《土力學》知識點總結

第一章土的物理性質思考題土是如何生成的？它與其他材料的最大區(qū)分是什么？與其他材料的最大區(qū)分是：擬建地點是什么土，設計人員就以這種土作為設計對象，且由于土是自然歷史的產(chǎn)物，性質很不均勻，而且簡潔多變。②土的應力-應變關系是非線形的，而且不唯一；③土的變形在卸荷后一般不能完全恢復；④土的強度也是變化的；⑤土對擾動特別敏感。土是由哪幾局部組成的？答：自然界的土體由固相〔固體顆粒、液相〔土中水〕和氣相〔土中氣體〕組成，通常稱為三相分散體系。什么叫土粒的顆粒級配？如何從級配曲線的陡緩推斷土的工程性質？答：自然土體中包含大小不同的顆粒，為了表示土粒的大小及組成狀況，通常以土中各個粒組的相對含量來表示，稱為土的顆粒級配。不大，粒徑較均勻，即級配不良。級配良好的土，較粗顆粒間的孔隙被較細的顆粒所填充，因而土的密實度較好。何謂土的構造？土的構造有幾種？一般可歸納為單粒構造、蜂窩構造和絮狀構造三種根本類型。土的物理性質指標有幾個？哪些是直接測定的？如何測定？土的密度〔通過環(huán)刀法測定、土粒相對密度〔通過比重瓶法測定〕和土的含水量〔通過烘干法測定〕是直接測定的物理性質指標。土的物理狀態(tài)指標有幾個？答：土的物理狀態(tài)，對于無粘性土是指土的密實程度，對于粘性土則是指土的軟硬程度，也稱為粘性土的稠度。描述砂土密實狀態(tài)的指標有：孔隙比和相對密度；粘性土的稠度狀態(tài)的指標有：液限、塑限、塑性指數(shù)和液性指數(shù)等。地基土如何按其工程性質進展分類？答：依據(jù)《地基標準》作為建筑地基上的土〔巖，可分為巖石、碎石土、砂土、粉土、粘性土和人工填土。二習題s一塊原狀土樣，經(jīng)試驗測得土的自然密度Sr。s

1.67kNm3，含水量為12.9%，土粒相對密度d 2.67，求孔隙比e、孔隙率n〔1〕e

d(1w)swsw

2.67(10.129)1.67

10.805n

44.6%1e 10.805

wds0.1292.6743%r e 0.805某砂土土樣的自然密度為1.77gcm3，自然含水量為9.8%，土粒的相對密度為2.67，烘干后測定最小孔隙比為0.461，最大孔隙比為0.943eDr

，并評定該砂土的密實度?！?〕e

d(1w)ss

2.67(10.098)1.77

10.656〔2〕D

emax

e 0.9430.6560.595r emax

emin

0.9430.461判定該砂土的密實度為：中密粘性土的含水量w36.4%，液限wL

48%w

25.4%，要求：計算該土的塑性指數(shù)：依據(jù)塑性指數(shù)確定該土的名稱；p計算該土的液性指數(shù)；按液性指數(shù)確定土的狀態(tài)。p〔1〕Ip

w wL

4825.4%22.6 為粘土

wwp

0.49 土的狀態(tài)為可塑態(tài)L w wL p

4825.4其次章土的滲透性思考題答：土的毛細性是指土能夠產(chǎn)生毛細現(xiàn)象的性質。對工程的影響如下：毛細水的上升是引起路基凍害的因素之一；對于房屋建筑，毛細水的上升會引起地下室過分潮濕；毛細水的上升可能引起土的沼澤化和鹽漬化，對建筑工程及農(nóng)業(yè)經(jīng)濟都有很大影響。土層中的毛細水帶分為幾種？有什么特點？地表有大氣降水補給時，毛細懸掛水在重力作用下向下移動。何謂動力水？何謂臨界水頭梯度？答：我們把水流作用在單位體積土體中土顆粒上的力稱為動水力，也稱滲流力。它的作用方向與水流方向全都。這時的水頭梯度稱為臨界水頭梯度。土發(fā)生凍脹的緣由是什么？影響凍脹的因素有哪些？影響因素有：土的因素；水的因素和溫度因素。二習題2-15.5m3.0m。滲流路徑長10m。依據(jù)場地勘察報告：細砂層飽和重度

sat

18.7kNm3，k4.5102mms，試求滲透水流的平均速度v和滲流力j，并判別是否會產(chǎn)生流砂現(xiàn)象。

5.53.010

0.25vki4.51020.251.125102mmsj i100.252.5kNm3w細砂層的有效重度

sat

18.7108.7j2.5所以不會因基坑抽水而產(chǎn)生流砂現(xiàn)象。第三章土中的應力思考題什么是土的自重應力和附加應力？爭論自重應力的目的是什么？〔建筑荷載、車輛荷載、土中水的滲流力、地震力等〕的作用，在土體中產(chǎn)生的應力增量。爭論地基自重應力的目的是為了確定土體的初始應力狀態(tài)。何謂基底壓力？影響基底壓力分布的因素有哪些？工程實踐中對基底壓力分布作了怎樣的簡化？其反作用力即地基對根底的作用力，稱為地基反力。基底壓力是一個相當簡潔的問題。目前在工程實踐中，一般將基底壓力分布近似按直線考慮，依據(jù)材料力學公式進展簡化計算。在集中荷載作用下地基中附加應力的分布規(guī)律是什么？愈小。這是由于荷載作用在地基上時，產(chǎn)生應力集中的結果。何謂角點法？應用角點法時應留意什么問題？答：計算矩形面積受豎向均布荷載作用下，地基中任一點的附加應力時，可以加幾條關心線，通過需計算的點，將矩形面積劃分成n個矩形，應用公式分別計算各劃分的矩形上的荷載產(chǎn)生的附加應力，進展疊加，此法稱為角點法。L，b6對于上層硬下層軟或上層軟下層硬的雙層地基，在軟硬分界面上的應力分布較均質土有何區(qū)分？的影響越明顯。對于上層硬下層軟的雙層地基，則往往消滅應力.cz有一多層地基地質剖面圖如以下圖：試計算自重應力 。cz

cz1

h11

18236kPacz2

h11

h2

3620156kPa hh h

5611167kPacz3 11 2 2 33 hh h

h h

6712110299kPacz4

11 2

33 4 4 w wl=18bb。在偏心荷載作用下，根底底面邊緣處附加應力

max

150kPa,

min

50kPa。選擇一種最簡便方法，計算此條形根底中心點下，深度為：0,0.5b,1.0b,2.0b,3.0b處地基中的附加應力。0解：最簡便方法?。簆0

min2

2002

100kPal〔1〕

0.25

l〔4〕

0.137b b c1 b b c4 4pz1 0 c1

100kPa

4pz4 0

54.8kPal〔2〕

0.239

l〔5〕

0.099b b c2 b b c5 4pz2 0

95.6kPa

4pz5 0 c5

39.6kPal〔3〕

0.205b b c3 4pz3 0 c3

82kPa

第四章土的壓縮性及地基沉降思考題為什么可以說土的壓縮變形實際上是土的孔隙體積的減小？〔600kPa〕作用下，土粒與土中水本身的壓縮極為微小，可以無視不計。因此，土的壓縮被認為只是由于孔隙體積削減的結果。地基土的壓縮摸量和變形摸量在概念上有什么區(qū)分？答：壓縮摸量：土體在側限條件下豎向壓應力與豎向總應變之比。變形摸量：土體在側向自由變形條件下豎向壓應力與豎向總應變之比。什么叫正常固結土、超固結土和欠固結土？超固結土：歷史上所經(jīng)受的先期固結壓力大于現(xiàn)有上覆荷重的土層；欠固結土：歷史上所經(jīng)受的先期固結壓力小于現(xiàn)有上覆荷重的土層。地基變形特征值分為幾類？答：沉降量；沉降差；傾斜和局部傾斜。6何謂地基變形計算的分層總和法？它有哪些根本假定？分層的應力，然后用土的應力-應變關系式求出各分層的變形量再總和起來即為地基的沉降量。分層總和法隱含了以下幾個假定：土體單向壓縮；承受根底中心點下的附加應力來進展變形計算；基坑開挖后地基土沒有回彈。二習題某廠房為框架構造，柱基底面為正方形，邊長lb4m，根底埋置深度為d1m。上部構造傳至根底頂面荷載P1440kN。地基為粉質粘土，土的自然重度 16kNm3，土的自然孔隙比 e0.97。地下水位深 ，地下水位以下土的飽和重度 18.2kNm3。土的壓縮系數(shù)：地下水位以上為 0.3MPa1，地下水位以下為 0.25MPa1。利用分層總和法計算柱sat 1 2基中點的沉降量。解：①計算地基土的自重應力

⑤地基受壓層深度zncd

d16kNm3 zn3.43.41654.4kPan

6.0m地下水面：cw②根底底面接觸壓力

⑥地基沉降計算分層計算層每層厚度hi

0.4b1.6m2.4m分兩110kPa③根底底面附加應力

1.2m1.6m2m.⑦地基沉降計算 d110.01694kPa0④地基中的附加應力

s hi 1e z 1

16.312.996.144.3mm建筑物荷載、根底尺寸和地基土的分布與性質同上題。地基土的平均壓縮摸量：地下水位以上為Es1

5.5MPa，地下水位以下為E 6.5MPa。地基土承載力標準值fs2

94kPa。用《標準》推舉法計算柱基中點的沉降量。解：①地基受壓層計算深度znz b(2.50.4lnb)4(2.50.4ln4)7.8mn②柱基中點沉降量sp p s

0s Es1

(z) 1 1 Es2

(z1

za)1 11.194(2.40.858

0.4552.40.858 2.059 1.49103.4( )62mm5.5 6.5 5.5 6.5maae1

0.8，壓縮系數(shù)

0.00025kPa1，滲透系數(shù)k0.02m/年。試求：S；t地基固結度達Ut解：①

0.75t.

cT vc

t14.410.144S H1e z

0.00025(235157)10000273mm10.8 2

v H2 235

1021k(1e) 0.02(10.8)

1.5157由1.5及T

0.144，查圖得U

0.45c 1 14.4m2年 v tv w

0.0002510 則 St

US0.45273123mmt②由Ut

0.75及1.5,查圖得Tv

0.47則 t

2v

3.26年思考題

cv第五章土的抗剪強度何謂土的抗剪強度？砂土與粘性土的抗剪強度表達式有何不同？答：土的抗剪強度是指土體抵抗剪切破壞的極限力氣。砂土的抗剪強度表達式：f

tan 粘性土的抗剪強度表達式：f

tanc測定土的抗剪強度指標主要有哪幾種方法？試驗和十字板剪切試驗。力面成什么角度？答：土體中發(fā)生剪切破壞的平面不愿定是剪應力最大的平面。當裂開面與大主應力面成45角時裂開面與最大剪應力面是全都的。一般情況下，裂開面與大主應力面成45角。2何謂土的極限平衡狀態(tài)和極限平衡條件？答：當土體的剪應力等于土的抗剪強度f時的臨界狀態(tài)稱謂“極限平衡狀態(tài)”。當土體處于極限平衡狀態(tài)時的土的抗剪強度指標之間的關系式，即,1 3

與內摩擦角c之間的數(shù)學表達式稱為土的“極限平衡條件”。影響土體抗剪強度的因素有哪些？答：土的組成、原始密度、孔隙比及含水量等因素；土的構造性；應力歷史；加荷條件；土的各向異性；應變強度軟化。二習題z否破壞？

250kPa，x

100kPa，xz

40kPa，土的30c0，問該點是解：依據(jù)

zx1 2

和 zxzz)2x42xzz)2x42xz求出1

260,3

9090tan2(45301

)270212

260所以該點未剪切破壞設砂土地基中一點的大小主應力分別為500kPa和180kPa，其內摩擦角該點最大剪應力是多少？最大剪應力面上的法向應力為多少？此點是否已到達極限平衡狀態(tài)？為什么？

36，求：假設此點未到達平衡狀態(tài)，令大主應力不變，而轉變小主應力，使該點到達極限平衡狀態(tài)，這時小主應力應為多少？〔答案：160kPa,340kPa未到達極限平衡狀態(tài)；129.8kPa〕 1max

32

5001802

160kPa 解〔1〕 〔2〕

tan2(45 )500tan227130 1

500180340kPa 3 1 2 32 2所以該點未剪切破壞〔3〕3

130kPa某飽和粘性土無側限抗壓強度試驗得不排水抗剪強度 cu

70kPa，假設對同一土樣進展三軸不固結不排水試驗，施加四周壓力 150kPa，問試件將在多大的軸向壓力作用下發(fā)生破壞？〔290kPa〕3cu

70kPa270140 150kPa，3 f

為水平線 所以1

150140290kPa第六章土壓力思考題答：靜止土壓力，被動土壓力和主動土壓力。以及擋土構造物類型有關。試闡述主動、被動、靜止土壓力產(chǎn)生的條件，并比較三者的大小。衡狀態(tài)，此時，作用于墻背上的土壓力稱為靜止土壓力〔E。0當墻的移動或轉到到達某一數(shù)量時，滑動面上的剪應力等于土的抗剪強度，墻后土體到達主動極限平衡狀態(tài)，這時作用在墻上的土推力到達最小值，稱為主動土壓力〔E。a在墻背上的土壓力加大。直到墻的移動量足夠大時，滑動面上的剪應力又等于抗剪強度，墻后土體到達被動極限平衡狀態(tài)，這時作用在墻上的土抗力到達最大值，稱為被動土壓力〔Ep。三者之間的關系：Ea

E E0 p郎肯土壓力理論有何假設條件？土面水平。庫侖土壓力理論的根本假定是什么？適用于什么范圍？能用該理論求解。擋土墻有哪幾種類型？各有什么特點？各自適用于什么條件？低。它具有構造簡潔、施工便利、易于就地取材等優(yōu)點，在工程中應用較廣。這類擋土墻的優(yōu)點是能充分利用鋼筋混凝土的受力特點，墻體截面尺寸較小，在市政工程以及廠礦儲庫中較常使用。的縱向每隔確定距離設一道扶臂。墻體穩(wěn)定主要靠扶臂間土重維持。擋土墻設計中需要進展哪些驗算？答：穩(wěn)定性驗算：包括抗傾覆穩(wěn)定和抗滑移穩(wěn)定驗算，必要時還要進展地基深層穩(wěn)定性驗算；地基承載力驗算；墻身強度驗算。二習題E及作用點位置。a解：墻底處的土壓力強度

17kNm3,200,c8kPa ， 1p htan2(45a

)2ctan(45 2 2

a

(61.34)38.890.4kN/m220 176tan2(45 )28tan(45 )20 2 2

(hz