、化学成分产生溶蚀、溶滤后这些成分被带走以及水流将细小颗粒从较大颗粒的空隙中直接带走，这种作用称为潜蚀，前者称化学潜蚀，后者称机械潜蚀。2、管涌：水在砂性土中渗流时，细小颗粒在动水力的作用下，通过粗颗粒形成的孔隙，而被水流带走的现象叫管涌。流砂或流土：当Δh增大到某一数值(有效重度)时,向上的渗流力克服了土体向下的重力,土体浮起而处于悬浮状态失去稳定,土粒随水流动的现象3、灵巧度：在不排水条件下，原状土的无侧限抗压强度与重塑土的无侧限抗压强度之比，用表示。4、固结度：地基在荷载作用下，经历了时光的沉降量与总算沉降量之比值称为固结度，它表示时光地基完成的固结程度。<达同一固结度，单面排水时光是双面排水时光的4倍>7、土的触变性：在土的含水量和密度不变的情况下，土因重塑而软化，又因静置而逐渐硬化，强度有所恢复的性质。8、角点法：利用角点下的应力计算公式和应力叠加原理推求地基中随意点的附加应力的主意称为角点法。9、渗透固结：土体中由附加应力引起的超静水压力随时光逐渐消散，附加应力转移到土骨架上，骨架上的有效应力逐渐增强，土体发生固结的过程称为渗透固结。10、压缩系数：压缩曲线上，当压力变化范围不大时，孔隙比的变化值与压力的变化值的比值，即：15、超固结比：土层目前的自重应力等于先期固结压力的土层\超固结土\欠固结土16、库仑定律：当土所受法向应力不很大时，土的抗剪强度与法向应力可近似用线性关系表示，这一表征土体抗剪强度与法向应力的公式即为库仑定律表达式17、相对密实度:界限含水量：粘性土由一种状态转到另外一种状态的分界含水量。液限()：粘性土由可塑状态转到流动状态的界限含水量。塑限()：粘性土由半固态转到可塑状态的界限含水量。塑性指数：液限与塑限之差（去掉%）称为塑性指数，用下式表示：。反映粘粒含量的多少,反映粘性土处在可塑状态的含水量变化范围。液性指数(IL):反映土的软硬成度18、最佳含水量：在一定压实功作用下，使土最容易压实，并能达到最大干密度时的含水量。19、附加应力：在建造物等外荷载作用下，土体中各点产生的应力增量。自重应力:建造物修建以前，地基中由土体本身的有效分量所产生的应力。20、临塑荷载pcr：指地基土中将要而尚未浮上塑性变形区（即弹性变形阶段改变为弹塑性变形阶段）时的基地压力。极限荷载pu：地基承受基础荷载的极限压力。21、强结合水：紧靠于土颗粒的表面，受电场作用很大，无安全不能移动，表现出固态特性弱结合水：强结合水外，电场作用范围内的水，是一种粘质水膜，受力时可以从水膜厚处向薄处移动，也可因电场引力从一个土粒周围转移到另一个土粒周围，担在重力作用下不会发生移动。毛细水:受到水与空气交界面处表面张力的作用,存在于地下水位以上透水层中的自由水重力水:地下水面以下,土颗粒电分子引力范围以外的水,仅受重力作用.传递静水压力产生浮托力.毛细现象：指土中水在表面张力作用下，沿细的孔隙向上及其它方向移动的现象。22、粒组:介于一定粒度范围内的土粒。界限粒径：划分粒组的分界尺寸称为颗粒级配:土中各粒组的相对含量就称为土的颗粒级配。（d>0.075mm时，用筛分法；d<0.075，沉降分析）颗粒级配曲线：曲线平缓，表示粒径大小相差悬殊，土粒不匀称，即级配良好。不匀称系数:Cu=d60/d10，反映土粒大小的匀称程度，Cu越大表示粒度分布范围越大，土粒越不匀称，其级配越好。曲率系数:Cc=d302/(d60*d10)，反映累计曲线的整体形状，Cc越大，表示曲线向左凸，粗粒越多。（d60为小于某粒径的土重累计百分量为60%，d30、d11分离为限制粒径、中值粒径、有效粒径）23.土的结构:指土颗粒或集合体的大小和形状、表面特征，罗列形式以及他们之间的衔接特征(单粒结构、蜂窝结构、絮凝结构)土的构造：指土层的层理、裂隙和大孔隙等宏观特征。（层理构造、裂隙构造、凝聚构造）24、土的压实性:影响因素：1）含水量2）击实功（能）3）土类及级配异常土：软土、红黏土、黄土、膨胀土、多年冻土、盐渍土人工填土：素填土、杂填土、冲填土常见的粘土矿物：蒙脱石、伊利石、高岭石；三者的亲水性、膨胀性和收缩性依次降低土的冻胀因素：1）土因素2）水因素3）温度因素即：在持续负温作用下，地下水位较高处的粉矿、粉土、粉质黏土等土层冻胀危害大。26、二维流网的特点：1)流线与等势线互相正交；2）流网为曲边正方形；3）随意两相邻等势线之间的水头损失相等；4）随意两相邻流线间的单位渗流亮相等27、影响渗透系数的因素有哪些?1）土粒大小与级配:细粒含量愈多，土的渗透性愈小，例如砂土中粉粒及粘粒含量愈多时，砂土的渗透系数就会大大减小。2）土的密实度：同种土在不同密实状态下具有不同的渗透系数，土的密实度增大，孔隙比降低，渗透系数相应减小。3）土中封闭气体含量：土中封闭气体阻塞渗流通道，使土的渗透系数降低。封闭气体含量愈多，土的渗透系数愈小。4）土的矿物成分：粘土矿物的结合水占领孔隙。蒙脱土膨胀，阻塞孔隙；淤泥不透水——含有机质。——渗透系数减小28、有效应力原理:总应力由有效应力及孔隙水压力组成;土的变形和强度只与有效应力有关29、土的压缩性：土在压力作用下体积缩小的特性。土的压缩变形快慢与土的渗透性有关：透水性大的无粘性土，压缩过程短；透水性小的粘性土，压缩时光长。30、土的固结：土体在外力作用下，压缩随时光增长的过程。31、压缩性指标：压缩系数:曲线上任一点的切线斜率a表示了相应于压力P作用下的压缩性压缩指数：土体在侧限条件下孔隙比减小量与有效压应力常用对数增量的比值压缩模量：土体在彻低侧限条件下，竖向附加应力与相应的应变增量之比说明：土的压缩模量Es与土的的压缩系数a成反比，Es愈大，a愈小，土的压缩性愈低载荷实验：由加荷稳压装置、反力装置、观测装置三部分组成。变形模量：指土体在无侧限条件下，单轴受压时的应力与应变之比，用E0表示弹性模量：无侧限条件下弹性阶段竖向应力与应变之比。E0与Es关系应力历史：土在形成的地质年代中经历应力变化的情况应力路径:在外力作用下土中某一点的应力变化过程在应力坐标图中的轨迹。地基变形与时光的关系：主要取决于土的渗透性和土层厚度；饱和土的渗透固结过程，就是孔隙水压力向有效应力转化的过程。粘性土沉降组成:瞬时沉降:加载后地基瞬时发生的沉降;采用弹性理论,采用不排水变形模量主固结沉降:饱和与临近饱和的粘性土在基础荷载作用下,随着超静孔隙水压力的消散,土骨架产生变形所引起的沉降;次固结沉降:主固结结束后,在有效应力不变的条件下,土骨架仍随时光发生变形.利用S-lgt曲线,次固结指数举行计算4、太沙基一维固结理论的基本假定:土体是均质弹性,彻低饱和;土粒和水不能压缩;水的渗出以及土的压缩只能沿竖向发生;水的渗流顺从Darcy定理,且渗透系数k不变;孔隙比的变化与有效应力的变化成正比,压缩系数a不变;外荷载一次瞬时施加.5、土的抗剪强度的组成⑴摩擦力滑动摩擦:剪切面土粒间表面粗糙所产生的摩擦咬合摩擦:土粒间互相嵌入所产生的咬合力,其引起土的剪胀颗粒的破碎与重罗列⑵粘聚力：由土粒间的胶结作用和各种物理-化学键力作用的结果，其大小与土的矿物组成和压密程度有关静电引力:包括库仑力仑力和离子-静电力范德华力:物质的极化分子与相邻另一极化分子间通过相反的偶极吸引胶结力:土或水中碳、硅、铅、铁等氧化物对土颗粒形成胶结作用，其粘聚力可达几百千帕表观粘聚力:如毛细力、非饱和土中吸力等影响抗剪强度的因素有哪些?摩擦力:剪切面上的法向总应力、土的初始密度、土粒级配、土粒形状以及表面粗糙程度粘聚力:土中矿物成分、粘粒含量、含水量以及土的结构三种土压力与位移之间的关系？三种土压力之间的大小关系？被动土压力：墙推土内移达到极限平衡状态，此时作用在墙背上的土压力称为被动土压力。主动土压力：土推墙外移达到极限平衡状态，这时作用在墙背上的土压力就称为主动土压力。静止土压力：墙静止不动,墙后土体处于弹性平衡状态时,作用在墙背的土压力E0Ea<Eo<Ep7、档土墙的验算抗压抗拉强度及抗剪强度验算验算时，墙身断面位置应取最不利的位置计算，如断面急剧变化或转折处，普通在墙身与基础接触处应力可能最大8、地基变形的三个阶段：线性、弹塑性、破坏阶段，三个阶段各自的特点有哪些？典型p-s曲线：线性变形阶段oa段:荷载小,主要产生压缩变形,荷载与沉降关系临近于直线,土中t<tf,地基处于弹性平衡状态.2.弹塑性变形阶段ab段:荷载与沉降关系呈曲线,地基中局部产生剪切破坏,浮上塑性变形区;3.破坏阶段bc段:塑性区扩大,发展成延续滑动面,荷载增强,沉降急剧变化.9、条分法分析步骤：1.按比例绘制土坡剖面图;2.任选一点O为圆心,以Oa为半径(R)作圆弧ab得滑动圆弧面；3.将滑动面以上土体竖直分为宽度相等的若干土条并编号；抗剪力Si为：4.计算作用在土条ef上的剪切力Ti和抗剪力Si。土条自重Gi和荷载Qi在滑动面ef上的法向反力Ni和切向反力Ti分离为：抗剪力Si为：5.计算稳定性系数(沿囫囵滑动面上的抗剪力与剪切力之比)Ks。6.假定几个可能的滑动面（例陈惠发法）,分离计算相应的Ks值,其中Ksmin对应的滑动面则为最危险滑动面。1、何谓附加应力？地基中的附加应力分布有何特点？答：建造物荷载在地基中增强的应力称为附加应力。地基中的附加应力分布有一下逻辑：1)附加应力自基底起，随深度呈曲线衰减2)附加应力具有一定蔓延性。它不仅分布在基底范围内，而且分布在基底荷载面积以外的相当大的范围之3）基底下随意深度水平面上的附加应力，在基地中轴线上最大，随居中轴线距离越远而越小2、简述饱和土的渗透固结过程？答：饱和土的渗流固结过程如下：（1）土体孔隙中自由水逐渐排出；（2）土体孔隙体积逐渐减小；（3）由孔隙水承担的压力逐渐转移到土骨架来承受，成为有效应力。3、土体中发生剪切破坏的平面，是不是剪应力最大的平面？在什么情况下，剪切破坏面与最大剪应力面是一致的？答：土体中发生剪切破坏的平面普通不是剪应力最大的平面。当土的莫尔破坏包线与轴平行时，即时，剪切破坏平面与最大剪应力面是一致的。莫尔-库伦强度理论:以库伦公式作为抗剪强度公式,按照剪力是否达到抗剪强度作为破坏准则的理论就称为莫尔-库伦强度理论控制总算沉降量的计算主意(分层总和法,规范法的基本假定及其计算过程)二者之间的比较基本假定:(1)地基是均质、各向同性的半无限线性变形体(2)地基在外荷载作用下只产生竖向变形，不产生侧向膨胀变形(3)采用基地中央下的附加应力计算地基变形量分层总和法的计算步骤:(1)分层分层原则;天然土层面及地下水位处(2)绘制基础中央点下地基中自重应力和附加应力分布曲线(3)决定地基沉降计算深度按照(软土取0.1)决定(4)计算各分层土的平均自重应力和平均附加应力(5)计算各分层沉降量(6)计算基础总算沉降量规范法的计算步骤:1）求基底压力和基底附加压力2）决定沉降计算深度,不存在相邻荷载时初步取(Zn=b(2.5-0.4lnb)3）沉降计算4）求平均附加应力系数,计算每层沉降量5）校验Zn(按照决定6）计算并计算总算沉降量与及p0与fak的关系有关规范法与分层总和法的比较:相同点:基本假定:规范法是基于分层总和法的基础之上引进平均附加应力系数及经验修正系数的一种简化计算主意,两者的基本假定相同.不同点：比较项分层总和法规范法计算公式计算深度依(软土取0.1)决定不存在相邻荷载时初步取(Zn=b(2.5-0.4lnb)校验Zn(按照决定分层厚度;天然土层面及地下水位处每层土及地下水位处压缩模量每一计算分层均不同同一土层不变经验系数无有经验修正系数繁琐程度及决定确性繁琐,硬土结果偏小,软土结果偏大容易,考虑了大量的工程实际经验,结果教确切6．直剪实验与三轴实验的优缺点直剪实验：优点：设备容易、操作方便、结果便宜收拾、测试时光短缺点：试样的应力状态复杂、应变不匀称、不能控制排水条件、剪切面固定三轴实验：优点：应力状态和应力路径明确、排水条件清晰，可控制、可量测孔隙水压力、了解土中有效应力变化情况、破坏面不是人为固定的缺点：设备相对复杂、现场无法实验、实验在23轴对称条件下举行、与土体实际受力情况可能不符7、物理状态指标:三个基本物理指标:天然密度（环刀法）,比重或相对密度（比重瓶法）,含水量（烘干法）换算指标：天然密度ρ:天然状态下土单位体积的质量(g/cm3)干密度ρd:土单位体积中固体颗粒部分的质量(g/cm3)饱和密度ρsat:土孔隙中弥漫水时的单位体积质量(g/cm3)有效密度ρ:单位土体积中土粒的有效质量(g/cm3)土粒相对密度(比重)ds:土的固体颗粒质量与同体积4℃时纯水的质量之比含水量w:土中水的质量与土粒质量之比(%)孔隙比e:土中孔隙体积与土颗粒体积之比孔隙率n:土中孔隙体积与总体积之比(%)饱和度Sr:土中水的体积与孔隙体积之比(%)8、朗肯土压力的基本假定是？库伦土压力的基本假定是？（1）朗肯土压力基本原理朗肯研究自重应力作用下，半无限土体内各点的应力从弹性平衡状态发展为极限平很状态的条件，提出计算挡土墙土压力的理论。假设条件a挡土墙背垂直b．墙后填土表面水平c．挡墙背面光洁即不考虑墙与土之间的摩擦力。（2）库伦土压力根据的原理：楔体平衡理论基本假定：a墙后的填土是理想散粒体b.滑动破坏面为通过墙踵的平面c.滑动土楔为一刚塑性体，本身无变形3.朗肯土压力与库伦土压力的优缺点朗肯土压力理论:应用半空间中的应力状态和极限平衡理论计算土压力，概念比较明确，公式容易，应用方便，对于粘性土和无粘性土都可以用该公式直接计算，故在工程中得到青睐。但为了使墙后填土中的应力状态符合半空间应力状态，必须假设墙背是竖立光洁的，填土面是水平的，因而使其应用范围受到限制，并因为该理论忽略了墙背与填土之间摩擦的影响，使计算的主动土压力偏大，被动土压力偏小。库仑土压力理论:按照墙后滑动土楔的静力平衡条件推导得出土压力计算公式，考虑了墙背与土之间的摩擦力，并可