土力学复习资料(整理)

1、土力学复习资料第一章绪论1 .土力学的概念是什么？土力学是工程力学的分支，是利用力学的一般原理和土工试验，研究土体的应力变形、强度、渗流与长期稳定性、物理性质的学科。2 .土力学中的“两个理论，一个原理”是什么？ 强度理论、变形理论、有效应力原理3 .土力学的基本物理性质有多少？应力、变形、强度、渗流。4 .什么是基础和基础？ 分类是什么？基础：支撑基础的土体和岩体。 分类：天然地基、人工地基基础：结构的各种作用传递给地基上的结构构成部分。 根据基础埋设深度分为：深基础、浅基础5 .地基和基础设计应该满足的三个条件作用于地基的载荷效应(基础压力)不得超过地基的容许承载力特性值，保证挡土墙、边坡

2、及地基基础有足够的安全储备以防止压曲破坏。 即满足土地稳定性、承载力的要求。基础沉降不得超过地基变形容许值。 即，满足变形要求。基础需要足够的强度、刚性、耐久性。6 .如果地基薄弱，承载力不满足设计要求，如何处理？ 地基需要进行基础加固处理，如换土垫、深层实体、排水固结、化学加固、加固土技术等方法处理称为人工地基。7 .深基础和浅基础的区别是什么？通常，将埋设深度不大的(35m )称为只经过挖沟、排水等一般的施工工序就能建设的基础称为浅基础，相反，浅层土质不好的情况下，必须将基础埋在深地层中的情况下，根据特殊的施工方法，将各种类型的深基础(桩基、桩基、沉箱(请参见。)8 .为什么基础工程在土木

3、工程中有着重要的作用？基础和基础是建筑物的基础，统称为基础工程，其调查、设计、施工质量的好坏直接影响建筑物的安危，经济和正常使用。 基础工程的特点是：基础工程在地下和水中进行，施工难度高一般的高层建筑，占总成本的25%30%隐藏工程，一旦发生事故，损失大，修复困难，所以基础工程在土木工程中起着非常重要的作用第二章土的性质和工程分类1 .土：连续坚固的岩石由于风化而形成的大小粒子，是经过不同的搬运方式，在各种自然环境中生成的堆积物。2 .三相系：由固相(固体粒子)、液相(土水)、气相(气体)三部分构成。3 .固相：土的固体粒子构成土的骨架，其大小形状、矿物成分及组成状况是决定土物理性质的重要因素

4、。土的矿物成分：土的固体粒子物质分为无机矿物粒子和有机质。颗粒矿物成分有2种：原生矿物、二次矿物。原生矿物：岩浆在凝结过程中形成的矿物，如石英、长石、云母。二次矿物：原生矿物受到化学风化作用的新矿物，如粘土矿物。粘土矿物的主要类型：蒙脱土、伊利石、高岭石(吸水能力逐渐变小)。土粒群：粒度：土粒的大小。 把粒群：的大小、性质相近的土粒合并为一个群。 制图：33540.075335423354646535353535353535353535353535353535353535粘粒粉粒|砂粒丸砾|碎石块石细粒|粗粒|巨粒土粒倾斜：以土中各粒子的相对含量和土粒总重量的百分比表示。 点粒子倾斜表示方法：

5、曲线纵轴小于某土粒的累积百分比，横轴是用对数表示的土的粒径。 曲线缓慢则粒径大小有很大差异，表示粒子不均匀，倾斜良好；相反，粒子均匀，倾斜差。 *本P7表2.2和图2.5判断土质的好坏。反映土粒子倾斜不均匀度的指标：不均匀系数Cu和曲率系数Cc用于定量地说明天然土粒子的组成状况。 式：Cu=d60/d10 Cc=(d30) /d60d10d60是比某粒径小的土粒质量占土总质量的60%的粒径，称为限定粒径d10是小于某粒径的土粒质量占土总质量的10%的粒径，称为有效粒径d30是小于某粒径的土粒质量占土总质量的30%的粒径，称为中值粒径。倾斜是否良好的判断：倾斜持续的土：Cu5、倾斜良好的Cu5等

6、级不良。 使不连续的土倾斜，使倾斜曲线成为阶梯状，同时满足Cu5和Cc=13的条件的话，倾斜变得良好。 相反顺序很差。粒子分析实验：是确定各粒子群的相对含量的方法。筛分法： (粒径0.075mm以上的粗粒土)水分法： (沉降分析法、密度计法)(粒径小于0.075mm的细粒土)4 .液相：土的水根据存在形态分为液体水、固体水、气体水。土中的液体水分为结合水和自由水两种。粘土粒的表面吸附水(表面带负电荷)所谓结合水，是指通过电分子的吸引力吸附在土粒表面而成为薄膜状的水。 分类：强结合和弱结合。自由水是指存在于土粒表面电场的影响范围外的土包水。对重力水和毛细血管水进行分类。细粒土可塑性的本质原因：在

7、于水的结合能力。工程实践中的流沙、管涌、冻结膨胀、渗透固结、渗流时的边坡稳定等问题都与土中水的运动有关。5 .气相：土中的气体存在于空隙中未被水占据的部位。自由气体：对土的性质不太影响。 封闭气体：增大土体的弹性和压缩性。6 .土的结构(内部特征)三种基本类型：单粒结构：是粗粒土的主要结构形式。 (砂粒)(脱水)蜂窝结构：是粉粒的主要结构形式(中央)。絮凝结构：是粘粒的主要结构形式。 (不脱水)7 .土的结构(外部特征) :层状结构分散结构结合状结构狭缝状结构8 .土的物理性质直接反映土的松密、硬软等物理状态，间接也反映土的工程性质。 土的松密和硬软的程度主要取决于土的三相分别占数量的比例关系

8、。9 .土的三相比例指标物理状态指标(9个)的计算问题(10分)三个基本试验指标：土的天然密度(单位g/cm) =m/v土的含水量=M/Ms100%土粒的相对一致密度ds(ds为一数值)保留小数点以下两位数ds=Ms/Vs1/w1=s/w1 (其中w1=1g/cm或1t/m ) (比重瓶法)六个导出指标：土的空隙率e e=Vv/Vs 土的空隙率n n=Vv/V100%土的饱和度Sr Sr=Vw/Vv100%Sr=100% Vw=Vv完全饱和土湿度状态区分：略湿的：Sr50Sr=0 Vw=0 干土润湿：5080饱和：Sr80土的干密度d d=ms/v土的饱和密度sat=(ms Vvw)/V (其

9、中w=1g/cm )重度：土的重力密度(单位：KN/m )土的湿重度：=g (其中g=10N/kg )干重度：d=dg饱和重度sat=satg有效重度=g大小关系：satd大小等级：satd(浮游密度最小)水的重度w=wg=10KN/m310 .判断为没有粘性土的密度影响砂、砾等无粘性土工程性质的因素是致密度。判定方法：用空隙比e记述。 e越大表示土中的空隙越大，土质越松散。 优点：无法考虑简单缺点：倾斜的因素。用相对密度Dr记述。dr=emax-e/emax-Emin 00.0-0.67-1-dr松|中密|密|试验法。 规格中使用标准贯入式试验锤数n评价砂类土的致密度是一种有效的方法。 砂土

10、可以分为：354103354533533333 n (锤数)松|稍密|中密|密|采用圆锥动力触探，碎石按野外鉴别方法分为密、中密、稍密、松4种状态。11 .粘性土的物理特性可塑性：具有可塑性状态的土(粘性土)在外力的作用下，可以不发生龟裂地成形为任何形状，外力被去除后也能维持原来的形状。极限含水量：粘性土从一种状态变化到另一种状态的边界。 (名词解释4分)液限：用WL表示从塑性状态变化到流动状态的极限含水量。塑性极限：土从半固体变化为塑性状态的极限含水量用Wp表示。缩限：土从半固体中不断蒸发水分，体积逐渐缩小，直到体积不缩小为止，土的极限含水量用Ws表示。 图示： 光圈Ws光圈Wp液体光圈Wl

11、含水量固体|半固体|塑性状态|流动状态粘性土的极限含水量液限的测定：我国目前采用锥式液限计。 塑性极限的测定：很多“揉搓法”在揉搓到正好3mm时开始产生龟裂，并开始断裂。 目前正在发展为液限、塑限联合测定法。塑性指数p=L-p (塑性状态的上限和下限含水量的差)。 p 比表面积土的粘粒或亲水矿物可塑性液态指数L=(-p)/(L-p)=(-p)/lp灵敏度St=qu/qu低灵敏度： (1.0st2.0 )中灵敏度(2.0st4.0 )和高灵敏度(st4.0 )灵敏度越高，结构性越强，受到干扰后土的强度下降越显着。12 .土的渗透性：土坑中的自由水是重力，水头差，所以土被冲走的性质。渗透：水通过空

12、隙流动的现象。13 .影响土壤渗透性的因素：砂性土：粒子的大小、倾斜、密度以及土中封闭气泡。粘性土：土的矿物成分，结合水膜厚，土的构造，土中气体。14 .土的工程分类：直观上以粗粒土(无粘性土)、细粒土或粘性土(在某些规范中细分粉土或粘性土)规范中以土(岩)为建筑物的地基，分为岩石、碎石土、砂土、粉土、粘性土、人工填土6种。第三章土中应力计算1 .自重应力(cz):建筑物建设之前，地基中土体本身的有效重量产生的力。附加应力(z):建筑物建设后，建筑物的重量等外负荷是指地基引起的应力，“附加”原本就指增加的压力。 (名词解释，4分)2 .弹性理论式：即把地基土视为均匀、各向同性的半无限弹性体。

13、在计算地基附加应力之前，首先确定作用于地理表面(基础底面)的压力。3 .基础压力(P):基础和基础之间产生接触压力(方向向下)。4 .基加压力(P0):通常是由于新增加的建筑物对土壤施加应力而产生的压力。5 .地基的附加应力：建筑物的负荷引起的应力的增加。6 .垂直自重应力分布规律：土的自重应力分布线是折线，拐点是土层的边界或地下水位，在不透水水平处理布线时有突变自重应力随着深度增加而变大在同一水平上自重应力各点相等。7 .根据载荷偏心力矩e的大小，基础压力的分布规律：在eL/6的情况下，根据式3.6，基础压力呈梯形分布。在e=L/6时，Pmin=0，基础压力分布成三角形。eL/6时，Pmin

14、0即产生拉伸应力，基础与基础之间承受不了拉伸应力，因此产生拉伸应力部分的基础从地基土局部脱离，基础压力再分布。 根据偏心载荷和基底反作用力的平衡条件，载荷力F G应该通过三角形反作用力分布图的心形。Pmax=2(F G)/3b(l/2-e )8 .当用角点法计算附加应力：时，m点处的四种情况(m表示m点在载荷作用面上的水平投影，表示任意深度z )。 在计算中，负荷面积必须用m点分割成几个矩形面积，m点必须是分割后的各矩形面积的共同角点。 然后，用式(3.22 )计算在各矩形面积角点的相同深度z的追加应力z，求代数和。 这个方法称为“拐角法”。9.P60z、x、x的等值线图。10 .平均分布矩形

15、载荷下的地基附加应力的分布规律：附加应力z从基础开始计数，随着深度曲线性衰减z具有一定的扩散性。 它不仅分布在基底范围内，还分布在基底负荷面积以外的相当宽的范围内。 基底下任意深度的水平面上的z在基底的中心轴上最大，离中心轴越远越小。 P61的图3.24对根据典型的分布载荷的分布进行比较(P52图3.10 )。11 .饱和土的有效应力原理(8分钟)有效应力原理：饱和土中的应力(总应力)是有效应力和孔隙水压力的和。 可选地，有效应力等于总应力减去孔隙水压力u的值。 土中的附加应力是有效的应力。12 .地下水位的升降对土的自重应力的影响是？ 讨论(4-8分)地下水位上升时，由于浮力的存在，土中的自

16、重应力减少，相反，地下水位下降时，土中的自重应力增大。地下水位的升降应注意的问题是什么？深基坑降水回灌严格控制抽水量。13 .自重应力的计算(10-1520分钟) 14 .基础压力的计算15 .附加压力的计算第四章土的变形性质和地基沉降计算1 .可压缩性：土在压力下体力缩小的特性。压缩系数：是描述土体的压缩性的大小的物理量。 曲线任意点处的切线斜率表示对应压力p的压缩性。 tan=e/2 .如何理解地基土已被压缩？ 因为土是三相分散系统，固体土粒子被压缩土中的水和封闭气体被压缩水和气体被从空隙中挤出。 (本质：土细孔体积缩小)3、土的固结：土体在外力作用下压缩量随时间增加的过程。4 .压缩实验研究：土的压缩性的大小及其特征的室内试验方法。 土层厚度小时，采用了极限压缩试验研究。5 .压缩试验的过程是什么？通过测定稳