工程地質(zhì)及土力學(xué)(專本套讀)學(xué)習(xí)指導(dǎo)書

1、工程地質(zhì)及土力學(xué)（專本套讀）學(xué)習(xí)指導(dǎo)書緒論（一）本章學(xué)習(xí)目標(biāo)：1、了解工程地質(zhì)和土力學(xué)的任務(wù)。2、了解工程地質(zhì)和土力學(xué)的研究對(duì)象、方法和主要內(nèi)容。3、掌握土力學(xué)學(xué)科的工作特點(diǎn)。（二）本章重點(diǎn)、要點(diǎn)：1、識(shí)記：工程地質(zhì)和土力學(xué)的主要內(nèi)容。2、領(lǐng)會(huì)：工程地質(zhì)學(xué)的任務(wù)、研究目的和主要研究方法；土力學(xué)的任務(wù)、主要研究目的；土力學(xué)學(xué)科的工作特點(diǎn)。第一章 巖石和地質(zhì)構(gòu)造（一）本章學(xué)習(xí)目標(biāo)：1、理解礦物的形態(tài)和反映礦物物理特征的概念，掌握常見(jiàn)的幾種造巖礦物的表觀鑒定方法。2、熟練掌握因冷凝環(huán)境不同所形成的巖漿巖的三種主要類型以及其結(jié)晶情況；理解巖漿巖的產(chǎn)狀；掌握按礦物和化學(xué)成分對(duì)巖漿巖的分類；掌握巖漿巖的結(jié)

2、構(gòu)和構(gòu)造特征；掌握常見(jiàn)的巖漿巖的結(jié)構(gòu)和構(gòu)造特征及其表觀鑒定方法。3、理解沉積巖的一般形成過(guò)程；掌握沉積巖的結(jié)構(gòu)和構(gòu)造特征；掌握常見(jiàn)的沉積巖的結(jié)構(gòu)和構(gòu)造特征及其表觀鑒定方法。4、了解變質(zhì)作用的類型；掌握沉積巖的結(jié)構(gòu)和構(gòu)造特征；掌握常見(jiàn)的沉積巖的結(jié)構(gòu)和構(gòu)造特征及其表觀鑒定方法。5、了解地質(zhì)年代的劃分及其確定方法；掌握地質(zhì)年代及地層單位；熟悉地質(zhì)年代表。6、掌握巖層產(chǎn)狀的概念及要素；掌握褶皺、節(jié)理和斷層的特征和類型；掌握不整合構(gòu)造特征及類型；初步掌握不同構(gòu)造特征在地質(zhì)圖上的表示特征，能夠認(rèn)識(shí)簡(jiǎn)單的地質(zhì)圖；掌握地質(zhì)構(gòu)造特征對(duì)建筑工程的影響與評(píng)價(jià)。7、理解巖石的主要物理和力學(xué)性質(zhì)的概念，掌握影響巖石工程

3、性質(zhì)的因素；掌握巖體和巖體結(jié)構(gòu)特征的概念以及工程地質(zhì)特征。8、掌握第四紀(jì)沉積物的成因類型和特征及其在工程上應(yīng)用的意義。9、了解土的成因類型及其特點(diǎn)，土與土層的區(qū)分及其目的。（二）本章重點(diǎn)、要點(diǎn)：1、識(shí)記：反映礦物物理特征的概念，常見(jiàn)的幾種主要造巖礦物及其特征；巖漿巖、沉積巖和變質(zhì)巖的主要種類、幾種主要巖樣的名稱和特征；地質(zhì)年代的劃分；巖層產(chǎn)狀要素，褶皺、節(jié)理和斷層的構(gòu)造特征和類型，不整合構(gòu)造特征及類型；巖石的主要物理和力學(xué)性質(zhì)的基本要領(lǐng)，主要巖石的基本性質(zhì)及特點(diǎn)，巖石和巖體的概念和巖體的工程性質(zhì)；第四紀(jì)沉積物的成因類型和特征；2、領(lǐng)會(huì)：常見(jiàn)的幾種造巖礦物的表觀鑒定；巖漿巖、沉積巖和變質(zhì)巖的結(jié)構(gòu)

4、構(gòu)造特征、分類原則和表觀鑒定方法；地質(zhì)年代及地層單位；不同構(gòu)造特征在地質(zhì)圖上的表示特征，能夠閱讀簡(jiǎn)單的地質(zhì)圖；地質(zhì)構(gòu)造特征對(duì)建筑工程的影響與評(píng)價(jià)；結(jié)合巖體結(jié)構(gòu)特征，理解巖體的工程性質(zhì)；第四紀(jì)沉積物的成因類型與土層構(gòu)造的關(guān)系；（三）本章練習(xí)題或思考題：1、填空：1）礦物的 是指礦物抵抗刻劃研磨的能力。2）礦物受外力作用時(shí)，能沿一定方向破裂成平面的性質(zhì)稱為 。3）根據(jù)冷凝環(huán)境的不同，巖漿巖可分為噴出巖和 巖。4）地質(zhì)年代包括太古代、元古代、 、中生代和新生代。5）巖層構(gòu)造特征包括巖層的層面、厚度和 。6）巖層的產(chǎn)狀三要素，包括走向、 和傾角。7）通過(guò)核部大致平分褶曲兩翼的面稱為褶曲的 。8）軸面近

5、于直立，兩翼傾向相反，傾角大小近于相等的褶皺，稱為 。9）在巖石形成后由于受到構(gòu)造應(yīng)力作用變形所產(chǎn)生的裂縫稱為 節(jié)理。10）斷層面傾角介于25°45°之間的 稱為逆掩斷層。11）斷層兩盤沿?cái)鄬幼呦蚍较虬l(fā)生位移的斷層稱為 ，其傾角通常很陡。12）巖石經(jīng)物理和化學(xué)風(fēng)化作用后殘留在原地的碎屑物稱為 物。13）雨水或雪水將高處的風(fēng)化碎屑物質(zhì)洗刷而向下搬運(yùn)，或由于本身的重力作用，堆積在平緩的斜坡或坡腳處，成為 物。2、單項(xiàng)選擇：1）（ ）礦物呈白色，晶面呈板狀或片狀，外形呈假六方形或菱形，集合體呈致密片狀塊體，一組極完全節(jié)理。該礦物可定名為A綠泥石 B白云石 C白云母 D石榴子石2）

6、（ ）下列巖石中，屬于變質(zhì)巖的是A石英砂巖 B石英巖 C石灰?guī)r D閃長(zhǎng)巖3）（ ）下列巖石中，屬于沉積巖的是A花崗巖 B石灰?guī)r C大理巖 D石英巖4）（ ）下列巖石構(gòu)造，屬于變質(zhì)巖的構(gòu)造是A層理構(gòu)造 B氣孔與杏仁構(gòu)造 C波痕與泥裂D片麻狀構(gòu)造5）（ ）某地質(zhì)圖上，標(biāo)明一巖層的產(chǎn)狀為330º/WS30º，該巖層的傾向?yàn)锳330º B30º C240º D150º6）（ ）隧道工程沿褶曲走向穿越時(shí)較為有利的部位是 A向斜核部 B背斜核部 C樞紐 D翼部7）（ ）一地區(qū)沉積了一套巖層后，受地殼運(yùn)動(dòng)影響而升出水面，沉積作用發(fā)生中斷，遭受剝蝕，

7、然后再次下沉接受沉積。地層無(wú)傾斜或反轉(zhuǎn)，則地層接觸關(guān)系為 A整合接觸 B假整合接觸 C不整合接觸 D侵入接觸3、名詞解釋：向斜褶曲、背斜褶曲、正斷層、逆斷層、平行不整合、角度不整合4、簡(jiǎn)述題：1）簡(jiǎn)述在工程上巖石和巖體的區(qū)別。第一章部分練習(xí)題答案1、填空：1）硬度；2）解理；3）侵入；4）古生代；5）產(chǎn)狀；6）傾向；7）軸面；8）直立褶皺；9）構(gòu)造節(jié)理；10）逆斷層；11）平移斷層；12）殘積；13）坡積2、單項(xiàng)選擇：1）C；2）B；3）B；4）D；5）C；6）D；7）B第二章 建筑工程地質(zhì)問(wèn)題（一）本章學(xué)習(xí)目標(biāo)：1、理解風(fēng)化作用的概念，識(shí)記風(fēng)化作用的類型和巖石風(fēng)化程度的分級(jí)。2、理解河流地質(zhì)

8、作用對(duì)河床、河岸侵蝕和堆積的一般規(guī)律以及防護(hù)的一般方法。3、掌握滑坡形成的條件，滑坡的分類，滑坡發(fā)育的過(guò)程及其影響因素；掌握滑坡的治理原則。4、掌握崩塌的概念、崩塌產(chǎn)生的條件，熟悉防止崩塌的一般措施。5、掌握泥石流的概念、形成條件，理解其預(yù)防措施。6、掌握巖溶和土洞的概念、形成條件；領(lǐng)會(huì)巖溶和土洞的工程地質(zhì)問(wèn)題及其地基的防治。7、理解地震形成的原因、特點(diǎn)，地震波的傳播和地震震級(jí)及地震烈度的劃分等基礎(chǔ)知識(shí)；掌握地震力效應(yīng)、地震破裂效應(yīng)、地震液化效應(yīng)、震陷和地震激發(fā)的災(zāi)害性效應(yīng)及其對(duì)建筑的影響。（二）本章重點(diǎn)、要點(diǎn)：1、風(fēng)化作用的類型和巖石風(fēng)化程度的劃分。2、流水侵蝕作用的兩種方式。3、滑坡的發(fā)育

9、過(guò)程和影響滑坡的因素。4、崩塌和泥石流產(chǎn)生的條件及影響因素。5、巖溶和土洞的形成條件及其工程地質(zhì)問(wèn)題。6、震級(jí)、烈度的概念，地震效應(yīng)。（三）本章練習(xí)題：1、填空題1）按引起風(fēng)化作用發(fā)生的因素的不同，風(fēng)化作用可分為 、化學(xué)風(fēng)化和生物風(fēng)化作用。2）滑坡的治理原則應(yīng)以 ，及時(shí)治理，并根據(jù)工程重要性制訂具體整治方案。3）泥石流的形成必須具備 、陡峭的山坡和較大的溝谷以及大量集中水源的地形、地質(zhì)和水文氣象。4）若某一地震波的周期與地基土層的固有周期相近，由于發(fā)生共振，該地震波的振幅將被放大，此周期稱為 。5）地震的破壞方式有 、駐波破壞、相位差動(dòng)破壞和地震液化破壞四種。2、單項(xiàng)選擇題1）（ ）按滑動(dòng)的力

10、學(xué)性質(zhì)、滑坡可分為A順層滑坡和切層滑坡 B牽引式滑坡和推動(dòng)式滑坡C張性滑坡和剪性滑坡 D切層滑坡均質(zhì)滑坡2）（ ）下列關(guān)于震級(jí)和烈度的說(shuō)法，哪一個(gè)是正確的？A震級(jí)是地震所釋放出來(lái)能量大小的反映 B震級(jí)是由地面建筑物的破壞程度決定的 C每次地震的烈度只有一個(gè)D烈度是由地震釋放出來(lái)的能量大小決定的3、簡(jiǎn)述題1）簡(jiǎn)述風(fēng)化作用的基本類型。2）簡(jiǎn)述滑坡發(fā)生的階段。3）簡(jiǎn)述影響滑坡的因素。4）何謂潛蝕？潛蝕可分為那幾種類型？5）試述巖溶的形成條件。6）何謂地震烈度？主要受那些條件影響？7）何謂地震效應(yīng)？主要包括那些方面？第二章部分練習(xí)題答案1、填空：1）物理風(fēng)化；2）以防為主；3）豐富的松散固體物質(zhì)；4）

11、卓越周期；5）共振破壞2、單項(xiàng)選擇：1）B；2）A第三章 土的滲透性與滲流（一）本章學(xué)習(xí)目標(biāo)：1、正確理解水頭、水頭梯度、滲透速度的概念，掌握達(dá)西定律的適用范圍、滲透系數(shù)的測(cè)定方法。2、理解由流線和等勢(shì)線組成的流網(wǎng)的物理意義，能夠應(yīng)用流網(wǎng)確定滲流場(chǎng)中測(cè)管水頭、水力坡降和滲流量等。3、掌握滲流力和和臨界水頭梯度的概念，能夠正確計(jì)算滲流力和和臨界水頭梯度，并根據(jù)臨界水頭梯度判斷流土是否發(fā)生。4、掌握滲透破壞的主要類型，領(lǐng)會(huì)流土、管涌發(fā)生的水力條件和防止措施。5、掌握有效應(yīng)力原理的物理意義，領(lǐng)會(huì)有效應(yīng)力對(duì)土體變形和強(qiáng)度的作用與影響，能夠用有效應(yīng)力原理分析計(jì)算有關(guān)承壓水頂板厚度問(wèn)題及其在土力學(xué)中的應(yīng)用

12、。6、理解孔隙水壓力與有效應(yīng)力的具體意義，掌握靜水條件和滲流條件下孔隙水壓力與有效應(yīng)力的地計(jì)算。（二）本章重點(diǎn)、難點(diǎn) 重點(diǎn)：1、達(dá)西定律，滲流力和流土現(xiàn)象。2、用常水頭和變水頭法測(cè)定土的滲透系數(shù)。3、根據(jù)臨界水頭梯度，計(jì)算判斷流土現(xiàn)象的發(fā)生。4、有效應(yīng)力原理正確理解與應(yīng)用，分析計(jì)算有關(guān)承壓水頂板厚度問(wèn)題。難點(diǎn)：1、 有效應(yīng)力原理的應(yīng)用。2、 孔隙水壓力與有效應(yīng)力的理解，靜水條件和滲流條件下孔隙水壓力與有效應(yīng)力的地計(jì)算。（三）本章練習(xí)題或思考題：1、填空：1）流經(jīng)滲透路徑單位長(zhǎng)度所對(duì)應(yīng)的水頭損失，稱為 。2）由于土層的成層性，垂直滲透系數(shù)較水平滲透系數(shù) 。2、單項(xiàng)選擇：1）（ ）反映土透水性質(zhì)的

13、指標(biāo)是A不均勻系數(shù) B壓縮系數(shù) C滲透系數(shù) D固結(jié)系數(shù)2）（ ）下列描述正確的是A流網(wǎng)中網(wǎng)格越密處，其水力梯度越小 B同一流網(wǎng)中，任意兩相鄰等勢(shì)線間的總水頭差相等C位于同一條等勢(shì)線上的兩點(diǎn)，其孔隙水壓力總是相等的D滲透流速的方向?yàn)榱骶€的法線方向3）（ ）下列關(guān)于滲流力的描述，錯(cuò)誤的是A滲流力數(shù)值與水力梯度成正比，方向與滲流方向一致B滲流力是一種體積力，量綱與重度的量綱相同C流網(wǎng)中等勢(shì)線越密的區(qū)域，其滲流力就越大D滲流力的存在對(duì)土體穩(wěn)定性總是不利的4）（ ）地下水自下而上滲流時(shí)，土層中土的骨架的有效應(yīng)力A升高 B減小 C不變 D未知3、名詞解釋：滲流力、流土、管涌4、計(jì)算題：1）某一砂土試樣，高

14、15cm，直徑5.5cm，進(jìn)行常水頭滲透試驗(yàn)，在測(cè)壓管水頭差為40cm下經(jīng)歷6.0s，流過(guò)的水量為400cm3，試計(jì)算滲透系數(shù)。2）設(shè)做變水頭試驗(yàn)土樣的橫截面積為30cm2，厚度為4cm，滲透儀玻璃管的直徑為0.4cm，試驗(yàn)開(kāi)始時(shí)候的水位差為145cm，經(jīng)過(guò)7分25秒觀察得水位差為100cm，試驗(yàn)時(shí)水溫為20°，試求土樣的滲透系數(shù)。3）對(duì)某土樣進(jìn)行室內(nèi)滲透試驗(yàn)，土樣長(zhǎng)度為25cm，試驗(yàn)水頭差為40cm，土粒比重ds=2.65，孔隙比。水自下而上滲流，試判斷土樣是否發(fā)生流土現(xiàn)象。4）在厚度為9m的粘土層中開(kāi)挖基坑，其下為砂層，砂層頂面為有7.5m高的層壓水頭。試求開(kāi)挖深度為6m時(shí)，基坑

15、中水深h至少要多深才能防止基坑底部不發(fā)生隆起？5）一粘土層位于兩砂層中間，其中上面砂層的容重，飽和容重。地下水位保持在地表下1.5m處。下面的砂層中有承壓水，若要使粘土層產(chǎn)生流土，則下層砂中的承壓水位至少高出地表多少米？第三章部分練習(xí)題答案1、填空：1）水力梯度；2）小2、單項(xiàng)選擇：1）C；2）B；3）D；4）B4、計(jì)算題：1），2），3）孔隙率 臨界水頭梯度 實(shí)際水頭梯度 ， 由于，會(huì)發(fā)生流土現(xiàn)象。4）粘土層底部總應(yīng)力 ，孔隙水壓力 有效應(yīng)力 -=05）粘土層底面總應(yīng)力 孔隙水壓力 ，第四章 土的壓縮性及基礎(chǔ)沉降（一）本章學(xué)習(xí)目標(biāo)1、掌握土的壓縮性；2、掌握建筑物基礎(chǔ)沉降分析的原理與計(jì)算方法

16、3、掌握一維固結(jié)理論（太沙基一維固結(jié)理論）和推算沉降隨時(shí)間的變化，應(yīng)用于分析與沉降和固結(jié)有關(guān)的工程問(wèn)題。（二）本章重點(diǎn)、要點(diǎn)1、識(shí)記：側(cè)限壓縮試驗(yàn)結(jié)果的e-p曲線及e-logp曲線的形態(tài)特點(diǎn)；壓縮系數(shù)、壓縮指數(shù)、壓縮模量、先期固結(jié)壓力等的物理概念；初始沉降、固結(jié)沉降和次固結(jié)沉降的特點(diǎn)；初始沉降計(jì)算的基本原理；固結(jié)沉降計(jì)算的基本公式；分層總和法計(jì)算的原理和步驟；次固結(jié)沉降計(jì)算的基本原理；建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范推薦的沉降計(jì)算法的原理和方法；無(wú)粘性土地基沉降計(jì)算的薛邁脫曼法的原理；固結(jié)和固結(jié)度的概念；固結(jié)理論解的結(jié)果與固結(jié)度的計(jì)算；固結(jié)沉降與固結(jié)度的關(guān)系；用時(shí)間平方根配合法和時(shí)間對(duì)數(shù)法測(cè)定固結(jié)系數(shù)的原

17、理。2、領(lǐng)會(huì)：在加卸荷后土的壓縮不可完全恢復(fù)性質(zhì)；在側(cè)限條件下，土的壓縮量與壓縮系數(shù)、壓縮指數(shù)和壓縮模量的關(guān)系；先期固結(jié)壓力的工程實(shí)用意義；三個(gè)沉降發(fā)展階段的工程實(shí)用意義；初始沉降計(jì)算中彈性模量的確定方法；用分層總和法計(jì)算基礎(chǔ)沉降時(shí)，根據(jù)工程實(shí)際情況，選用符合實(shí)際的計(jì)算公式和壓縮參數(shù)，合理確定分層的厚度和計(jì)算的深度，同時(shí)注意到土層結(jié)構(gòu)性（應(yīng)力歷史），合理選用相應(yīng)的方法；次固結(jié)沉降的計(jì)算；規(guī)范法中修正系數(shù)的物理概念和工程實(shí)用價(jià)值；薛邁脫曼法中彈性模量的確定方法；一維固結(jié)過(guò)程中孔隙水壓力消散與有效應(yīng)力增長(zhǎng)在地基中的分布規(guī)律；固結(jié)理論的基本假定與滲透固結(jié)微分方程；包括初始沉降和次固結(jié)沉降在內(nèi)的沉降過(guò)

18、程與固結(jié)度的關(guān)系；固結(jié)系數(shù)測(cè)定時(shí)試樣的代表性和施加荷載增量比對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的影響。3、掌握工程中的沉降計(jì)算。（三）本章練習(xí)題或思考題：1、名詞解釋：土的壓縮性、壓縮系數(shù)、壓縮指數(shù)、壓縮模量、體積壓縮系數(shù)、先期固結(jié)壓力、飽和粘性土的滲透固結(jié)、固結(jié)度2、填空：1）設(shè)某可壓縮土層符合太沙基一維固結(jié)理論的基本假定，已知該土層為單面排水時(shí)，固結(jié)度達(dá)到80%需要4年的時(shí)間。如果該土層變?yōu)殡p面排水，要達(dá)到相同的固結(jié)度，則需要_年的時(shí)間。2）按分層總和法計(jì)算軟土地基固結(jié)沉降時(shí)，常用 作為確定地基沉降計(jì)算深度的標(biāo)準(zhǔn)。3）飽和土滲透固結(jié)的過(guò)程就是孔隙水壓力逐漸消散和 相應(yīng)增加的過(guò)程。4）太沙基一維固結(jié)理論假定土中孔隙

19、水的滲流服從 。5）太沙基一維固結(jié)理論假定在滲透固結(jié)過(guò)程中，土的 和壓縮模量保持不變。6）地基的最終沉降量由瞬時(shí)沉降、固結(jié)沉降和 三部分組成。7）土層在歷史上最大固結(jié)壓力作用下壓縮已經(jīng)穩(wěn)定，此后土層厚度變化不大，也沒(méi)有經(jīng)受過(guò)其他荷載的繼續(xù)作用，該土層的固結(jié)狀態(tài)為 狀態(tài)。3、單項(xiàng)選擇題1）（ ）土的壓縮性越低，則土的A壓縮模量越小 B壓縮系數(shù)越大 C塑性指數(shù)越大 D室內(nèi)壓縮曲線越緩2）（ ）高壓縮性土的壓縮指數(shù)a1-2A0.5MPa-1 B<0.2MPa-1 C<0.1MPa-1 D 0.10.5MPa-13）（ ）用分層總和法計(jì)算固結(jié)沉降時(shí)，不能采用的變形指標(biāo)是A壓縮指數(shù) B壓縮模

20、量C變形模量D體積壓縮系數(shù)4）（ ）A土層厚度為B土層厚度的2倍，則在其他條件相同的情況下，A、B土層達(dá)到同一固結(jié)度所需要時(shí)間的關(guān)系是A BCD 5）（ ）太沙基一維固結(jié)理論分析飽和粘土的固結(jié)過(guò)程時(shí)，假定外荷載的施加方式是A連續(xù) B一次驟然C間歇 D分級(jí)6）（ ）在新沖填土上建造建筑物，引起建筑物沉降的原因是A沖填土的彈性變形及建筑物荷載 B沖填土的次固結(jié)及建筑物荷載C沖填土的自重及建筑物荷載 D沖填土的瞬時(shí)沉降及建筑物荷載4、多項(xiàng)選擇題：1）（ ）下列有關(guān)按建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范GB50007-2002推薦的方法計(jì)算地基最終沉降量的論述正確的是 A該方法假定地基土壓縮時(shí)不發(fā)生側(cè)向變形 B該方法

21、按天然土層分層 C該方法采用平均附加應(yīng)力系數(shù)的概念 D該方法引入了沉降計(jì)算經(jīng)驗(yàn)系數(shù) E該方法按附加應(yīng)力與自重應(yīng)力的比值小于等于0.2確定地基沉降計(jì)算深度2）（ ）一般壓力作用下，計(jì)算土體壓縮量時(shí)可以忽略 A孔隙水的壓縮 B孔隙水的排出 C孔隙氣體的壓縮 D孔隙氣體的排出 E土顆粒的壓縮5、簡(jiǎn)答題：1）土的壓縮性指標(biāo)有哪些？它們之間有何關(guān)系？如何利用這些指標(biāo)判斷土的壓縮性？2）簡(jiǎn)述分層總和法和規(guī)范法計(jì)算地基最終沉降量的異同。3）土的應(yīng)力歷史對(duì)土的壓縮性有何影響？4）在飽和土一維固結(jié)過(guò)程中，土的有效應(yīng)力和孔隙水壓力是如何變化的？5）土的最終沉降量由哪幾部分組成？各部分意義如何？6、計(jì)算題：1）某飽

22、和粘土層的厚度為10 m，地面作用大面積荷載p0 = 150 kPa。已知該粘土的壓縮模量為，豎向固結(jié)系數(shù)Cv = 12 m2/a，求粘土層在雙面排水條件下加荷1年時(shí)的沉降量。已知當(dāng)應(yīng)力圖形為矩形時(shí)，單面排水條件下的平均固結(jié)度Ut與時(shí)間因數(shù)Tv之間的關(guān)系為。2）在天然地面上大面積堆載，荷載強(qiáng)度。天然土層為兩層，第一層為粗砂，厚度4.0m，重度，飽和重度；第二層為粘土層，厚度5.0m，壓縮模量Es = 5 MPa，飽和重度；地下水位在地面下1.0m。不計(jì)第一層粗砂層的壓縮量，試計(jì)算由于地面堆載而引起的粘土層的最終壓縮量為多少？當(dāng)上述壓縮穩(wěn)定后，地下水位突然下降到粘土層頂面，試問(wèn)由此而產(chǎn)生的附加沉

23、降是多少？ 3）某建筑場(chǎng)地的地質(zhì)條件為：第一層為軟粘土層，厚度H=4m，天然重度=17.5kN/m3，平均壓縮模量Es=2.5MPa；其下為密實(shí)狀態(tài)的粗砂層，很厚。今在地面上大面積填筑厚度為h重度=18kN/m3的砂土層，如不計(jì)新填砂土層及密實(shí)粗砂層的變形，欲使粘土層頂面產(chǎn)生30mm的沉降，那么h應(yīng)為多少？4）有一厚度為3.5m的正常固結(jié)土層，在天然狀態(tài)下的平均孔隙比為0.880，在某一荷載作用下，該土層的平均孔隙比降低了0.120，試計(jì)算在該荷載作用下土層頂面的沉降量。5）某飽和粘土層，厚度為10m，豎向固結(jié)系數(shù)cm2/年，在大面積荷載作用下最終固結(jié)沉降量為180mm，單面排水。試求：(1)

24、加荷一年時(shí)的固結(jié)沉降量；（2）固結(jié)沉降量達(dá)到90mm所需要的時(shí)間。（提示：當(dāng)平均固結(jié)度Ut小于60%時(shí)，Ut與時(shí)間因素Tv的關(guān)系為）6）設(shè)某場(chǎng)地地層均勻，上層為淤泥，厚10 m，壓縮模量Es = 4 MPa，下層為基巖。已知某荷載在地基中引起的附加應(yīng)力如圖所示，求地基平均固結(jié)度達(dá)到80%時(shí)，地面的沉降量是多少？第四章部分練習(xí)題答案2、填空：1）1；2）；3）有效應(yīng)力；4）達(dá)西定律；5）滲透系數(shù)；6）次固結(jié)沉降；7）正常固結(jié)3、單項(xiàng)選擇題：1）D；2）A；3）C；4）D；5）B；6）C4、多項(xiàng)選擇題：1）ABCD；2）AE6、計(jì)算題1）由于地面作用大面積均布荷載，所以粘土層中附加應(yīng)力為均勻分布，

25、即 粘土層的最終（固結(jié)）沉降量加荷1年時(shí)，時(shí)間因素 固結(jié)度 故加荷1年時(shí)地面的沉降量為 2）由于大面積荷載，所以由于地面堆載而引起的粘土層最終壓縮量為地下水位下降后，粘土層中自重應(yīng)力增量為因此而引起的附加沉降為 3）由于，所以4）5）（1） 由于， 所以 （2），所以年6）淤泥層中附加應(yīng)力圖面積為 地面的最終沉降量為 當(dāng)U = 80%時(shí)，地面的沉降量為 第五章 土的抗剪強(qiáng)度（一）本章學(xué)習(xí)目標(biāo)掌握土的抗剪強(qiáng)度的基本概念，基本試驗(yàn)方法，摩爾庫(kù)侖抗剪強(qiáng)度理論，粘性土和無(wú)粘性土的抗剪強(qiáng)度特性，影響強(qiáng)度變化的因素以及孔隙水壓力系數(shù)和應(yīng)力路徑等，并應(yīng)用于分析土體或地基的穩(wěn)定性與承載力。（二）本章重點(diǎn)、要點(diǎn)

26、1、識(shí)記：抗剪強(qiáng)度的定義；摩爾庫(kù)侖抗剪強(qiáng)度表達(dá)式的物理意義；直剪、三軸剪切試驗(yàn)的原理和方法以及結(jié)果的整理；現(xiàn)場(chǎng)十字板剪切試驗(yàn)的試驗(yàn)裝置和試驗(yàn)方法的原理；孔隙水壓力方程及系數(shù)A、B的意義；影響抗剪強(qiáng)度變化的主要因素；三種不同排水條件下的抗剪強(qiáng)度特性及其指標(biāo)的物理意義；無(wú)粘性土內(nèi)摩擦角的性質(zhì)和臨界孔隙比的概念，砂土液化的概念。 2、領(lǐng)會(huì)：地基或土體中剪應(yīng)力和剪應(yīng)變與抗剪強(qiáng)度和地基破壞的關(guān)系；強(qiáng)度包線、強(qiáng)度指標(biāo)的物理意義；摩爾應(yīng)力圓與抗剪強(qiáng)度參數(shù)的幾何關(guān)系和極限平衡條件；剪切破壞時(shí)剪應(yīng)力或主應(yīng)力差的確定，強(qiáng)度包線的確定，試驗(yàn)條件與試驗(yàn)結(jié)果，直剪和三軸剪切試驗(yàn)的差異與優(yōu)缺點(diǎn)；現(xiàn)場(chǎng)十字板剪切試驗(yàn)測(cè)定結(jié)果

27、的物理意義；孔隙水壓力與有效應(yīng)力的關(guān)系；在剪切過(guò)程中，土的礦物成分與結(jié)構(gòu)性、排水條件、剪切速率和應(yīng)力路徑對(duì)抗剪強(qiáng)度及其指標(biāo)的影響；三種不同排水條件下抗剪強(qiáng)度及指標(biāo)的物理意義，應(yīng)力歷史對(duì)強(qiáng)度的影響；無(wú)粘性土前切過(guò)程中孔隙比變化的影響。3、應(yīng)用：根據(jù)工程荷載的具體情況，選用強(qiáng)度參數(shù)，計(jì)算土體中抗剪強(qiáng)度，判斷其破壞條件。（三）本章練習(xí)題或思考題：1、名詞解釋：土的抗剪強(qiáng)度、砂土液化2、填空：1）如果地基中某點(diǎn)的莫爾應(yīng)力圓與抗剪強(qiáng)度線相離，則該點(diǎn)處于_狀態(tài)。2）當(dāng)施工速度很快、壓縮土層很厚且排水條件不良時(shí)，可采用三軸儀 試驗(yàn)得到的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)。3）已知某點(diǎn)的大小主應(yīng)力分別為300kPa和140kPa，

28、則該點(diǎn)摩爾應(yīng)力圓的圓心為 。4）對(duì)孔隙比大于臨界孔隙比的砂土樣進(jìn)行剪切時(shí)，其體積將 。5）不同試驗(yàn)方法下的有效應(yīng)力強(qiáng)度存在著 關(guān)系的特征。6）天然土層中同一深度處豎直面上的抗剪強(qiáng)度在數(shù)值上要 水平面上的抗剪強(qiáng)度。7）粘性土的含水量越大，則其抗剪強(qiáng)度越 。8）在不排水剪切過(guò)程中，飽和試樣的孔隙壓力系數(shù)B_1。3、單項(xiàng)選擇題：1）（ ）某飽和粘土試樣的無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度，其不排水強(qiáng)度為A200 B100 C50 D252）（ ）已知土的內(nèi)摩擦角>0，當(dāng)其中某點(diǎn)處于極限平衡狀態(tài)時(shí)，通過(guò)該點(diǎn)的剪切破壞面與大主應(yīng)力作用面的夾角為A B C D3）（ ）對(duì)飽和粘性土進(jìn)行下列剪切試驗(yàn)時(shí)，在剪切過(guò)程中，孔隙

29、水壓始終為零的是A不固結(jié)不排水剪 B固結(jié)不排水剪 C固結(jié)排水剪 D快剪4）（ ）飽和軟粘土進(jìn)行三軸壓縮試驗(yàn)，在不固結(jié)不排水條件下，當(dāng)所加圍壓為100kPa時(shí)，其孔隙水壓力u的值為A100kPa B50kPa C90kPa D110kPa5）現(xiàn)場(chǎng)十字板剪切試驗(yàn)得到土的抗剪強(qiáng)度為，則可認(rèn)為是 （ ）A土的不排水強(qiáng)度 B固結(jié)不排水剪土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo) C固結(jié)排水剪土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo) D土的有效強(qiáng)度指標(biāo) 6）正常固結(jié)飽和粘性土固結(jié)排水剪切試驗(yàn)（CD），下列說(shuō)法正確的是 （ ）A有效應(yīng)力圓在總應(yīng)力圓的左側(cè) B有效應(yīng)力圓在總應(yīng)力圓的右側(cè)C有效應(yīng)力圓與總應(yīng)力圓是同一應(yīng)力圓 D無(wú)法確定有效應(yīng)力圓 4、簡(jiǎn)答題：1）

30、試說(shuō)明抗剪強(qiáng)度的來(lái)源。對(duì)一定的土類，其抗剪強(qiáng)度指標(biāo)是否為一定值？為什么？2）何謂土的極限平衡狀態(tài)和極限平衡條件？試用摩爾-庫(kù)侖強(qiáng)度理論推求土體極限平衡條件的表達(dá)式。3）土體中首先發(fā)生剪切破壞的平面是否就是剪應(yīng)力最大的平面？為什么？在何種情況下，剪切破壞面與最大剪應(yīng)力面是一致的？在通常情況下，剪切破壞面與大主應(yīng)力面之間的夾角是多少？4）簡(jiǎn)述直剪試驗(yàn)和三軸試驗(yàn)的優(yōu)缺點(diǎn)。5）試比較粘性土在不同固結(jié)和排水條件下的三軸試驗(yàn)中，其應(yīng)力條件和孔隙水壓力變化有何特點(diǎn)？并說(shuō)明所得的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)各自的適用范圍。6）試說(shuō)明在飽和粘性土的不固結(jié)不排水試驗(yàn)過(guò)程中不管用總應(yīng)力還是有效應(yīng)力表示，其摩爾應(yīng)力圓的半徑為何都不變

31、？5、計(jì)算題：1）一飽和粘性土試樣在三軸儀中進(jìn)行固結(jié)不排水剪切試驗(yàn)，施加周圍壓力= 196 kPa，試樣破壞時(shí)的主應(yīng)力差= 274 kPa，測(cè)得孔隙水壓力u = 176 kPa，已知該土樣的有效內(nèi)摩擦角為= 26°，試求破壞面上的有效正應(yīng)力和剪應(yīng)力以及試樣的有效粘聚力。2）已知某粘性土地基的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)分別為 = 26°，c = 20 kPa，地基中某點(diǎn)的大小主應(yīng)力分別為= 300 kPa，= 123.75 kPa，試問(wèn)該點(diǎn)處于什么狀態(tài)？3）對(duì)某砂土土樣進(jìn)行直剪試驗(yàn)，當(dāng)法向壓力=100kPa時(shí)，測(cè)得抗剪強(qiáng)度。已知同種土制備的土樣承受大主應(yīng)力，問(wèn)小主應(yīng)力滿足什么條件土樣才不會(huì)

32、發(fā)生剪切破壞？4）條形荷載作用下地基中某點(diǎn)的應(yīng)力經(jīng)計(jì)算得：=120 kPa，=60 kPa，=50 kPa。若地基土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)分別為 = 18°，c = 20 kPa，那么該點(diǎn)是否已被被剪壞？5）某飽和軟粘土用十字板作剪切試驗(yàn)，已知十字板寬度（直徑）D=70mm，十字板高度H=100mm，十字板轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，地面上給桿軸施加的力偶矩M=0.015kN·m。假設(shè)所有點(diǎn)豎直面和水平面上的抗剪強(qiáng)度均相等，試計(jì)算測(cè)點(diǎn)土的抗剪強(qiáng)度。6）有一飽和粘性土，已知其有效粘聚力c=0，有效內(nèi)摩擦角=20º，取該土試樣在圍壓=100kPa下固結(jié)，然后在不排水的條件下增加豎向壓力至破壞，測(cè)

33、得破壞時(shí)的孔隙水壓力為35kPa，試求孔隙水壓力系數(shù)A。第五章部分練習(xí)題答案2、填空：1）彈性平衡；2）不固結(jié)不排水剪；3）（0，220）；4）減??；5）唯一；6）小于；7）低；8）等于3、單項(xiàng)選擇題：1）C；2）A；3）C；4）A；5）A；6）C5、計(jì)算題：1）由于已知該土樣的有效內(nèi)摩擦角為= 26°，所以破裂面與水平面夾角成=58° 由試驗(yàn)得, 破裂面上的正應(yīng)力和剪應(yīng)力分別為kPakPa 在破壞面上的有效正應(yīng)力為kPa 由于此時(shí)，所以， 2）當(dāng)土體處于極限平衡狀態(tài)時(shí)= 300 kPa所對(duì)應(yīng)的小主應(yīng)力應(yīng)滿足而= 123.75 kPa<= 300 kPa，所以該點(diǎn)處于

34、彈性平衡狀態(tài)。3）由于砂土的內(nèi)摩擦角c = 0 所以內(nèi)摩擦角 在極限平衡狀態(tài)下且時(shí)， 應(yīng)滿足 所以當(dāng)<時(shí)，土樣不會(huì)發(fā)生剪切破壞。 4） 由于，所以該點(diǎn)已被剪壞。5）6） 第六章 土壓力、地基承載力和土坡穩(wěn)定（一）本章學(xué)習(xí)目標(biāo)1、掌握土壓力的基本理論并應(yīng)用于支擋結(jié)構(gòu)的分析與計(jì)算；2、掌握淺基礎(chǔ)地基承載力的基本理論和測(cè)試方法，合理確定建筑地基的承載力，應(yīng)用于建筑物的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)與施工；3、學(xué)會(huì)土坡及地基的穩(wěn)定分析的基本方法，應(yīng)用于分析土坡、堤壩邊坡及地基的穩(wěn)定性，防止建筑物失穩(wěn)和破壞。（二）本章重點(diǎn)、要點(diǎn)1、識(shí)記：靜止土壓力、主動(dòng)土壓力和被動(dòng)土壓力的基本概念；朗肯和庫(kù)侖土壓力理論的基本原理和計(jì)算

35、方法；地基破壞發(fā)展的三個(gè)階段，臨塑荷載、極限荷載及地基承載力的概念；臨塑荷載的實(shí)用意義和存在的問(wèn)題；普朗德?tīng)?、太沙基極限承載力理論的原理和計(jì)算公式；規(guī)范法確定地基承載力的基本方法；常規(guī)荷載試驗(yàn)確定地基承載力的技術(shù)方法；條分法的極限平衡原理；經(jīng)典法和畢肖普法的分析原理和分析方法。2、領(lǐng)會(huì)：土壓力與位移的關(guān)系；幾種常見(jiàn)情況的土壓力計(jì)算；比較朗肯與庫(kù)侖兩種土壓力理論的應(yīng)用條件和實(shí)用價(jià)值；地基破壞模式及其影響因素；普朗德?tīng)柪碚摰膬r(jià)值；太沙基極限承載力的實(shí)用價(jià)值及應(yīng)用意義；荷載試驗(yàn)的原理和試驗(yàn)結(jié)果的局限性；最危險(xiǎn)滑裂面位置的確定；土坡穩(wěn)定分析時(shí)強(qiáng)度參數(shù)的選用；容許安全系數(shù)；特定條件下的穩(wěn)定分析方法。3、

36、應(yīng)用：太沙基極限承載力公式在工程上的應(yīng)用；條分法在土坡分析中的應(yīng)用。（三）本章練習(xí)題或思考題：1、名詞解釋：擋土墻上的土壓力、主動(dòng)土壓力、被動(dòng)土壓力、靜止土壓力、整體剪切破壞、地基承載力、臨塑荷載、地基的極限承載力、天然休止角2、填空：1）均質(zhì)砂土坡穩(wěn)定的極限坡角，稱為_(kāi)。2）根據(jù)擋土墻可能的位移情況和墻后土體所處的應(yīng)力狀態(tài)，土壓力可以分為 、靜止土壓力和被動(dòng)土壓力三種。3）用荷載試驗(yàn)確定地基承載力時(shí)，對(duì)同一土層，選擇的試驗(yàn)點(diǎn)不宜少于 個(gè)。4）庫(kù)倫土壓力理論的基本假定是墻后填土是均勻的無(wú)粘性土，滑動(dòng)破壞面為通過(guò)墻踵的 。5）當(dāng)作用于擋土墻上的土壓力為靜止土壓力時(shí)，墻后填土處于 狀態(tài)。6）計(jì)算地

37、基極限承載力的太沙基理論假定基礎(chǔ)底面是 的。3、選擇題：1）（ ）粘性土坡的穩(wěn)定安全系數(shù)定義為A抗滑力矩與滑動(dòng)力矩之比 B滑動(dòng)力矩與抗滑力矩之比C坡角與內(nèi)摩擦角之比 D內(nèi)聚力與滑動(dòng)力之比2）（ ）下列因素中，與擋土墻上的土壓力大小無(wú)關(guān)的是A墻體的位移方向 B墻體的高度 C墻底面的粗糙程度 D墻體的位移大小3）（ ）費(fèi)里紐斯法分析粘性土的土坡穩(wěn)定性時(shí)，土條兩側(cè)條間力之間的關(guān)系假定為A大小相等、方向相同、作用線重合 B大小不等、方向相反、作用線重合C大小相等、方向相反、作用線距土條底部三分之一土條高度D大小相等、方向相反、作用線重合4）（ ）對(duì)于淺基礎(chǔ)，一般發(fā)生整體剪切破壞的地基是A硬粘性土地基 B中等密實(shí)的砂土地基 C松砂地基 D軟土地基5）（ ）當(dāng)?shù)鼗恋膬?nèi)摩擦角大于零時(shí)，增大基礎(chǔ)寬度，下列承載力值不發(fā)生變化的是Apcr Bp1/4 Cp1/3 Dpu6）（ ） 當(dāng)p-s曲線上具有明顯的拐點(diǎn)時(shí)，地基可能發(fā)生的破壞型式是A沖剪破壞 B整體剪切破壞 C局部剪切破壞 D刺入破壞7）（ ）干燥的均質(zhì)無(wú)粘性土簡(jiǎn)單邊坡的穩(wěn)定性與之無(wú)關(guān)的指標(biāo)是A坡高 B坡角 C內(nèi)摩擦角 D自然休