土力学复习提纲
土质学与土力学
1.土的物理性质
2.土中应力计算
3.土的压缩性与地基沉降计算
4.土的抗剪强度
5.土压力计算
6.土坡稳定分析
土的抗剪强度
1.土的抗剪强度
土体对外荷载所产生的剪应力的极限抵抗能力；土体发生剪切破坏时，将沿其内部的某一滑动面产生相对滑动，该滑动面上的剪应力即为土的抗剪强度
2.抗剪强度的库伦定律
将土的抗剪强度表示成滑动面法向应力的函数，黏性土抗剪强度由土壤内摩擦力和黏聚力两个方面组成。
土的强度理论（极限平衡理论）
3.极限平衡状态
当土体中任意一点任意方向上的剪应力达到土的抗剪强度时，土体就会发生剪切破坏。土体剪切破坏时的破裂面是与大主应力的方向成四十五度加二分之土壤内摩擦角。
4.抗剪强度包线
土任一点任意方向上的抗剪强度是随着该点该方向上法向正应力的值变化的，由此可作出一条直线，该直线不能反映土剪切破坏的方向。
5.摩尔应力圆
已知一点大小主应力的情况下，用来表示土体中一点任意方向上的正应力与切应力。如果该圆上某一点在抗剪强度包线的上方，说明土体早已破坏。
6.直接剪切实验
土的抗剪强度与土受力后固结排水状况有关。
测量土壤内摩擦角和黏聚力，取四组试样，在不同的法向压力作用下测得土体破坏时的抗剪强度，作图得结果。
分为快剪（不固结不排水）、固结快剪（先压力充分作用固结排水，再快剪）、慢剪
7.三轴压缩实验
取用三到四个圆柱体试样，在不同的周围压力作用下，加压至破坏，得到若干个摩尔应力圆，作这些摩尔应力圆的共切线，即可得到土壤的内摩擦角和黏聚力。
土中某点的总应力分为土的有效应力与孔隙水压力之和。如果在实验中量测试样的孔隙水压力，就可以得到土中的有效应力。
三轴压缩实验分为：
不固结不排水剪：测得总应力抗剪强度指标
固结不排水剪：得到总应力抗剪强度指标和有效应力抗剪强度指标
固结排水剪：测得有效应力抗剪强度指标
8.无侧限抗压强度实验
不加任何侧向压力的作用下施加轴向压力使得土样破坏。
由于不能改变周围压力，只能作一个极限应力圆。
对于饱和黏性土，破坏包线近似于以水平线。因此，对于饱和黏性土的不排水抗剪强度，可以利用无侧限抗压强度得到。不排水抗剪强度就等于不排水黏聚力，等于无侧限抗压强度的一半。
9.饱和黏性土的灵敏度
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。土的灵敏度越高，结构性越强，受扰动后土的强度降低就越多。
饱和黏性土地基沉降与时间的关系
1.饱和黏土的渗流固结
饱和黏性土地基收到力的作用时，一开始作用于饱和土各点的附加应力都由土中水来承担，即为超孔隙水压力。随着孔隙中的自由水被挤出，附加应力逐渐转移到土骨架上，有效应力开始增加，最后超孔隙水压力消散为零。
2.太沙基一维渗流固结理论
基本方程：超孔隙水压力对时间的倒数等于土的竖向固结系数乘以超孔隙水压力对竖向坐标的二阶导数。分土层单面排水与双面排水得到不同的结果。
3.固结度
深度为z的某一点在t时刻竖向有效应力与起始超孔隙水压力的比值
4.土层平均固结度
t时刻土层各点土骨架所承担的有效应力图面积与初始超孔隙水压力图面积的壁纸
2012.4高等土力学复习题
硕士研究生《高等土力学》复习思考题 一(a)、将下面描述“土力学和岩土工程”的英文译成中文 Soil Mechanics 土力学 This class presents the application of principles of soil mechanics. It considers the following topics: the origin and nature of soils; soil classification; the effective stress principle; hydraulic conductivity and seepage; stress-strain-strength behavior of cohesionless and cohesive soils and application to lateral earth stresses; bearing capacity and slope stability; consolidation theory and settlement analyses; and laboratory and field methods for evaluation of soil properties in design practice. 这个类别介绍了土力学原理的相关应用。它由以下主题组成：土壤的起源和性质；土壤分类；有效应力原理；水力传导系数和渗流特性；非粘性土和粘性土的应力—应变—强度特性和在侧向土压力中的应用；承载力及边坡稳定性；固结理论和沉降分析；在设计活动中，实验室方法和现场实验方法关于土性的评估。 Soil amongst most variable and difficult of all materials to understand and model 土，在所有材料的理解和建模中，最易变的和最难了解的： 1. Complex stress-strain (non-linear , irreversible 不可逆的) 1 复合应力—应变（非线性的，不可逆的） 2. Properties highly variable function of soil types and stress history 2 性能，受到土壤类型和应力历史的影响，具有高度的可变性 3. Properties change with time, stress, environment, … 3 性能随时间，应力，环境等因素的改变而改变 4. Every site has different soil conditions - new challenge 4 新的挑战——每个地方都有不同的土性状态 5. Soil "hidden" underground and data on small fraction of deposit 5 土是“隐藏”在地下的，目前所存储的数据只是很小的一部分 Geotechnical Engineering 岩土工程 This course describes the application of soil mechanics in the analysis and design of foundations (shallow and deep) and earth retaining structures. The lectures include an overview of geotechnical site investigation methods and in situ tests used to estimate engineering parameters. The course emphasizes the importance of parameter selection in calculations of ultimate and serviceability limit state calculations for both shallow and deep foundations, and discusses methods of soil improvement. The section on earth retaining structures considers systems ranging from gravity walls to composite construction (reinforced earth), from structural support to field monitoring of excavations (bracing, tieback anchors etc.). 本课程介绍了在基础（浅基和深基）和挡土结构的分析与设计中土壤力学的应用。在这个讲课的课件中，包含了一个关于岩土工程现场调查和原位测试用来估计工程参数的方法的概述。本课程强调了参数的选择对于极限状态和正常使用极限状态下浅基础和深基础中相关计算的重要性，并讨论了土壤改良的方法。关于挡土结构的部分，考虑了从重力墙到复合结构（如加筋土）挡土系统，从结构支撑到现场基坑监测系统（如支撑，回接锚等。）。 (1) What is consolidation? （1）什么事固结？ Consolidation is a time-related (时间性) process of increasing the density (增加密度) of a saturated soil by draining some of the water out of the voids. 固结是一个时效性过程，是一个饱和土的密度随着部分孔隙水的排出而增加的过程。 (2)The shear strength of a soil [土的抗剪强度] (τf ) at a point on a particular plane was originally expressed by Coulomb as a linear function of the normal stress (σ’f ) on the plane at the same point by 'tan ''φστ?+=f f c
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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
土力学复习题及答案
土力学复习题及参考答案 一、选择题 1. 根据地质作用的能量来源的不同，可分为（AB ）。 A. 内动力地质作用C. 风化作用 B. 外动力地质作用D. 沉积作用 2. 在工程上，岩石是按什么进行分类（ D ）。 A. 成因和风化程度C. 成因 B. 坚固性和成因D. 坚固性和风化程度 3.土体具有压缩性的主要原因是( B )。 A．主要是由土颗粒的压缩引起的； B．主要是由孔隙的减少引起的； C．主要是因为水被压缩引起的； D．土体本身压缩模量较小引起的 4. 土的结构性强弱可用（ B ）反映。 A. 饱和度 B. 灵敏度 C. 粘聚力 D. 相对密实度 5. 渗流的渗透力也称动水力,其数值( A ) A. 与水头梯度成正比 B. 与横截面积成正比 C. 与流速成反比 D. 与渗透系数成正 6. 用“环刀法”测定（ A ）。 A. 土的天然密度 B. 土的浮密度 C. 土的饱和密度 D. 土的干密度 7. 风化作用包含着外力对原岩发生的哪两种作用（ C ） A．机械破碎和风化作用； B．沉积作用和化学变化； C．机械破碎和化学变化； D．搬运作用和化学变化 8. 设砂土地基中某点的大主应力σ1=400kPa，小主应力σ3=200kPa，砂土的粘聚力c=0，试判断该点破坏时砂土的内摩擦角φ=（ D ）。 A. 22°28′ B. 21°28′ C. 20°28′ D. 19°28′ 9. 计算竖向固结时间因数，双面排水情况，H取压缩土层厚度（ B ） A 3倍； B 0.5倍； C 1倍； D 2倍 10. 土力学是研究土与结构物相互作用等规律的一门力学分支，主要研究土的（ABCD） A．应力；B．变形；C．强度；D．稳定 11. 在长为10cm，面积8cm2的圆筒内装满砂土。经测定，粉砂的比重为2.65， e=0.900，筒下端与管相连，管内水位高出筒5cm(固定不变)，水流自下而上通过试样后可溢流出去。试求，1.动水压力的大小，判断是否会产生流砂现象；2.临界水头梯度值。（ B ）。 A. 9.6kN／m3，会，0.80 C. 14.7kN／m3，不会，0.87 B. 4.9kN／m3，不会，0.87 D. 9.8kN／m3，会， 0.80 12. 若建筑物施工速度较快，而地基土的透水性和排水条件不良时，可采用（ A ）或（ B ）的结果。 A 三轴仪不固结不排水试验 B 直剪仪快剪试验 C 三轴仪固结排水试验 D直剪仪慢剪试验 13. 工程上控制填土的施工质量和评价土的密实程度常用的指标是( D ) A. 有效重度 B. 土粒相对密度 C. 饱和重度 D. 干重度 14. 朗肯理论使用条件（. ABC ）。
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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σ 3 为常量，增加σ 1－σ 3 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？
土力学复习资料
：正常毛细水带、毛细网状水带、毛细悬挂水带三种。：不固结不排水 剪、固结不排水剪、固结排水剪。形式有：整体剪切破坏、局部剪切破坏、刺入剪切破坏；，小于某粒径土的百分含量y 与土粒粒径x 的关系为y=0.5x ，则该土的曲率系数为1.5，不均匀系数为6，土体级配不好（填好、不好、一般）试验土样体积60cm3，质量300g ，烘干后质量为260g ，则该土样的干密度为4.35g/ cm 3 。为300g ，恰好成为塑态时质量为260 g ，恰好成为液态时质量为340 g ，则该土样的液性指数为0.5，自然状态下土体处于可塑状态。流速度为0.1m/s ，该土样的渗透系数为5×10-8 m/s ，则当水在土样中流动时产生的动水力为2×1010 N/m 3。2m ，宽1m ，自重5kN ，上部载荷20kN ，当载荷轴线与矩形中心重合时，基底压力为12.5kN/m 2；当载荷轴线偏心距为基础宽度1/12时，基底最大压力为18.75kN/m 2，基底最 小压力为6.25kN/m 2。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，计算地下水位以下土层的自重应力时应当用有效重度。可用塑性指数来衡量。用液性指数来描 水在砂性土体中渗流过程中，渗流速度与水头梯度成正比。动水力指水流作用在单位体积土体中土颗粒上的力。：土的有效应力等于总应力减去孔隙水压力；土的有效应力控制了土的变形及强度性能。：外界力的作用破坏了土体内原有的应力平衡状态；土的抗剪强度由于受到外界各种因素的影响而降低。 答：土的密度ρ=m/v ；土粒密度ρ=ms/vs ；含水量；ω=m ω/ms ； 干密度ρd=ms/v ；饱和密度ρsat=（mw+ms ）/v ；浮重度γ’=γsat-γw ；孔隙比e=vv/vs ；孔隙率n=vv/v ；饱和度 Sr=vw/vv 。答：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 、液限、塑性指数和液性指数？怎样测定？答：1.塑限：粘性土由半固态变到可塑状态的分界含水量，称为塑限。用“搓条法”测定；2.液限：粘性土由可塑状态变化到流动状态的分界含水量，称为液限。用“锥式液限仪”测定；3.塑性指数：液限与塑性之差。4.液限指数：IL=（ω-ωp ）/（ωL -ωp ）， 天然含水量用“烘干法”测定。？其测定方法有哪些？答：1.土体抵抗剪切破坏的极限承载能力，称为土的抗剪强度 2.测定方法有：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 有哪几种确定方法？答：1.是指地基土单位面积上所能承受荷载的能力；2.确定方法有：现场载荷试验；理论计算；规范法。 及冻胀现象对工程的危害？答：1.其主要原因是，冻结时土中未冻结区水分向冻结区迁移和积聚的结果；2.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。 ，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。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；。 地基荷载是否为基底压力？请说明原因？答：不是。1.由于桥墩基础埋置较深，基础底面荷载是作用在地基内部某深度处；2.因此计算附加应力时应去除基础所占空间处原有土体自重的影响， 即计算桥墩基础下的地基附加应力时应用P 0计算；3.P 0=p-γD （p-基底压力，γ-土体重度，D-基础埋深）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=tan Φ/tan β,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
土力学复习资料(整理)知识讲解
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。△ 颗粒级配表示方法: 曲线纵坐标表示小于某土粒的累计百分比，横坐标则是用对数值表示的土的粒径。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。*书本P7 表2.2和图2.5 判断土质的好坏。
高等土力学历年真题
高等土力学历年真题 一、 黄土湿陷性机理与处治方法。(2010年) 1、黄土湿陷泛指非饱和的、结构不稳定的黄色土，在一定压力作用下，受水浸湿后，土的结构迅速破坏，发生显著的附加下沉现象。黄土湿陷现象是一个复杂的地质、物理、化学过程，对于湿陷的机理目前国内外有多种假说，归纳起来可分为内因和外因两个方面。 黄土形成初期，季节性的少量雨水把松散的粉粒粘聚起来，而长期的干旱使水分不断蒸发，于是少量的水分以及溶于水中的盐类都集中到较粗颗粒的表面和接触点处，可溶盐逐渐浓缩沉淀而成为胶结物。同时随着含水量的减少，土颗粒彼此靠近，颗粒间的分子引力以及结合水和毛细水的联结力逐渐加大，这些因素都增强了土粒之间抵抗滑移的能力，阻止了土体在自重压密，从而形成以粗粉粒为主体骨架的蜂窝状大孔隙结构。 当黄土受水浸湿或在一定外部压力作用下受水浸湿时，结合水膜增厚并楔入颗粒之间，于是结合水联系减弱，盐类溶于水中，各种胶结物软化，结构强度降低或失效，黄土的骨架强度降低，土体在上覆土层的自重压力或在自重压力与附加压力共同作用下，其结构迅速破坏，大孔隙塌陷，导致黄土地基附加的湿陷变形。 2、黄土地基处理方法 地基处理应考虑场地的选择和勘探，黄土湿陷类型的派别和地基处理方法的选择，以达到建筑设计经济与安全的要求。 灰土垫层 传统方法，用于高层建筑更能发挥其作用，它具有一定的胶凝强度和水稳定性，在基础压力作用下以一定的刚性角向外扩散应力，因而常用作刚性基础的底脚。 砂石垫层 用于地下水位较高的软弱土层，厚度约1-3m ，其下为工程性能良好的下卧层。 强夯法 是处理湿陷性黄土地基最经济的一种方法，其处理土层厚度一般用梅纳提出的估算公式QH z α= 灰土挤密桩 是处理大厚度湿陷性黄土地基方法之一，其作用是挤密桩周围的土体，降低或者消除桩深度内地基土的湿陷性，提高承载力。 振冲碎石桩 主要用于饱和黄土的地基处理，它以振冲置换作用为主。 打入混凝土预制桩 锤击沉入的钢筋混凝土预制桩，质量稳定，工艺简便，是目前高层建筑基础应用较广的一种。 灌注桩 主要用于饱和黄土填土地基，他是利用挖空或沉桩基将钢制桩管沉入土中成孔
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？
土力学练习题与答案3
（一）判断题 1. 土的结构是指土粒大小、形状、表面特征、相互排列及其连接关系。（√） 2. 土的结构和构造是一样的。（×） 3.砂土的结构是蜂窝结构。（×） 4.粘土的结构是絮状结构。（√） 5.粉土的结构是蜂窝结构。（√） 6.卵具有单粒结构。（√） 7.层状构造最主要的特征就是成层性。（√） 8.层状构造不是土体主要的构造形式。（×） 9.残积土不是岩风化的产物。（×） 10.黄土在干燥状态下，有较高的强度和较小的压缩性，但在遇水后，土的结构迅速破坏发生显著的沉降，产生重湿陷，此性质称为黄土的湿陷性。（√） 11.土的级配良好，土颗粒的大小组成均匀。（×） 12.土的结构最主要的特征是成层性。（×） 13.颗粒级配曲线平缓，表示土颗粒均匀，级配良好。（×） 14.土的矿物颗粒越小，颗粒表面积越大，亲水性越强。（√） 15.土中粘土矿物越多，土的粘性、塑性越小。（×） 16.颗粒级配的试验法有筛分法和密度计法及移液管法。（√） 17.结合水是指受引力吸附于土粒表面的水。（√） 18.土粒的大小及其组成情况，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。（√） 19.根据颗分试验成果绘制的曲线（采用对数坐标表示），横坐标为小于（或大于）某粒径的土质量百分数。（×） 20.单粒结构土的粒径较小，而蜂窝结构土的粒径较大。（×） 21.土的重度为19.6KN/m3，比重为2.74，含水率为28.6%，它的隙比0.811。（×） 22.土的重度为19.1KN/m3，含水率为20.5%，比重为2.68，它的隙比0.691。（√） 23.土的含水率为23.8%，密度为1.83g/cm3，它的干重度为14.8KN/m3。（√） 24.土的干重度为15.5KN/m3，比重为2.73，它的隙比0.761。（√） 25.计算土的有效重度时需要扣除水的浮力。（√） 26.土的饱和重度为19.8KN/m3，它的有效重度为10.8KN/m3。（×） 27.土的饱和度为1，说明该土中的隙完全被水充满。（√） 28.土的饱和度越大则说明土中含有的水量越多。（×） 29. 饱和度反映了土中隙被水充满的程度。（√） 30.土的隙比0.859，含水率为26.2%，比重为2.70，它的饱和度为82.4%。（ 31.轻型和重型圆锥动力触探的指标可分别用N10和N63.5符号表示。（√） 32.土力学中将土的物理状态分为固态、半固态、可塑状态和流动状态四种状态，其界限含水率分别缩限、塑限和液限。（√） 33.根据液性指数将粘性土状态划分为坚硬、硬塑、可塑、软塑、流塑五种不同的状态。（√） 34.塑性指数可用于划分细粒土的类型。（√） 35.液性指数不能小于零。（×） 36．已知某砂土测得e=0.980，e max=1.35，e min=0.850，则其相对密度Dr为0.74。（√）
高等土力学(李广信)2-5章部分习题答案
2-1.什么叫材料的本构关系？在上述的本构关系中，土的强度和应力-应变有什么联系？ 答：材料的本构关系是反映材料的力学性质的数学表达式，表现形式一般为应力-应变-强度-时间的关系，也成为本构定律，本构方程。 土的强度是土受力变形发展的一个阶段，即在微小的应力增量作用下，土单元会发生无限大或不可控制的应变增量，它实际上是土的本构关系的一个组成部分。 2-7什么是加工硬化？什么是加工软化？请绘出他们的典型 的应力应变关系曲线。 答：加工硬化也称应变硬化，是指材料的应力随应变增加而 增加，弹增加速率越来越慢，最后趋于稳定。 加工软化也称应变软化，指材料的应力在开始时随着应变增 加而增加，达到一个峰值后，应力随应变增加而下降，最后 也趋于稳定。 加工硬化与加工软化的应力应变关系曲线如右图。 2-8什么的是土的压硬性？什么是土的剪胀性？ 答：土的变形模量随着围压提高而提高的现象，称为土的压硬性。 土的剪胀性指土体在剪切时产生体积膨胀或收缩的特性。 2-9简述土的应力应变关系的特性及其影响因素。 答：土是岩石风化形成的碎散矿物颗粒的集合体，通常是固、液、气三相体。其应力应变关系十分复杂，主要特性有非线性，弹塑性，剪胀性及各向异性。主要的影响因素是应力水平，应力路径和应力历史。 2-10定性画出在高围压（MPa 303<σ）和低围压 （KPa 1003=σ）下密砂三轴试验的v εεσσ--)(131-应力应 变关系曲线。 答：如右图。横坐标为1ε，竖坐标正半轴为)(31σσ-，竖坐 标负半轴为v ε。 2-13粘土和砂土的各向异性是由于什么原因？什么是诱发各向异性？ 答：粘土和砂土的各向异性是由于其在沉积过程中，长宽比大于1的针、片、棒状颗粒在重力作用下倾向于长边沿水平方向排列而处于稳定的状态。同时在随后的固结过程中，上覆土体重力产生的竖向应力与水平土压力大小不等，这种不等向固结也造成了土的各向异性。 诱发各向异性是指土颗粒受到一定的应力发生应变后，其空间位置将发生变化，从而造成土的空间结构的改变，这种结构的改变将影响土进一步加载的应力应变关系，并且使之不同于初始加载时的应力应变关系。 2-17在邓肯-张的非线性双曲线模型中，参数a 、b 、i E 、t E 、ult )(31σσ-以及f R 各代表什么意义？ 答：参数i E 代表三轴试验中的起始变形模量，a 代表i E 的倒数；ult )(31σσ-代表双曲线的渐近线对应的极限偏差应力，b 代表ult )(31σσ-的倒数；t E 为切线变形模量；f R 为破坏比。
土力学复习题及答案总结
第一章 1.风化作用对土颗粒形成有何影响 影响土颗粒的粒径大小，矿物成分 1>物理风化（量变）——原生矿物——无粘性土 2>化学变化（质变）——次生矿物——粘性土 3>生物风化（动植物的活动）——有机质 2.搬运、沉积对土有何影响 影响土的结构和构造。残积土（无搬运），颗粒表面粗糙多棱角粗细不均无层理，土质较好;运积土（有搬运） 3.粘土矿物对土体工程性质有何影响 粘土矿物的结晶结构对土体性质的影响很大，根据结晶结构可分为高岭石、伊利石、蒙脱石，其粒径依次降低，比表面积依次增大，渗透性下降，强度下降，压缩性增加 4.自由水对土体变形和强度有何影响 重力水：工程中主要关注对象，如渗流、孔隙水压力问题。重力水对土的强度、变形等均具有重要的影响。 毛细水的上升，降低了土的强度，沉降增加，加剧冻胀 第二章 1.影响土体力学性质的主要物理状态 粗颗粒的松密程度，细颗粒的软硬程度影响土的强度，压缩性，地基承载力 2.为何要研究图的水理性质 土的水理特性:极限含水量，塑性指数，液性指数反映了土的稠度状态和强度特性 3.液限能反映土体何种力学特性地基承载力 4.塑限能反映土体何种力学特性强度 5.塑性指数有何意义液性指数有何意义 塑性指数：表征粘性土处于塑性状态时含水量的变化范围，反映了矿物成分的亲水能力。 液性指数：反映了土的软硬状态 6.土体分类有哪些原则 饱和与否、有机质的含量、土颗粒的大小、土的地质原因、土的形成年代、土的工程性质 7.粘性土（细粒土）如何分类 塑性指数是细颗粒土分类的主要依据。分为亚沙土，亚粘土，粘土（56页） 8.砂土如何分类 按粒组,级配分类：砾沙，粗砂，中砂，细砂，粉砂 9.分类意义 土的分类体系是根据土的工程性质差异将土划分成一定类别的，目的在于通过一种通用的鉴别标准，以便在不同图雷剑做出有价值的比较、评价、积累和学术经验的交流 第三章 1.影响土体渗透性的因素： 渗透流体的重度，粘滞度； 颗粒粒径与级配； 土的组构； 土的密度；
高等土力学课后参考答案
第五章. 土的压缩与固结 概念与思考题 1．比奥（Biot）固结理论与太沙基－伦杜立克（Terzaghi-Randulic）扩散方程之间主要区别是什么？后者不满足什么条件？二者在固结计算结果有什么主要不同？ 答：主要区别：在太沙基-伦扩散方程推导过程中，假设正应力之和在固结与变形过程中是常数，太-伦扩散方程不满足变形协调条件。 固结计算结果：从固结理论来看，比奥固结理论可解得土体受力后的应力、应变和孔压的生成和消散过程，理论上是完整严密的，计算结果是精确地，太-伦法的应力应变计算结果和孔压计算结果精确。比奥固结理论能够反映比奥戴尔-克雷效应，而太沙-伦扩散方程不能。 但是，实际上，由于图的参数，本构模型等有在不确定性。无论采用哪种方法计算都很难说结果是精确的。 2．对于一个宽度为a的条形基础，地基压缩层厚度为H，在什么条件下，用比奥固结理论计算的时间－沉降(t-s)关系与用太沙基一维固结理论计算的结果接近？ 答案：a/H很大时 3．在是砂井预压固结中，什么是砂井的井阻和涂抹？它们对于砂井排水有什么影响？ 答：在地基中设置砂井时，施工操作将不可避免地扰动井壁周围土体，引起“涂抹”作用，使其渗透性降低；另外砂井中的材料对水的垂直渗流有阻力，是砂井内不同深度的孔不全等于大气压（或等于0），这被称为“井阻”。涂抹和井阻使地基的固结速率减慢。 4．发生曼德尔－克雷尔效应的机理是什么？为什么拟三维固结理论（扩散方程）不能描述这一效应？ 答：曼戴尔-克雷尔效应机理：在表面透水的地基面上施加荷重，经过短暂的时间，靠近排水面的土体由于排水发生体积收缩，总应力与有效应力均由增加。土的泊松比也随之改变。但是内部土体还来不及排水，为了保持变形协调，表层土的压缩必然挤压土体内部，使那里的应力有所增大。因此某个区域内的总应力分量将超过他们的起始值，而内部孔隙水由于收缩力的压迫，其压力将上升，水平总应力分量的相对增长（与起始值相比）比垂直分量的相对增长要大。 5．在堆载预压中，匀速线性加载40天施加100kPa均布荷载。问在40天时的固结度U1,与瞬时一次加载100kPa均布荷载以后20天的固结度U2相比，那个大？ 6．有两个多层地基土如图所示，都是上下双面排水。如果按照化引当量层法，它们的固结应当是完全相同的。你认为哪一个在相同时段的固结度大？哪一个比较适合用化引当量层法计算？解释为什么？ ①层土：粘土，k=2?10-8cm/s, Es=3MPa, ②层土：砂质粉土，k=5?10-5cm/s, Es=6MPa,
土力学期末复习资料
土力学与基础工程 0.土：地球表面的整体岩石在大气中经受长期的风化作用而形成的、覆盖在地表上碎散的、没有胶结或胶结很弱的颗粒堆积物。 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，如粘性土的可塑性、压缩性及其抗剪性等，都直接或间接地与其含水量有关。 10.结晶水：土粒矿物内部的水。 11.结合水：受电分子吸引力作用吸附于土粒表面的土中水。 12.自由水：存在于土粒表面电场影响范围以外的土中水。 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：比重、天然密度、含水量（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干密度、饱和密度、孔隙率、孔隙比和饱和度。 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 16.可塑性是粘性土区别于砂土的重要特征，可塑性的大小用土处在可塑状态时的含水量的变化范围来衡量，从液限到塑限含水量的变化范围越大，土的可塑性越好。 17.塑性指数：指液限和塑限的差值（省去%号），即土处在可塑状态的含水量变化范围，用IP表示。 18.塑性指数是粘性土的最基本、最重要的物理指标，其大小取决于吸附结合水的能力，即与土中粘粒含量有关，粘粒含量越高，塑性指数越高（粘土矿物成分、水溶液）。 19.液性指数：粘性土的天然含水量和塑限的差值与塑性指数之比，用I L表示。 20.液性指数表证天然含水量与界限含水量间的相对关系，可塑状态的土的液性指数在0~1之间；液性指数大于1，处于流动状态；液性指数小于0，土处于固态或半固体状态。21.渗透：土孔隙中的自由水在重力作用下发生运动的现象称为水的渗透，而土被水流透过的性质，称为土的渗透性。 22.土渗透性的影响因素：土的粒度成分及矿物成分、合水膜厚度、土的结构构造、水的粘滞度、土中气体 23.渗透水流施于单位土体内土粒上的力称为渗流力、动水压力。
浙江大学 高等土力学讲义1
第一章 土的结构与分类 谢新宇 韩同春 1.1 土的形成 1．土由岩石经风化作用而成. 土的工程性质与土的形成环境, 过程, 成分, 结构, 构造密切相关. 风化作用?? ???坏作用植被，树木根系等的破生物作用－－微生物，还原作用，碳化作用等，离子交换作用，氧化化学风化－－水解作用 等等破坏作用，热胀冷缩，加载卸载物理风化－－风吹雨打 土??? ? ???????? ??腐殖土泥炭土冰成沉积土 水成沉积土风成沉积土沉积土残积土 （1）残积土――岩石经风化残留在原处的土。 残积土 特点：未经搬运，未被摩圆和分选，没层理，大孔隙，非均质。 （2）（风成）沉积土――经风力搬运堆积而成的土。例如 ①黄土?? ?蚀搬运重新沉积的黄土次生黄土－－经水流侵 不层理的黄土原生黄土－－未经扰动 黄土按年代分有老黄土、新黄土，按湿陷性分有湿陷性黄土、非湿陷性黄土 ②砂丘――在风力作用下可以在地面上移动，由于风的分选作用极不均匀。 (3)水成沉积土――经水流搬运后沉积的土。 水成沉积土????????? ? ?海相沉积土 三角洲沉积土湖相沉积土冲积土洪积土坡积土 ①坡积土――岩石风化物经雨水雪水冲刷、侵蚀、携带、沉积在平缓的山坡上形成的沉（堆）积物。
坡积土 特点：搬运距离短、土质不均匀、厚度变化大、压缩性高。 ②洪积土――山洪急流冲刷地表土层，形成泥石流，在山谷冲沟出口或山前倾斜平原上形成的堆积物。 洪积土 特点：有不规则交错的层理构造（如夹层、透镜体等），土质不均匀。 ③冲积土――河流水力作用将坡积土和洪积土侵蚀、搬运、沉积在河流坡降变小的平缓地带形成的沉积物。 冲积土 特点：沿河流可形成上游冲积土、下游冲积土，范围越来越大，颗粒越来越小、越来越圆。 ④湖相沉积土――在湖泊沉积的土 特点：在岸边沉积较粗大碎屑的物质，湖底的中部多沉积细小颗粒的物质。 ⑤三角洲沉积土――河流流入海洋时，流速急剧减少，悬浮物质在河口形成的沉积土。
高等土力学复习01
高等土力学复习 一、概念 1.屈服准则、屈服面 （1）屈服准则： A.受力物体内质点处于单向应力状态时，只要单向应力大到材料的屈服点时，则该质点开始由弹性状态进入塑性状态，即处于屈服。 B.受力物体内质点处于多向应力状态时，必须同时考虑所有的应力分量。在一定的变形条件（变形温度、变形速度等）下，只有当各应力分量之间符合一定关系时，质点才开始进入塑性状态，这种关系称为屈服准则，也称塑性条件。它是描述受力物体中不同应力状态下的质点进入塑 性状态并使塑性变形继续进行所必须遵守的力学条件，这种力学条件一般可表示为()ij f C σ=，又称为屈服函数，式中 C 是与材料性质有关而与应力状态无关的常数，可通过试验求得。屈服准则是求解塑性成形问题必要的补充方程。 （2）屈服面：在应力空间或应变空间中，每一个点都代表一个应力状态或一个应变状态。应力或应变状态的变化，可以在相应空间中绘出一条相应的曲线，这样的曲线称为应力路径或应变 路径。根据不同路径所进行的实验，可以确定从弹性阶段进入塑性阶段的界限，即确定 屈服点，这些屈服点连结起来后形成一个曲面，这样的曲面称为屈服面。屈服面的数学 表达式称为屈服函数。 2.流动法则 MISES 提出的塑性势理论认为，经过应力空间()123,,σσσ任何一点，必有一塑性位势等势性存在，它可以表示为：() ,H 0ij g σ=,而塑性应变增量，其变形方向与塑性位势正交，即()'/'p ij d d g ελσ=??。这个法则与理想流体的流动问题类似，因而称为流动法则（由于是一个梯度的表示，也称为正交法则）。用于确定非线性阶段材料的塑性增量的大小、方向、与应力关系的问题。 3.硬化规律 当材料达到屈服后，屈服的标准要改变，即k 要变化。k 的变化情况即硬化规律。k 的3种变化规律：①屈服后k 增加，材料硬化；②k 减小，材料软化；③k 不变，理想塑性变形。 4.破坏准则、破坏面 土体达到破坏后，变形会不断发展，与破坏前是截然不同的。建立土的应力—应变关系，不 能不弄清在什么情况下土体达到破坏，这个标准称为破坏准则，即() *ij f f k σ=。