土力學(xué)期末總復(fù)習(xí)(含考試試題)

1、土 力 學(xué)總 復(fù) 習(xí)20052005年年1212月月2020日日土 力 學(xué)內(nèi)容復(fù)習(xí)內(nèi)容復(fù)習(xí)土的三大工程問題土的三大工程問題n滲透問題：滲透問題：滲流、滲透破壞（管涌、流土）滲流、滲透破壞（管涌、流土）n變形問題：變形問題：沉降計(jì)算；沉降與時(shí)間的關(guān)系沉降計(jì)算；沉降與時(shí)間的關(guān)系n強(qiáng)度問題：強(qiáng)度問題：土壓力，邊坡穩(wěn)定，地基承載力，液化土壓力，邊坡穩(wěn)定，地基承載力，液化土的工程性質(zhì)土的工程性質(zhì)n三大基本性質(zhì)三大基本性質(zhì)：滲透特性：達(dá)西定律滲透特性：達(dá)西定律變形特性：滲流固結(jié)理論；有效應(yīng)力原理變形特性：滲流固結(jié)理論；有效應(yīng)力原理強(qiáng)度特性：莫爾庫侖強(qiáng)度理論強(qiáng)度特性：莫爾庫侖強(qiáng)度理論基本知識(shí)基本知識(shí)n土的三

2、個(gè)特點(diǎn)：土的三個(gè)特點(diǎn)：碎散性、多相性、天然性碎散性、多相性、天然性n土的物理性質(zhì)：土的物理性質(zhì)：組成、狀態(tài)、結(jié)構(gòu)組成、狀態(tài)、結(jié)構(gòu)n土的應(yīng)力計(jì)算：土的應(yīng)力計(jì)算：自重應(yīng)力、附加應(yīng)力、有效應(yīng)力原理自重應(yīng)力、附加應(yīng)力、有效應(yīng)力原理重點(diǎn)內(nèi)容重點(diǎn)內(nèi)容n土的滲透定律和滲透破壞問題達(dá)西定律、一維滲流計(jì)算達(dá)西定律、一維滲流計(jì)算滲透力和滲透破壞、流土條件滲透力和滲透破壞、流土條件n地基沉降量計(jì)算以及與時(shí)間關(guān)系土的壓縮性指標(biāo)與分層總和法計(jì)算沉降量土的壓縮性指標(biāo)與分層總和法計(jì)算沉降量滲流固結(jié)理論、沉降量與時(shí)間的關(guān)系滲流固結(jié)理論、沉降量與時(shí)間的關(guān)系n土的抗剪強(qiáng)度莫爾庫倫強(qiáng)度理論、極限平衡條件莫爾庫倫強(qiáng)度理論、極限平衡條

3、件三軸試驗(yàn)與抗剪強(qiáng)度指標(biāo)三軸試驗(yàn)與抗剪強(qiáng)度指標(biāo)第一章 土的物理性質(zhì)1.1 土的形成土的形成1.2 土的三相組成土的三相組成1.3 土的物理狀態(tài)土的物理狀態(tài)1.4 土的結(jié)構(gòu)土的結(jié)構(gòu)1.5 土的壓實(shí)性土的壓實(shí)性1.6 土的工程分類土的工程分類第一章 土的物理性質(zhì)1.1 土的形成土的形成n風(fēng)化作用：風(fēng)化作用：物理、化學(xué)、生物物理、化學(xué)、生物n搬運(yùn)沉積方式：搬運(yùn)沉積方式：殘積土、運(yùn)積土殘積土、運(yùn)積土一般了解一般了解第一章 土的物理性質(zhì)1.2 土的三相組成土的三相組成n固體顆粒固體顆粒粒徑級(jí)配：粒組，分析方法，級(jí)配曲線粒徑級(jí)配：粒組，分析方法，級(jí)配曲線級(jí)配良好：級(jí)配良好：CuCu，Cc; Cc; 特征粒

4、徑特征粒徑礦物成分：原生、次生礦物成分：原生、次生( (高嶺、伊利、蒙脫高嶺、伊利、蒙脫) )顆粒形狀和比表面積顆粒形狀和比表面積n土中水土中水結(jié)合水結(jié)合水( (強(qiáng)、弱強(qiáng)、弱) )、自由水、自由水( (重力、毛細(xì)重力、毛細(xì)) )n土中氣土中氣 ( (一般了解一般了解) )第一章 土的物理性質(zhì)重點(diǎn)重點(diǎn)1.3 土的物理狀態(tài)土的物理狀態(tài)n物理性質(zhì)指標(biāo)物理性質(zhì)指標(biāo)三相草圖三相草圖試驗(yàn)指標(biāo)：密度試驗(yàn)指標(biāo)：密度 、土粒比重、土粒比重GsGs、含水量、含水量ww常用指標(biāo)：常用指標(biāo)：e, n, w, Sr, , Gs, sat, d, n物理狀態(tài)指標(biāo)物理狀態(tài)指標(biāo)粗粒土：密實(shí)度粗粒土：密實(shí)度相對(duì)密度相對(duì)密度細(xì)粒

5、土：稠度細(xì)粒土：稠度 液性指數(shù)液性指數(shù)粘性大小粘性大小塑性指數(shù)塑性指數(shù)第一章 土的物理性質(zhì) dsat重點(diǎn)：各物理量定重點(diǎn)：各物理量定義義重點(diǎn)重點(diǎn)minmaxmaxreeeeD pLpLI 1.4 土的結(jié)構(gòu)土的結(jié)構(gòu)n粗粒土：粗粒土：?jiǎn)瘟＝Y(jié)構(gòu)單粒結(jié)構(gòu)n細(xì)粒土：細(xì)粒土：分散分散( (片堆片堆) )結(jié)構(gòu)、凝聚結(jié)構(gòu)、凝聚( (片架片架) )結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)n結(jié)構(gòu)性指標(biāo)（了解）：結(jié)構(gòu)性指標(biāo)（了解）：粘性土的靈敏度粘性土的靈敏度粘性土的觸變性粘性土的觸變性第一章 土的物理性質(zhì)1.5 土的壓實(shí)性土的壓實(shí)性n細(xì)粒土：細(xì)粒土：相應(yīng)于一定壓實(shí)功存在最優(yōu)含水量、最大干密度相應(yīng)于一定壓實(shí)功存在最優(yōu)含水量、最大干密度壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)：壓

6、實(shí)度壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)：壓實(shí)度n粗粒土：粗粒土：不存在最優(yōu)含水量不存在最優(yōu)含水量全干和飽和狀態(tài)容易壓實(shí)全干和飽和狀態(tài)容易壓實(shí)壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)：相對(duì)密度壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)：相對(duì)密度第一章 土的物理性質(zhì)1.6 土的工程分類土的工程分類n分類依據(jù)：分類依據(jù)：粗粒土：級(jí)配組成粗粒土：級(jí)配組成細(xì)粒土：礦物成分、親水性細(xì)粒土：礦物成分、親水性 ( ( Ip ) )n分類標(biāo)準(zhǔn)（了解）：分類標(biāo)準(zhǔn)（了解）：水電部：粒徑級(jí)配、塑性圖水電部：粒徑級(jí)配、塑性圖( (塑性指數(shù)、液限塑性指數(shù)、液限) )建設(shè)部：粒徑級(jí)配、塑性指數(shù)建設(shè)部：粒徑級(jí)配、塑性指數(shù)第一章 土的物理性質(zhì)第一章 土的物理性質(zhì)重點(diǎn)：土的物理性質(zhì)指標(biāo)定義式土的物理性質(zhì)指標(biāo)定義式土的粒

7、徑級(jí)配曲線土的粒徑級(jí)配曲線土的三相草圖與三相換算土的三相草圖與三相換算土的物理狀態(tài)指標(biāo)土的物理狀態(tài)指標(biāo)第一章 土的物理性質(zhì)第二章 土的滲透特性2.1 土的滲透性與滲透規(guī)律土的滲透性與滲透規(guī)律2.2 平面滲流與流網(wǎng)平面滲流與流網(wǎng)2.3 滲透力與滲透變形滲透力與滲透變形2.1 土的滲透性與滲透規(guī)律n滲透定律：滲透定律：達(dá)西定律：達(dá)西定律：v = k i v = k i ，適用條件：層流適用條件：層流n滲透系數(shù)滲透系數(shù) 測(cè)定方法：常水頭、變水頭試驗(yàn)測(cè)定方法：常水頭、變水頭試驗(yàn)影響因素：粒徑級(jí)配、礦物成分、飽和度影響因素：粒徑級(jí)配、礦物成分、飽和度第二章 土的滲透性與滲流問題重點(diǎn)重點(diǎn)重點(diǎn)：一維滲流計(jì)重

8、點(diǎn)：一維滲流計(jì)算算2.3 滲透力與滲透變形n滲透力：滲透力：孔隙水對(duì)土骨架的拖曳力孔隙水對(duì)土骨架的拖曳力方向與滲流方向一致方向與滲流方向一致n土體受力分析：土體受力分析：土骨架、土水整體為隔離體土骨架、土水整體為隔離體n滲透破壞：滲透破壞：流土：表層土、向上滲流，流土：表層土、向上滲流，i icr cr / / ww管涌：管涌：Cu10Cu10， iiiicr cr第二章 土的滲透性與滲流問題重點(diǎn)重點(diǎn)第二章 土的滲透特性重點(diǎn)：達(dá)西定律：達(dá)西定律：v = k i, i = H/L, H為為總水頭總水頭差差多層土一維滲流計(jì)算多層土一維滲流計(jì)算流網(wǎng)：等勢(shì)線概念；特征及應(yīng)用流網(wǎng)：等勢(shì)線概念；特征及應(yīng)用

9、土體受力分析；滲透力的計(jì)算：土體受力分析；滲透力的計(jì)算： j = i ww流土的發(fā)生條件，臨界水力坡降流土的發(fā)生條件，臨界水力坡降第二章 土的滲透性與滲流問題第三章 土體中的應(yīng)力計(jì)算3.1 地基中的應(yīng)力狀態(tài)地基中的應(yīng)力狀態(tài)3.2 土體的自重應(yīng)力計(jì)算土體的自重應(yīng)力計(jì)算3.3 地基中的附加應(yīng)力計(jì)算地基中的附加應(yīng)力計(jì)算3.4 基底壓力計(jì)算基底壓力計(jì)算3.5 有效應(yīng)力原理有效應(yīng)力原理第三章 土體中的應(yīng)力計(jì)算3.1 地基中的應(yīng)力狀態(tài)n地基中常見的應(yīng)力狀態(tài)地基中常見的應(yīng)力狀態(tài)側(cè)限應(yīng)力狀態(tài)：自重應(yīng)力側(cè)限應(yīng)力狀態(tài)：自重應(yīng)力平面應(yīng)變狀態(tài)：附加應(yīng)力平面應(yīng)變狀態(tài)：附加應(yīng)力一般應(yīng)力狀態(tài)：附加應(yīng)力一般應(yīng)力狀態(tài)：附加應(yīng)力

10、n應(yīng)力莫爾圓符號(hào)規(guī)定應(yīng)力莫爾圓符號(hào)規(guī)定 壓為正、逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)為正壓為正、逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)為正第三章 土體中的應(yīng)力計(jì)算3.2 土體的自重應(yīng)力計(jì)算n水平地基中的自重應(yīng)力：水平地基中的自重應(yīng)力：側(cè)限應(yīng)力狀態(tài)側(cè)限應(yīng)力狀態(tài)均質(zhì)地基均質(zhì)地基成層地基成層地基地下水位的影響地下水位的影響 n第三章 土體中的應(yīng)力計(jì)算iiszHszsysxK0zsz重點(diǎn)重點(diǎn) 3.3 地基中的附加應(yīng)力計(jì)算n集中力作用：集中力作用：均質(zhì)等向線彈性均質(zhì)等向線彈性布氏解應(yīng)力泡、應(yīng)力分布特征布氏解應(yīng)力泡、應(yīng)力分布特征n分布荷載作用分布荷載作用附加應(yīng)力系數(shù)、影響因素附加應(yīng)力系數(shù)、影響因素角點(diǎn)法：矩形、條形基礎(chǔ)荷載角點(diǎn)法：矩形、條形基礎(chǔ)荷載n影響因素

11、：影響因素：各向異性應(yīng)力集中、應(yīng)力擴(kuò)散各向異性應(yīng)力集中、應(yīng)力擴(kuò)散第三章 土體中的應(yīng)力計(jì)算 3.4 基底壓力計(jì)算n簡(jiǎn)化計(jì)算：簡(jiǎn)化計(jì)算：圣維南原理線性分布圣維南原理線性分布重點(diǎn)重點(diǎn) 3.5 有效應(yīng)力原理n飽和土體的有效應(yīng)力原理：飽和土體的有效應(yīng)力原理：兩條內(nèi)容兩條內(nèi)容n有效應(yīng)力和孔隙水壓力計(jì)算有效應(yīng)力和孔隙水壓力計(jì)算自重應(yīng)力情況：自重應(yīng)力情況： 靜水位靜水位 穩(wěn)定滲流條件穩(wěn)定滲流條件 兩種隔離體取法：土水整體、土骨架兩種隔離體取法：土水整體、土骨架附加應(yīng)力情況：孔壓系數(shù)附加應(yīng)力情況：孔壓系數(shù)A A和和B B第三章 土體中的應(yīng)力計(jì)算u 滲透力產(chǎn)生有效應(yīng)力滲透力產(chǎn)生有效應(yīng)力重點(diǎn)重點(diǎn)第三章 土體中的應(yīng)力

12、計(jì)算重點(diǎn)：自重應(yīng)力：自重應(yīng)力：水平、垂直；水下用浮容重水平、垂直；水下用浮容重豎直方向自重應(yīng)力的計(jì)算豎直方向自重應(yīng)力的計(jì)算附加應(yīng)力：附加應(yīng)力：布氏解；疊加原理；影響因素布氏解；疊加原理；影響因素: L/B, z/B: L/B, z/B，(x/B)(x/B)有效應(yīng)力原理：有效應(yīng)力原理：總應(yīng)力、有效應(yīng)力的計(jì)算；兩種隔離體總應(yīng)力、有效應(yīng)力的計(jì)算；兩種隔離體孔壓計(jì)算孔壓計(jì)算 靜水壓力、滲流中孔壓、超靜孔壓靜水壓力、滲流中孔壓、超靜孔壓( (孔壓系數(shù)孔壓系數(shù)) )第三章 土體中的應(yīng)力計(jì)算第四章 土的壓縮性和地基沉降量計(jì)算4.1 變形特性測(cè)試方法變形特性測(cè)試方法4.2 一維壓縮性及其指標(biāo)一維壓縮性及其指標(biāo)

13、4.2 地基最終沉降量的計(jì)算地基最終沉降量的計(jì)算4.3 飽和土體的滲流固結(jié)理論飽和土體的滲流固結(jié)理論4.1 變形特性測(cè)試方法變形特性測(cè)試方法第四章 土的壓縮性和地基沉降量計(jì)算一、常規(guī)三軸試驗(yàn)（方法）二、側(cè)限壓縮試驗(yàn)（方法）三、普遍應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系及本構(gòu)模型（特點(diǎn)）四、現(xiàn)場(chǎng)原位試驗(yàn)（了解）4.2 一維壓縮性及其指標(biāo)n土的壓縮性：土的壓縮性：壓縮性指標(biāo)壓縮性指標(biāo)epep曲線；壓縮系數(shù)；側(cè)限壓縮模量曲線；壓縮系數(shù)；側(cè)限壓縮模量elgpelgp曲線；先期固結(jié)壓力；壓縮指數(shù)曲線；先期固結(jié)壓力；壓縮指數(shù)n先期固結(jié)壓力的圖解法先期固結(jié)壓力的圖解法n原位壓縮曲線的推求原位壓縮曲線的推求第四章 土的壓縮性和地基沉降

14、量計(jì)算重點(diǎn)重點(diǎn)(e0, ) (0.42e0, ) Cc, Ce=Const4.3 地基最終沉降量的計(jì)算地基最終沉降量的計(jì)算n基本假設(shè)基本假設(shè) 結(jié)果影響結(jié)果影響 修正修正材料力學(xué)：基底壓力線性分布材料力學(xué)：基底壓力線性分布彈性力學(xué)：均勻連續(xù)各向同性彈性介質(zhì)彈性力學(xué)：均勻連續(xù)各向同性彈性介質(zhì)側(cè)限應(yīng)變條件，基礎(chǔ)中點(diǎn)下應(yīng)力分布側(cè)限應(yīng)變條件，基礎(chǔ)中點(diǎn)下應(yīng)力分布主固結(jié)沉降：公式不計(jì)入主固結(jié)沉降：公式不計(jì)入S Sd d和和S Ss s的影響的影響n單一土層的沉降量計(jì)算單一土層的沉降量計(jì)算n分層總和法分層總和法第四章 土的壓縮性和地基沉降量計(jì)算重點(diǎn)重點(diǎn)iiiiiiiiHeeeHeeS121111siSS22z

15、uCtuvwvaekC)1 (1固結(jié)系數(shù)固結(jié)系數(shù)tHCTvv2時(shí)間因素時(shí)間因素4.4 飽和土體滲流固結(jié)理論飽和土體滲流固結(jié)理論第四章 土的壓縮性和地基沉降量計(jì)算n一維滲流固結(jié)微分方程及其解答一維滲流固結(jié)微分方程及其解答假設(shè)條件假設(shè)條件滲流固結(jié)微分方程滲流固結(jié)微分方程微分方程解答微分方程解答n固結(jié)度的概念固結(jié)度的概念一點(diǎn)的固結(jié)度一點(diǎn)的固結(jié)度土層平均固結(jié)度土層平均固結(jié)度重點(diǎn)：土層平均固結(jié)度重點(diǎn)：土層平均固結(jié)度計(jì)算公式計(jì)算公式aekCHtCTTfUUSSwvvvvttt)1 (. 4/. 3)(. 2. 112問題問題1：已知：已知 求解求解問題問題2：已知：已知 求解求解問題問題3：已知：已知 量

16、測(cè)量測(cè) 求解求解S),(,332211tSStStStCHtvtvStCHS,?,tSCHStv123321SAeSAeUvvBTtBTt)1 (1滲流固結(jié)的工程問題：滲流固結(jié)的工程問題：室內(nèi)試驗(yàn)結(jié)果室內(nèi)試驗(yàn)結(jié)果工程問題工程問題4.4 飽和土體滲流固結(jié)理論飽和土體滲流固結(jié)理論第四章 土的壓縮性和地基沉降量計(jì)算重點(diǎn)重點(diǎn)第四章第四章 土的壓縮性和地基沉降量計(jì)算土的壓縮性和地基沉降量計(jì)算重點(diǎn)：土的壓縮性：土的壓縮性：壓縮性指標(biāo)壓縮性指標(biāo)分層總和法計(jì)算最終沉降量分層總和法計(jì)算最終沉降量基本原理：基本原理：假設(shè)假設(shè)計(jì)算方法：計(jì)算方法：epep曲線；曲線；elgpelgp曲線曲線沉降與時(shí)間的關(guān)系：沉降與時(shí)

17、間的關(guān)系：土層平均固結(jié)度土層平均固結(jié)度UtUt；TvTv、CvCv沉降計(jì)算：固結(jié)度沉降計(jì)算：固結(jié)度 時(shí)間時(shí)間第四章 土的壓縮性和地基沉降量計(jì)算第五章 土的抗剪強(qiáng)度5.1 土體破壞與強(qiáng)度理論土體破壞與強(qiáng)度理論5.2 土的抗剪強(qiáng)度的測(cè)定試驗(yàn)土的抗剪強(qiáng)度的測(cè)定試驗(yàn)5.3 應(yīng)力路徑與破壞主應(yīng)力線應(yīng)力路徑與破壞主應(yīng)力線5.4 土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)5.5 土的動(dòng)強(qiáng)度與砂土的振動(dòng)液化土的動(dòng)強(qiáng)度與砂土的振動(dòng)液化5.1 土體破壞與強(qiáng)度理論土的抗剪強(qiáng)度土的抗剪強(qiáng)度土的強(qiáng)度主要是抗剪強(qiáng)度土的強(qiáng)度主要是抗剪強(qiáng)度莫爾莫爾- -庫倫強(qiáng)度理論（三條內(nèi)容）庫倫強(qiáng)度理論（三條內(nèi)容）直剪試驗(yàn)與庫倫公式直剪試驗(yàn)與庫倫公

18、式應(yīng)力狀態(tài)與莫爾圓應(yīng)力狀態(tài)與莫爾圓莫爾莫爾- -庫倫破壞準(zhǔn)則庫倫破壞準(zhǔn)則土的極限平衡應(yīng)力狀態(tài)土的極限平衡應(yīng)力狀態(tài)土破壞與否的判斷土破壞與否的判斷滑裂面的位置滑裂面的位置土的抗剪強(qiáng)度機(jī)理土的抗剪強(qiáng)度機(jī)理摩擦強(qiáng)度與粘聚強(qiáng)度摩擦強(qiáng)度與粘聚強(qiáng)度tgcf)2/45(2)2/45(213tgctgf2/45第五章 土的抗剪強(qiáng)度重點(diǎn)重點(diǎn)室內(nèi)試驗(yàn)室內(nèi)試驗(yàn)直剪儀：直剪儀：慢剪、固結(jié)快剪、快剪慢剪、固結(jié)快剪、快剪 三軸儀：三軸儀：固結(jié)排水、固結(jié)不排水、不排水固結(jié)排水、固結(jié)不排水、不排水單軸壓縮試驗(yàn)：?jiǎn)屋S壓縮試驗(yàn)： 3 = 0的不排水三軸試驗(yàn)的不排水三軸試驗(yàn)其他試驗(yàn)其他試驗(yàn)野外測(cè)試野外測(cè)試十字板試驗(yàn)：十字板試驗(yàn)：測(cè)

19、試軟粘土不排水強(qiáng)度指標(biāo)測(cè)試軟粘土不排水強(qiáng)度指標(biāo)1.其他現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)其他現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)5.2 土的抗剪強(qiáng)度的測(cè)定試驗(yàn)第五章 土的抗剪強(qiáng)度重點(diǎn)：不同類型三軸試驗(yàn)重點(diǎn)：不同類型三軸試驗(yàn)一一. . 應(yīng)力路徑應(yīng)力路徑二二. p-q平面上的應(yīng)力路徑與莫爾圓平面上的應(yīng)力路徑與莫爾圓 三三. . 強(qiáng)度包線與破壞主應(yīng)力線強(qiáng)度包線與破壞主應(yīng)力線sin = tg ；a = c cos 四四. 總應(yīng)力路徑與有效應(yīng)力路徑總應(yīng)力路徑與有效應(yīng)力路徑 總應(yīng)力狀態(tài)與有效應(yīng)力狀態(tài)總應(yīng)力狀態(tài)與有效應(yīng)力狀態(tài) 總應(yīng)力路徑與有效應(yīng)力路徑總應(yīng)力路徑與有效應(yīng)力路徑五五. 粘性土密度粘性土密度-有效應(yīng)力有效應(yīng)力-抗剪強(qiáng)度的唯一性關(guān)系抗剪強(qiáng)度的唯一性關(guān)系應(yīng)力莫爾圓平移應(yīng)力點(diǎn)平移5.3 應(yīng)力路徑與破壞主應(yīng)力線第五章 土的抗剪強(qiáng)度一一.