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土力学重点概念五大汇总

土力学重点概念五大汇总
土力学重点概念五大汇总

第一部分

1.土力学—利用力学的一般原理,研究土的物理、化学和力学性质及土体在荷载、水、温度等外界

因素作用下工程性状的应用科学。它是力学的一个分支。

2.地基:为支承基础的土体或岩体。在结构物基础底面下,承受由基础传来的荷载,受建筑物影响

的那部分地层。地基分为天然地基、人工地基。

3.基础:将结构承受的各种作用传递到地基上的结构组成部分。基础依据埋置深度不同划分为浅基

础、深基础

第二章 土的三相组成及土的结构

1.土的三相:水(液态、固态)气体(包括水气)固体颗粒(骨架)

2.原生矿物。即岩浆在冷凝过程中形成的矿物。

3.次生矿物。系原生矿物经化学风化作用后而形成新的矿物

4.粘土矿物特点:粘土矿物是一种复合的铝—硅酸盐晶体,颗粒成片状,是由硅片和铝片构成的晶

胞所组叠而成。

5. d60—小于某粒径的土粒质量占土总质量60%的粒径,称为限定粒径(限制粒径);

d10—小于某粒径的土粒质量占土总质量10%的粒径,称为有效粒径;

6.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的透水层中自由水

7.结合水-指受电分子吸引力作用吸附于土粒表面的土中水。这种电分子吸引力高达几千到几万个

大气压,使水分子和土粒表面牢固地粘结在一起。结合水分为强结合水和弱结合水两种。

8.强结合水:紧靠土粒表面的结合水,其性质接近于固体,不能传递静水压力,具有巨大的粘滞性、

弹性和抗剪强度,冰点为-78度,粘土只含强结合水时,成固体状态,磨碎后成粉末状态。

9.弱结合水:强结合水外围的结合水膜。

10.土的结构:指土粒单元的大小、形状、相互排列及其联结关系等因素形成的综合特征。土的结构

和构造对土的性质有很大影响。

7.土的构造:物质成分和颗粒大小等都相近的同一土层及其各土层之间的相互关系的特征称之。

第三章 1.土的天然密度:土单位体积的质量称为土的密度(单位为g /cm 3或t /m 3),

2.土的含水量:土中水的质量与土粒质量之比(用百分数表示)

3.土粒相对密度(比重):土的固体颗粒质量与同体积4℃时纯水的质量之比。

4. 土的孔隙比:土中孔隙体积与土颗粒体积之比

5. 塑性指数 液性指数

I L ≤0 坚硬状态 0< I L ≤0.25 硬塑状态

L 可塑状态 0.75< I L ≤1 软塑状态 I L>1 流塑状态

6. 土的水理性质:指土在水作用下表现出的性状特点。粘性土的胀缩性、 粘性土的崩解性、饱

和砂粉土的液化性、 土的冻胀性

7.触变性:粘性土结构遭到破坏,强度降低,但随时间发展土体强度恢复的胶体化学性质称为土的

触变性。也就是说土的结构逐步恢复而导致强度的恢复。

(了解)8.碎石土分类:碎石土:粒径大于2mm 的颗粒含量超过全重50%的土。

漂石块石 圆形及亚圆形为主棱角形为主 粒径大于200mm 的颗粒超过全质量50%

卵石碎石 圆形及亚圆形为主棱角形为主 粒径大于20mm 的颗粒超过全质量50%

圆砾角砾 圆形及亚圆形为主棱角形为主 粒径大于2mm 的颗粒超过全质量50%

(了解)9.

砂土分类:砂土:粒径大于2mm 的颗粒含量不超过全重的50%、粒径大于0.075mm

的颗粒超过全重的50%。

砾砂 粒径大于2mm 的颗粒占全质量25 -- 50% 粗砂 粒径大于0.5mm 的颗粒超过全质量50% 中

砂 粒径大于0.25mm 的颗粒超过全质量50% 细砂 粒径大于0.075mm 的颗粒超过全质量85%粉

砂 粒径大于0.075mm 的颗粒超过全质量50% P L P w w I -=

(了解)10.淤泥类土特性①高孔隙比、饱水、天然含水量大孔隙比常见值为1.0~2.0;液限一般

为40%

~60%,饱和度一般>90%,天然含水量多为50~70%。淤泥类土天然含水量大于液限;

②未扰动时,处于软塑状态,一经扰动,结构破坏,处于流动状态;③透水性极弱:一般垂直方向

的渗透系数较水平方向小些;④高压缩性:a 1~2一般为0.7~1.5MPa -1,且随天然含水率的增大而增

大;⑤抗剪强度很低,且与加荷速度和排水固结条件有关;⑥有较显著的触变性和蠕变性;

⑦分为:淤泥(e ≥1.5)、淤泥质土(1.0≤e <1.5)。

11.

人工填土特性①性质很不均匀,分布和厚度变化上缺乏规律性;②物质成分异常复杂。有天

然土颗粒,有砖瓦碎片和石块,以及人类活动和生产所抛弃的各种 垃圾;③是一种欠压密土,一

般具有较高的压缩性,孔隙比很大;④往往具有浸水湿陷性;⑤按照成分和堆填方式分为:素填土、

杂填土、吹填土。 第四章 土中的应力计算

1. 自重应力:未修建建筑物之前,由土体重力在土中产生的应力。

2.附加应力

3.

中心荷载作用下基底压力计算 基底附加压力(p 0) 第五章 土的力学性质

1. 受力平衡方程

2.有效应力原理 σ —总应力; σ’—有效应力; u —孔隙水压力。

饱和土的有效应力原理的完整表述:土的的有效应力等于总应力减去孔隙水压力;

②土的有效应力控制了土的变形和强度性能

3.压缩系数a 土体在侧限条件下孔隙比减少量与竖向压应力增量的比值

4.先期固结压力p c :土在其生成历史中曾受过的最大有效固结压力。

5.莫尔—库仑强度理论(简答。。自己总结要点)

莫尔(Mohr)1910年提出当法向应力范围较大

时,抗剪强度线往往呈非线性性质的曲线形状。抗剪强度指标c 和

φ并非恒定值,而应由该点的切

线性质决定。c 随随σ的增大而减小。莫尔认为土中某点τ 达到该点的抗剪强莫尔认为 τ f =f f σ)用直线(库仑定律: )代替(将莫尔

曲线简化为直线),称之为莫尔—库仑强度理论。

当土体中某点任一平面上的剪应力等于土的抗剪强度时,将该点即濒于破坏的临界状态称为“极限

平衡状态”。表征该状态下各种应力之间的关系称为“极限平衡条件”

第六章

1.地基最终沉降量分层总和法计算步骤(简答)

(a)计算原地基中自重应力分布(b)基底附加压力p 0 (c)确定地基中附加应力σz 分布(d)确定计算深

度z n (e)地基分层Hi ①不同土层界面;②地下水位线;③每层厚度不宜大于0.4B 或4m ; ④σz 变

化明显的土层,适当取小。(f)计算每层沉降量S i (g) 各层沉降量叠加∑Si 第七章 土压力理论与土坡稳定分析

1挡土墙(结构)—为了防止土体边坡的坍塌失稳,保护边坡的稳定,人工完成的构筑物.

2.主动土压力 挡土墙在填土压力作用下,向着背离填土方向移动或沿墙跟的转动,直至土体达

到主动平衡状态,形成滑动面,此时的土压力称为主动土压力E a

3.被动土压力:挡土墙在外力作用下向着土体的方向移动或转动,土压力逐渐增大,直至土体达

到被动极限平衡状态,形成滑动面。此时的土压力称为被动土压力E P 。

4.

朗肯理论与库仑理论的比较 (简答)

相同点:朗肯与库仑土压力理论均属于极限状态,计算出的土压力都是墙后土体处于极限平衡状态

下的主动与被动土压力Ea 和Ep 。 d p p 00γ-=u +'=σσ)(s w s s F F u F F -+=σσ?στtg c f +=

不同点:①研究出发点不同:朗肯理论是从研究土中一点的极限平衡应力状态出发,首先求出的是Pa或Pp及其分布形式,然后计算Ea或Ep —极限应力法。库仑理论则是根据墙背和滑裂面之间的土楔,整体处于极限平衡状态,用静力平衡条件,首先求出Ea或Ep,需要时再计算出Pa或Pp及其分布形式—滑动楔体法。

②研究途径不同:朗肯理论在理论上比较严密,但应用不广,只能得到简单边界条件的解答。库仑理论是一种简化理论,但能适用于较为复杂的各种实际边界条件,应用广泛。

第八章岩土工程勘察概述

1不良地质作用:由地球内力或外力产生的对工程可能造成灾害的地质作用。

2.岩土工程勘察:根据建设工程的要求,查明、分析、评价建设场地的地质、环境特征和岩土工程条件,编制勘察文件的活动。

3.地质灾害:由不良地质作用引发的危及人生、财产、工程或环境安全的事件。

第九章天然地基上浅基础的常规设计

极限承载力:使地基发生剪切破坏、失去整体稳定时的基础底面最小压力,亦即地基能承受的最大荷载强度

1.地基基础设计应满足下列三项基本原则

(1)对防止地基土体剪切破坏和丧失稳定性方面,应具有足够的安全度;(强度要求)

(2)应控制地基变形,使之不超过建筑物的地基变形允许值,以免引起基础和上部结构的损坏,或影响建筑物的正常使用功能和外观;

(3)基础的材料、型式、尺寸和构造,除了应能适应上部结构、符合使用要求、满足地基承载力(稳定性)和变形要求外,还应满足对基础结构的强度、刚度和耐久性的要求。

2.天然地基上浅基础设计的内容和一般步骤

(1)充分掌握拟建场地的岩土工程地质条件和工程勘察资料。

(2)在研究地基勘察资料的基础上,结合上部结构的类型,荷载的性质、大小和分布,建筑布置和使用要求以及拟建基础对原有建筑设施或环境的影响,并充分了解当地建筑经验、施工条件、材料供应、保护环境、先进技术的推广应用等其他有关情况,综合考虑选择基础类型和平面布置方案;

(3)选择地基持力层和基础埋置深度;

(4)确定地基承载力;

(5)按地基承载力(包括持力层和软弱下卧层)确定基础底面尺寸;

(6)进行必要的地基稳定性和变形验算,使地基的稳定性得到充分保证,并使地基的沉降不致引起结构损坏、建筑倾斜与开裂,或影响其正常使用和外观;

(7)进行基础的结构设计,按基础结构布置进行结构的内力分析、强度计算,并满足构造设计要求,以保证基础具有足够的强度、刚度和耐久性;

(8)绘制基础施工图,并提出必要的技术说明。

3.某建筑场地表以下土层依次为:(1)中砂,厚2.0m,孔隙比e=0.650,土粒相对密度d s=

2.65,潜水面在地表下1m处;(2)粘土隔水层厚2.0m,重度为19kN/m3; (3)粗砂,含承压水,承压水位高出地表2.0m(取γw=9.80kN/m3)。

问:基坑开挖深达1m时,坑底有无隆起开裂的危险?若基础埋深d=1.5m,施工时除将中砂层内地下水面降到坑底外,还须设法将粗砂层中的承压水位至少降低几米才行?

答案:有,1.1

解释:应使承压含水层顶部的静水压力(μ)与总覆盖压力(σ)的比值

μ/σ<1对宽坑宜取μ/σ<1,否则应设法降低承压水头。

式中μ=γw·h,h可按预估的最高承压水位确定,或以孔隙压力计测定;σ=γl z l+γ2z2,γl

及γ2分别为各层土的重度,对地下水位以下的土取饱和重度。

4.作业三:P207习题7.4

5.软弱下卧层:承载力显著低于持力层的高压缩性土层。

当地基受力层范围内存在有软弱下卧层时,按持力层土的承载力计算得出基础底面所需的尺寸后,还必须对软弱下卧层进行验算。

要求:作用于软弱下卧层顶面处的附加应力与自重应力之和不超过其承载力特征值。(图)

即: σz +σcz ≤f az

σz —相应于荷载效应标准组合时,软弱下卧层顶面处的附加应力值;

σcz —软弱下卧层顶面处土的自重应力值;

f az —软弱下卧层顶面处经深度修正后的地基承载力特征值

6.矩形基础 条形基础 l ,b —分别为矩形基础的长度和宽度;

p —基底的平均压力值; σc —基底处土的自重应力值; z —基底至软弱下卧层顶面的距离;

θ—地基压力扩散角,规范提供了表格供查

7. 地基基础与上部结构相互作用的概念

◆ 对一个建筑物来说,在荷载作用下,地基、基础和上部结构三部分是彼此联系、相互制约

的整体。

◆ 地基、基础与上部结构三部分功能不同,材料各异,研究方法亦不同,目前要把三部分完

全统一起来进行设计计算还有困难。

◆ 传统的结构设计(包括目前的常规设计)总是把上部结构、基础与地基三者作为彼此离散

的独立结构单元进行力学分析 。

上部结构、基础与地基共同作用 下的工程处理规定

①按照具体条件可不考虑或计算整体弯曲时,必须采取措施同时满足整体弯曲的受力要求。

②从结构布置上,限制梁板基础(或称连续基础)在边柱或边墙以外的挑出尺寸,以减轻整体弯曲效应。

③在确定地基反力图形时,除箱形基础按相应规范(JGJ6-99)的明确规定(该规范根据实测资料已反映整体弯曲的影响)外,柱下条形基础和筏基纵向两端起向内一定范围,如1~2开间,将平均反力加大10%~20%设计。

④基础梁板的受拉钢筋至少应部分通长配置(具体数量详见有关规范),在合理的条件下,通长钢筋以多为好,尤其是顶面抵抗跨中弯曲的受拉钢筋。对筏板基础,这种钢筋应全部通长配置为宜。

8.

相对刚度: 在上部结构、基础与地基的共同作用中,起重要影响的是:“上部结构+基础”与地基之间的刚度比,称为“相对刚度” 第十章 桩基础

)tan 2)(tan 2()(θθσσz b z l p lb c z ++-=θσσtan 2)(z b p b c z +-=

1.浅基础:只需经过挖槽、排水等普通施工程序建造一般埋深小于基础宽度的基础统称为浅基础。

2.深基础:由于浅层土质不良,须把基础埋置于深处的好地层时(埋置深度大于5m),采用桩、沉井等特殊施工方法和设备建造一般埋深大于基础宽度的基础。

3.端承桩和嵌岩桩:一般为12 ~ 24m。当相邻两个勘探点揭露的持力层层面坡度大于10%时,应视具体情况适当加密勘探点;

4. 摩擦桩:一般为20~30m。遇到土层性质或状态在水平方向分布变化较大时,或存在可能影响成桩的土层时,应适当加密勘探点;

5. 承载能力极限状态:对应于桩基达到最大承载能力或整体失稳或发生不适于继续承载的变形。计算应采用作用效应的基本组合和地震作用效应组合;

6. 正常使用极限状态:对应于桩基达到建筑物正常使用所规定的变形限值或达到耐久性要求的某项限值。验算桩基沉降时应采用荷载的长期效应组合;验算桩基的水平变位、抗裂、裂缝宽度时,根据使用要求和裂缝控制等级应分别采用作用效应的短期效应组合或短期效应组合考虑长期荷载

的影响。

7.负摩阻力—桩土之间相对位移的方向决定了桩侧摩阻力的方向,当桩周土层相对于桩侧向下位移时,桩侧摩阻力方向向下,称为负摩阻力。

下列情况下应考虑桩侧负摩阻力作用:(教材P.217)

①在软土地区,大范围地下水位下降,使桩周土中有效应力增大,导致桩侧土层沉降;

②桩侧地面承受局部较大的长期荷载,或地面大面积堆载(包括填土)时;

③桩穿越较厚松散填土、自重湿陷性黄土、欠固结土层进入相对较硬土层时;

④冻土地区,由于温度升高而引起桩侧土的沉陷。

桩侧负摩阻力产生的条件:桩侧土体下沉必须大于桩的下沉。

要确定桩侧负摩阻力的大小,首先要确定产生负摩阻力的深度区间及其强度大小。

8.群桩效应:当桩数较多,桩距较小时,例如常用的桩距s a=(3~4)d 时,桩端处地基中各桩传来的压力将相互重叠。这种情况下:桩端处压力比单桩时大得多;桩端以下压缩土层的厚度也比单桩要大;群桩中各桩的工作状态与单桩的明显不同;群桩承载力小于各单桩承载力之总和;沉降量则大于单桩的沉降量,这就是群桩效应

9.单桩的破坏模式(a)屈曲破坏 (b)整体剪切破坏 (c)刺入破坏

第十一章地基处理概述

1. 地基处理的目的:(简答)

(1)提高土的抗剪强度,使地基保持稳定;

(2)降低土的压缩性,使地基的沉降和不均匀沉降减至允许范围内;

(3)降低土的渗透性或渗流的水力梯度,防止或减少水的渗漏,避免渗流造成地基破坏;

(4)改善土的动力性能,防止地基产生震陷变形或因土的振动液化而丧失稳定性;

(5)消除或减少土的湿陷性或胀缩性引起的地基变形,避免建筑物破坏或影响其正常使用。2. 地基处理方法众多,按其处理原理和效果大致可分为换土垫层法、排水固结法、挤密振密法、拌入法、灌浆法、加筋法等类型。(了解)

托换技术(或称基础托换)¤托换技术是指需对原有建筑物地基和基础进行处理、加固或改建,或在原有建筑物基础下修建地下工程或因邻近建造新工程而影响到原有建筑物的安全时,所采取的技术措施的总称

第十二章基坑工程

1.建筑基坑是指为进行建筑物(包括构筑物)基础与地下室的施工所开挖的地面以下空间。

2.基坑工程:为保证基坑施工以及主体地下结构的安全和周围环境不受损害,需对基坑进行包括土体、降水和开挖在内的一系列勘察、设计、施工和检测等工作。

3.基坑支护工程设计的基本原则:(简答)

1在满足支护结构本身强度、稳定性和变形要求的同时,确保周围环境的安全;

2在保证安全可靠的前提下,设计方案应具有较好的技术经济和环境效应;

3为基坑支护工程施工和基础施工提供最大限度的施工方便,并保证施工安全

4.基坑开挖与支护设计应包括下列内容:(简答)

①支护体系的方案技术经济比较和选型;

②支护结构的强度、稳定和变形计算;

③基坑内外土体的稳定性验算;

④基坑降水或止水帏幕设计以及围护墙的抗渗设计;

⑤基坑开挖与地下水变化引起的基坑内外土体的变形及其对基础桩、邻近建筑物和周边环境的影响;

⑥基坑开挖施工方法的可行性及基坑施工过程中的监测要求。

5.基坑工程的特点(简答)

①支护结构通常都是临时性的结构,一般情况下安全储备相对较小,风险性较大

②由于场地的工程水文地质条件、岩土的工程性质以及周边环境条件的差异性,基坑工程往往具有很强的地域性特征,因此,它的设计和施工,必须因地制宜,切忌生搬硬套。

③是一项综合性很强的系统工程。它不仅涉及结构、岩土、工程地质及环境等多门学科,而且勘查、设计、施工、检侧等工作环环相扣,紧密相连。

④具有较强的时空效应。支护结构所受荷载(如土压力)及其产生的应力和变形在时间上和空间上具有较强的变异性,在软粘土和复杂体型基坑工程中尤为突出。

⑤对周边环境会产生较大影响。基坑开挖、降水势必引起周边场地土的应力和地下水位发生改变。使土体产生变形,对相邻建(构)筑物和地下管线等产生影响,严重者将危及到它们的安全和正常使用。大量土体运输也将对交通和环境卫生产生影响。

6.基坑支护结构的类型及适用条件

(1)放坡开挖及简易支护

放坡开挖是指选择合理的坡比进行开挖,适用于地基土质较好、开挖深度不大以及施工现场有足够放坡场所的工程。放坡开挖施工简便、费用低,但挖土及回填土方量大。有时为了增加边坡稳定性和减少土方量,常采用简易支护

(2) 悬臂式支护结构

广义上讲,一切设有支撑和锚杆的支护结构均可归属悬臂式支护结构,但这里仅指没有内撑和锚拉的板桩墙、排桩墙和地下连续墙支护结构(右图所示)。悬臂式支护结构依靠足够的入土深度和结构的抗弯能力来维持基坑壁的稳定和结构的安全。适用于土质较好、开挖深度较浅的基坑工程。(3)水泥土桩墙支护结构

利用水泥作为固化剂,通过特制的深层搅拌机械在地层深部将水泥和软土强制拌和,让水泥和软土之间产生一系列的物理化学反应,硬结成具有整体性、水稳定性和一定强度的水泥土桩。水泥土桩墙中的桩与桩或排与排之问可相互咬合紧密排列,也可按网格式排列(右图)。水泥土桩墙适合于淤泥、淤泥质土等软土地区的基坑支护。

(4)内撑式支护结构

内撑式支护结构由支护桩或墙和内支撑组成(右图所示)。支护桩常采用钢筋混凝土桩或钢板桩,支护墙通常采用地下连续墙。内支撑常采用木方、钢筋混凝土或钢管(或型钢)做成。内支撑支护结构适合各种地基土层,但设置的内支撑会占用一定的施工空间。

(5)拉锚式支护结构

拉锚式支护结构由支护桩或墙和锚杆组成。支护桩和墙采用钢筋混凝土桩或地下连续墙。锚杆通常有地面拉锚(右图a)和土层锚杆(右图b)两种。地面拉锚需要有足够的场地设置锚桩或其他锚固装置。土层锚杆因需要土层提供较大的锚固力,适合于深部有较好土层的地层中,不宜用于软粘土地层。

(6)土钉墙支护结构

土钉墙支护结构是由被加固的原位土体、布置较密的土钉和喷射于坡面上的混凝土面板组成(右图)。土钉一般是通过钻孔、插筋、注浆来设置的,但也可通过直接打入较粗的钢筋或型钢形成土钉墙支护结构。适合地下水位以上的粘性土、砂土和碎石土等地层,不宜用于淤泥或淤泥质土等软土地层,支护深度不超过18m。

(7)双排桩支护结构

双排桩支护结构通常由钢筋混凝土前排桩和后排桩以及盖梁或盖板组成(右图)。其支护深度比单排悬臂式结构要大,且变形相对较小。

(8)连拱式支护结构

连拱式支护结构通常采用钢筋混凝土桩与深层搅拌水泥土拱以及支锚结构组合而成(右图)。水泥土抗拉强度很小,抗压强度较大,形成水泥土拱可有效利用材料抗压强度。拱脚采用钢筋混凝土桩,承受由水泥土拱传递来的土压力,如果采用支锚结构承担一定的荷载,则可取得更好的效果。(9)其他支护结构

逆作拱墙支护结构(下图示)、加筋水泥土拱墙支护结构以及各种组合式支护结构。

第二部分

第一章

1地基条件:地基的强度条件,地基的变形条件

2土是岩石加过物理、化学、生物等的风化作用的产物是矿物颗粒的组成集合体

3第四纪沉积物:地表的岩石经风化剥蚀搬运沉积下来的年代不长未经压紧并成松散状态的沉积物4陆相沉积:残积土(土的颗粒粗细不匀厚度不均,作为地基时承载力较高,但要特别注意其不均匀沉降,不适合作地基)坡积土(土质不均匀,常发生沿基岩斜面的滑动,不适合作地基)洪积土(离山较近处土颗粒粗,压缩性低具有较高的承载力,坐地基比较合适)冲积土、湖泊沉积土

5土的性质:散体性、多相性、成层性、变异性

6土的三相组成:固体颗粒、水、气体

7土物理力学性质与三相组成的比例的关系:当含水量增加时,其抗剪强度降低。

8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

9土中水的分类:自由水(重力水、毛细水)结合水(强结合水、弱结合水)

10 岩石分类:硬质岩(抗压极限大于等于30兆帕)、软质岩

11土粒间的连接关系:接触连接,胶结连接,结合水连接,冰连接

12土基本指标测定方法:土的密度环刀法、土的含水量烘干法土的相对密度比重瓶法

13界限含水率:粘性土从一种状态转变为另一种状态的分界含水率

14塑限:粘性土由半固态变到可塑状态的分界含水量(搓条法)

液限:粘性土由可塑状态变化到流动状态的分界含水量(锥式液限仪)

缩限:土由半固态不断蒸发水分,体积逐渐缩小,直到体积不再缩小时土的极限含水率

塑性指数:液限与塑性之差。液性指数:土的天然含水率与塑限的差除以塑性指数。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软硬程度。

15触变性: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,称为粘性土的触变性;影响: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。

16土的最优含水率:在一定夯击或压实能量下,填土达到最大干密度时相应的含水率

第二章

1毛细水带分类:正常毛细水带(下)、毛细网状水带(中)、毛细悬挂水带(上)

2地下水:存在于地表以下岩土层的孔隙,裂隙,或空洞中的水。分为:上层滞水、潜水、承压水3毛细现象: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。对工程的影响:路基冻害、地下室潮湿、土地的沼泽化而引起地基承载力下降。

4达西定律:单位时间内渗出的水量与水力坡度i和试样断面积A成正比,且与土的渗透性有关

V=ki;q=KAi;i=h/l

5动水力:土中渗流的水对单位体积的土骨架所产生的作用力G D=iγw

6流砂:当动水力等于或大于土的浮重度时,土体颗粒间的压力等于零,土颗粒将处于悬浮状态而失去稳定的现象

7管涌:当土体级配不连续时,水流可将土体粗颗粒空隙充填的细颗粒土带走,破坏土的结构

8流砂与管涌的区别:流砂发生在土体表面渗流逸出处,不发生于土体内部,而管涌即可发生在渗流溢出处,也可以发生于土体内部。

9渗透性:土空隙中的自由水在位势差作用下发生运动的现象

10渗透系数的测定方法:常水头法、变水头法

11冻土的分类:季节性冻土、隔年冻土、多年冻土。冻土现象分为冻胀和融陷

12冻胀的原因:冻胀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。

13影响冻胀的因素:土的因素,水的因素,温度的因素

14有效应力原理:土体中的总应力等于有效应力与孔隙水压力之和

15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。

16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;。

第三章

1土中的应力种类:自重应力,附加应力

2计算地下水位以下土层的自重应力时应当用有效重度。

3基底附加应力:基地压力减去基底处竖向自重应力

4绝对柔性基础:抗弯刚度为零,无弯曲能力;基地压力分布均匀,变形中间大两边小

5绝对刚性基础:抗弯刚度无穷大,受弯曲作用不会发生挠曲变化,变形均匀,基地分布不均匀(马鞍形、钟形、抛物线形)

6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

7效应力原理包含两点1)土的有效应力等于总应力减去孔隙水压力2)土的有效应力控制了土的变形及强度性能。

第四章

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固结:土在荷载作用下孔隙水压力消散、有效压力增长,土体积变形随时间发展的过程

3固结度:地基在荷载作用下,对某一深度处,经历时间t,有效应力与总应力的比值

4单向固结理论:是指土中的孔隙水,只沿竖直一个方向渗流,同时土体也只沿竖直一个方向压缩。在土的水平方向无渗流,无位移。

5天然土固结状态的分类:超固结状态(OCR>1)正常固结状态(OCR=1)欠固结状态(OCR<1)

6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

7地基沉降研究内容:最终沉降量,沉降量与时间的关系

8研究土压缩性的最基本方法:侧限压缩仪进行压缩试验

9室内侧限压缩试验的过程和最终确定的指标:1)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;绘制压缩曲线2)指标有:压缩系数;压缩指数;压缩模量。

10压缩性指标:压缩系数、压缩模量、压缩指数、回弹指数.(注意:压缩模量和压缩系数都与有效应力有关不是常数,压缩指数是常数。)

11土的弹性模量、变形模量、压缩模量区别:1)变形:弹性模量弹性变形,其他为弹性、塑性变形;2)试验方法:弹性模量; 静力法、动力法.变形模量:现场载荷法.压缩模量:室内侧限法。12压缩系数:是反应土压缩性的一个重要参数,系数越大,曲线越陡,土的压缩性越高,与有效应力有关,不是常数。

13地基沉降的原因:1)建筑物荷载在地基中产生的附加应力,2)土的压缩特性

14计算最终沉降量时应力面积法与层总和法相比的特点: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。

15固结度与哪些因素有关?答:、渗透系数、压缩模量ES值、时间、渗流路径。

16地基最终沉降的组成:瞬时沉降,固结沉降,次固结沉降

17地基变形特征:沉降量,沉降差,倾斜,和局部倾斜四种

18减少地基沉降量的措施:1)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;2)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

19最终沉降量的计算步骤:1)用坐标纸按比例绘制地基土层分布剖面图和基础剖面图2)计算地基土的自重应力3)计算基础底面接触压力4)计算基础地面的附加应力5)计算地基中的附加应力分布6)确定地基受压层深度7)沉降计算分层8)计算个图层的压缩量9)计算地基最终沉降量20分层总和法基本假设:1)在计算地基中的附加应力是,假设地基土为均质的,连续的、各向同性的半无限空间弹性体。2)一句基础中心点下所受的有效竖向附加应力计算基础的最终沉降量3)地基只产生竖向变形,不产生侧向变形4)沉降计算深度,工程上就是那至某一深度即可。

第五章

1土的抗剪强度:土体抵抗剪切破坏的极限承载能力。测定方法: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τ等于土的抗剪强度τf时,的临界状态称为极限平衡状态却

3土抗剪强度的工程问题1)土质边坡稳定问题2)土压力问题3)建筑物地基承载力问题

4土的抗剪强度的测定方法(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;

5土抗剪强度的表示方法:总应力法、有效应力法

6直剪仪的特点:1)优点:构造简单、操作简单、仪器便宜2)缺点:实验所确定的面不是土体抗剪强度的最弱面;出现应力集中后,剪切面上应力应变不均匀,很难确定;土样面积逐渐减小,用其计算剪切应力不准确;不能严格控制孔隙水压力,无法测量。

7直接剪切实验分为:快剪,固结快剪,慢剪

8三轴压缩试验三种试验方法:不固结不排水实验,固结不排水试验,固结排水试验

9三轴压缩实验的特点:1)优点:严格控制排水条件,准确测定孔隙水压力变化;剪切破坏面上应力分布较为均匀;除测定抗剪强度指标外,还可测定如土的灵敏度。侧压力系数、孔隙水压力系数等力学指标。

10无粘性土抗剪强度的来源:内摩擦角,咬合力,剪胀作用

11影响土的抗剪强度因素: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

1挡土墙:用来支撑天然或人工斜坡使其不致坍塌,以保持土体稳定性的支挡结构物

2土压力:是指挡土墙后的填土因自重或外荷载作用对墙背产生的侧向压力,是挡土墙承受的主要外载荷

土压力影响因素:填土的性质、挡土墙形状高度材料,挡土墙位移的方向、大小

3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(主动土压力小于静止土压力小于被动土压力)

4静止土压力:挡土墙在土压力作用下不发生任何位移或转动,墙后土体处于弹性平衡状态,这是作用在墙背的土压力为静止土压力

5主动土压力:若挡土墙在土压力作用下背离填土方向移动或转动,这时作用在墙后的土压力将由降至土压力逐渐减小,直到墙后土体达到极限平衡状态,并出现连续滑动面而使得土体下滑时,压力减至最小值,此时的土压力被称为主动土压力

6被动土压力:若挡土墙在外力荷载作用下,向填土方向移动或转动,这时作用在墙后的土压力将由静止土压力珠江增大,直至牵狗的土体达到极限平衡状态,并出现连续滑动面,墙后土体将向上挤出隆起,土压力增至最大值,此时的土压力称为被动土压力

7朗肯与库伦土压力理论比较: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

8挡土墙的类型:重力式挡土墙;悬臂式挡土墙;扶臂式挡土墙;板桩墙。

9挡土墙的计算包括:稳定性验算(抗倾覆、抗滑移)、地基承载力验算、强身强度验算

10抗倾覆措施:1)增大断面尺寸,增加挡土墙自重,使抗倾覆力矩增大,但同时工程量随之加大2)将墙背仰斜,以减小土压力3)选择衡重式挡土墙或带卸荷台的挡土墙,

11抗滑移措施:1)增大挡土墙断面尺寸,增加墙身自重2)在挡土墙基底铺砂石垫层3)将挡土墙基底做成逆坡4)在墙踵后加钢筋混凝土拖板

第七章

1土坡失稳的原因:1)土体内部剪应力加大,坡角加大地下水渗流,降雨等动力荷载作用,地质超载,人为因素2)土体抗剪强度降低,冻融现象和振动液化

2黏性土的抗剪强度包括:摩擦强度和黏聚强度

3影响土坡稳定的因素: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。

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天然休止角:是指松散状态无荷重作用下的坡角

7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=tanΦ/tanβ,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。

第八章

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地基承载力:是指地基土单位面积上所能承受荷载的能力;确定方法:现场载荷试验、理论计算、规范法。

3地基承载力特征值的确定:1)当p-s曲线有明显的比例界限时,取该比例界限所对应的临界载荷2)当p-s曲线上的a、b两点能准确确定,且P u<2P cr时,取极限荷载值的一半3)当p-s曲线上的a、b两点不能准确确定时,取s=(0.01~0.015)b对应的板下压力,但其值不应大于最大加载量的一半

4地基破坏模式的影响因素:1)土的压缩性,对于密实砂土和坚硬黏土将发生整体剪切破坏,而对于压缩性较大的松砂和软黏土,将可能出现局部剪切或冲剪破坏。2)与基础埋深及加荷速率有关

5地基破坏(p-s曲线(荷载-沉降)的三个阶段: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。

6临塑荷载:地基中即将出现塑性区时的基地压力。

7临界荷载:地基塑性区的最大深度到基底宽度1/3或1/4处时作用于底面的

8极限荷载:是指整个地基处于极限平衡状态时所承受的荷载

9地基的临界荷载(注意事项)1)中心垂直荷载作用想,塑性区的最大深度zmax可以控制在基础宽度1/4 2) pcr、p1/4、p1/3是在均布条形,矩形和圆形结果偏于安全 3) pcr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

10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)

11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、荷载底面光滑

第三部分

不均匀系数:反映土颗粒粒径分布均匀性的系数定义为限制粒径d60与有效粒径d10之比

塑限:可塑状态与半固体状态间的分界含水量称为塑限。

液限:指粘性土从流塑状态过度到可塑状态时的界限含水量。

基底压力:建筑物荷载由基础传递给地基,基础底面传递给地基表面的压力。

基底附加应力:由于建筑物产生的基底压力与基础底面处原来的自重应力之差

称为附加应力,也就是在原有的自重应力的基础上新增的应力。

渗透固结:饱和土在受到外荷载作用时,孔隙水从空隙中排除,同时土体中的

孔隙水压减小,有效应力增大,土体发生压缩变形,这一时间过程称为渗透固结。

固结:饱和黏质土在压力作用下,孔隙水逐渐排出,土体积逐渐减小的过程。

固结度:指地基在外荷载作用下,经历时间t产生的沉降量St与基础的最终沉降

量S的比值。

库伦定律:在一般的荷载范围内,土的抗剪强度与法向应力之间呈直线关系,即

τf=c+tanυ式中c,υ分别为土的粘聚力和内摩擦角。

粒径级配:各粒组的质量占土粒总质量的百分数。

静止土压力:当挡土结构物在土压力作用下无任何移动或转动,墙后土体由于墙背

的侧限作用而处于弹性平衡状态时,墙背所受的土压力称为静止土压力。

主动土压力:若挡土墙受墙后填土作用离开土体方向偏移至土体达到极限平衡状态时

,作用在墙背上的土压力称为主动土压力。

被动土压力:挡土墙在外力作用下向后移动或转动,达到一定位移时,墙后土体处于

极限平衡状态,此时作用在墙背上的土压力。

土的颗粒级配:土中各粒组相对含量百分数。

土体抗剪强度:土体抵抗剪切破坏的极限能力。

液性指数:是粘性土的天然含水量和塑限的差值与塑性指数之比,用符号IL表示。

基础埋深:指从室外设计地坪至基础底面的垂直距离。

角点法:角点法的实质是利用角点下的应力计算公式和应力叠加原理推求地基中任意

点的附加应力的方法

压缩系数:表示土的压缩性大小的主要指标,压缩系数大,表明在某压力变化范围内

孔隙比减少得越多,压缩性就越高。

土的极限状态: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。

软弱下卧层:地基受力层范围内存在有承载力低于持力层的土层。

持力层:直接承受基础荷载的一定厚度的地基土层。

1.土的三相实测指标是什么?其余指标的导出思路主要是什么?

答案:三相实测指标是土的密度、土粒密度和含水量。

换算指标包括土的干密度(干重度)、饱和密度(饱和重度)、有效重度、孔隙比、孔隙率和饱和度。

换算指标可以从其基本定义出发通过三相组成的体积、重量关系导出。

2.地基中自重应力的分布有什么特点?

答案:自重应力沿深度方向为线性分布(三角形分布)在土层的分层界面和地下水位处有转折。集中荷载作用下地基中附加应力的分布规律?

答案:1)在集中荷载作用线上(r=0),附加应力随深度的增加而减小;2)在r>0的竖直线上,附加应力随深度的增加而先增加后减小;3)在同一水平面上(z=常数),竖直向集中力作用线上的附加应力最大,向两边则逐渐减小。

简述均布矩形荷载下地基附加应力的分布规律?

答案:①附加应力σz自基底起算,随深度呈曲线衰减;②σz具有一定的扩散性。它不仅分布在基底范围内,而且分布在基底荷载面积以外相当大的范围之下;③基底下任意深度水平面上的σz ,在基底中轴线上最大,随距中轴线距离越远而越小。

3. 朗肯土压力理论和库仑土压力理论的异同点是什么?

答案:相同点:两种土压力理论都是极限平衡状态下作用在挡土墙是的土压力,都属于极限平衡理论。

不同点:朗肯是从一点的应力状态出发,先求出土压力强度,再求总土压力,属于极限应力法;库仑考虑整个滑动楔体静力平衡,直接求出总土压力,需要时在求解土压力强度,属于滑动楔体法。

4. 土压力计算中,朗肯理论和库仑理论的假设及适用条件有何不同?

答:朗肯理论假定挡土墙的墙背竖直、光滑,墙后填土表面水平且延伸到无限远处,适用于粘性土和无粘性土。库仑理论假定滑裂面为一通过墙踵的平面,滑动土楔体是由墙背和滑裂面两个平面所夹的土体所组成,墙后填土为砂土。适用于各类工程形成的不同的挡土墙,应用面较广,但只适用于填土为无粘性土的情况

5. 分层总和法计算地基最终沉降量时进行了哪些假设?

①计算土中应力时,地基土是均质、各向同性的半无限体;②地基土在压缩变形时不允许侧向膨胀,计算时采用完全侧限条件下的压缩性指标;③采用基底中心点下的附加应力计算地基的变形量。

6. 简述变形模量与压缩模量的关系。

答:试验条件不同:土的变形模量E0是土体在无侧限条件下的应力与应变的比值;而土的压缩模量

Es是土体在完全侧限条件下的应力与应变的比值。二者同为土的压缩性指标,在理论上是完全可以相互换算的。

7. 地基最终沉降量通常是由哪三部分组成?

答:瞬时沉降;次固结沉降;固结沉降。

8. 请问确定基础埋置深度应考虑哪些因素?

答:确定基础埋置深度应综合考虑以下因素:(1)上部结构情况:如建筑物的用途、结构类型及荷载

的大小和性质;(2)工程地质和水文地质条件:如地基土的分布情况和物理力学性质;(3)当地冻结

深度及河流的冲刷深度;(4)建筑场地的环境条件。

9. 固结沉降是指什么?

答:地基受荷后产生的附加应力,使土体的孔隙减小而产生的沉降称为固结沉降,通常这部分沉降是

地基沉降的主要部分。

10. . 三轴压缩试验按排水条件的不同,可分为哪几种试验方法?工程应用时,如何根据地基土排水条

件的不同,选择土的抗剪强度指标?

答:三轴压缩试验按排水条件的不同,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。工程应用时,当地基土的透水性和排水条件不良而施工速度较快时,可选用不固结不排水剪切试验指标;当地基土的透水性和排水条件较好而施工速度较慢时,可选用固结排水剪切试验指标;当地基土的透水性和排水条件及施工速度界于两者之间时,可选用固结不排水剪切试验指标。

11.地基破坏形式有那几种?各自发生在何种土类地基?

有整体剪切破坏,局部剪切破坏和冲剪破坏

第一章

1.三相比例指标:土的三相物质在体积和质量上的比例关系。

试验指标:通过试验测得的指标有土的密度,土粒密度和含水量。换算指标:包括土的干密度,饱和

密度,有效重度,空隙比,空隙率,饱和度。

2.颗粒级配:土粒的大小组成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。

不均匀系数C u反应了不同粒组的分布情况,Cu<5的土称为匀粒土,级配不良。Cu>10的土级配良

好且C s=1~3

3.土结构的三种类型:单粒结构,蜂窝结构,絮状结构。

4.界限含水量:从一种状态到另一种状态的分界点称为分界含水量,流动状态与可塑状态间的分界

含水量称为液限ωL可塑状态与半固体状态间的分界含水量称为塑限ωP

塑性指标I P=ωL-ωP 液性指标I L =

5.砂土密度判别方法:根据砂土的相对密实度可以将砂土划分为密实,中密,松散三种密实度。但由于测定砂土的最大空隙率和最小空隙比试验方法的缺陷,实验结果有很大的出入,同时由于很难在地下水位以下的砂层中取得原状砂样,砂土的天然空隙比很难准确的测定,相对密实度的

应用受到限制。因此在工程实践中通常用标准贯入击数来划分砂土的密实度。

6.地基分类原则:

第三章

1.自重应力:由土体重力引起的应力。附加应力:外荷载作用下,在土中产生的应力增量。

基底压力:建筑物荷载通过基础传递给地基的压力。基底附加应力:上部结构和基础传递到基底的地基反力与基底处原先存在于土中的自重应力之差。

2.自重应力对地基变形的影响:

第四章

1.土压缩性:我们把这种在外力作用下土的体积缩小的特性称为土的压缩性。原因:

2.分层综合假定(p82)

3.固结:饱和黏质土在压力作用下,孔隙水逐渐排出,土体积逐渐减小的过程。包括主固结或次固结。

固结度:饱和土层或试样在固结过程中,某一时刻的孔隙水压力平均消散值(或压缩量)与初始孔隙水压力(或最终压缩量)比值,以百分率表示。

第五章

1.土的抗剪强度:土体对于外荷载所产生的剪应力的极限抵抗能力。

2.土的抗剪强度指标试验方法

按排水条件:直剪p109,三轴剪切使用条件p111

压缩系数a:表示土体压缩性大小的指标,是压缩试验所得e-p曲线上某一压力段割线的斜率;一般采用压力间隔P1=100kPa至P2=200kPa时对应的压缩系数a1-2来评价土的压缩性。

压缩模量Es: 土的压缩模量指在侧限条件下土的垂直向应力与应变之比,是通过室内压缩试验得到的,是判断土的压缩性和计算地基压缩变形量的重要指标之一。

变形模量E0:通过现场载荷试验求得的压缩性指标,即在部分侧限条件下,其应力增量与相应的应

变增量的比值。能较真实地反映天然土层的变形特性。

2、固结:饱和黏质土在压力作用下,孔隙水逐渐排出,土体积逐渐减小的过程。包括主固结或次固结。

固结度:饱和土层或试样在固结过程中,某一时刻的孔隙水压力平均消散值(或压缩量)与初始孔隙水压力(或最终压缩量)比值,以百分率表示。

3、分层法假定,Zn的确定;规范法假定,Zn的确定;固结度计算。

分层总和法是指将地基沉降计算深度内的土层按土质和应力变化情况划分为若干分层,分别计算各分层的压缩量,然后求其总和得出地基最终沉降量。这是计算地基最终沉降量的基本且常用的方法。

第五章土的抗剪强度

1、土抗剪强度:是指土体抵抗剪切破坏的极限强度,包括内摩擦力和内聚力。抗剪强度可通过剪切试

验测定。

土抗剪强度构成:由土的抗剪强度表达式可以看出,砂土的抗剪强度是由内摩阻力构成,而粘性土

的抗剪强度则由内摩阻力和粘聚力两个部分所构成。

内摩阻力包括土粒之间的表面摩擦力和由于土粒之间的连锁作用而产生的咬合力。咬合力是指当土体

相对滑动时,将嵌在其它颗粒之间的土粒拔出所需的力,土越密实。连锁作用则越强。

粘聚力包括原始粘聚力、固化粘聚力和毛细粘聚力。

2、土的极限平衡条件——由莫尔圆抗剪强度相切几何关系确定。当土体达到极限平衡状态,土的抗剪强

度指标C、&与土的应力1,3的关系。

第六章土压力计算

1、静止土压力:挡土结构在土压力作用下,其本身不发生变形和任何位移,土体处于弹性平衡状态,此

时作用在挡土结构上的土压力称为静止土压力。

主动土压力:挡土结构物向离开土体的方向移动,致使侧压力逐渐减小至极限平衡状态时的土压力,它

是侧压力的最小值。

被动土压力:挡土结构物向土体推移,致使侧压力逐渐增大至被动极限平衡状态时的土压力,它是侧压

力的最大值。

三者辨析:挡土墙上的土压力按照墙的位移情况可分为静止、主动和被动三种。静止土压力是指挡土墙

不发生任何方向的位移,墙后土体施于墙背上的土压力;主动土压力是指挡土墙在墙后土体作用下向前发

生移动,致使墙后填土的应力达到极限平衡状态时,墙后土体施于墙背上的土压力;被动土压力是指挡土

墙在某种外力作用下向后发生移动而推挤填土,致使墙后土体的应力达到极限平衡状态时,填土施于墙背

上的土压力。这里应该注意是三种土压力在量值上的关系为Pa

动极限平衡状态的最大值,Pp是被动极限平衡状态时的最小值。

2、朗肯土压力理论假定:墙背垂直、光滑、填土面水平;土体为本无限体;土体强度理论(莫尔-库仑理论

;极限平衡状态)。

库仑土压力理论假定:墙后土体为均匀各向同性无粘性土;滑裂面为通过墙踵的平面;将滑动土楔视为刚体。

第九章天然地基基础设计

1、地基:指建筑物下面支承基础的土体或岩体。地基有天然地基和人工地基两类。天然地基是不需要人加

固的天然土层。人工地基需要人加固处理,常见有石屑垫层、砂垫层、混合灰土回填再夯实等。基础:指建

筑底部与地基接触的承重构件,它的作用是把建筑上部的荷载传给地基。

第四部分

第一章土的物理性质与工程分类

1. 土的物理性质是土的最基本的特征。

2. 土的物理性质由三相物质的性质、相对含量及土的结构构造等因素决定。

3. 土是松散的颗粒集合体,它由固体、液体和气体三部分组成(也成三相体)

4. 划分粒组的分界尺寸称为界限粒径。根据界限粒径200mm、20mm、2mm、0·075mm

和0·005mm把土粒分成六大组:漂石颗粒、卵石颗粒、圆粒颗粒、沙粒、粉粒和粘

粒。

5. 土中各粒组相对含量百分数称为土的颗粒级配。

6. 小于0·075的土颗粒不能采用筛分的方法分析。

7. 由曲线的陡缓可判断土的均匀程度,曲线较陡,则表示颗粒大小相差不多土粒均匀;

反之曲线平缓,则表示粒径大小相差悬殊,土粒不均匀。

8. 颗粒级配曲线中,由于土中粒径相差悬殊,因此横坐标用对数坐标表示,以突出显

示细小颗粒粒径。

9. 不均匀系数反映颗粒的分布情况,Cu越大,表示颗粒分布范围越广,越不均匀,

其级配越好,作为填方工程的土料时,比较容易获得较大的干密度;Cu越小,颗粒

越均匀,级配不良。工程中将Cu《5的土称为级配不良的土,Cu 》10的土称为级

配良好的土。

10. 土中水对细粒土的性质影响很大。根据存在形式可将其分为结晶水、结合水和自由

水。

11. 土的结构是指土颗粒的大小、形状、表面特征、相互排列及其连接关系的综合特征。

一般分为单粒结构、蜂窝结构、絮状结构。

12. 在天然状态下单位土体积内湿土的质量称为土的湿密度,简称天然密度或密度。

13. 单位体积土受到的重力称为土的湿重度。

14. 单位土粒的密度与同体积4摄氏度水的密度之比称为土粒的相对密度。

15. 在天然状态下,土中水的质量与土颗粒的质量之比,称为土的含水量。

16. 土的孔隙体积与土粒体积之比称为孔隙比。

17. 土中水的体积与空隙体积只比称为饱和度,用百分数表示。

18. 砂土的密实度可用天然孔隙比衡量,当e《0·6时,属密实砂土,强度高,压缩性

小。当e 》0·95时,为松散状态,强度低,压缩性大。

19. 考虑级配的影响,通常用砂土的相对密度Dr表示,Dr在1之0·67之间为密实土;

在0·67之0·33之间为中密土;在0·33之0之间为松散土。

20. 《规范》用标准贯入试验锤击数N63·5来划分砂土的密实度。N63·5是标准贯入时,

用质量为63·5kg重锤,落距76cm,自由落下,将灌入器竖直击入土中30cm所需的锤击数。

21. 原状土的强度与同一种土经重塑后(含水量保持不变)的强度之比称为土的灵敏度,

用符号St表示。

22. 在一定的击实能量作用下使土最容易压实,并能达到最大密实度时的含水量,称为

土的最优含水量,用w op表示。

23. 作为建筑物地基的岩、土,主要依据他们的工程性质和力学性质能分为岩石、碎石

土、砂土、粉土、粘性土和人工填土等。

24、地基土的工程分类:粗粒土(粒径大于0·075mm)按颗粒形状与粒径大小分类,细

粒土(粒径小于0·075mm)按塑性指数分类。

第二章土中应力计算

1. 土中应力包括:自重应力、附加应力、渗透应力、振动应力。

2. 在外荷载作用下,地基中各点均会产生应力,称为附加应力。

3. 其他内容见课本。

第三章地基变形计算

1. 土体在外部压力和周围环境作用下体积减小的特性称为土的压缩性。

2. 土的压缩变形主要是由于土体空隙体积减小的缘故。

3. 土体在外部压力下,压缩随时间增长的过程称为土的固结。

4. 依赖于孔隙水压力变化而产生的固结,称为主固结。

5. 由于颗粒间位置变动引起的固结称为次固结。

6. 利用压缩系数评价土的压缩性详看课本65页。

7. 压缩模量见课本66页。

8. 单向压缩分层总和法看课本70页,(本节要看懂,掌握各公式及字母含义)。

9. 土层的应力历史:土体在历史上曾经受到过的应力状态。

10. 天然土层在历史上所经受过的最大固结压力,称为先前固结压力。

11. 土层在历史上所受到的先期固结压力等于现有上覆土重时,称为正常固结土;土层

在历史上所受到的先期固结压力大于现有上覆土重时,成为超固结土;土层在历史上所受到的先期固结压力小于现有上覆土重时,称为欠固结土。(课本82页)

12. 在水头差的作用下,水透过土中孔隙流动的现象称为渗透或渗流。土能被水透过的

性能称为土的渗透性。

13. 掌握达西定律,(水在土中的渗透速度与水力梯度成正比,即v=ki)见课本88页。

14. 有渗透水流作用于单位土体内土粒上的拖拽力称为渗流力。

15. 砂土表面出现类似沸腾的现象称为流土。

16. 渗透失稳可分为流土和管涌两种基本类型。

17. 有效应力原理:饱和土中任意点的总应力总是等于有效应力与孔隙水压力之和。

18. 由太沙基模型分析可知:土层的排水固结过程是土中孔隙水压力消散、有效应力增

长的过程,即两种应力的相互转换过程。

19. 饱和土的单向渗透固结理论见课本94——98页。

20. 地基变形特征:沉降量、沉降差、倾斜、局部倾斜。(101页)

21. 实践证明,由于地基不均匀、荷载差异很大或体型复杂等因素引起的地基变形,对

砌体承重结构基础应有局部倾斜控制;对框架结构和单层排架基础应由相邻两柱基的沉降差控制;对多层或高层建筑结构基础和高耸结构基础应由倾斜值控制。

第四章土的抗剪强度与地基承载力

1. 土的抗剪强度是指土体抵抗剪切破坏的极限能力。土的抗剪强度的数值等

于剪切破坏时滑动面上的剪应力大小。

2. 土的抗剪强度受多种因素影响:a、土的基本性质;b、土当前所受的应力

状态;c、试验中仪器种类和试验方法;d、试样的不均一、试验误差。

3. 库仑定律,莫尔圆准则详见课本108——112页,重点看例题4-2。

4. 如果某一平面上只有法向应力,没有切向应力,则该平面称为主应力平面,

而作用在主应力面上的法向应力就称为主应力。

5. 法向应力以压为正,拉为负;剪应力以逆时针方向为正,顺时针方向为负。

6. 直剪试验,三轴压缩试验,见课本113——116页。

7. 按照试验的固结排水情况,常规三轴试验有三种方法:(1)不固结不排水

剪;(2)固结不排水剪;(2)固结排水剪。

8. 三轴试验的主要特点是能严格控制试样的排水条件,量测试样中孔隙水压

力,定量地获得土中有效应力的变化情况,而且试样中的应力分布比较均匀,

故三轴压缩试验成果较直剪试验成果更加可靠、准确。

9. 地基承受荷载的能力称为地基的承载力。通常可分为两种:一是极限承载

力,二是容许承载力。

10. 研究表明,地基的剪切破坏随着土的性状而不同,一般可分为整体剪切、局

部剪切、冲剪等三种破坏形式。

11. 三种破坏形式各自的特征详见课本125页。

12. 地基土的破坏形式受到下列因素的影响:一是土的压缩性质,一般来说,对

于坚硬或紧密的土,将出现整体剪切破坏;而对于松软土,将出现局部剪切或

冲剪破坏。二是与基础埋深及加荷速率有关,基础浅埋,加荷速率慢,往往出

现整体剪切破坏;基础埋深较大,加荷速率较快时,往往发生局部剪切或冲剪

破坏。

13. 地基承载力理论计算见课本126——133页。

第五章土压力与土坡稳定

1. 土压力是指挡土墙墙后填土对墙背产生的侧压力。

2. 根据挡土墙的位移情况和墙后土体所处的应力状态,土压力分为静止土压

力、主动土压力和被动土压力三种。

3. 静止土压力:挡土墙在压力作用下不发生任何变形和位移,墙后填土处于

弹性平衡状态时,作用在挡土墙背的土压力。

4. 主动土压力:在土压力作用下,挡土墙离开土体向前位移至一定数值,墙

后土体达到主动极限平衡状态时,作用在墙背的土压力。

5. 被动土压力:在外力作用下,挡土墙推挤土体向后位移至一定数值,墙后

土体达到被动极限平衡状态时,作用在墙上的土压力。

6. 实验研究表明,在相同的墙高和填土条件下,主动土压力小于静止土压力,

而静止土压力又小于被动土压力,即E a《E0《E p 。而且产生被动土压力所需的位移量比产生主动土压力所需的位移量要大得多。

7. 土压力的影响因素:挡土墙的位移;挡土墙的形状;填土的性质。

8. 朗肯土压力理论的基本假定:墙是刚性的,墙背铅直;墙后填土面水平;

墙背光滑,与填土之间没有摩擦力。

9. 用朗肯土压力理论计算主动土压力和被动土压力在课本140——144页。

10. 库伦土压力理论的基本假定:墙后填土是均匀的散粒体(即无粘性土);滑

动破坏面为通过墙踵的平面;滑动楔体视为刚体。

11. 朗肯与库仑土压力理论比较:朗肯土压力理论基于土单元体的应力极限平衡

条件建立的,采用墙背竖直、光滑、填土表面水平的假定,与实际情况存在误

差,主动土压力偏大,被动土压力偏小;库仑土压力理论基于滑动块体的静力

平衡条件建立的,采用破坏面为平面的假定,与实际情况存在一定差距(尤其

是当墙背与填土间摩擦角较大时),计算被动土压力太大,因此只用于计算主

动土压力。

12. 土体抗剪强度指标:必须考虑长期工作时填土状态的变化及长期强度的下降

因素。一般可取为标准抗剪强度的1/3左右,或计算内摩擦角=标准值-2°,

粘聚力为标准值的(0.3-0.4)倍。

13. 外摩擦角δ:取决于墙背的粗糙程度、填土类别以及墙背的排水条件。还与

超载及填土面的倾角有关。

14. 挡土墙类型:重力式挡土墙、悬臂式挡土墙、扶臂式挡土墙、锚定板式与锚

杆式挡土墙。

15. 重力式挡土墙不满足抗倾覆要求时,可采用的措施:

增大挡土墙断面尺寸,使重量增大

伸长墙趾,增大抗倾覆力的力臂

墙背仰斜,减小土压力

作卸荷台

16. 抗滑移不满足时,可采用下列措施:

修改挡墙尺寸,增大重量

墙底做砂石垫层,提高摩擦系数

基底逆坡,土质地基0.1:1;岩质地基0.2:1

墙踵后加拖板,利用其上的土重抗滑

17、重力式挡土墙按墙背倾斜方向分为仰斜、直立和俯斜三种形式,三种形式应

根据使用要求、地形和施工情况综合确定

18、无粘性土土坡稳定性分析要看课本上161页。

第六章天然地基上的浅基础设计

1、地基规范根据地基复杂程度、建筑物规模和功能特征以及由于地基问题可能造成建

筑物破坏或影响正常使用的程度,将地基基础的设计分为甲乙丙三级。

2、地基基础设计三原则:

●在防止地基土体剪切破坏和丧失稳定性方面,应具有足够的安全度。

●应进行必要的地基变形计算

●基础的材料、型式、尺寸和构造除应适应上部结构、符合使用要求、满足上述地

基承载力(稳定性)和变形要求外,还应满足对基础结构的强度、刚度和耐久性要求。另外,力求灾害荷载作用时,经济损失最小。

3、浅基础的类型:无筋扩展基础、扩展基础、柱下条形基础、筏板基础、箱形基础、

壳体基础。

4、基础埋置深度的影响因素:建筑物的用途和基础构造;荷载的大小和性质;工程地

质和水文地质条件;相邻建筑物的基础埋深;地基土冻胀和融陷。

5、地基土结冻而体积增大、地面隆起的现象称为冻胀,冻土融化引起沉陷称为融陷。

6、浅基础的设计与计算熟练掌握,见课本203—206页。

7、减轻建筑物不均匀沉降的措施有建筑措施、结构措施、施工措施。

第七章桩基础及其他深基础

1、桩的分类:按承载性能分,有摩擦型桩和端承型桩;按桩身材料分,有木桩、混凝

土桩及钢筋混凝土桩、钢桩;按成桩方法分,有非挤土桩、部分挤土桩、挤土

桩;按桩径大小分,有小直径桩、中等直径桩、大直径桩。

2、静荷载试验确定单桩竖向抗压承载力见课本223页,要掌握。

3、理解群桩承载力计算在课本232页。

4、其它深基础:沉井基础、墩基础、地下连续墙。

5、换填法处理地基在课本294页。

6、换填法垫层厚度的选择——垫层厚度一般不宜大于3 m。垫层太厚造价太高,且施

工困难;太薄则垫层作用不明显。通常砂垫层厚度为1~2 m。

(完整版)大学土力学试题及答案

第1章 土的物理性质与工程分类 一.填空题 1. 颗粒级配曲线越平缓,不均匀系数越大,颗粒级配越好。为获得较大密实度,应选择级配良好的土料作为填方或砂垫层的土料。 2. 粘粒含量越多,颗粒粒径越小,比表面积越大,亲水性越强,可吸附弱结合水的含量越多,粘土的塑性指标越大 3. 塑性指标p L p w w I -=,它表明粘性土处于可塑状态时含水量的变化范围,它综合反映了粘性、可塑性等因素。因此《规范》规定:1710≤

p I 为粘土。 4. 对无粘性土,工程性质影响最大的是土的密实度,工程上用指标e 、r D 来衡量。 5. 在粘性土的物理指标中,对粘性土的性质影响较大的指标是塑性指数p I 。 6. 决定无粘性土工程性质的好坏是无粘性土的相对密度,它是用指标r D 来衡量。 7. 粘性土的液性指标p L p L w w w w I --= ,它的正负、大小表征了粘性土的软硬状态,《规范》 按L I 将粘性土的状态划分为坚硬、硬塑、可塑、软塑、流塑。 8. 岩石按风化程度划分为微风化、中等风化、强风化。 9. 岩石按坚固程度划分为硬质岩石,包括花岗岩、石灰岩等;软质岩石,包括页岩、泥岩等。 10.某砂层天然饱和重度20=sat γkN/m 3,土粒比重68.2=s G ,并测得该砂土的最大干重度1.17max =d γkN/m 3,最小干重度4.15min =d γkN/m 3,则天然孔隙比e 为0.68,最大孔隙比=max e 0.74,最小孔隙比=min e 0.57。 11.砂粒粒径范围是0.075~2mm ,砂土是指大于2mm 粒径累计含量不超过全重50%,而大于0.075mm 粒径累计含量超过全重50%。 12.亲水性最强的粘土矿物是蒙脱石,这是因为它的晶体单元由两个硅片中间夹一个铝片组成,晶胞间露出的是多余的负电荷,因而晶胞单元间联接很弱,水分子容易进入晶胞之间,而发生膨胀。 二 问答题 1. 概述土的三相比例指标与土的工程性质的关系? 答:三相组成的性质,特别是固体颗粒的性质,直接影响土的工程特性。但是,同样一种土,密实时强度高,松散时强度低。对于细粒土,水含量少则硬,水含量多时则软。这说明土的性质不仅决定于三相组成的性质,而且三相之间量的比例关系也是一个很重要的影响因素。

土力学复习重点概念

第一章 1.地下水分类:1.上层滞水:积聚在局部隔水层上的水称 为上层滞水2.潜水:埋藏在地表下第一个连续分布的 稳定隔水层以上,具有自由水面的重力水 3.承压水: 埋藏在两个连续分布的隔水层之间完全充满的有压地 下水 2.动力水:土体中渗流的水对单位体积土体的骨架作用 的力 3.流土:当动水力的数值等于或大于土的浮重度时土体 被水冲起的现象 4.管涌:当土体级配不连续时,水流将土体粗粒空隙中 充填的细粒土带走,破坏土的结构 5.土的结构:单粒结构,蜂窝结构,絮状结构 6.土颗粒的大小:粗土粒的压缩性低,强度高,渗透性 大 7.土的粒径级配:各粒组的相对含量,占总质量的百分 数来表示 8.土中水的形式:结合水(强结合水,弱结合水)自由 水(重力水,毛细水)气态水,固态水 9.无粘性土密实度:1.孔隙比2.相对密度:相对密度越大, 越密实3.标准贯入试验N 10.粘性土的物理状态指标:塑性指数Ip:表示细颗粒土 体在可塑状态下,含水率变化的最大区间,Ip越大说 明吸附结合水越多,粘粒含量高吸水强 液性指数IL:表示粘性土的稠度,IL越大,稠度越大 活动度A:表示粘性土的塑性指数与土中脚力含量百 分数的比值 灵敏度St:粘性土的原状土无侧限抗压强度与原土结 构完全破坏的重塑土的无侧限抗压强度的比值 11.触变性:当粘性土结构受扰动后,土的强度就降低。 但静置一段时间,土的强度有逐渐增长 12.压缩模量Es:土的试样单向受压,应力增量与应变增 量之比 13.压缩系数a:表示在单位压力增量作用下土的孔隙比的 减小值,压缩系数越大,土的压缩性越好 14.正常固结土:指土层历史上经受的最大压力,等于现 有覆盖土的自重压力。 15.超固结土:指该土层历史上曾经受过大于现有覆盖土 重的前期固结压力 16.欠固结土:指土层目前还没有达到完全固结,土层实 际固结压力小于土层自重压力 17.减小沉降量的措施:①外因方面:减小基底的附加应 力,采取:1)上部结构采用轻质材料,减小基底接触 应力。2)当地基中无软弱下卧层时,加大基础埋深② 内因方面:修造建筑物之前,预先对地面进行加固处 理 18.减小沉降差的措施:①设计时尽量使上部荷载中心受 压,均匀分布②遇到高低层相差悬殊或地基软硬突变 等情况,可合理设置沉降缝③增加上部结构对地基不 均匀沉降的调整作用④妥善安排施工顺序⑤人工补救第四章 1 影响抗剪强度指标的因素:1,土的物理性质的影响:1)土的矿物成分:砂土中石英含量高,内摩擦角大;云母矿物含量多,则内摩擦角小。2)土的颗粒形状与级配:土颗粒越粗,表面越粗糙,内摩擦角越大。土的级配良好,内摩擦角越大。土粒均匀,内摩擦角小3)土的原始密度:原始密度越大,内摩擦角越大,同时图的原始密度越大,土的孔隙小,接触紧密,黏聚力也必然大4)土的含水率增加时,内摩擦角减小。对于粘性土,含水率增加,将使抗剪强度降低5)土的结构:粘性土受扰动,则黏聚力降低2,孔隙水压力的影响在外荷载作用下,随时间的增长,孔隙水压力因排水而逐渐消散,同时有效应力相应的增加。有效应力影响图的内摩擦强度1)三轴固结排水剪,测得的抗剪强度值最大2)三轴不固结不排水剪,测得的抗剪强度值最小3)三轴固结不排水剪。固结:孔隙压力水的消散,同时有效应力的增加,土体逐渐被压密的过程。 2 地基的临塑荷载:在外荷载作用下,地基中刚开始产生塑性变形即局部剪切破坏时基础底面单位面积上所受的载荷。地基的临界荷载:地基中的塑性变形区最大深度时相对应的基础底面压力。 3 地基的极限荷载:地基在外荷作用下产生的应力达到极限平衡时的荷载。 4 影响极限载荷的因素: 1,地基的破坏形式1)地基整体滑动破坏:当地基土良好或中等,上部荷载超过地基极限荷载时,地基中的塑性变形区扩展成整体,导致地基发生整体滑动破坏。2)地基局部剪切破坏:当基础埋深大,加荷速度快时,因基础旁侧荷载大,阻止地基整体滑动破坏,使地基发生基础底部局部剪切破坏。3)地基冲切剪切破坏:当地基为松砂或软土,在外荷作用下使地基产生大量沉降,基础竖向切入土中,发生冲切剪切破坏。 2,地基土的指标:强度指标c,φ和重度。它们越大,则极限载荷越大。 3,基础尺寸:基础宽度增大,极限荷载增大。基础埋深加大时,则基础旁侧荷载加大,因而极限荷载加大。 4,荷载作用方向:1)荷载为倾斜方向:倾斜角越大,极限荷载越小。为不利因素。2)荷载为竖直方向:则极限荷载大。 5,荷载作用时间:时间短暂,极限荷载可以提高。长期作用下,极限荷载降低。 第五章 土压力的种类:1.静止土压力:当挡土墙静止不动时,墙后 土体由于墙的侧限作用而处于静止状态。 2.主动土压力:当挡墙在墙后土体的推力作用 下,向前移动,墙后土体随之向前移动。土 体下方阻止移动的强度发挥作用,使作用在 墙背上的土压力减小。当墙后土体达到主动 极限平衡状态时,墙背上的土压力减小至最 小。产生主动土压力条件:密砂:-△=0.5%H (H为挡土墙高度)。密实粘性土:-△ =1%~2%H 3.被动土压力:挡土墙在较大的外力作用下, 向后移动推向填土,则填土受墙的挤压,使 作用在墙背上的土压力增大。当土体达到被 动极限平衡状态,墙背上作用的土压力增至 最大。墙体在外力作用下向后位移+△,密 实土若+△≈5%H产生被动土压力;粉质土 +△=10%H产生被动土压力 影响土压力因素:1.挡土墙位移方向和位移量的大小事影响 土压力大小的最主要因素。 2.挡土墙形状:挡土墙剖面形状包括墙背竖 直或是倾斜,墙背光滑或是粗糙。 3.挡土墙性质:包括填土松密程度即重度、 干湿程度即含水率、土的强度指标内摩擦角 和黏聚力大小c的大小以及填土表面形状 (水平、上斜、下斜) 库伦土压力理论:研究课题——①墙背俯斜②墙背粗糙,墙 与土之间有摩擦角③填土为理想散粒体,粘 聚力为0④填土表面倾斜 基本假定:①挡土墙向前移动②墙后填土沿墙背和填土中某 一平面同时下滑形成滑动楔体③土楔体处 于极限平衡状态不及本身压缩变形④楔形 体对墙背的推力即为主动土压力Pa 第七章 1、地基坚实均匀,可以采用天然地基浅基础。地基上部软弱,下部坚实,可考虑用桩基础。有的地基软弱层很厚,可采用人工加固基础。 2、地基基础方案的类型:①天然地基上的浅基础(基础简单,工程量小,施工方便,造价低廉,优先选用):当建筑场地上土质均匀,坚实,性质良好,地基承载力特征值大于120KPa,对于一般多层建筑可做在千层天然土层上。②不良地基人工处理后的浅基础:遇到地基土层软弱,压缩性高,强度低,无法承受上部结构荷载时,需经过人工加固后作为地基。③桩基础:当建筑地基上部土层软弱,深层土质坚实时,可采用桩基础,上部结构荷载通过桩基础穿过软弱土层传到下部坚实土层。④深基础:若上部结构荷载很大,一般浅基础无法承受,或相邻建筑不允许开挖基槽施工以及有特殊用途时。 3、天然地基上浅基础的设计内容和步骤:①初步设计基础的结构形式,材料与平面布置。②确定基础的埋置深度③计算地基承载力特征值,并经深度和宽度修正,确定修正后的地基承载力特征值④根据作用在基础顶面荷载F和深宽修正后的地基承载力特征值,计算基础的底面积⑤计算基础高度并确定剖面形状⑥若地基持力层下部存在软弱土层时,则需要验算软弱下卧层的承载力⑦地基基础设计等级为甲乙级建筑物和部分丙级建筑物应计算地基的变形⑧验算建筑物或构建物的稳定性⑨基础细部结构和构造设计⑩绘制基础施工图 4、浅基础的结构类型:①独立基础②条形基础(砖混结构的墙基、挡土墙基础)③十字交叉荷载(上部荷载较大时,采用条形基础不能满足承载力要求)④筏板基础(上部荷载较大,地基软弱或地下防渗要求时)⑥箱型基础(高层建筑荷载大,高度大,按照地基稳定性要求,基础埋置深度应加深,采用箱型基础) 5、基础的材料:①无筋扩展基础(刚性基础):材料抗压强度较大,不能承受拉力或弯矩。技术简单,材料充足,造价低廉,施工方便,多层砌体结构采用这种形式。②扩展基础(柔性基础)由钢筋混凝土材料建造的基础,不受刚性角的限制,基础剖面做成扁平状,用较小的基础高度把上部荷载传到较大的基础底面上去以适应承载力要求。设计宽基浅埋已解决存在软弱下卧层强度太低时采用这种基础。 6、箱型基础筏型基础从室外标高算起,而条形基础或独立基础从室内标高算起 7、基础通常放在地下水位以上,若在地下水位以下则要进行基槽排水。当地基为粘性土时候,下层卵石层有承压水时候,在基槽开挖时,保留粘性土槽底安全厚度,防止槽底土层发生流土破坏。 8、防止冻害的措施 在冻胀,强冻胀,特强冻胀地基上,应采用以下措施 1.对在地下水位以上的基础,基础侧面应回填非冻胀性的 中砂或者粗砂,其厚度不应小于10cm。对在地下水位 以下的基础,可采用桩基础,自锚式基础(冻土层下有 扩大板或扩地短柱) 2.宜选择地势高,地下水位低,地表排水良好的建筑场地。 对低洼场地,宜在建筑物四周向外一倍冻深距离范围 内,使室外地坪至少高出自然地面300~500mm

《土力学》第三章习题集及详细解答

《土力学》第三章习题集及详细解答 第3章土的渗透性及渗流 一、填空题 1.土体具有被液体透过的性质称为土的。 2.影响渗透系数的主要因素有:、、、、、 。 3.一般来讲,室内渗透试验有两种,即和。 4.渗流破坏主要有和两种基本形式。 5.达西定律只适用于的情况,而反映土的透水性的比例系数,称之为土的。 二选择题 1.反应土透水性质的指标是()。 A.不均匀系数 B.相对密实度 C.压缩系数 D.渗透系数 2.下列有关流土与管涌的概念,正确的说法是()。 A.发生流土时,水流向上渗流;发生管涌时,水流向下渗流 B.流土多发生在黏性土中,而管涌多发生在无黏性土中 C.流土属突发性破坏,管涌属渐进式破坏 D.流土属渗流破坏,管涌不属渗流破坏 3.土透水性的强弱可用土的哪一项指标来反映?()

A.压缩系数 B.固结系数 C.压缩模量 D.渗透系数 4.发生在地基中的下列现象,哪一种不属于渗透变形?() A.坑底隆起 B.流土 C.砂沸 D.流砂 5.下属关于渗流力的描述不正确的是()。 A.其数值与水力梯度成正比,其方向与渗流方向一致 B.是一种体积力,其量纲与重度的量纲相同 C.流网中等势线越密集的区域,其渗流力也越大 D.渗流力的存在对土体稳定总是不利的 6.下列哪一种土样更容易发生流砂?() A.砂砾或粗砂 B.细砂或粉砂 C.粉质黏土 D.黏土 7.成层土水平方向的等效渗透系数与垂直方向的等效渗透系数的关系是()。 A.> B.= C.< 8. 在渗流场中某点的渗流力()。 A.随水力梯度增加而增加 B.随水利力梯度增加而减少 C.与水力梯度无关 9.评价下列说法的正误。() ①土的渗透系数越大,土的透水性也越大,土的水力梯度也越大; ②任何一种土,只要水力梯度足够大,就有可能发生流土和管涌; ③土中任一点渗流力的大小取决于该点孔隙水总水头的大小; ④渗流力的大小不仅取决于水力梯度,还与其方向有关。 A.①对 B.②对 C.③和④对 D.全不对 10.下列描述正确的是()。

土力学复习资料整理资料讲解

<<<<<<精品资料》》》》》 填空: 土体一般由固相(固体颗粒)、液相(土中水)和气相(气体)三部分组成,简称“三相体系”。 常见的粘土矿物有:蒙脱石、伊利石和高岭石。 由曲线的形态可评定土颗粒大小的均匀程度。如曲线平缓则表示粒径大小相差很大,颗粒不均匀,级配良好;反之, 则颗粒均匀,级配不良。 颗粒分析试验方法:对于粒径大于0.075mm的粗粒土,可用筛分法;对于粒径小于0.075mm的细粒土,可用沉降分析法(水分法)。 土中水按存在形式分为:液态水、固态水和气态水。土中液态水分为结合水和自由水两大类;结合水可细分为强结合 水和弱结合水两种。 含水量试验方法:土的含水量一般采用“烘干法”测定;在温度100?105C下烘至恒重。 塑性指数Ip越大,表明土的颗粒愈细,比表面积愈大,土的粘粒或亲水矿物含量愈高,土处在可塑状态的含水量变化范围就愈大。 塑性指数定名土类按塑性指数:Ip > 17为粘土; 10 < Ip W 17为粉质粘土。 液性指数:I L= ( 3 - 3 p) / ( 3 L- 3 p) = ( 3 - 3 p) / Ip。当土的天然含水量 3 < 3 P时,1 L < 0, 土体处于坚硬状态; 当3 > 3 L时,I L > 0, 土体处于流动状态;当3在3 p和3 L之间时,| L = 0?1, 土体处于可塑状态。粘性土根据液性指数可划分为坚硬、硬塑、可塑、软塑及流塑五种软硬状态。 土的结构和构造有三种基本类型:单粒结构、蜂窝结构及絮凝结构。 影响土的击实(压实)特性的因素:含水量影响、击实功(能)的影响、土类及级配的影响。 人工填土按组成物质分类:素填土、杂填土和冲填土三类。 压缩系数a1-2给土分类:1);a1-2<0.1 MPa-1为低压缩性土;2)0.1 MPa-1毛1-2<0.5 MPa-1为中压缩性土; 3)a1-2> 0.5 MPa-1属高压缩性土。 分层厚度 抗剪强度指标的测定方法选用:直接剪切试验、三轴压缩试验、无侧限抗压强度试验、十字板剪切试验。 剪切破坏面位置: 抗剪强度指标C、?值的确定:粗粒混合土的抗剪强度C、?值通过现场剪切试验确定。 地基破坏形式分为:整体剪切破坏、局部剪切破坏、冲剪破坏。 荷载效应组合:1)作用短期效应组合;2)作用长期效应组合。 地基基础方案类型:浅基础和深基础。 浅基础进行稳定性验算内容:1.基础倾覆稳定性验算;2?基础滑动稳定性验算。 摩擦桩的传力机理:大部分荷载传给桩周土层,小部分传给桩端下的土层 水中基坑的围堰工程类型:土围堰、草(麻)袋围堰、钢板桩围堰、双壁钢围堰、地下连续墙围堰。 桩基础组成:多根桩组成的群桩基础。 桩按受力(承载性状)分类:竖向受荷桩、横向受荷桩、桩墩。 桩基础按设置效应分类:挤土桩、部分挤土桩、非挤土桩。 <<<<<<精品资料》》》》》

08土力学概念题答案

第一章土的物理性质和工程分类 选择题: 1.土与其他工程材料最大的区别不包括( C )。 A.压缩性大 B.强度低 C.结构性强 D.渗透性大。 2. 土的结构不包括( D )。 A. 单粒结构 B.蜂窝结构 C.絮状结构 D.网状结构 3. 土的构造中不包括( A )。 A.网状构造 B. 层理构造 C.分散构造 D.裂隙构造 4.砂土的结构通常是( A )。 A. 单粒结构 B.蜂窝结构 C.絮状结构 D.网状结构 5. 一般土由 ( A )组成。 A. 三相 B. 四相 C. 一相 D. 三级 6.饱和土的组成为( B )。 A.固相 B.固相+液相 C.固相+液相+气相 D.液相 7.干土的组成为( B )。 A. 固相+液相 B. 固相+气相 C.固相+液相+气相 D.液相 8. 筛分法适用的土粒直径为…mm,而比重计法或移液管法用于直径小于…mm的土。( A ) A. d>0.075,d<0.075 B. d>1,d<0.075 C. d<10,d>0.005 D. d>0.5,d>0.075 9.土的颗粒级配曲线若较平缓说明土颗粒级配…,曲线较陡时说明土颗粒级配… ( A )。 A.良好不良 B.良好一般 C.不良一般 D.一般良好 10.土的不均匀系数越大,说明土颗粒级配( A )。 A.良好 B. 一般 C.不良 D.差 11. 衡量土的粒径级配是否良好,常用( A )指标判定。 A.不均匀系数 B.含水量 C.标贯击数 D. 内摩擦角 12. 对粘性土物理性质影响最大的是土中的( B )。 A.强结合水 B.弱结合水 C.自由水 D.气态水 13. 在下列指标组中全部直接由试验测定的为:( D )。 A.天然重度、含水量、干重度 B.土粒密度、天然重度、含水量 C.土粒密度、天然重度、孔隙比 D. 土粒密度、比重、含水量 14. 测定土的密度的方法是(C )。

大学土力学试题及答案

第1章土的物理性质与工程分类 一.填空题 1.颗粒级配曲线越平缓,不均匀系数越大,颗粒级配越好。为获得较大密实度,应选择级配良好的土料作 为填方或砂垫层的土料。 2.粘粒含量越多,颗粒粒径越小,比表面积越大,亲水性越强,可吸附弱结合水的含量越多,粘土的塑性 指标越大 3.塑性指标I P r W L -W P ,它表明粘性土处于可塑状态时含水量的变化范围,它综合反 映了粘性、可塑性等因素。因此《规范》规定:10 ::: I P _17为粉质粘土,I P 17为粘土。 4.对无粘性土,工程性质影响最大的是土的密实度,工程上用指标e、D r来衡量。 5.在粘性土的物理指标中,对粘性土的性质影响较大的指标是塑性指数I P 6.决定无粘性土工程性质的好坏是无粘性土的相对密度,它是用指标D r来衡量。 W-W P 7.粘性土的液性指标I L ,它的正负、大小表征了粘性土的软硬状态,《规范》 W L-W p 按I L将粘性土的状态划分为坚硬、硬塑、可塑、软塑、流塑。 &岩石按风化程度划分为微风化、中等风化、强风化。 9.岩石按坚固程度划分为硬质岩石,包括花岗岩、石灰岩等;软质岩石,包括页岩、泥岩 10.某砂层天然饱和重度sat =20kN∕m3,土粒比重G^ 2.68 ,并测得该砂土的最大干重 度dmax =17.1kN∕m3,最小干重度dmin =15.4 kN/m3,则天然孔隙比e为0.68,最大孔隙比e f maχ =0.74,最小孔隙比e min =0.57。 11.砂粒粒径范围是0.075~2mm,砂土是指大于2mm粒径累计含量不超过全重50%,而大 于0.075mm粒径累计含量超过全重50%。 12.亲水性最强的粘土矿物是蒙脱石,这是因为它的晶体单元由两个硅片中间夹一个铝片组成,晶胞间露出的是多余的负电荷,因而晶胞单元间联接很弱,水分子容易进入晶胞之间,而发生膨胀。 二问答题 1.概述土的三相比例指标与土的工程性质的关系? 答:三相组成的性质,特别是固体颗粒的性质,直接影响土的工程特性。但是,同样一种土, 密实时强度高,松散时强度低。对于细粒土,水含量少则硬,水含量多时则软。这说明土的性质不仅决定于

土力学与地基基础知识点整理汇编

地基基础部分 1.土由哪几部分组成? 土是由岩石风化生成的松散沉积物,一般而言,土是由固体颗粒、液态水和空隙中的气体等三部分组成。 2.什么是粒径级配?粒径级配的分析方法主要有哪些? 土中土粒组成,通常以土中各个粒组的相对含量(各粒组占土粒总质量的百分数)来表示,称为土的粒径级配。 对于粒径小于或等于60mm、大于0.075的土可用筛分法,而对于粒径小于0.075的土可用密度计法或移液管法分析。 3.什么是自由水、重力水和毛细水? 自由水是存在于土粒表面电场范围以外的水,它可以分为重力水和毛细水。 重力水存在于地下水位一下的土骨架空隙中,受重力作用而移动,传递水压力并产生浮力。毛细水则存在于地下水位以上的孔隙中,土粒之间形成环状弯液面,弯液面与土粒接触处的表面张力反作用于土粒,成为毛细压力,这种力使土粒挤紧,因而具有微弱的粘聚力或称为毛细粘聚力。 4.什么是土的结构?土的主要结构型式有哪些? 土的结构主要是指土体中土粒的排列和联结形式,它主要分为单粒结构、蜂窝结构和絮状结构三种基本类型。 5.土的物理性质指标有哪些?哪些是基本物理性质指标?哪些是换算指标? P6 6.熟练掌握土的各个物理性质指标的概念,并能够进行相互换算。 P7-8 7.无粘性土和粘性土的物理特征是什么? 无粘性土一般指具有单粒结构的碎石土和砂土。天然状态下无粘性土具有不同的密实度。密实状态时,压缩小,强度高。疏松状态时,透水性高,强度低。 粘性土粒之间存在粘聚力而使土具有粘性。随含水率的变化可分别划分为固态、半固态、可塑及流动状态。 8.什么是相对密度? P9 9.什么是界限含水量?什么是液限、塑限含水量? 界限含水率:粘性土由一种状态转换到另一种状态的分界含水率; 液限:由流动状态转为可塑状态的界限含水率; 塑限:有可塑状态转为半固态的界限含水率; 缩限:由半固态转为固态的界限含水率。 10.什么是塑性指数和液性指数?他们各反映粘性土的什么性质? P10 11.粗粒土和细粒土各采用什么指标进行定名? 粗粒土:粒径级配 细粒土:塑性指数

土力学重点概念总结

土力学 1.土的主要矿物成分:原生矿物:石英、长石、云母 次生矿物:主要是粘土矿物,包括三种类型 高岭石、伊里石、蒙脱石 2.粒径:颗粒的大小通常以直径表示。称为粒径(mm)或粒度。 3.粒组:粒径大小在一定范围内、具有相同或相似的成分和性质的土粒集合。 4.粒组的划分:巨粒(>200mm) 粗粒(0.075~200mm) 卵石或碎石颗粒(20~200mm) 圆砾或角砾颗粒(2~20mm) 砂 (0.075~2mm) 细粒(<0.075mm)粉粒(0.005~0.075mm) 粘粒(<0.005mm) 5.土的颗粒级配:土由不同粒组的土颗粒混合在一起所形成,土的性质主要取决于不同粒组的土粒的相对含量。土的颗粒级配就是指大小土粒的搭配情况。 6.级配曲线法:纵坐标:小于某粒径的土粒累积含量 横坐标:使用对数尺度表示土的粒径,可以把粒径相差上千倍的粗粒都表示出来,尤其能 把占总重量少,但对土的性质可能有主要影响的颗粒部分清楚地表达出来. 7.不均匀系数:可以反映大小不同粒组的分布情况,Cu越大表示土粒大小分布范围广,级配良好。 8.曲率系数:描述累积曲线的分布范围,反映曲线的整体形状 9.土中水-土中水是土的液体相组成部分。水对无粘性土的工程地质性质影响较小,但粘性土中水是控制其工程地质性质的重要因素,如粘性土的、及其等,都直接或间接地与其含水量有关。 13.表示土的三相组成部分质量、体积之间的比例关系的指标,称为土的三相比例指标。主要指标有:、、(这三个指标需用实验室实测)和由它们三个计算得出的指标、和。 14.稠度:粘性土因含水量的不同表现出不同的稀稠、软硬状态的性质称为粘性土的稠度。 15.粘性土的界限含水量:同一种粘性土随其含水量的不同,而分别处于固态、半固态、可塑状态及流动状态。由一种状态转变到另一种状态的分界含水量,叫界限含水量

清华大学高等土力学复习题

高等土力学 第一章土的物质构成及分类 1蒙脱石和伊利石晶胞结构相同,但蒙脱石具有较大的胀缩性,为什么? 2用土的结构说明为什么软粘土具有较大流变特性,原生黄土具湿陷性? 3试述非饱和土中水的迁移特征及控制迁移速率的主要因素? 4非饱和土中水的运移规律与饱和土中水的渗透规律有什么不同? 试述非饱和土和饱和土中孔隙水迁移规律的异同点? 5X射线衍射法是怎样分析粘土矿物成份的? 6粘土表面电荷来源有哪几方面?利用粘粒表面带电性解释吸着水(结合水)形成机理? 7非饱和土中土水势以哪种为主?如何测定非饱和土的土水势大小? 8非饱和土中的土水势主要由哪个几个部分组成?非饱和土中水的迁移速率主要与哪几种因素有关? 9请用粘性土的结构解释粘性土具有可塑性而砂土没有可塑性的机理。 10试简明解说土水势的各分量? 11土的结构有哪些基本类型?各有何特征? 12分散土的主要特征是什么?为什么有些粘性土具有分散性? 13粘性土主要有哪些性质,它们是如何影响土的力学性质的? 14为什么粘土颗粒具有可塑性、凝聚性等性质,而砂土颗粒却没有这些性质? 15非饱和粘性土和饱和的同种粘性土(初始孔隙比相同)在相同的法向应力作用下压缩,达到稳定的压缩量和需要的时间哪个大,哪个小,为什么? 16粘土的典型结构有哪几种,它们与沉积环境有什么联系,工程性质方面各有何特点?

17粘性土的结构与砂土的结构有什么不同? 18为什么粘性土在外力作用下具有较大流变特性? 19粘土矿物颗粒形状为什么大都为片状或针状,试以蒙脱石的晶体结构为例解释之。 第二章土的本构关系及土工有限元分析 1中主应力对土体强度和变形有什么影响?分别在普通三轴仪上和平面应变仪上做 试验,保持σ3为常量,增加σ1-σ3所得应力应变关系曲线有何不同?所得强度指标是否相同? 2屈服面和硬化规律有何关系? 3弹塑性柔度矩阵[C]中的元素应有哪三点特征? 4剑桥弹塑性模型应用了哪些假定?欲得到模型参数应做哪些试验? 5广义的“硬化”概念是什么?什么叫硬化参数? 6什么是流动规则?什么叫塑性势?流动规则有哪两种假定? 7弹塑性模型中,为什么要假定某种型式的流动法则,它在确定塑性应变中有何作用? 8根据相适应的流动规则,屈服面和塑性应变增量的方向有何特征? 9试解释为什么球应力影响塑性剪应变? 10什么叫土的变形“交叉效应”?“交叉效应”对土的刚度矩阵[D]或柔度矩阵[C]有何影响? 11什么叫应力路径?什么叫应力历史?试结合图示说明它们对土的变形的影响? 12什么叫土的“各向异性”?考虑“各向异性”对土的刚度矩阵[D]或柔度矩阵[C]有何影响? 13哪些因素影响土的变形?或土体变形有哪些特征? 14什么叫剪缩?什么叫剪胀?什么样的土表现为剪胀,怎样的土表现为剪缩?邓肯双曲线模型能否反映剪胀,剪缩?为什么?修正剑桥模型能否反映?

土力学、地基及基础概念

【绪论】 1土力学、地基及基础概念: 土力学——工程力学的一个分支,用于研究土体的应力、变形、强度、渗流和长期稳定性的一门学科。基础工程学——关于地基基础设计与施工的知识。 地基: ?定义:承受建筑物或构筑物荷载、受这些荷载影响的那一部分地层。 ?种类:天然地基和人工地基 基础: ?定义:支承上部结构荷载并将其传给地层中地基内的、起到承上启下作用的下部结构。 ?种类:浅基础和深基础。 地基与基础设计的基本条件: ?作用于地基上的荷载效应不得超过地基容许承载力值。 ?基础沉降不得超过地基变形容许值。 ?具有足够防止失稳破坏的安全储备。 3基础工程学学习方法: (1)重视工程地质勘察及现场原位测试(2)重视地区工程经验 (3)考虑地基、基础和上部结构的共同工作(4)施工质量的重要性 绪论(补充内容) 土的物理性质 第一节土的形成与颗粒特征 一、土体的形成:土是岩石经风化、搬运、堆积而形成的自然历史的产物。 二、土体的三相组成 (一)、固体矿物颗粒(固相)

1. 矿物成分 原生矿物:石英、长石、云母等 次生矿物:主要是粘土矿物,包括三种类型高岭石、伊利石、蒙脱石 粘土矿物:由硅氧四面体和铝氢氧八面体构成的晶胞所组合而成 颗粒大小 基本概念 粒度:天然土是由大小不同的颗粒组成的,土粒的大小称为粒度。 粒组:天然土的粒径一般是连续变化的,工程上把相近的土粒合并为组,称为粒组。 粒径级配: (1)定义:工程中常用土中各粒组的相对含量,占总质量的百分数来表示,称为土的粒径级配(粒度成分)。(2)粒径分析方法 ?筛分法(d>0.075mm的土) ?沉降分析法:(d<0.075mm的土)

土力学复习

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一个分支利用力学的一般原理及土工试验研究土体的应力变形、强度、渗流和长期稳定性、物理性质的一门学科。 2.土力学里的"两个理论一个原理"是什么强度理论、变形理论和有效应力原理 3.土力学中的基本物理性质有哪四个应力、变形、强度、渗流。 4. 什么是地基和基础它们的分类是什么 地基:支撑基础的土体或岩体。分类:天然地基、人工地基 基础:结构的各种作用传递到地基上的结构组成部分。根据基础埋深分为:深基础、浅基础 5.★地基与基础设计必须满足的三个条件★ ①作用于地基上的荷载效应基底压应力不得超过地基容许承载力特征值 挡土墙、边坡 以及地基基础保证具有足够防止失稳破坏的安全储备。即满足土地稳定性、承载力要求。 ②基础沉降不得超过地基变形容许值。即满足变形要求。 ③基础要有足够的强度、刚度、耐久性。 6.若地基软弱、承载力不满足设计要求如何处理需对地基进行基础加固处理 例如采用换 土垫层、深层密实、排水固结、化学加固、加筋土技术等方法进行处理称为人工地基。 7.深基础和浅基础的区别 通常把埋置深度不大(3~5m)只需经过挖槽、排水等普通施工程序就可以建造起来的基础称为浅基础;反之,若浅层土质不良,须把基础埋置于深处的好地层时,就得借助于特殊的施 工方法,建造各种类型的深基础(如桩基、墩基、沉井和地下连续墙等。) 8.为什么基础工程在土木工程中具有很重要的作用 地基与基础是建筑物的根本统称为基础工程其勘察、设计、施工质量的好坏直接影响到建筑物的安危、经济和正常使用。基础工程的特点主要有:①由于基础工程是在地下或水下行施工难度大②在一般高层建筑中占总造价25占工期25 ~30③隐蔽工程,一旦出事,损失巨大且补救困难,因此基础工程在土木工程中具有十分重要的作用。第二章土的性质与工程分类 1.土:连续、坚固的岩石在风化作用下形成的大小悬殊的颗粒,经过不同的搬运方式,在各种自然环境中生成的沉积物。 2.三相体系:固相固体颗粒、液相土中水、气相气体三部分组成。 3.固相:土的固体颗粒构成土的骨架其大小形状、矿物成分及组成情况是决定土物理性质的重要因素。 土的矿物成分:土的固体颗粒物质分为无机矿物颗粒和有机质。 颗粒矿物成分有两大类:原生矿物、次生矿物。 原生矿物:岩浆在冷凝过程中形成的矿物如石英、长石、云母。 次生矿物:原生矿物经化学风化作用的新的矿物如黏土矿物。 黏土矿物的主要类型:蒙脱石、伊利石、高岭石吸水能力逐渐变小

土力学与基础工程知识点考点整理汇总

一、绪论 1.1土力学、地基及基础的概念 1.土:土是连续、坚固的岩石经风化、剥蚀、搬运、沉积而形成的散粒堆 积物。 2.地基:地基是指支撑基础的土体或岩体。(地基由地层构成,但地层不一 定是地基,地基是受土木工程影响的地层) 3.基础:基础是指墙、柱地面下的延伸扩大部分,其作用是将结构承受的 各种作用传递到地基上的结构组成部分。(基础可以分为浅基础和深基 础) 4.持力层:持力层是指埋置基础,直接支撑基础的土层。 5.下卧层:下卧层是指卧在持力层下方的土层。(软弱下卧层的强度远远小 于持力层的强度)。 6.基础工程:地基与基础是建筑物的根本,统称为基础工程。 7.土的工程性质:土的散粒性、渗透性、压缩性、整体强度(连接强度) 弱。 8.地基与基础设计必须满足的条件:①强度条件(按承载力极限状态设计): 即结构传来的荷载不超过结构的承载能力p f ≤;②变形条件:按正常使 s≤ 用极限状态设计,即控制基础沉降的范围使之不超过地基变形的允许值[] 二、土的性质及工程分类 2.1 概述 土的三相组成:土体一般由固相(固体颗粒)、液相(土中水)、气相(气体)三部分组成,简称为三相体系。 2.2 土的三相组成及土的结构 (一)土的固体颗粒物质分为无机矿物颗粒和有机质。矿物颗粒的成分有两大类:(1)原生矿物:即岩浆在冷凝过程中形成的矿物,如石英、长石、云母等。(2)次生矿物:系原生矿物经化学风化作用后而形成的新的矿物(如

粘土矿物)。它们的颗粒细小,呈片状,是粘性土固相的主要成分。次生矿物中粘性矿物对土的工程性质影响最大 —— 亲水性。 粘土矿物主要包括:高岭石、蒙脱石、伊利石。蒙脱石,它的晶胞是由两层硅氧晶片之间的夹一层铝氢氧晶片所组成称为2:1型结构单位层或三层型晶胞。它的亲水性特强工程性质差。伊利石它的工程性质介于蒙脱石与高岭石之间。高岭石,它是由一层硅氧晶片和一层铝氢氧晶片组成的晶胞,属于1:1型结构单位层或者两层。它的亲水性、膨胀性和收缩性均小于伊利石,更小于蒙脱石,遇水稳定,工程性质好。 土粒的大小称为粒度。在工程性质中,粒度不同、矿物成分不同,土的工程性质也就不同。工程上常把大小、性质相近的土粒合并为一组,称为粒组。而划分粒组的分界尺寸称为界限粒径。土粒粒组先粗分为巨粒、粗粒和细粒三个统称,再细分为六个粒组:漂石(块石)、卵石(碎石)、砾粒、砂粒、粉粒和黏粒。 土中所含各粒组的相对含量,以土粒总重的百分数表示,称为土的颗粒级配。土的级配曲线的纵坐标表示小于某土粒的累计质量百分比,横坐标则是用对数值表示土的粒径。由曲线形态可评定土颗粒大小的均匀程度。若曲线平缓则粒径大小相差悬殊,颗粒不均匀,级配良好;反之,则颗粒均匀,级配不良。 工程中常用不均匀系数u C 和曲率系数c C 来反映土颗粒的不均匀程度。 60 30u d C d = ()2301060c d C d d =? 10d —小于某粒径的土粒质量总土质量10%的粒径,称为有效粒径; 30d —小于某粒径的土粒质量总土质量30%的粒径,称为中值粒径; 60d —小于某粒径的土颗粒质量占总质量的60%的粒径,称限定粒径。 工程上对土的级配是否良好可按如下规定判断 ① 对于级配连续的土: Cu 5,级配良好;5Cu ,级配不良。 ② 对于级配不连续的土,级配曲线上呈台阶状,采用单一指标Cu 难以全面有效地判断土的级配好坏,需同时满足Cu 5和13Cu = 两个条件时,才为级配良好,反之级配不良。

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填空: 土体一般由固相(固体颗粒)、液相(土中水)和气相(气体)三部分组成,简称“三相体系二 常见的粘土矿物有:蒙脱石、伊利石和高岭石。 由曲线的形态可评定土颗粒大小的均匀程度。如曲线平缓则表示粒径大小相差很大,颗粒不均匀,级配良好;反之, 则颗粒均匀,级配不良。 颗粒分析试验方法:对于粒径大于0. 075mm的粗粒土,可用筛分法;对于粒径小于0. 075mm的细粒土,可用沉降分析法(水分法)。 土的颗粒级配评价:根据颗粒级配曲线的坡度可以大致判断土的均匀程度或级配是否良好。 粒径级配曲线:颗粒级配曲线的越陡,说明颗料粒径比较一致,级配不良。相反,颗粒级配曲线的越缓,说明颗粒不均匀,级配良好。 土中水按存在形式分为:液态水、固态水和气态水。土中液态水分为结合水和自由水两大类;结合水可细分为强结合水和弱结合水两种。 含水量试验方法:土的含水量一般采用“烘干法”测定;在温度100?105°C下烘至恒重。 塑性指数1P越大,表明土的颗粒愈细,比表面积愈大,土的粘粒或亲水矿物含量愈高,土处在可塑状态的含水量变化范围就愈大。 槊性指数定名土类按槊性指数:Ip >17为粘土;10 3|,时,lL>0, 土体处于流动状态;当3在3p和3|,之间时,Il,二0?1, 土体处于可塑状态。粘性土根据液 性指数可划分为坚硬、硬塑、可塑、软塑及流塑五种软硬状态。 土的结构和构造有三种基本类型:单粒结构、蜂窝结构及絮凝结构。 影响土的击实(压实)特性的因素:含水量影响、击实功(能)的影响、土类及级配的影响。 人工填土按组成物质分类:素填土、杂填土和冲填土三类。 有效应力原理,即有效应力等于上层总压力减去等效孔隙压力;其中,等效孔隙压力等于孔隙压力与等效孔隙压力系数之积,等效系数介于0和1之间。 饱和的有效应力原理:(1)饱和土体内任一平面上受到的总应力等于有效应力加孔隙水压力之和;(2)土的强度的变化和变形只取决于土中有效应力的变化。 压缩系数。1.2给土分类:1); ai.2<0.1 MPa1为低压缩性土;2) 0.1 MPa-y0.2vO.5MP广为中压缩性土;3) (7I.2>0.5 MPa*1属高压缩性土。 分层厚度 抗剪强度指标的测定方法选用:直接剪切试验、三轴压缩试验、无侧限抗压强度试验、十字板剪切试验。 弟切破坏而位置: 抗剪强度指标c、(P值的确定:粗粒混合土的抗剪强度c、(P值通过现场剪切试验确定。 地基破坏形式分为:整体剪切破坏、局部剪切破坏、冲剪破坏。 荷载效应组合:1)作用短期效应组合;2)作用长期效应组合。 地基基础方案类型:浅基础和深基础。 浅基础进行稳定性验算内容:1.基础倾覆稳定性验算;2.基础滑动稳定性验算。 摩擦桩的传力机理:大部分荷载传给桩周土层,小部分传给桩端下的土层 水中基坑的围堰工程类型:土围堰、草(麻)袋围堰、钢板桩围堰、双壁钢围堰、地下连续墙围堰。 桩基础组成:多根桩组成的群桩基础。 桩按受力(承载性状)分类:竖向受荷桩、横向受荷桩、桩墩。 桩基础按设置效应分类:挤土桩、部分挤土桩、非挤土桩。 桩基础按承台位置分类:高桩承台基础和低桩承台基础。 我国主要的区域性特殊土类型:湿陷性黄土、膨胀土、软土和冻土。

土力学知识点总结

土力学知识点总结 1、土力学是利用力学一般原理,研究土的物理化学和力学性质及土体在荷载、水、温度等外界因素作用下工程性状的应用科学。 2、任何建筑都建造在一定的地层上。通常把支撑基础的土体或岩体成为地基(天然地基、人工地基)。 3、基础是将结构承受的各种作用传递到地基上的结构组成部分,一般应埋入地下一定深度,进入较好的地基。 4、地基和基础设计必须满足的三个基本条件:①作用与地基上的荷载效应不得超过地基容许承载力或地基承载力特征值;②基础沉降不得超过地基变形容许值;③挡土墙、边坡以及地基基础保证具有足够防止失稳破坏的安全储备。 5、地基和基础是建筑物的根本,统称为基础工程。 6、土是连续、坚固的岩石在风化作用下形成的大小悬殊的颗粒、经过不同的搬运方式,在各种自然坏境中生成的沉积物。 7、土的三相组成:固相(固体颗粒)、液相(水)、气相(气体)。 8、土的矿物成分:原生矿物、次生矿物。 9、黏土矿物是一种复合的铝—硅酸盐晶体。可分为:蒙脱石、伊利石和高岭石。

10、土力的大小称为粒度。工程上常把大小、性质相近的土粒合并为一组,称为粒组。划分粒组的分界尺寸称为界限粒径。土粒粒组分为巨粒、粗粒和细粒。 11、土中所含各粒组的相对含量,以土粒总重的百分数表示,称为土的颗粒级配。级配曲线的纵坐标表示小于某土粒的累计质量百分比,横坐标则是用对数值表示土的粒径。 12、颗粒分析实验:筛分法和沉降分析法。 13、土中水按存在形态分为液态水、固态水和气态水。固态水又称矿物内部结晶水或内部结合水。液态水分为结合水和自由水。自由水分为重力水和毛细水。 14、重力水是存在于地下水位以下、土颗粒电分子引力范围以外的水,因为在本身重力作用下运动,故称为重力水。 15、毛细水是受到水与空气交界面处表面张力的作用、存在于地下水位以下的透水层中自由水。土的毛细现象是指土中水在表面张力作用下,沿着细的孔隙向上及向其他方向移动的现象。 16、影响冻胀的因素:土的因素、水的因素、温度的因素。 17、土的结构是指土颗粒或集合体的大小和形状、表面特征、排列形式及他们之间的连接特征,而构造是指土层的层理、裂隙和大孔隙等宏观特征,亦称宏观结构。 18、结构的类型:单粒结构、蜂窝结构、絮凝结构。

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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一个分支,利用力学的一般原理及土工试 验,研究土体的应力变形、强度、渗流和长期稳定性、物理性质的一门学科。 2.土力学里的"两个理论,一个原理"是什么?强度理论、变形理论和有效应力原理 3.土力学中的基本物理性质有哪四个?应力、变形、强度、渗流。 4. 什么是地基和基础?它们的分类是什么? 地基:支撑基础的土体或岩体。分类:天然地基、人工地基 基础:结构的各种作用传递到地基上的结构组成部分。根据基础埋深分为:深基础、浅基础 5.★地基与基础设计必须满足的三个条件★ ①作用于地基上的荷载效应(基底压应力)不得超过地基容许承载力特征值,挡土墙、边 坡以及地基基础保证具有足够防止失稳破坏的安全储备。即满足土地稳定性、承载力要 求。 ②基础沉降不得超过地基变形容许值。即满足变形要求。 ③基础要有足够的强度、刚度、耐久性。 6.若地基软弱、承载力不满足设计要求如何处理?需对地基进行基础加固处理,例如采用 换土垫层、深层密实、排水固结、化学加固、加筋土技术等方法进行处理,称为人工地 基。 7.深基础和浅基础的区别? 通常把埋置深度不大(3~5m),只需经过挖槽、排水等普通施工程序就可以建造起来的基础 称为浅基础;反之,若浅层土质不良,须把基础埋置于深处的好地层时,就得借助于特殊的 施工方法,建造各种类型的深基础(如桩基、墩基、沉井和地下连续墙等。) 8.为什么基础工程在土木工程中具有很重要的作用? 地基与基础是建筑物的根本,统称为基础工程,其勘察、设计、施工质量的好坏直接影响 到建筑物的安危、经济和正常使用。基础工程的特点主要有:①由于基础工程是在地下或 水下进行,施工难度大②在一般高层建筑中,占总造价25%,占工期25%~30%③隐蔽工程,一旦出事,损失巨大且补救困难,因此基础工程在土木工程中具有十分重要的作 用。 第二章土的性质与工程分类 1.土:连续、坚固的岩石在风化作用下形成的大小悬殊的颗粒,经过不同的搬运方式,在各 种自然环境中生成的沉积物。 2.三相体系:固相(固体颗粒)、液相(土中水)、气相(气体)三部分组成。 3.固相:土的固体颗粒,构成土的骨架,其大小形状、矿物成分及组成情况是决定土物理性 质的重要因素。 土的矿物成分:土的固体颗粒物质分为无机矿物颗粒和有机质。 颗粒矿物成分有两大类:原生矿物、次生矿物。 原生矿物:岩浆在冷凝过程中形成的矿物,如石英、长石、云母。 次生矿物:原生矿物经化学风化作用的新的矿物,如黏土矿物。 黏土矿物的主要类型:蒙脱石、伊利石、高岭石(吸水能力逐渐变小) 土的粒组:粒度:土粒的大小。粒组:大小、性质相近的土粒合并为一组。画图: <——0.05——0.075——2——60——200——>粒径(mm) 粘粒粉粒 | 砂粒圆砾 | 碎石块石 细粒 | 粗粒 | 巨粒 土的颗粒级配:土中所含各颗粒的相对含量,以及土粒总重的百分数表示。△

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