河海大學土力學復習知識點

1、名師精編優(yōu)秀資料第一章土的結構：粗粒土的結構（單粒結構）,細粒土的結構（蜂窩結構/絮凝結構）土的構造：層理構造、裂隙構造、分散構造土的壓實性：影響因素：1）含水量2 ）擊實功（能）3 ） 土類及級配特殊土：軟土、紅黏土、黃土、膨脹土、多年凍土、鹽漬土人工填土：素填土、雜填土、沖填土常見的粘土礦物： 蒙脫石、伊利石、高嶺石；三者的親水性、膨脹性和收縮性依次降低粒組:介于一定粒度范圍內(nèi)的土粒。界限粒徑：劃分粒組的分界尺寸顆粒級配：土中各粒組的相對含量就稱為土的顆粒級配。（d > 0.075mm時，用篩分法；d <0.075，沉降分析）顆粒級配曲線：曲線平緩，表示粒徑大小相差懸殊，土粒不

2、均勻，即級配良好。不均勻系數(shù)：CU=d60/d 10，反映土粒大小的均勻程度，Cu越大表示粒度分布范圍越大，土粒越不均勻，其級配越好。曲率系數(shù)：CC=d302/（d 60*d 10），反映累計曲線的整體形狀，Cc越大，表示曲線向左凸，粗粒越多。（d60為小于某粒徑的土重累計百分量為60%，d30 、d10分別為限制粒徑、中值粒徑、有效粒徑）強結合水：緊靠于土顆粒的表面，受電場作用很大，安全不能移動，表現(xiàn)出固態(tài)特性弱結合水：強結合水外，電場作用范圍內(nèi)的水，是一種粘質(zhì)水膜，受力時可以從水膜厚處向薄處移動，也可因電場引力從一個土粒周圍轉(zhuǎn)移到另 個土粒周圍，在重力作用下不會發(fā)生移動。毛細水：受到水與空

3、氣交界面處表面張力的作用，存在于地下水位以上透水層中的自由水。重力水：地下水面以下，土顆粒電分子引力范圍以外的水 ，僅受重力作用.傳遞靜水壓力產(chǎn)生浮托力。毛細現(xiàn)象：指土中水在表面張力作用下，沿細的孔隙向上及其它方向移動的現(xiàn)象。相對密實度：Dr二emax ee - emaxmin界限含水量：粘性土由一種狀態(tài)轉(zhuǎn)到另外一種狀態(tài)的分界含水量。 液限（L ）:粘性土由可塑狀態(tài)轉(zhuǎn)到流動狀態(tài)的界限含水量。塑限（P）:粘性土由半固態(tài)轉(zhuǎn)到可塑狀態(tài)的界限含水量。塑性指數(shù)：液限與塑限之差（去掉 %稱為塑性指數(shù)，用下式表示：Ip =（wl - wp）x：1°0反映粘粒含量的多少，反映粘性土處在可塑狀態(tài)的含水

4、量變化范圍。液性指數(shù)（I l）:Il二' 一 二 '反映土的軟硬成度。他 _CCpI P最優(yōu)含水量：在一定壓實功作用下，使土最容易壓實，并能達到最大干密度時的含水量。物理狀態(tài)指標：三個基本物理指標：天然密度（環(huán)刀法），比重或相對密度（比重瓶法），含水量（烘干法）換算指標：天然密度p :天然狀態(tài)下土單位體積的質(zhì)量 （g/cm3）干密度p d : 土單位體積中固體顆粒部分的質(zhì)量（g/cm3）飽和密度p sat : 土孔隙中充滿水時的單位體積質(zhì)量（g/cm3）有效密度p :單位土體積中土粒的有效質(zhì)量（g/cm3）土粒相對密度（比重）ds : 土的固體顆粒質(zhì)量與同體積4C時純水的質(zhì)量之

5、比含水量w : 土中水的質(zhì)量與土粒質(zhì)量之比 （）孔隙比e : 土中孔隙體積與土顆粒體積之比孔隙率n : 土中孔隙體積與總體積之比（）飽和度Sr :土中水的體積與孔隙體積之比（）第二章何謂附加應力？地基中的附加應力分布有何特點？ 答：建筑物荷載在地基中增加的應力稱為附加應力。地基中的附加應力分布有一下規(guī)律：1）在地面下任意深度的水平面上。各點的附加應力非等值，在集中力作用線上的附加應力最大，向兩側(cè)逐漸減小。2）距離地面越深，附加應力分布的區(qū)域越廣，在同一豎向線上的附加應力隨深度而變化。超過某一深度后，深度越大，附加應力越少。附加應力：在建筑物等外荷載作用下，土體中各點產(chǎn)生的應力增量。自重應力：建

6、筑物修建以前，地基中由土體本身的有效重量所產(chǎn)生的應力。角點法：利用角點下的應力計算公式和應力疊加原理推求地基中任意點的附加應力的方法稱為角點法。第三章管涌：水在砂性土中滲流時，細小顆粒在動水力的作用下，通過粗顆粒形成的孔隙，而被水流帶走的現(xiàn)象叫管涌。流砂或流土：當厶h增大到某一數(shù)值（有效重度）時，向上的滲流力克服了土體向下的重力，土體浮起而處于懸浮狀態(tài)失去穩(wěn)定，土粒隨水流動的現(xiàn)象。管涌、流土兩者之間區(qū)別二維流網(wǎng)的特點：1）流線與等勢線互相正交；2 ）流網(wǎng)為曲邊正方形； 3 ）任意兩相鄰等勢線之間的水頭損失相等；4）任意兩相鄰流線間的單位滲流亮相等影響滲透系數(shù)的因素有哪些 ？1）土粒大小與級配：

7、細粒含量愈多，土的滲透性愈小，例如砂土中粉粒及粘粒含量愈多時，砂土的滲透系數(shù)就會大大減小。2）土的密實度：同種土在不同密實狀態(tài)下具有不同的滲透系數(shù)，土的密實度增大，孔隙比降低，滲透系數(shù)相應減小。3）土中封閉氣體含量：土中封閉氣體阻塞滲流通道，使土的滲透系數(shù)降低。封閉氣體含量愈多，土的滲透系數(shù)愈小。4）土的礦物成分 ：粘土礦物的結合水占據(jù)孔隙蒙脫土膨脹，阻塞孔隙；淤泥不透水一一含有機質(zhì)。一一滲透系數(shù)減小第四章固結度：地基在荷載作用下，經(jīng)歷了時間 t的沉降量St與最終沉降量s之比值稱為固結度，它表示時間 t地基完成的固結程度。達同一固結度，單面排水 時間是雙面排水時間的 4倍。土的壓縮性：土在壓力

8、作用下體積縮小的特性。土的壓縮變形快慢與土的滲透性有關：透水性大的無粘性土，壓縮過程短；透水性小的粘性土，壓縮時 間長。土的固結：土體在外力作用下，壓縮隨時間增長的過程。滲透固結：土體中由附加應力引起的超靜水壓力隨時間逐漸消散，附加應力轉(zhuǎn)移到土骨架上，骨架上的有效應力逐漸增加，土體發(fā)生固結的過程稱為滲透固結。壓縮性指標：壓縮系數(shù)：當壓力變化范圍不大時，孔隙比的變化值與壓力的變化值的比值。壓縮指數(shù)：土體在側(cè)限條件下孔隙比減小量與有效壓應力常用對數(shù)增量的比值壓縮模量：土體在完全側(cè)限條件下，豎向附加應力與相應的應變增量之比說明：土的壓縮模量 Es與土的的壓縮系數(shù) a成反比，Es愈大，a愈小，土的壓縮

9、性愈低載荷試驗：由加荷穩(wěn)壓裝置、反力裝置、觀測裝置三部分組成。變形模量：指土體在無側(cè)限條件下，單軸受壓時的應力與應變之比，用Eo表示彈性模量：無側(cè)限條件下彈性階段豎向應力與應變之比。E0與Es關系應力歷史：土在形成的地質(zhì)年代中經(jīng)受應力變化的情況應力路徑：在外力作用下土中某一點的應力變化過程在應力坐標圖中的軌跡。超固結比：把土在歷史上曾經(jīng)受到的最大有效應力稱為前期固結應力，以Pc表示；而把前期固結應力與現(xiàn)有應力Po,之比稱為超固結比 OCR，對天然土,OCR>1時，該土是超固結土，當 OCR = 1時，則為正常固結土。地基變形與時間的關系：主要取決于土的滲透性和土層厚度；飽和土的滲透固結過

10、程，就是孔隙水壓力向有效應力轉(zhuǎn)化的過程。簡述飽和土的滲透固結過程？答：飽和土的滲流固結過程如下：(1) 土體孔隙中自由水逐漸排出；(2) 土體孔隙體積逐漸減?。?3) 由孔隙水承擔的壓力逐漸轉(zhuǎn)移到土骨架來承受，成為有效應力。粘性土沉降組成：瞬時沉降：加載后地基瞬時發(fā)生的沉降；采用彈性理論，采用不排水變形模量主固結沉降：飽和與接近飽和的粘性土在基礎荷載作用下，隨著超靜孔隙水壓力的消散，土骨架產(chǎn)生變形所引起的沉降；次固結沉降：主固結結束后，在有效應力不變的條件下，土骨架仍隨時間發(fā)生變形利用S-Igt曲線，次固結指數(shù)進行計算最終沉降量的計算方法(分層總和法)基本假定：地基是均質(zhì)、各向同性的半無限線性

11、變形體，可按彈性理論計算土中應力，附加應力計算時取基礎中心點下的附加應力進行計算(2)在壓力作用下，地基土不產(chǎn)生側(cè)向變形，可采用側(cè)限條件下的壓縮性指標分層總和法的計算步驟：(1) 分層分層原則hi乞0.4b；天然土層面及地下水位處(2) 繪制基礎中心點下地基中自重應力和附加應力分布曲線(3) 確定地基沉降計算深度按照 Gn/Gzn乞0.2 (軟土取0.1)確定(4) 計算各分層土的平均自重應力和平均附加應力(5) 計算各分層沉降量(6) 計算基礎最終沉降量有效應力原理：總應力由有效應力及孔隙水壓力組成；土的變形和強度只與有效應力有關太沙基一維固結理論的基本假定：(1) 土體是均質(zhì)彈性，完全飽和

12、；(2) 土粒和水不能壓縮； 水的滲出以及土的壓縮只能沿豎向發(fā)生；(4)水的滲流服從 Darcy定理,且滲透系數(shù)k不變； 孔隙比的變化與有效應力的變化成正比，壓縮系數(shù)a不變;(6)外荷載一次瞬時施加.靈敏度：在不排水條件下，原狀土的無側(cè)限抗壓強度與重塑土的無側(cè)限抗壓強度之比，用St表示。土的觸變性：在土的含水量和密度不變的情況下，土因重塑而軟化，又因靜置而逐漸硬化，強度有所恢復的性質(zhì)。第五章庫侖定律：當土所受法向應力不很大時，土的抗剪強度與法向應力可近似用線性關系表示，這一表征土體抗剪強度與法向應力的公式即為庫侖定律表達 式土的抗剪強度的組成摩擦力滑動摩擦：剪切面土粒間表面粗糙所產(chǎn)生的摩擦咬合

13、摩擦：土粒間相互嵌入所產(chǎn)生的咬合力 ，其引起土的剪脹顆粒的破碎與重排列 粘聚力：由土粒間的膠結作用和各種物理-化學鍵力作用的結果，其大小與土的礦物組成和壓密程度有關靜電引力：包括庫侖力侖力和離子-靜電力范德華力：物質(zhì)的極化分子與相鄰另一極化分子間通過相反的偶極吸引膠結力：土或水中碳、硅、鉛、鐵等氧化物對土顆粒形成膠結作用，其粘聚力可達幾百千帕表觀粘聚力：如毛細力、非飽和土中吸力等影響抗剪強度的因素有哪些 ？摩擦力：剪切面上的法向總應力、土的初始密度、土粒級配、土粒形狀以及表面粗糙程度粘聚力：土中礦物成分、粘粒含量、含水量以及土的結構土體中發(fā)生剪切破壞的平面，是不是剪應力最大的平面？在什么情況下

14、，剪切破壞面與最大剪應力面是一致的？ 土體中發(fā)生剪切破壞的平面一般不是剪應力最大的平面。當土的莫爾破壞包線與 二軸平行時，即-f二常數(shù)時，剪切破壞平面與最大剪應力面是一致的。莫爾-庫倫強度理論：以庫倫公式作為抗剪強度公式 ，根據(jù)剪力是否達到抗剪強度作為破壞準則的理論就稱為莫爾-庫倫強度理論 直剪試驗與三軸試驗的優(yōu)缺點直剪試驗：優(yōu)點：直剪儀構造簡單，操作簡單，在一般工程中應用廣泛。缺點：a.不能嚴格控制排水條件，不能量測試驗過程中試樣的孔隙水壓力。b. 剪切面不是沿土樣最薄弱的面剪切破壞。c. 剪切過程中剪切面上的剪應力分布不均勻，剪切面積隨剪切位移的增加而減小。三軸試驗：優(yōu)點：a.試驗中能嚴格

15、控制試樣的排水條件，準確測定試樣在剪切過程孔隙水壓力的變化，從而定量獲得土中有效應力的變化情況; b.與直剪試驗相比，試樣中的應力狀態(tài)相對地較為明確和均勻，不硬性指定破裂面位置；C.除抗剪強度指標外，還可測定，如土的靈敏度，壓力系數(shù)、孔隙水壓系數(shù)等力學指標。缺點：a.試驗儀器較復雜，操作技術要求高，且試樣制備比較麻煩。b.試驗是在軸對稱情況下進行的，不能考慮中主應力的影響。試驗方法適用條件不排水剪（快剪）地基土的透水性和排水條件不良，建筑物施工速度較快排水剪（慢剪）地基土的透水性好，排水條件較佳，建筑物加荷速率較慢固結不排水剪（固結快剪）建筑物竣工后較久，荷載又突然增大，或地基條件等介于上述兩

16、種情況之間飽和粘性土不同排水條件下的抗剪強度指標1. 不固結不排水剪（UU）:試驗過程中試樣含水量和體積保持不變，加壓過程中只引起試樣的孔隙水壓力變化,而有效應力不變，故抗剪強度亦不變。2. 固結不排水剪（CU）:固結過程中試樣含水量和體積減小，剪切過程中保持不變，只是孔隙水壓力改變，破壞時孔隙水壓力完全由試樣受剪引起。3. 固結排水剪（CD）:整個試驗過程中始終打開排水閥門，讓試樣充分排水固結，保持孔隙水壓力為零，有效應力等于總應力。第六章被動土壓力：擋土墻在外力作用下向墻背方向移動時，墻擠壓土體，墻后土壓力逐漸增大，當達到某一位移時，墻后土體開始上隆，滑動楔體內(nèi)應力處 于被動極限平衡狀態(tài)，

17、此時作用在墻背上的土壓力稱為被動土壓力。主動土壓力：當擋土墻沿墻趾向離開填土方向轉(zhuǎn)動或平行移動位移量達到一定量時，滑動面上的剪應力等于抗剪強度，墻后土達到主動極限平衡狀態(tài)， 填土中開始出現(xiàn)滑動面，這時作用在墻背上的土壓力就稱為主動土壓力。三種土壓力與位移之間的關系？三種土壓力之間的大小關系?主動土壓力：產(chǎn)生主動土壓力的條件為：擋土墻向前遠離填土的方向移動或轉(zhuǎn)動，由轉(zhuǎn)動或移動量達到一定值，土體內(nèi)潛在滑動面上的剪應力達到土 的抗剪強度，則作用于擋土墻上的壓應力最小，即為主動土壓力Ea。被動土壓力：產(chǎn)生被動土壓力的條件：擋土墻受外力作用向著填土方向移動時，墻后一部分土體產(chǎn)生向上滑動趨勢。當墻移動至一

18、定位置時，土體內(nèi) 潛在滑動面上的剪應力也達到抗剪強度值。此時，土體作用于擋土墻上的壓力達到最大值，即被動土壓力Ep，靜止土壓力：墻靜止不動，墻后土體處于彈性平衡狀態(tài)時，作用在墻背的土壓力 E0朗肯土壓力的基本假定是？庫倫土壓力的基本假定是？(1) 朗肯土壓力基本原理朗肯研究自重應力作用下，半無限土體內(nèi)各點的應力從彈性平衡狀態(tài)發(fā)展為極限平很狀態(tài)的條件，提出計算擋土墻土壓力的理論。假設條件a擋土墻背垂直b.墻后填土表面水平c 擋墻背面光滑即不考慮墻與土之間的摩擦力。(2) 庫倫土壓力依據(jù)的原理：楔體平衡理論基本假定：a墻后的填土是理想散粒體b. 滑動破壞面為通過墻踵的平面c. 滑動土楔為一剛塑性體

19、，本身無變形朗肯土壓力與庫倫土壓力的優(yōu)缺點朗肯土壓力理論：應用半空間中的應力狀態(tài)和極限平衡理論計算土壓力，概念比較明確，公式簡單，應用方便，對于粘性土和無粘性土都可以用該公式 直接計算，故在工程中得到青睞。但為了使墻后填土中的應力狀態(tài)符合半空間應力狀態(tài)，必須假設墻背是直立光滑的，填土面是水平的，因而使其 應用范圍受到限制，并由于該理論忽略了墻背與填土之間摩擦的影響，使計算的主動土壓力偏大，被動土壓力偏小。庫侖土壓力理論：根據(jù)墻后滑動土楔的靜力平衡條件推導得出土壓力計算公式，考慮了墻背與土之間的摩擦力，并可用于墻背傾斜，填土面傾斜的情況,但由于該理論假設填土是無粘性土，因此不能用庫侖公式直接計算

20、粘性填土的土壓力。庫侖土壓力理論假設墻后填土破壞時，破裂面是一平面，而實際上是一曲面，因此，庫侖土壓力理論計算結果與按曲面的計算結果有出入，這種偏差在計算被動土壓力時尤為嚴重朗肯與庫侖土壓力理論的適用性（1）朗肯理論求得的是墻背各點土壓力強度分布，而庫侖理論求得的是墻背上的總土壓力（2）朗肯理論適用于填土表面為水平的無粘性土或粘性土的土壓力計算（3）庫侖理論只適用于填土表面為水平或傾斜的無粘性土，對粘性土只能用圖解法計算被動土壓力的計算常采用朗肯理論（4）擋土墻在滿足墻背直立光滑且填土面水平的條件下，庫侖土壓力理論與朗肯土壓力理論計算得到的土壓力是一致的第七章土坡發(fā)生滑動的滑動面有哪幾種形式？分別發(fā)生在何種情況？在進行邊坡穩(wěn)定分析時常采用哪些條分法？土坡發(fā)生滑動的滑動面有：圓弧、平面、復合滑動面（1分）。圓弧滑動通常發(fā)生在較均質(zhì)的粘性土坡中；平面滑動通常發(fā)生在無粘性土坡中；復合滑