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中南大学土力学内容总结

中南大学土力学教学安排

二、课程的基本要求

学完“土力学”后,应达到以下基本要求:

①认识土为松散体这一特点,并以此解释土的变形规律、渗透性质、强度特性;

②掌握土的物理性质及其基本指标,土的分类,确定土的物理状态和土的定名,以及土的物理性质指标和土的强度和变形的关系;

③掌握土中应力分布,地基变形,一维渗透固结理论,库仑——莫尔强度理论;

④要求掌握库仑、朗金土压力计算理论及适用范围,以及几种常见情况的土压力计算;

⑤掌握土坡稳定的一些基本概念和土坡稳定计算的条分法,了解摩擦圆法和增加土坡稳定的一些措施。

三、课程的基本内容以及重点难点

绪论

介绍“土力学”的主要内容、任务和工程应用成就。

第一章土的物理力学性质

讲授内容:土的生成,土的粒径组成和矿物成分,土中的水和气体,土的三相含量指标,土的物理状态及指标,土的工程分类。

自学内容:土的结构及其联结,土的膨胀、收缩及冻胀。

重点:土的组成,三相含量指标和物理状态指标的计算,土的分类。上述实验方法和资料整理。

难点:认识土的物理指标和状态指标的变化对土性质的影响。

第二章土的渗透性及水的渗流、第三章土中应力和地基应力

分布

讲授内容:土中一点的应力状态和应力平衡方程,土的渗透性,饱和土的有效压力和孔隙水压力,在简单受力条件下地基中应力分布,基底的接触应力,刚性基础基底压力简化算法,弹性半无限体内的应力分布。

自学内容:部分饱和土的孔隙压力及有效压力,孔隙压力系数。

重点:土的渗透性和有效压力的概念,饱和土的有效压力和孔隙水压力计算,弹性半无限体内的应力分布计算。

难点:在渗透条件下,土的有效压力和孔隙水压力计算。

第四章土的变形性质及地基沉降计算

讲授内容:土的弹性变形性质,土的压缩性,饱和粘土的渗透固结和太沙基一维固结理论,试验方法测定土的变形模量,地基沉降计算,沉降差与倾斜,饱和粘土的沉降过程。

自学内容:太沙基一维固结方程的详细推导和固结度公式的推导。

重点:土的压缩性和压缩性指标,土的固结概念,地基沉降的计算。

难点:基底非均匀压力时地基沉降的计算,各种荷载应力图形下固度的计算。

作业量:计算题4-5道,概念题2-3道

第五章土的抗剪强度

讲授内容:摩尔——库仑强度理论,土中一点应力平衡和应力平衡条件议程,抗剪强度实验,砂土和粘土的抗剪强度。

自学内容:了解应力路径及其影响。

重点:摩尔——库仑强度理论及公式,抗剪强度实验。

难点:几种抗剪强度实验中的应力状态。

第六章天然地基承载力

讲授内容:地基的破坏形态,地基临塑压力,浅基础的极限承力的近似解(魏西克——勃朗特公式),按规范确定地基极限承载力,地基承载力的荷载试验。

自学内容:了解原位测试确定地基承载力的几种方法。

重点:地基临塑压力,浅基础的极限承力,按规范确定地基极限承载力。

难点:极限承载力。

第七章土压力

讲授内容:土压力的概念和分类及决定性因素,静止土压力的计算,朗肯土压力理论,库仑土压力理论,荷载作用下土压力的计算,粘性土的土压力,成层土的土压力计算。

自学内容:土压力的作图法

重点:朗肯土压力理论,库仑土压力理论,。

难点:粘性土和成层土土压力的计算。

中南大学土力学习题

第一章 土的物理性质

1. 土的三相比例指标包括:土粒比重、含水率、重度、孔隙比、孔隙率和饱

和度,其中能够直接为试验所取得的是哪三个?

答:能够直接为试验所取得的是土粒比重,含水量,重度。

2. 评价砂土和粘性土的物理指标分别有哪些?

答:评价砂土的物理指标有孔隙比e 、相对密实度

r D 和标准贯入试验击数

63.5N 评价粘性土的物理指标有最大干重度max d γ、最优含水率op ω、压实系数c λ

3.有一种土样,孔隙率50%n =,土粒比重

2.7s G =,含水率是37%ω=,则该土样处于何种状态?

答:因为/(1)1e n n =-=,

0.37 2.7 1.01s r wG S e ?==≈,所以该土样属于饱和状态。

4.已知土粒的土粒比重 2.70s G =,含水率30%ω=,则10kN 的土重中干土和水的重量各为多少?若土的孔隙率50%n =,则此时孔隙的体积为多少? 解:

33107.7110.3

107.7 2.37.70.2852.71050%0.2851150%s w s s s w v s W W kN W kN W V m G n V V m n ωγ=

==++=-==

==?==?--g

5.有一块503cm 的原状土样质量为95.15g ,烘干后质量为75.05个,已知土粒

比重 2.67s G =,求天然重度γ、干重度

d γ、饱和重度sat γ、浮重度'γ、天然含水率ω、孔隙比

e 、孔隙率n 、饱和度r S ,并比较γ、

d γ、sat γ、'γ数值的大小。 解:土的天然重度 5

3695.151019.03/5010W kN m V γ--?===?

土的干重度 5

3

675.051015.01/5010s d W kN m V γ--?===?

土的含水率 95.1575.05100%100%26.78%75.05s s W W W ω--=

?=?=

土的饱和重度

3(1)19.03(2.671)1019.39/(1) 2.67(126.78%)s sat w s G kN m G γγγω-?-=

+=+=+?+ 土的浮重度 3

'19.39109.39/sat w kN m γγγ=-=-= 土的孔隙比

2.6710110.77915.01s w d G e γγ?=-=-= 土的孔隙比 e 0.779n=0.4381+e 10.779==+

土的饱和度 26.78% 2.67S 91.8%0.779s

r G e ω?===

各种不同重度之间的关系为:sat γ>γ>d γ>'γ

6.某土坝施工时,土坝材料的土粒比重为

2.70s G =,天然含水率为10%ω=,上坝时的虚土干重度为

312.7/d kN m γ=,要求碾压后饱和重度达到95%,干重度达到316.8/kN m ,如每日填筑坝体35000m ,问每日上坝多少虚土?共需加多少