四川理工學院土力學最新復習資料

1、1. 土的概念：土建工程所稱的土，有狹義和廣義兩種概念。狹義的土是巖石風化后的產(chǎn)物，即指覆蓋在地表上松散的、沒有月膠結(jié)或膠結(jié)很弱的顆粒堆積物；而廣義概念所指的土則是將整體巖石也視為土。 2. 粒度：顆粒粒徑的大小； 粒組：把粒度相近的顆粒合為一組； 顆粒級配：各粒組的質(zhì)量占干土土樣總質(zhì)量的百分數(shù)； 3. 粒組的劃分：>2mm的為粗；<2mm的為細； 4. 顆粒大小分析，若土中粗細兼有，則聯(lián)合使用篩析法及密度計或移液管法。 5. 級配指標：不均勻系數(shù)：在顆粒級配曲線上，縱坐標為10%所

2、對應的粒徑d10稱為有效粒徑；縱坐標為60%所對應的粒徑d60稱為限定粒徑；縱坐標為30%所對應的粒徑30d稱為連續(xù)粒徑。當cu5且cc13，可認為級配是良好的；當cu<5或cc=13，則認為級配是不良的。 6. 結(jié)合水：結(jié)合水因離顆粒表面遠近不同，受電場作用的大小也不同，分為強結(jié)合水和弱結(jié)合水。 7. 自由水按其移動所受到作用力的不同可以分為重力水和毛細水。 8.              

3、0;9. 試驗指標：10. 經(jīng)試驗測得某原狀土樣的天然重度=18.3kN/m3,ds=2.70, =20%，求d，sat，,e,n,Sr。11. 土的物理狀態(tài)分無黏土、粉土和黏性土。 判斷砂土密實狀態(tài)的指標：孔隙比e、相對密實度Dr、標準貫入錘擊數(shù)N63.5。 砂類土的密實程度具體劃分標準：密實，相對密實度Dr0.67,標準貫入擊數(shù)N63.5：3050；中密：0.67>Dr>0.33,N63.5:1029；松散之稍松：0.33Dr0.2,N63.5:59;松散極松:Dr<0.2,N63.5:<2. 1

4、2. 黏性土由于含水率的不同,而分別處于固態(tài)、半固態(tài)、可塑狀態(tài)和流動狀態(tài)； 黏性土由一種狀態(tài)轉(zhuǎn)入另一種狀態(tài)時的分界含水率為界限含水率； 土由可塑狀態(tài)轉(zhuǎn)為流動狀態(tài)的界限含水率為液限，用L表示；我國用平衡錐式液限儀測定。 土由半固態(tài)轉(zhuǎn)為可塑狀態(tài)的界限含水率為塑限，P表示；用搓條法測定。 13. 黏性土分類：IP為塑性指數(shù) 3<IP7,黏性土；7<IP17,砂黏土。14. 液性指數(shù)IL:土的天然含水率與塑限的差除以塑性指數(shù)為IL。黏性土的狀態(tài)：堅硬IL0；軟塑0.75<IL1；硬塑0<IL

5、0;0.25;流塑IL>1； 可塑0.25<IL0.75. 15. 單粒結(jié)構(gòu)是碎石土和砂土的結(jié)構(gòu)特征； 蜂窩結(jié)構(gòu)是以粉粒為主的土的結(jié)構(gòu)特征； 絮狀結(jié)構(gòu)是黏性土顆粒特有的結(jié)構(gòu)； 土的構(gòu)造一般可分為層理構(gòu)造、分散構(gòu)造、結(jié)核狀構(gòu)造和裂隙構(gòu)造四種。 16. 土可分為一般土和特殊土兩大類。一般土是指碎石類土（碎石類是指粒徑大于2mm的顆粒含量超過全部質(zhì)量50%的非黏性土）、砂類土（是指干燥時呈松散狀態(tài)、粒徑大于2mm的、顆粒含量不超過含量全部土質(zhì)量的50%、塑性指數(shù)IP不大于3的土）、粉土、黏性土等，對于一般土在

6、野外要直接區(qū)分出無黏土、黏性土；特殊土可劃分為黃土、紅黏土、膨脹土、軟土、鹽漬土、多年凍土、填土等。17. 砂類土的劃分： 礫砂、粗砂、中砂、細砂、粉砂土的顆粒級配分別是粒徑大于2、0.5、0.25、0.075、0.075mm顆粒的質(zhì)量占總質(zhì)量的25%-50%、50%、50%、85%、50%。 1、土：是由巖石，經(jīng)物理化學風化、剝蝕、搬運沉積，形成固體礦物、液體水和氣體的一種集合體。 2土的結(jié)構(gòu)：土顆粒之間的相互排列和聯(lián)接形式。 3、單粒結(jié)構(gòu)：粗礦物顆粒在水或空氣中在自重作用下沉落形成的結(jié)構(gòu)。 4、蜂窩狀結(jié)構(gòu)：顆粒間點與點接觸，由于彼

7、此之間引力大于重力，接觸后，不再繼續(xù)下沉，形成鏈環(huán)單位,很多鏈環(huán)聯(lián)結(jié)起來，形成孔隙較大的結(jié)構(gòu)。  5、絮狀結(jié)構(gòu)：細微粘粒大都呈針狀或片狀，質(zhì)量極輕，在水中處于懸浮狀態(tài)。懸液介質(zhì)發(fā)生變化時，土粒表面的弱結(jié)合水厚度減薄，粘?；ハ嘟咏?，凝聚成絮狀物下沉，形成孔隙較大的結(jié)構(gòu)。 6、土的構(gòu)造：在同一土層中的物質(zhì)成分和顆粒大小等都相近的各部分間的相互關系的特征。 7、土的工程特性：壓縮性高、強度低（特指抗剪強度）、透水性大  8、土的三相組成：固相(固體顆粒)、 液相(土中水)、氣相(土中氣體) 9、粒度：土粒的大小 

8、;        10 粒組：大小相近的土顆粒合并為一組        11、土的粒徑級配：土粒的大小及其組成情況，通常以土中各個粒組的相對含量，占土?？傎|(zhì)量的百分數(shù)來表示。 12、級配曲線形狀：陡竣、土粒大小均勻、級配差；平緩、土粒大小不均勻、級配好。 13、不均勻系數(shù)：Cu=d60/d10 曲率系數(shù)：Cc= d302/d10*d60 d10（有效粒徑）、d30、d60（限定

9、粒徑）：小于某粒徑的土粒含量為10%、 30%和60%時所對應的粒徑。 14、結(jié)合水：指受電分子吸引力作用而吸附于土粒表面成薄膜狀的水。 15、自由水：土粒電場影響范圍以外的水。 16、重力水：受重力作用或壓力差作用能自由流動的水。 17、毛細水：受水與空氣界面的表面張力作用而存在于土細孔隙中的自由水。 14、土的重度：土單位體積的質(zhì)量。 15、土粒比重 (土粒相對密度)：土的固體顆粒質(zhì)量與同體積的4時純水的質(zhì)量之比。 16、含水率w：土中水的質(zhì)量和土粒質(zhì)量之比 17、土的孔隙比e：土的孔隙體積

10、與土的顆粒體積之比 18、土的孔隙率n：土的孔隙體積與土的總體積之比 19、飽和度Sr：土中被水充滿的孔隙體積與孔隙總體積之比 20、干密度rd ：單位土體體積干土中固體顆粒部分的質(zhì)量 21、土的飽和密度rsat：土孔隙中充滿水時的單位土體體積質(zhì)量 22、土的密實度：單位體積土中固體顆粒的含量。 23、相對密實度Dr=(emax-e)/(emax-emin) 24、稠度：粘性土因含水多少而表現(xiàn)出的稀稠軟硬程度。 25、土的稠度界限：粘性土由某一種狀態(tài)過渡到另一狀態(tài)的界限含水量。 26、可塑性：粘

11、性土在某含水量內(nèi)，可用外力塑成任何形狀而不發(fā)生裂紋，當移動外力后仍能保持既得形狀。 27、液限 wL：液性界限，相當于土從塑性狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)橐盒誀顟B(tài)時的含水量。 28、塑限 wp：塑性界限，相當于土從半固體狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)樗苄誀顟B(tài)時的含水量。 29、縮限 ws：相當于土從固體狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榘牍虘B(tài)狀態(tài)時的含水量。 30、塑性指數(shù) IP：液限與塑限的差值，去掉百分數(shù)符號。IP = （wL-wP）*100   （IP>17為粘土，17IP>10為粉質(zhì)粘土） 

12、60;31、液性指數(shù)IL(相對稠度)：粘性土的天然含水率和塑限的差值與液限和塑限差值之比。 Il=(w-wp )/(wl-wp) 32、活動度A：塑性指數(shù)與土中膠粒（d0.002mm）的含量百分數(shù)的比值。A= IP/m 33、靈敏度St：粘性土的原狀土無側(cè)限抗壓強度與原土結(jié)構(gòu)完全破壞的重塑土的無側(cè)限抗壓強度的比值。 34、地基土(巖)的工程分類：巖石、碎石土、砂土、粘性土和人工填土。 巖石：顆粒間牢固聯(lián)結(jié)、呈整體或具有節(jié)理裂隙的巖體。 碎石類土：粒徑大于2mm的顆粒含量超過全重50%的土。（角礫、圓礫、碎石、卵石、

13、塊石、漂石） 砂類土：粒徑大于2mm的顆粒含量不超過50%，粒徑大于0.075mm的顆粒含量超過50%的土。（粉砂、細砂、中砂、粗砂、礫砂） 粉土：粒徑大于0.075mm的顆粒含量不超過50%，塑性指數(shù)Ip小于或等于10的土。 粘性土：塑性指數(shù)Ip大于10的土。 人工填土：土由人類活動堆填形成的各類土。 （特殊土：具有特殊的成分、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造、物理力學性質(zhì)的土。 軟土：主要由細粒土組成、孔隙比大（一般大于1.0）、天然含水量高（接近或大于液限）、壓縮性高（a1-2>0.5MPa-1）及強度低的土層。） 35、基礎

14、0;：建筑物最底下的一部分，由磚石、混凝土或鋼筋混凝土等建筑材料建造，將上部結(jié)構(gòu)荷載擴散并傳遞給地基。   36、地基 ：受建筑物荷載的那一部分地層。 37、土粒的礦物成分：原生礦物、次生礦物、有機質(zhì)。 38、土的粒徑分組：粘粒、粉粒、砂粒、圓礫、亂石、漂石。第二章 1. 我們把支承建筑物的這種土層稱為地基。由天然土層直接支承建筑物的稱天然地基，土層經(jīng)加固后支承建筑物的稱人工地基，而與地基相接觸的建筑物底部稱為基礎。 2. 土體因自身重力產(chǎn)生的堅向應力（堅向自重應力）cz等于單位面積上土柱體的重

15、力W。3. 設地基成層土的厚度為hi，重度為i，則在深度z處土的自重應力（n為z范圍內(nèi)土層總數(shù)）；自重應力由每層土的重度和厚度之積累加得到。4. 基底壓力是指上部結(jié)構(gòu)荷載和基礎自重通過基礎傳遞給地基、作用于基礎底面并傳至地基的單位面積壓力。又稱接觸壓力或基底應力。 5. 中心荷載下的基底壓力：條形基礎長度方向取1m.6. 偏心荷載下的基底壓力：7. 基底附加應力：只有超出基底處原有自重應力的那部分應力才使地基產(chǎn)生附加變形，使地基產(chǎn)生附加變形的基底壓力稱為基底附加壓力。 第三章 1.土體的壓縮性指標有：壓縮系數(shù)a、壓

16、縮指數(shù)CC、壓縮模量ES、變形模量E0.壓縮性指標測定方法有：室內(nèi)試驗，側(cè)限條件的固結(jié)試驗，可測得壓縮系數(shù)a、壓縮指數(shù)CC、壓縮模量ES。還有原位測試：現(xiàn)場靜載荷試驗，可沒得變形模量E0。 2.先期固結(jié)壓力：土層在歷史上曾經(jīng)承受過的最大固結(jié)壓力，用PC表示。 土的固結(jié)狀態(tài)：工程中，根據(jù)先期固結(jié)壓力與目前自重應力的相對關系，將土層的天然固結(jié)狀態(tài)劃分為三種：P0=PC，為正常固結(jié)土；P0<PC，為超固結(jié)土；P0>PC，為欠固結(jié)土。3,計算地基最終沉降量的目的在于確定建筑物最大沉降量，沉降差，傾斜以及局部傾斜，判斷是否超過允許值，以便為建筑物設計時采取相應的措施提供依

17、據(jù)，保證建筑物的安全。4.按土體變形機理總沉降S可以分成三部分：初始沉降Sd、固結(jié)沉降Sc、次固結(jié)沉降Ss。 5.將土分層原則：不同土層的分界面；地下水位處；應該保證每薄層內(nèi)附加應力分布線近似于直線，以便較準確地求出各層內(nèi)附加應力平均值，一般可采用上薄下厚的方法分層；每層土的厚度應小于基礎寬度地0.4倍，一般2-4m. 1、土的壓縮性：土在壓力作用下體積縮小的特性。 2、蠕變 ：粘性土在長期荷載作用下，變形隨時間而緩慢持續(xù)的現(xiàn)象。 3、飽和土體的滲流固結(jié)過程：土體孔隙中自由水逐漸排出；土體孔隙逐漸減?。挥煽紫冻袚膲毫χ饾u轉(zhuǎn)移到土骨架來承受，成

18、為有效應力。排水、壓縮、壓力轉(zhuǎn)移，三者同時進行。 4、主應力：作用在剪應力等于0平面上的法向應力。 5、主應面：剪應力等于0平面。 6、莫爾應力圓：在t-s直角坐標系中，在橫坐標上點出最大主應力s1與最小主應力s3，再以s1-s3為直徑作圓。 7、土的應力與應變關系及測定方法：現(xiàn)場試驗（荷載試驗、旁壓試驗）；室內(nèi)試驗（單軸壓縮試驗、側(cè)限壓縮試驗、直剪試驗、三軸壓縮試驗） 8、有效應力：土粒所傳遞的對土體的變形和強度變化有效的粒間應力。（是控制土的體積(變形)和強度兩者變化的土中應力） 9、孔隙應力 ：由土中水和土中氣傳遞的應

19、力。 10、有效應力原理：飽和土體所承受的總應力s為有效應力s與孔隙水壓力u之和。s=s+u。  11、側(cè)限條件：側(cè)向限制不能變形，只有豎向單向壓縮的條件。 12、壓縮系數(shù)a：單位壓力增量作用下土的孔隙比的減小值。 13、彈性模量：受力方向的應力與應變之比。 壓縮模量Es：在完全側(cè)限條件下, 土的豎向應力sz與相應的應變增量lz的之比. 地基土的變形模量：無側(cè)限情況下，單軸受壓時的應力與應變之比。 14、自重應力：土體受到重力作用而產(chǎn)生的應力。 （注意自重應力分布曲線繪制：計算各土層分界處土的自

20、重應力、連成曲線即可） 15、附加應力：由于外荷載的作用，在土中產(chǎn)生的應力增量。 （注意地基中的附加應力計算（角點法）：豎向集中力、矩形荷載、條形荷載等） 16、基底壓力P(接觸壓力)：基礎底面?zhèn)鬟f給地基表面的壓力。中心荷載P=(N+G)/A；偏心荷載P=(N+G)/A±M/W 17、基底附加壓力P0：由于建筑物荷重使基底增加的壓力。P0=P-scz=P-gmd 18、影響土中應力分布的因素：地基與基礎的相對剛度、荷載大小與分布情況、基礎埋深大小、地基土的性質(zhì)等。 19、單向固結(jié)：土中的孔隙水，只沿一個方向滲流，同時土體也只

21、沿一個方向壓縮。 20、固結(jié)度：地基在固結(jié)過程中任一時刻t的固結(jié)沉降量Sct與其最終固結(jié)沉降量Sc之比 21、地基應力與變形關系（P-S曲線）：直線變形階段：地基壓密局部剪切階段：出現(xiàn)塑性變形區(qū)完全破壞階段：形成連續(xù)滑動面，地基完全破壞。 22、地基承載力的確定： 若ps線出現(xiàn)直線段，取a點對應荷載為fak，即取fak=p1； 若pu能定，且pu<2p1，取極限荷載一半為fak，即取fak=pu/2； 若ps線不出現(xiàn)直線段，另行討論(粘性土：取s=0.02b(承壓板寬度)所對應的荷載作fak ，且P/2; 砂

22、土：取s=(0.010.015)b(承壓板寬度)所對應的荷載作fak ，且P/2) n³3時，且fakmaxfakmin0.3fak  ，計算fak的平均值。 23、地基的最終沉降量：地基土層在建筑物荷載作用下，不斷地產(chǎn)生壓縮，直至壓縮穩(wěn)定后地基表面的沉降量。 （注意地基的最終沉降量計算：分層總和法、規(guī)范法） 24、正常固結(jié)土：土層歷史上經(jīng)受的最大壓力，等于現(xiàn)有覆蓋土的自重應力。 25、超固結(jié)土：土層歷史上經(jīng)受過最大壓力，大于現(xiàn)有覆蓋土的自重應力。26、欠固結(jié)土：土層目前還未完全固結(jié)，實際固結(jié)壓力小于土層

23、自重壓力。 27、超固結(jié)比：前期固結(jié)壓力與現(xiàn)有土重壓力之比。第4章 1.土的抗剪強度是土體抵抗剪切破壞的極限能力，用f表示。 2.土樣內(nèi)摩擦角=250，粘聚力c=24kPa,大主應力和小主應力分別為1=140kPa，3=30kPa,試判斷該土樣是否達到極限平衡狀態(tài)？3.直接剪切試驗，適用小型工程，優(yōu)點：直剪儀特點是構(gòu)造簡單，試樣的制備和安裝方便，操作容易掌握； 直剪試驗是通過試驗加荷的快慢來控制是否排水來分類：快剪：是施加垂直壓力之后，無充分時間排水，Q剪；固結(jié)快剪：剪前使試樣在垂直荷載下充分固結(jié)，固結(jié)穩(wěn)定后，再快速施加水平剪應力直至剪切破壞。剪切時速率

24、較快，盡量使土樣在剪切過程中不再排水。（模擬CU剪，UU剪）；慢剪：讓其充分排水，模擬CD剪，S剪。慢剪是施加垂直壓力后待試樣固結(jié)穩(wěn)定，再以緩慢的速率施加水平剪力，走到剪破，即整個試驗過程中盡量使土樣排水。 直剪的不足：剪切破壞面固定為上下盒之間的水平面不符合實際情況，不是沿土樣最薄弱的面剪切剪切破壞；試驗中不能嚴格控制排水條件，不能量測土樣的孔隙水的壓力；由于上下盒的錯動，剪切面上的剪應力分布不均勻，破壞先從邊緣開始，在邊緣發(fā)生應力集中現(xiàn)象；剪切過程中，剪切面逐漸縮小，而在計算抗剪強度時卻是按土樣原截面積計算的。 4.三軸壓縮試驗（三軸剪切試驗，適用大型工程）：類型：不固

25、結(jié)不排水試驗UU固結(jié)不排水試驗CU固結(jié)排水試驗CD ；優(yōu)：能夠嚴格控制試樣排水條件，量測孔隙水壓力，從而獲得土中有效應力變化情況；試樣中的應力分布比較均勻，應力狀態(tài)明確；劣：破裂面在最弱處；儀器復雜，操作技術要求高，試樣制備較麻煩。此外，試驗在2=3的軸對稱條件下進行，這與土體實際受力情況可能不符。 5.無側(cè)限抗壓強度試驗（飽和水狀態(tài)）優(yōu)：試驗特點是儀器構(gòu)造簡單，操作方便；缺：試驗只能作用一個極限應力圓（3=0，1=qu）.對于一般黏性土就不能作出破壞包線。 6.十字板剪切試驗（適用飽和軟黏土）。優(yōu)：儀器結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、撓動少等。缺：測定飽和黏性土（飽和軟黏土

26、）的不排水強度和靈敏度的試驗，特別適用于難于取樣或試樣在自重作用下不能保持原有形狀的軟黏土。 7.抗剪強度指標和選擇：I長期穩(wěn)定分析II施工速度較快III排水條件又較佳。7、直剪試驗優(yōu)缺點：優(yōu)點：直接剪切儀構(gòu)造簡單，操作方便。缺點： 限定的剪切面 剪切面上剪應力分布不均勻 在計算抗剪強度時按土樣的原截面積計算 試驗時不能嚴格控制排水條件，不能量測孔隙水壓力。 8、三軸試驗類型：按剪切前的固結(jié)程度和剪切過程中的排水條件分為：不固結(jié)不排水試驗（UU）、固結(jié)不排水試驗（CU）、固結(jié)排水試驗（CD） 9、三軸壓縮實驗優(yōu)缺點：優(yōu)點：可

27、嚴格控制排水條件可量測孔隙水壓力破裂面在最軟弱處。缺點：s2=s3，而實際上土體的受力狀態(tài)未必都屬于這類軸對稱情況實驗比較復雜。 10、無粘性土抗剪強度的來源：摩擦強度（摩擦力）包括滑動摩擦和咬合摩擦。 滑動摩擦：存在于顆粒表面間，土粒發(fā)生相對移動所產(chǎn)生的摩擦。 咬合摩擦：相鄰顆粒對于相對移動的約束作用。 11、粘性土的抗剪強度包括：內(nèi)摩擦力、粘聚力。 12、影響抗剪強度指標的因素：土的物理化學性質(zhì)：礦物成分、顆粒形狀與級配、土的原始密度、的含水率、土的結(jié)構(gòu)孔隙水壓力 13、地基承載力：指地基承擔荷載的能力。  &

28、#160; 14、地基的臨塑荷載Pcr：指在外荷作用下，地基中剛開始產(chǎn)生塑性變形時基礎底面單位面積上所承受的界限荷載。Pcr=Ndgd+Ncc 15、臨界荷載：當?shù)鼗械乃苄宰冃螀^(qū)最大深度為：中心荷載 Zmax=b/4;偏心荷載Zmax=b/3;與此對應的基礎底面壓力，分別以P1/4或P1/3表示. P1/4= N1/4gb+ Ndgd+Ncc;P1/3= N1/3gb+ Ndgd+Ncc. 16、地基臨塑壓力：地基中僅個別點的應力達到極限平衡時的基底壓力，記為 pa。 16、極限荷載

29、：指塑性區(qū)已互相靠攏，形成了貫通的滑動面，地基喪失穩(wěn)定時基底單位面積上的壓力，用符號 Pu表示。Pu= cNc+qNq+gb Nr/2 17、太沙基公式（適用于基礎底面粗糙的條形、方形和圓形基礎）： 理論假設：條形基礎，均布荷載滑動面兩端為直線，中間為曲線滑動土體分三個區(qū)。 條形基礎（密實地基）：Pu= gb Nr/2+cNc+qNq 條形基礎（松軟地基）：Pu= gb Nr/2+2cNc/3+gdNq 方形基礎：Pu= 0.4gb0 Nr+1.2cNc+

30、gdNq 圓形基礎：Pu= 0.6gb0 Nr+1.2cNc+gdNq 地基承載力：f= Pu/K   K3 18、斯凱普頓公式（適用于飽和軟土地基、內(nèi)摩擦角為0；淺基礎、d<2.5b；矩形基礎、考慮了l/b的影響）：Pu=5c(1+0.2b/l)(1+0.2d/b)+ gd 地基承載力:f= Pu/K   K=1.11.5 19、漢森公式（適用于傾斜荷載作用；矩形基礎或條形基礎；考慮基礎埋深與寬度之比） Puv=g1b

31、0Nr Sr ir/2+ cNc Scdcic+ qNq Sqdqiq 地基承載力:f= Pu/K   K2. 20、影響極限荷載的因素： 地基的破壞形式：整體滑動、局部剪切、沖切剪切 地基土的指標：土的內(nèi)摩擦角j 、粘聚力c 、重度g 基礎設計的尺寸：基礎寬度b、埋深d 載荷作用方向：傾斜、豎向 載荷作用時間：短暫、長期  第5章 1、地基承載力是地基單位面積上承受荷載的能力，通?？蓪⒌鼗休d力分為兩種，一種稱為極限承載力，另一種是容許承載力。極限承載力指地基即將喪失穩(wěn)定性時的承載力。容許承載力指地基穩(wěn)定有足夠安全度并且變形在建筑物容許范