清華大學(xué)胡黎明土力學(xué)-總復(fù)習(xí)

1、 土 力 學(xué)總復(fù)習(xí)總復(fù)習(xí)u成績組成l期末考試 60； 教學(xué)試驗(yàn) 15l習(xí)題課小測(cè)驗(yàn) 20；平時(shí)表現(xiàn) 5u注意l作業(yè)、試驗(yàn)報(bào)告未在規(guī)定時(shí)間內(nèi)交齊不得參加期末考試。土力學(xué)(1)期末考試任課教師考試地點(diǎn)于玉貞于玉貞四教四教4306 張丙印張丙印四教四教4301張建民張建民四教四教4303 胡黎明胡黎明四教四教4305考試時(shí)間: 2014年1月10日星期五下午14:30至16:30土力學(xué)期末考試u重點(diǎn)：基礎(chǔ)部分u原則：u 難度一般一般不會(huì)超過作業(yè)和習(xí)題課內(nèi)容u 不要求死記硬背，但一些公式要記u題型：l選擇題 10題，30分l判斷題 10題，20分l計(jì)算題 3題，50分內(nèi)容復(fù)習(xí)土的三大工程問題n滲透問題

2、：滲流、滲透破壞（管涌、流土）n變形問題：沉降計(jì)算；沉降與時(shí)間的關(guān)系n強(qiáng)度問題：土壓力，邊坡穩(wěn)定，地基承載力，液化土的工程性質(zhì)n三大基本性質(zhì)：滲透特性：達(dá)西定律變形特性：滲流固結(jié)理論；有效應(yīng)力原理強(qiáng)度特性：莫爾庫倫強(qiáng)度理論基本知識(shí)n土的三個(gè)特點(diǎn)：碎散性、多相性、天然性n土的物理性質(zhì)：組成、狀態(tài)、結(jié)構(gòu)n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、極限平衡條件三軸試驗(yàn)與抗剪強(qiáng)度指標(biāo)第一

3、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：物理、化學(xué)、生物n搬運(yùn)沉積方式：殘積土、運(yùn)積土一般了解第一章 土的物理性質(zhì)1.2 土的三相組成土的三相組成n固體顆粒粒徑級(jí)配：粒組，分析方法，級(jí)配曲線級(jí)配良好：Cu，Cc; 特征粒徑礦物成分：原生、次生(高嶺、伊利、蒙脫)顆粒形狀和比表面積n土中水結(jié)合水(強(qiáng)、弱)、自由水(重力、毛細(xì))n土中氣 (一般了解)第一章 土的物理性質(zhì)重點(diǎn)1.3 土的物理狀態(tài)土的

4、物理狀態(tài)n物理性質(zhì)指標(biāo)三相草圖試驗(yàn)指標(biāo)：密度、土粒比重Gs、含水量w常用指標(biāo)：e, n, w, Sr, , Gs, sat, d, n物理狀態(tài)指標(biāo)粗粒土：密實(shí)度相對(duì)密度細(xì)粒土：稠度 液性指數(shù)黏性大小塑性指數(shù)第一章 土的物理性質(zhì) dsat重點(diǎn)：各物理量定義重點(diǎn)minmaxmaxreeeeD pLpLI 1.4 土的結(jié)構(gòu)土的結(jié)構(gòu)n粗粒土：?jiǎn)瘟＝Y(jié)構(gòu)n細(xì)粒土：分散(片堆)結(jié)構(gòu)、凝聚(片架)結(jié)構(gòu)n結(jié)構(gòu)性指標(biāo)（了解）：黏性土的靈敏度黏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：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)：壓實(shí)度n粗粒土：不存在最優(yōu)含水量全干和飽和狀態(tài)容易壓

5、實(shí)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)：粗粒土：級(jí)配組成細(xì)粒土：礦物成分、親水性 ( Ip )n分類標(biāo)準(zhǔn)（了解）：水電部：粒徑級(jí)配、塑性圖(塑性指數(shù)、液限)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

6、滲透性與滲透規(guī)律n滲透定律：達(dá)西定律：v = k i ，適用條件：層流n滲透系數(shù) 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、飽和度第二章 土的滲透性與滲流問題重點(diǎn)重點(diǎn)：一維滲流計(jì)算2.2 平面滲流與流網(wǎng)n平面滲流基本方程：Laplace方程n流網(wǎng)等勢(shì)線與流線流網(wǎng)特征：正交性、曲邊正方形 形狀與水位無關(guān) 均質(zhì)地基流網(wǎng)形狀與滲透系數(shù)無關(guān)用于求解水頭、水力坡降、流速和滲流量第二章 土的滲透性與滲流問題重點(diǎn)：流網(wǎng)的特征2.3 滲透力與滲透變形n滲透力：孔隙水對(duì)土骨架的拖曳和推動(dòng)力方向與水力坡降一致n土體受力分析：土骨架、土水整體為隔離體n滲透破壞：流土：表層土、向上滲流，icr/w管涌

7、：Cu10， iicr第二章 土的滲透性與滲流問題重點(diǎn)第二章 土的滲透特性重點(diǎn)：達(dá)西定律：v = k i, i =H/L, H為總水頭差多層土一維滲流計(jì)算流網(wǎng)：等勢(shì)線概念；特征土體受力分析；滲透力的計(jì)算： j = i w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)側(cè)限應(yīng)力狀態(tài)：自重應(yīng)力平面應(yīng)變狀態(tài)

8、：附加應(yīng)力一般應(yīng)力狀態(tài)：附加應(yīng)力n應(yīng)力莫爾圓符號(hào)規(guī)定 正應(yīng)力壓為正、剪應(yīng)力逆時(shí)針為正第三章 土體中的應(yīng)力計(jì)算3.2 土體的自重應(yīng)力計(jì)算n水平地基中的有效自重應(yīng)力：側(cè)限應(yīng)力狀態(tài)均質(zhì)地基成層地基地下水位的影響 第三章 土體中的應(yīng)力計(jì)算iiszHszsysxK0zsz重點(diǎn) 3.3 地基中的附加應(yīng)力計(jì)算n集中力作用：均質(zhì)等向線彈性布氏解應(yīng)力分布特征、應(yīng)力泡n分布荷載作用附加應(yīng)力系數(shù)、影響因素角點(diǎn)法：矩形、條形基礎(chǔ)荷載n影響因素：分層地基、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)算重點(diǎn)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：圣維南原理線性分布重點(diǎn) 3.5 有效應(yīng)力原理n飽和土體

9、的有效應(yīng)力原理：兩條內(nèi)容n有效應(yīng)力和孔隙水壓力計(jì)算自重應(yīng)力情況： 靜水位 穩(wěn)定滲流條件: 滲透力產(chǎn)生有效應(yīng)力 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)A和B第三章 土體中的應(yīng)力計(jì)算u 重點(diǎn)第三章 土體中的應(yīng)力計(jì)算3.1 概述概述3.2 有效應(yīng)力原理有效應(yīng)力原理3.3 地基的自重應(yīng)力計(jì)算地基的自重應(yīng)力計(jì)算3.4 基底壓力計(jì)算基底壓力計(jì)算3.5 地基中的附加應(yīng)力計(jì)算地基中的附加應(yīng)力計(jì)算3.6 超靜孔隙水壓力與孔隙水壓力系數(shù)超靜孔隙水壓力與孔隙水壓力系數(shù)第三章 土體中的應(yīng)力計(jì)算3.1 概述n地基中常見的應(yīng)力狀態(tài)側(cè)限應(yīng)力狀態(tài)、平面應(yīng)變狀態(tài)、一般應(yīng)力狀態(tài)n畫應(yīng)力莫爾圓時(shí)的符號(hào)規(guī)定（同材料力

10、學(xué)相反）正應(yīng)力壓為正剪應(yīng)力逆時(shí)針為正第三章 土體中的應(yīng)力計(jì)算 3.2 有效應(yīng)力原理n飽和土體的有效應(yīng)力原理： 兩條內(nèi)容第三章 土體中的應(yīng)力計(jì)算u 重點(diǎn)3.3 地基的自重應(yīng)力計(jì)算水平地基中的有效自重應(yīng)力：側(cè)限應(yīng)力狀態(tài)n靜靜水條件水條件均質(zhì)地基成層地基地下水位的影響 n穩(wěn)定滲流穩(wěn)定滲流條件條件：滲透力產(chǎn)生有效應(yīng)力兩種隔離體取法：土水整體、土骨架第三章 土體中的應(yīng)力計(jì)算iiszHszsysxK0zsz重點(diǎn)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：圣維南原理線性分布 3.5 地基中的附加應(yīng)力計(jì)算n集中力作用：均質(zhì)等向線彈性布氏解應(yīng)力分布特征、應(yīng)力泡n分布荷載作用附加應(yīng)力系數(shù)、影響因素角

11、點(diǎn)法：矩形、條形基礎(chǔ)荷載n影響因素：分層地基、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)算重點(diǎn) 3.6 孔隙水壓力與孔隙水壓力系數(shù)n側(cè)限應(yīng)力狀態(tài)n軸對(duì)稱應(yīng)力狀態(tài)孔壓系數(shù)A、B第三章 土體中的應(yīng)力計(jì)算重點(diǎn)第三章 土體中的應(yīng)力計(jì)算重點(diǎn)：有效應(yīng)力原理總應(yīng)力、有效應(yīng)力的計(jì)算；自重應(yīng)力：靜水條件：水平、垂直；水下用浮重度穩(wěn)定滲流條件：兩種隔離體豎直方向自重應(yīng)力的計(jì)算附加應(yīng)力布氏解；疊加原理；影響因素: l/b, z/b，(x/b)超靜孔壓計(jì)算超靜孔壓(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 土的壓縮性土的壓縮性4.2 地基最終沉降量的計(jì)算地基最終沉降量的計(jì)算分層

12、總和法分層總和法4.3 地基沉降與時(shí)間的關(guān)系地基沉降與時(shí)間的關(guān)系4.1 土的壓縮性n土的壓縮性：壓縮性指標(biāo) -p 曲線：側(cè)限壓縮模量、體積壓縮系數(shù)e-p曲線：壓縮系數(shù)e-lgp曲線：壓縮(回彈)指數(shù)；先期固結(jié)壓力n先期固結(jié)壓力的圖解法n原位壓縮曲線的推求第四章 土的壓縮性和地基沉降量計(jì)算重點(diǎn)重點(diǎn)(e0, s) (0.42e0, ) Cc, Ce=Const4.2 地基最終沉降量的計(jì)算n基本假設(shè) 結(jié)果影響 修正材料力學(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)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Sd和Ss的影響n單一土層的沉降量計(jì)算n分層總和法第四章 土的壓縮性和地基

13、沉降量計(jì)算重點(diǎn)iiiiiiiiHeeeHeeS121111siSS22zuCtuvwvaekC)1 (1固結(jié)系數(shù)tHCTvv2時(shí)間因數(shù)4.3 地基沉降與時(shí)間的關(guān)系第四章 土的壓縮性和地基沉降量計(jì)算n一維滲流固結(jié)微分方程及其解答假設(shè)條件滲流固結(jié)微分方程微分方程解答n固結(jié)度的概念一點(diǎn)的固結(jié)度土層平均固結(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 量測(cè)量測(cè) 求解求解S),(,332211tSStStStCHtvtvStCHS,?,tS

14、CHStv1233211(1)BttBttUAeSAeS 滲流固結(jié)的工程問題：室內(nèi)試驗(yàn)結(jié)果工程問題4.3 地基沉降與時(shí)間的關(guān)系第四章 土的壓縮性和地基沉降量計(jì)算重點(diǎn)第四章 土的壓縮性和地基沉降量計(jì)算重點(diǎn)：土的壓縮性：壓縮性指標(biāo)分層總和法計(jì)算最終沉降量基本原理：假設(shè)計(jì)算方法：ep曲線；elgp曲線沉降與時(shí)間的關(guān)系：土層平均固結(jié)度Ut；Tv、Cv沉降計(jì)算：固結(jié)度 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

15、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)度土的強(qiáng)度主要是抗剪強(qiáng)度莫爾-庫倫強(qiáng)度理論（三條內(nèi)容）直剪試驗(yàn)與庫倫公式應(yīng)力狀態(tài)與莫爾圓莫爾-庫倫破壞準(zhǔn)則土的極限平衡應(yīng)力狀態(tài)土破壞與否的判斷滑裂面的位置土的抗剪強(qiáng)度機(jī)理摩擦強(qiáng)度與黏聚強(qiáng)度fctg 231(45/ 2)2(45/ 2)ftgc tg45/ 2第五章 土的抗剪強(qiáng)度重點(diǎn)室內(nèi)試驗(yàn)1.直剪儀：慢剪、固結(jié)快剪、快剪 2.三軸儀：固結(jié)排水、固結(jié)不排水、不排水3.無側(cè)限抗壓儀：3 = 0的不排水三軸試驗(yàn)4.其他試驗(yàn)野外測(cè)試1.十字板試驗(yàn)：測(cè)試軟黏土不排水強(qiáng)度指標(biāo)2.其他現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)5.2 土的

16、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)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)力路徑與有效應(yīng)力路徑五五. 黏性土密度黏性土密度-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. 總應(yīng)力指標(biāo)與有效應(yīng)力指標(biāo)總應(yīng)力指標(biāo)與有效應(yīng)力指標(biāo)二二. 三軸試驗(yàn)強(qiáng)度指標(biāo)三軸試驗(yàn)強(qiáng)

17、度指標(biāo)三三. 直剪試驗(yàn)強(qiáng)度指標(biāo)直剪試驗(yàn)強(qiáng)度指標(biāo)四四. 土的強(qiáng)度指標(biāo)的工程應(yīng)用土的強(qiáng)度指標(biāo)的工程應(yīng)用 一般采用峰值強(qiáng)度；大變形問題采用殘余強(qiáng)度不同現(xiàn)場(chǎng)地基情況與施工條件cd， dcu， u=0ccu， cu; c ， cs， scq， qccq， cq5.4 土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)第五章 土的抗剪強(qiáng)度重點(diǎn)砂土液化及液化機(jī)理：孔壓急劇升高；瞬間喪失承載能力影響砂土液化的因素：飽和度、組成、狀態(tài)、結(jié)構(gòu)等；粉細(xì)砂、粉土砂土液化的工程防治：加固、圍封、樁/深基礎(chǔ)5.5 土的動(dòng)強(qiáng)度與砂土的振動(dòng)液化第五章 土的抗剪強(qiáng)度第五章 土的抗剪強(qiáng)度重點(diǎn)：莫爾庫倫強(qiáng)度理論庫侖公式，強(qiáng)度指標(biāo)極限平衡條件強(qiáng)度包線與破壞主應(yīng)力線總應(yīng)力指標(biāo)與有效應(yīng)力指標(biāo)莫爾圓與應(yīng)力路徑強(qiáng)度指標(biāo)：三軸試驗(yàn)