土力学与基础工程-复习资料-赵明华电子教案
土力学与基础工程
第二章、.图的性质及工程分类
2.1概述
1．土的三相体系：固相（固体颗粒）、液相（土中水）、气相(气体)。饱和土为二相体：固相、液相。
2．2土的三相组成及土的结构
2.2.1土的固体颗粒（固相）
1.、高岭石：水稳性好，可塑性低，压缩性低，亲水性差，稳定性最好。
2、（1）、土的颗粒级配曲线：横坐标：土的粒径（mm），为对数坐标；纵坐标：小于
某粒径的土粒质量百分数（%），常数指标。
（2）、.由曲线的形态可评定土颗粒大小的均匀程度。曲线平缓则表示粒径大小相差悬殊，颗粒不均匀，级配良好；反之，颗粒均匀，级配不良。
3、工程中用不均匀系数C U和曲率系数C C来反映土颗粒级配的不均匀程度
C U=d60/d10;C C=(d30)2/(d10×d60)
d60------小于某粒径的土粒质量占土总质量60%的粒径，称限定粒径；
d10-------小于某粒径的土粒质量占土总质量10%的粒径，称有效粒径；
d30-------小于某粒径的土粒质量占土总质量30%的粒径，称中值粒径。
2.2.2土中水和气
1．土中液态水分为结合水和自由水两大类。
2.土中气体：粗颗粒中常见与大气相连通的空气，它对土的工程性质影响不大；在
细颗粒中则存在与大气隔绝的封闭气泡，使土在外力作用下压缩性提高，透水性降低，对土的工程性质影响较大。
2.2.3土的结构和构造
1土的构造最主要特征就是成层性，即层理构造。
2.3土的物理性质指标（都很重要，建议整节复习，不赘述）会做P19例2.1
2.4无黏性土的密实度
1、影响砂、卵石等无黏性土工程性质的主要因素是密实度。
2、相对密实度（1）D r=(e max-e)/(e max-e min)
e天然空隙比；e max最大空隙比（土处于最松散状态的e）；e min最小空隙比（土
处于最紧密状态的e）
（2）相对密实度的值介于0—1之间，值越大，表示越密实。
2.5黏性土的物理特性
2.5.1黏性土的界限含水量
1、黏性土从一种状态转变为另一种状态的分界含水量称为界限含水量（掌握上图）
2.5.2黏性土的塑性指数和液性指数
1、（1）塑性指数I p= w L -w p (w L:液限；w p塑限)
（2）、塑性指数习惯上用不带“%”的百分数表示。
（3）、I p越大，表明土的颗粒越细，土的黏粒或亲水矿物（如蒙脱石）含量越高，土处在可塑状态的含水量变化范围就越大。（判断题）
（4）、塑性指数常作为工程上对黏性土进行分类的依据。
2、（1）液性指数I L=(w-w p)/(w L-w p)=(w-w p)/I p 。用小数表示。w为天然含水
量。（2）、可以利用I L来表示黏性土所处的软硬状态（判断题）
2.5.3黏性土的灵敏度和触变性
1、天然状态下的黏性土，由于地质历史作用常具有一定的结构性。工程上常用灵敏
度S t来衡量黏性土结构性对强度的影响。S t=q u/q u’
qu,qu’----分别为原状土和重塑土式样的无侧限抗压强度。
2、土的灵敏度越高，其结构性越强，受扰动后土的强度降低就越明显。
3、与结构性相反的是土的触变性。黏性土结构遭到破坏，强度降低，但随时间发展
土体强度恢复的胶体化学性质称为土的触变性。
2.6土的渗透及渗流
1、水透过土空隙流动的现象，称为渗透或渗流，而土被水透过的的性质，称为土的
渗透性。
2.6.1土的渗透性
1、达西定律v=ki 得到的结论：渗透速度=土的渗透系数×水力梯度或水力坡降
2.6.3动水力及渗流破坏
1、流砂或流土：当动水力的数值等于或大于土的浮重度时（即向上的动水力克服了土粒向下的重力时），土体发生浮起而随水流动的现象。（名词解释）
2、管涌：当地下水流动的水力坡降i很大时，水流由层流变为紊流，此时渗流力将土体粗粒孔隙中充填的细粒土带走，最终导致土体内形成贯通的渗流管道，造成土体塌陷，这种现象称为管涌。（名词解释）
2.7土的压实性及动力特性
2.7.1土的压实原理
1、在一定的压实功（能）下使土最容易压实，并能达到最大密实度的含水量称为土的最优（或最佳）含水量，用w op表示。与其相对应的干密度则成为最大干密度，以ρdmax表示。
2.7.2击实试验及其影响因素
1、击实曲线的特点：（结合P33图2.40理解记忆）
①峰值。只有当土的含水量达到最优含水量时，才能达到这个峰值ρdmax
②击实曲线位于理论饱和曲线左边。
③击实曲线的形态。
2、只有在适当含水量的情况下，土才能达到比较好的压实效果。
2.7.3土的振动液化
1、土体液化是指饱和状态砂土或粉土在一定强度的动荷载作用下表现出类似液体性质而完全丧失承载力的现象。（可能名词解释）
2.8地基土（岩）的工程分类
2.8.7特殊土（必考）
1、软土的特性：孔隙比大（e≥1），天然含水量高（w≥w L）、压缩性高、强度低和具有灵敏性、结构性。为不良地基。包括淤泥、淤泥质黏性土、淤泥质粉土等。
2、淤泥和淤泥质土是工程建设中经常遇到的软土。
当黏性土的w≥w L，e≥1.5时称为淤泥；
当w≥w L， 1.5＞e≥1.0时称为淤泥质土。
附：上课复习题
一、是非题
1、若土的颗粒级配曲线较平缓，则表示粒径相差悬殊，土粒级配良好。√
2、土的相对密实度越大，表示该土越密实。√
3、当某土样的含水量在缩限和塑限之间时，土处于可塑状态。×
4、黏性土的塑性指数越大，说明黏性土处于可塑状态的含水量变化范围越大。√
5、液性指数是指无黏性土的天然含水量和塑限的差值与塑性指数之比。×
6、甲土的饱和度大于乙土的饱和度，则甲土的含水量就一定高于乙土的含水量。
×
7、颗粒级配曲线平缓，表明粒径大小相差较多，土粒不均匀；曲线较陡，表明土
粒大小相差不多，土粒较均匀。√
8、土的灵敏度越高，其结构性越强，工程性质就越好。×
9、土的灵敏度定义为：原状土的无侧限抗压强度与经重塑后的土体无侧线抗压强
度之比。√
10、天然孔隙比大于或等于1.5的黏性土称为淤泥质土。×
二、选择题（填空题形式）
1、若甲乙两种图的不均匀系数相同，则两种土限定粒径与有效粒径之比值相同。
2、黏性土的塑性指数越大，表示土的黏粒含量越高。
3、下列黏土矿物中，亲水性最强的是蒙脱石。
4、土的三个基本试验指标是天然密度、含水量和土粒相对密度。
5、若土的颗粒级配曲线很陡，则表示土粒较均匀。
6、不同状态下同一种土的重度由大到小的排列顺序γsat＞γ＞γd＞γ’.
7、某砂土的天然孔隙比与其所能达到的最大空隙比相等，则该土处于最松散状态。
8、对无黏性土的工程性质影响最大的因素是密实度。
9、无黏性土，随着孔隙比的增大，它的物理状态是趋向松散。
10、黏性土以塑限指数I p的大小来进行分类时，当I p大于17为黏土。（超了，
应该不会考，书上没有，百度知道，10到17之间为粉质黏土）
11、对黏性土进行分类定名的依据是塑性指数。
第三章、土中应力计算（无计算）
3.1土的自重应力
1、土体因自身重力产生的竖向应力σc z即为自重应力。
3.1.1均质土的自重应力
1、对于均质土（土的重度为常数），在地表以下深度z处自重应力为σc z=γz
3.1.2、成层土的自重应力
1、各土层厚度为h i,重度为γi，则深处z处土的自重应力可通过对各土层自重应力求和得到，即：
“尚需注意”部分老师说考，看看吧
3.2基地压力
1、基础底面传递给地基表面的压力，称为基底压力。
3.2.2基底压力的简化计算
1、中心荷载作用时
其中，公式G=γG A d需掌握，考。
3.3地基附加应力
3.3.1竖向集中力下的地基附加应力
1、在工程实践中应用最多的是竖向法向应力σz，有σz= 选择、判断
α称为集中力作用下的地基竖向应力系数，是r/z的函数，由表3.1查取。
2、P52例3.2不要求掌握。但图会出选择或判断
需知道r=1m处竖直面上附加应力
是先大后小；z=3m处水平面上是向
四周渐变小的。
3.3.2分布荷载作用下地基附加应力（填空、判断、选择）
1、需会做P55的例3.3与例3.4，在此不赘述。
2、应用角点法时尚须注意：①要使角点M’位于所划分的每一个矩形的公共角点②划分矩形的总面积应等于原有的受荷面积③查表时，所有分块矩形都是长边为l，短边为b。
3.4有效应力原理
1、σ’=σ-u 称为饱和土的有效应力原理。其中：σ’为有效应力，σ为总应力，u为孔隙水压力。
第四章、土的变形性质及地基沉降计算
4.1土的压缩性
4.1.1基本概念
1、土在压力作用下体积缩小的特性称为土的压缩性。
4.1.2压缩试验及压缩性指标
1、评价土体压缩性通常有①压缩系数②压缩指数③压缩模量
2、压缩系数a：e-p曲线上任一点的切线斜率a表示相应于压力p作用下的压缩性
如图4.4所示，压力由p1增至p2，所对应的点为M1、M2，则土的压缩性可用图中割线M1M2斜率表示
由上式可知，只有附加应力才会引起地基的变形。
为了统一标准，通常采用压力间隔由p1=100kPa（0.1MPa）增加到p2=200kPa（0.2MPa）时所得到的压缩系数a1-2来评定土的压缩性高低。
3、压缩指数Cc：（1）、用e-lg p曲线求得。图4.5；
（2）、压缩指数越大，土的压缩性越高（压缩系数也是一样）
4、压缩模量Es：压缩模量越小，土的压缩性越高。（由此可见，压缩模量Es与压缩系数a成反比，Es越大，a就越小，土的压缩性越低）Es=（1+e1）/a
4.1.3土的荷载试验及变形模量
1、土的变形模量是指土体在无侧限条件下单轴受压时的应力与应变之比，用符号E0
表示。（考）
4.2地基最终沉降量计算
4.2.1分层总和法
1、分层。从基础底面开始将地基土分为若干薄层，分层原则：①厚度h i≤0.4b（b为基础宽度）②天然土层分界处③地下水位处。
2、确定沉降深度z n 。按“应力比”法确定，即
一般土σzn / σczn≤0.2
软土σzn / σczn≤0.1
3、按公式计算每一分层土的变形量ΔSi= 该式即为σ=Eε的变形
其中：E Si表示第i层土的侧限压缩模量（MPa）
4、计算地基最终沉降量s
S=Δs1+Δs2+···Δs n= ΔSi
4.2.2《建筑地基基础设计规范方法》
1、地基沉降计算深度z n，规范法通过“变形比”试算确定。
4.3应力历史对地基沉降的影响
4.3.1天然土层应力历史（会有判断、选择、填空）
1、黏性土在形成及存在过程中所经受的地质作用和应力变化不同，所产生的压密过程
及固结状态亦不同。根据土的先（前）期固结压力p c（天然土层在历史上所承受过的最大固结压力）与现有土层自重应力p1=γz之比，即p c/p1，称为“超固结比”（OCR）,
可把天然土层划分为三种固结状态。
（1）、超固结状态。p c＞p1,即OCR＞1。其可能由于地面上升或河流冲刷将其上部的一部分土体剥蚀掉，或古冰川下的土层曾经受过冰荷载（荷载强度为p c）的压缩，后来由于气候转暖、冰川融化以致使上覆压力减小等。
（2）、正常固结状态。p c=p1=γz，OCR=1.土层沉积后厚度无大变化，以后也无其他荷载的继续作用。
（3）、欠固结状态。土层逐渐沉积到现在地面，但没有达到固结稳定状态。如新近沉积黏性土、人工填土等。p c＜p1（这里p c=γh c ,h c代表固结完成后地面下的计算深度。）
4.4地基变形与时间的关系
4.4.1饱和土的渗透固结
1、饱和粘土在压力作用下，孔隙水将随时间的迁延而逐渐被排除，同时孔隙体积也随
之缩小，这一过程称为饱和土的渗透固结。
2、如图，弹簧—活塞模型。外力σZ，弹簧承担的压力为σ’，水承担的压力为孔隙
水压力u，则有σZ=σ’+ u （实为饱和土的有效应力原理）
可见，饱和土的渗透固结也就是孔隙水压力逐渐消散和有效应力相应增长的过程。
4.4.2太沙基一维固结理论
1、Cv—土的竖向固结系数k、a、e0分别为渗透系数、压缩系数
和土的初始孔隙比
2、（不记公式，需知道字母的含义）
式中：u z,t---深度z处某一时刻t的孔隙水压力
H---压缩土层最远的排水距离，当土层为单面排水时，H取土层的厚度；双面排水时，水由土层中心分别向上下两方向排出，此时H应取土层厚度
之半。
Tv---竖向固结时间因素
式中：t---时间。
变换形式则为
由上式及H的定义可得，达同一固结度时，双面排水所需时间仅为单面排水的1/4。
3、固结度：地基荷载作用下，时间t的沉降量与最终沉降量之比。即U t=s ct / s c
4、可知固结度是时间因数的函数。给公式需会转化。
5、P95例4.3。注意单位。P79习题4.1
第五章、土的抗剪强度
5.1土的抗剪强度概述（计算题）
1、土的抗剪强度是指土体抵抗剪切破坏的极限能力。
5.1.1库伦公式
1、沙土的抗剪强度表达式τf =σtan?
式中τf----土的抗剪强度（kPa）
σ-----作用在剪切面上的法向应力（kPa）
?----沙土的内摩擦角（°）
2、（1）粘性土的抗剪强度表达式τf = c +σtan?
式中c----土的黏聚力（kPa）
（2）由上式可知，黏性土的τf包括摩阻力（σtan?）和黏聚力（c）两个组成部分。
3、土的抗剪强度指标即为c、?
4、便于理解，上图
左：砂土
右：黏性土
5.1.2莫尔-库伦强度理论
1、当土体中某点任一平面上的剪应力等于土的抗剪强度时，将该点即濒于破坏的临界
状态称为“极限平衡状态”。
2、
此图为“微单元体上的应力”。图上的σ、τ与σ1、σ3的
关系可用莫尔应力圆表示。（知道即可）
3、
左图为“极限平衡状态时的莫尔圆
与抗剪强度包线”。圆周上各点的
坐标即表示该点在相应平面上的
法向应力σ和剪应力τ。圆与横轴
分别相交于σ3（小主应力）和σ1
（大主应力）。
4、黏性土的极限平衡条件：
或
上式公式必须记，会考。（无黏性土的黏聚力（c）等于零，即没有后项）
例：已知σ1=400kPa，σ3=200kPa，c =10kPa，?=20°。问是否会剪破？
①由σ1求σ3 f，若σ3 f ＞σ3 ，则破坏；反之。
②由σ3求σ1 f，若σ1＞σ1 f，则破坏；反之。（不要死记，可画图理解）
③题目难度会超过此题。如作业题。
5.2抗剪强度的测定方法（只考直剪、三轴试验的优缺点）（选择、判断）
5.2.1直接剪切试验（直剪仪）
优点：①构造简单②操作方便
缺点：①剪切过程中试样内的剪应变和剪应力分布不均匀
②人为限制的剪切面并非是试样抗剪最弱的剪切面
③剪切面在剪切过程中逐渐减小，且垂直荷载发生偏心，但计算抗剪强度时
却按受剪面积不变和剪应力均匀分布来计算
④不能严格控制排水条件，因而不能量测试样中的孔隙水压力
⑤中主应力σ2无法确定
5.2.2三轴压缩试验（与直剪仪的优缺点对比记忆）
优点：①严格控制试样的排水条件，准确测定试样在剪切过程中孔隙水压力变化，从而可定量获得土中有效应力的变化情况。
②与直剪试验对比起来，试样中的应力状态相对地较为明确和均匀，不硬性
指定破裂面位置
③除抗剪强度外，还可测定如土的灵敏度、侧压力系数、孔隙水压力系数等
力学指标
缺点：试样制备和试验操作比较复杂，试样中的应力与应变仍然不够均匀
注：分清谁是谁的优缺点，不要记混淆了，P104图5.8三轴仪比较复杂，比较精密5.4土的抗剪强度指标（选择、填空、判断）
1、三种标准试验方法：
（1）固结不排水剪（又称固结快剪，以符号CU表示）
围压时排水，轴压时不排水。
（2）不固结不排水剪（又称快剪，以符号UU表示）
围压时不排水，轴压时不排水。
（3）固结排水剪（又称慢剪，以符号CD表示）
围压时排水，轴压时排水。
注：理解记忆。先围压，后轴压。
2、固结不排水剪强度指标（P111）sorry老师没把我教会···
3、不固结不排水剪强度指标：（1）这里的“不固结”意思是：只在实验过程中不固结，
并非试样从未固结过。（2）抗剪强度包线为一条水平线。
4、固结排水剪强度指标：
5.4.3无黏性土的抗剪强度指标（选择、判断）
1、密砂受剪时体积膨胀（剪胀），孔隙比变大。剪切过程中有明显
的峰值强度和变形较大的终值强度（应变软化型）
2、松砂受剪时体积减小（剪缩），孔隙比变小。剪切过程中无明显
的峰值强度（应变硬化型）
3、对一定侧限压力下的同种砂土来说，密砂和松砂的强度最终趋于同一数值，孔隙比
也趋于某一稳定值e c r 。该值称为临界孔隙比，在这一孔隙比下，砂土在不排水条件下受荷至破坏时，其体积变化为零。
5.4.4抗剪强度指标的选择（选择）
1、三种试验方法的适用范围
UU试验：地基为透水性差的饱和黏性土或排水不良，且建筑物施工速度快。常用于施工期的强度与稳定性验算
CU试验：建筑物竣工后较长时间，突遇荷载增大。如房屋加层、天然土坡上堆载等CD试验：地基透水性较佳（如砂土等低塑性土）和排水条件良好（如黏土层中夹有砂层），而建筑物施工速度又较慢
注：P121习题5.3、5.4要会做
第六章、土压力、地基承载力和土坡稳定
考计算题，且为主动土压力，且为均布荷载+两层土P1 2 8 例6.2会做
6.1概述
1、挡土墙的结构形式：重力式、悬臂式、扶壁式等。
2、挡土墙的土压力：挡土墙后填土因自重或外荷载作用对墙背产生的侧向压力。
3、地基承载力指地基单位面积上承受荷载的能力。
6.2作用在挡土墙上的土压力
1、根据挡土墙的位移情况和墙后土体所处的应力状态，可将土压力分为三种：
（1）主动土压力：当挡土墙向离开土体方向偏移至墙后土体达到极限平衡状态时，作用在墙背上的土压力称为主动土压力，一般用Ea表示。
（2）被动土压力：当挡土墙在外力作用下，向土体方向偏移至墙后土体达到极限平衡状态时，作用在墙背上的土压力称为被动土压力，一般用Ep表示。
（3）静止土压力：当挡土墙不动，墙后土体处于弹性平衡状态时，作用在墙背上的土压力称为静止土压力，用E0表示（三种土压力考名词解释）
2、在相同的墙高和填土条件下，主动土压力小于静止土压力，而静止土压力又小于被
动土压力，亦即：Ea＜E0＜Ep （判断）
6.3朗金土压力
6.3.2主动土压力
1、基本假设：挡土墙墙背竖直、光滑，填土面水平。（考）
2、朗金主动土压力强度
黏性土：σa=γz K a-2c a K（6.4）
无黏性土土：σa=γz K a
式中：K a---主动土压力系数（无黏性土）（黏性土）c---填土的黏聚力（kPa）
3、取单位墙长计算，无黏性土的主动土压力为：E a=1/2h×γhKa=1/2γh2K a
且E a通过三角形形心，即作用在离墙底h/3处。
4、取单位墙长计算，黏性土的主动土压力：E a=1/2（h-z0）(γhK a-2c a K)
注：以上公式结合上图对比理解记忆
式中：z0---临界深度（a点离填土面的深度）（a点即为图上应力（σa）为零的点）所以，当填土面无荷载时，可令上式（6.4）等于零求得，即：
；故临界深度
黏性土主动土压力Ea通过三角形压力分布图abc的形心（见上页右图），即作用在
离墙底（h-z0）/3处。
6.3.3被动土压力（公式跟主动土压力差不多）
1、被动土压力强度σp为
2、被动土压力
取单位墙长计算，则总被动土压力为（非重点，可不记）
3、无黏性土的被动土压力E p通过三角形形心，即作用在离墙底h/3处
黏性土的被动土压力E p将右图的梯形分为矩形和三角形，
对墙底求矩得到。（不懂的去问钱老师）
6.3.4其他几种情况下的土压力计算
6.3.4.1填土表面有连续均布荷载（书上比较详细，且
结合P128例6.2看效果更佳，在此不赘述，只给公式）
黏性土均布荷载+两层土压力：
第一层填土的土压力强度：
第二层填土的土压力强度：
注：理解记忆
无黏性土时，只需令上述各式中c1=c2=0即可。此外尚需注意，在两土层交界处因各土层土质指标不同，其压力大小亦不同，故此时土压力强度曲线将出现突变。
P151书后习题6.2、6.3要会做
6.4库伦土压力
1、基本假定①墙后填土是理想的散粒体（黏聚力c=0）②滑动破裂面为通过墙踵的平
面。（考）注：墙踵即墙背的最下面
2、朗金理论与库伦理论比较：（考）建立在不同的假设基础上，用不同的分析方法计算，
只有在最简单的情况下，两种计算结果才相同。朗金理论是库伦理论的特殊情况。
6.5挡土墙设计
1、常用挡土墙形式：重力式、悬臂式、扶壁式等。
2、重力式挡土墙根据墙背倾斜方向可分为仰斜、直立、俯斜
3.挡土墙的计算：
（1）稳定性验算，包括抗倾覆稳定性验算和抗滑动稳定性验算
（2）地基承载力验算
（3）墙身强度验算
4、重力式挡土墙的构造措施：（判断题）
（1）挡土墙中主动土压力以仰斜最小，直立居中，俯斜最大。
（2）对于重要的、高度较大的挡土墙不宜采用黏性土。（黏性土干缩湿胀）
（3）墙后填土应分层夯实，以提高填土质量。
6.7地基破坏形式及地基承载力
1、地基破坏形式：整体剪切破坏、局部剪切破坏、冲剪破坏
2、整体剪切破坏的特征：有两个明显的拐点，其中A点
的荷载称为临塑荷载，B点的荷载称为极限荷载。
3、一般紧密的砂土、硬黏性土地基常属整体剪切破坏
中等密实的砂土地基常发生局部剪切破坏
松砂及软土地基常发生冲剪破坏
6.9土坡和地基的稳定性分析
1、土坡滑动一般系指土坡在一定范围内整体沿某一滑动面向下和
向外滑动而丧失其稳定性。
第七章浅基础设计
7.1地基基础设计的基本原则
1、地基分为天然地基和人工地基。基础分为浅基础和深基础。
2、浅基础是相对深基础而言的，其差别主要在施工方法和设计原则上。
3、《建筑地基规范》将地基基础设计分为甲级、乙级和丙级三个设计等级。
其中丙级可不做地基变形验算（判断）
7.2浅基础的类型
1、无筋扩展基础系指用砖、毛石、混凝土、毛石混凝土、灰土和三合土等材料组成的
墙下条形基础或柱下独立基础。（名词解释）
2、无筋扩展基础设计时，必须规定基础材料强度及质量、限制台阶高宽比、控制建筑
物层高和一定的地基承载力，无需进行内力分析和截面强度计算。（判断）
3、扩展基础系指柱下钢筋混凝土独立基础和墙下钢筋混凝土条形基础（名词解释）7.3基础埋置深度的选择
1、当存在相邻建筑物时，新建筑物基础埋深不宜大于原有建筑物基础。（选择）
7.4地基承载力
1、设计原则：总安全系数设计原则、容许承载力设计原则、概率极限状态设计原则
2、地基承载力特征值：发挥正常使用功能时所允许采用的抗力设计值（名词解释）
3、按地基规范承载力表确定（不记公式，需知道符号代表的意思）
7.6地基变形验算
1、地基变形特征一般分为：沉降量、沉降差、倾斜、局部倾斜。（填空题）
7.10减轻不均匀沉降损害的措施（判断、选择）
1、建筑措施
（1）建筑物体型力求简单
（2）控制建筑物长高比及合理布置纵横墙
（3）设置沉降缝
（4）控制相邻建筑物基础的间距
（5）调整建筑物的局部标高不要背，要能区分是建筑
2、结构措施措施还是结构措施
（1）减轻建筑物自重
（2）设置圈梁
（3）减小或调整基底附加压力
（4）增强上部结构刚度或采用非敏感性结构
第八章桩基础
8.2桩和桩基的分类与质量检测
8.2.2桩的分类
8.2.2.1按承载性状分类（名词解释）
1、摩擦型桩：分为摩擦桩和端承摩擦桩
摩擦桩：桩顶极限荷载绝大部分由桩侧阻力承担，桩端阻力可忽略不计。
端承摩擦桩：桩顶极限荷载由桩侧阻力和桩端阻力共同承担，但桩侧阻力分担荷载较大2、端承型桩：分为端承桩和摩擦端承桩
端承桩：桩顶极限荷载绝大部分由桩端阻力承担，桩侧阻力可忽略不计
摩擦端承桩：桩顶极限荷载由桩侧阻力和桩端阻力共同承担，但桩端阻力分担荷载较大8.2.2.2按施工方法分类
1、可分为预制桩和灌注桩两大类（填空、判断）
8.3竖向荷载下单桩的工作性能
8.3.1土对桩的支撑力由桩侧阻力和桩端阻力两部分组成。
8.3.3单桩的破坏模式：屈曲破坏、整体剪切破坏、刺入破坏（填空题）
8.3.4桩侧负摩阻力
1、桩土之间相对位移的方向决定了装侧摩阻力的方向，当桩周土层相对于桩侧向下位移
时，桩侧摩阻力方向向下，称为负摩阻力
2、以下情况考虑负摩阻力
（4）冻土地区，由于温度升高而引起桩侧的缺陷。
注：不要背。选择题
3：引起桩侧负摩阻力的条件是，桩侧土体下沉必须大于桩的下沉。（并非桩不下沉）第十二章地基处理（只需掌握最基本的概念）
12.1概述
1、软土的特性①具有显著结构性②具有较明显的流变性③压缩性较高④抗剪强度很低⑤
透水性较差⑥具有不均匀性软土中常夹有厚度不等的粉土、粉砂、细砂等。
2地基处理方法（名词解释）
（1）换填垫层法：是指挖去地表浅层软弱土层或不均匀土层，回填坚硬、较粗粒径的材料，并夯压密实，形成垫层的地基处理方法。当建筑物荷载不大，软弱土层厚度较小时，采用换填垫层法能取得较好的效果。（名词解释、选择、判断）
（2）排水固结法（预压法）：①是在建筑物建造前，对天然地基或对已设各种排水体（如砂井和排水垫层等）的地基施加预压荷载（如堆载、真空预压或联合预压），使土体固结沉降基本完成或完成大部分，从而提高地基强度的一种地基处理方法。（名词）
②主要适用于处理淤泥、淤泥质土及其他饱和软黏土。对于砂类土和粉土，因透水
性良好，无需用此法处理。对于含水平砂夹层的黏性土，因其具有较好的横向排水性能，所以不用竖向排水体（砂井等）处理，也能获得良好的固结效果。（判断）（3）砂石桩法：①是指采用振动、冲击或水冲等方式在地基中成孔后，再将碎石、砂或砂石挤压入已成的孔中形成由砂石所构成的密实桩体，并和桩周土组成复合地基的地基处理方法。（名词）②适用于挤密松散砂土、粉土、黏性土、素填土和杂填土等地基。对饱和黏性土上对变形控制要求不严的工程也可采用砂石桩置换处理。该法亦可用于可液化地基。
（4）水泥土搅拌桩法：①是以水泥作为固化剂的主剂，通过特制的深层搅拌机械，将固化剂（浆体或粉体）和地基强制搅拌，使软土硬结成具有整体性、水稳定性和一定强度的桩体的地基处理方法。（名词）②适用于处理正常固结的淤泥与淤泥质土、粉土、饱和黄土、素填土及无流动地下水的饱和松散砂土地基和含水量较高且地基承载力不大于120kPa的黏性土地基。多用于墙下条形基础、大面积堆料厂房、高等级公路、铁路、机场的地基处理；用于深基坑开挖时防止坑壁及边坡塌滑及坑底隆起的支护工程以及粉土、夹砂层、砂土地基的防渗工程中。（看看即可）
注：本课内容需理解记忆
计算题：第二章P19例2.1的题型、第四章P95例4.3的题型、第五章运用P102的公式、第六章P128例6.2的题型。四选三。
会做所有的作业题，即没问题了。不会做的问会做的，比如王腾。
祝同学们考试顺利。
二〇一〇年十二月二十三日
土力学与基础工程(赵明华)华版全解
名词解释 1.土力学—利用力学的一般原理，研究土的物理、化学和力学性质及土体在荷载、水、温度等外界因素 作用下工程性状的应用科学。它是力学的一个分支。 2.地基：为支承基础的土体或岩体。在结构物基础底面下，承受由基础传来的荷载，受建筑物影响的那 部分地层。地基分为天然地基、人工地基。 3.基础：将结构承受的各种作用传递到地基上的结构组成部分。基础依据埋置深度不同划分为浅基础、 深基础 2土的性质及工程分类 1. 土的三相：水（液态、固态）气体（包括水气）固体颗粒（骨架） 2. 原生矿物。即岩浆在冷凝过程中形成的矿物。 3. 次生矿物。系原生矿物经化学风化作用后而形成新的矿物 4.粘土矿物特点：粘土矿物是一种复合的铝—硅酸盐晶体，颗粒成片状，是由硅片和铝片构成的晶胞所 组叠而成。 5.粒组:介于一定粒度范围内的土粒。 界限粒径：划分粒组的分界尺寸称为 颗粒级配:土中各粒组的相对含量就称为土的颗粒级配。（d > 0.075mm时，用筛分法；d <0.075，沉降分析） 颗粒级配曲线：曲线平缓，表示粒径大小相差悬殊，土粒不均匀，即级配良好。 不均匀系数:C u=d60/d10，反映土粒大小的均匀程度，C u 越大表示粒度分布范围越大，土粒越不均 匀，其级配越好。 曲率系数:C c=d302/(d60*d10)，反映累计曲线的整体形状，Cc 越大，表示曲线向左凸，粗粒越多。 （d60 为小于某粒径的土重累计百分量为60% ，d30 、d11 分别为限制粒径、中值粒径、有效 粒径） ①对于级配连续的土：Cu>5，级配良好；Cu<5，级配不良。 ②对于级配不连续的土，级配曲线上呈台阶状，采用单一指标Cu难以全面有效地判断 土级配好坏，需同时满足Cu>5和Cc=1~3两个条件时，才为级配良好，反之则级配不良。 6.结合水－指受电分子吸引力作用吸附于土粒表面的土中水。这种电分子吸引力高达几千到几万个大 气压，使水分子和土粒表面牢固地粘结在一起。结合水分为强结合水和弱结合水两种。 强结合水：紧靠于土颗粒的表面，受电场作用很大，无安全不能移动，表现出固态特性 弱结合水：强结合水外，电场作用范围内的水，是一种粘质水膜，受力时可以从水膜厚处向薄处移动，也可因电场引力从一个土粒周围转移到另一个土粒周围，担在重力作用下不会发生移动。 毛细水:受到水与空气交界面处表面张力的作用,存在于地下水位以上透水层中的自由水。 毛细现象：指土中水在表面张力作用下，沿细的孔隙向上及其它方向移动的现象。 重力水:地下水面以下,土颗粒电分子引力范围以外的水,仅受重力作用.传递静水压力产生浮托力. 7.土的结构:指土粒单元的大小、形状、相互排列及其联结关系等因素形成的综合特征。土的结构和 构造对土的性质有很大影响。（单粒结构、蜂窝结构、絮凝结构） 土的构造:物质成分和颗粒大小等都相近的同一土层及其各土层之间的相互关系的特征称之。（层理构造、裂隙构造、分散构造） 8.相对密实度: () () d d d d d d r e e e e D ρ ρ ρ ρ ρ ρ min max max min min max max - - = - - = 界限含水量：粘性土由一种状态转到另外一种状态的分界含水量。液限( L ω)：粘性土由可塑状态转到流动状态的界限含水量。
土力学与基础工程课后答案
3 2.21 某办公楼工程地质勘探中取原状土做试验。用天平称50cm 湿土质量为95.15g，烘干后质量为75.05g，土粒比重为 2.67 。计算此土样的天然密度、干 密度、饱和密度、天然含水率、孔隙比、孔隙率以及饱和度。 【解】m= 95.15g ，m s = 75.05g ，m w = 95.15 - 75.05 = 20.1g ，V= 50.0 3 cm，d s = 2.67 。 3 V s = 75.05/(2.67 1.0) = 28.1 cm 3 取g = 10 m/s w = 20.1 cm 2，则V 2，则V 3 V v = 50.0 - 28.1 = 21.9 cm 3 V a = 50.0 –28.1 –20.1 = 1.8 cm 于是， 3 = m/ V=95.15 / 50 = 1.903g/ cm 3 d = m s / V= 75.05 / 50 = 1.501g/ cm 3 s a t= ( m s + w V v )/ V=(75.05 + 1.0 21.9) / 50 = 1.939g/ cm w= m w / m s = 20.1 / 75.05 = 0.268 = 26.8% e = V v / V s = 21.9 / 28.1 = 0.779 n = V v / V = 21.9 / 50 = 0.438 = 43.8% S r = V w / V v = 20.1 / 21.9 = 0.918 2.22 一厂房地基表层为杂填土，厚 1.2m，第二层为粘性土，厚5m，地下水 位深1.8m。在粘性土中部取土样做试验，测得天然密度= 1.84g/ cm 3，土粒比重为2.75 。计算此土样的天然含水率w、干密度d、孔隙比 e 和孔隙率n。 【解】依题意知，S r = 1.0 ，s a t= = 1.84g/ cm 3。 由，得 n = e /(1 + e) = 1.083 /(1 + 1.083) = 0.520 3 g/cm 。 2.23 某宾馆地基土的试验中，已测得土样的干密度 d = 1.54g/ cm 3 ，含水率w = 19.3%，土粒比重为 2.71。计算土的孔隙比e、孔隙率n 和饱和度S r 。又测得该土样的液限与塑限含水率分别为w L = 28.3% ，w p = 16.7% 。计算塑性指数 I p和液性指数I L，并描述土的物理状态，为该土定名。 3 【解】（1）= d (1 + w)= 1.5 4 (1 + 0.193) = 1.84g/ cm
土力学复习资料总结讲解
第一章土的组成 1、土力学：是以力学和工程地质为基础研究与土木工程有关的土的应力、应变、强度稳定性等的应用力学的分支。 2、地基：承受建筑物、构筑物全部荷载的那一部分天然的或部分人工改造的地层。 3、地基设计时应满足的基本条件：①强度，②稳定性，③安全度，④变形。 4、土的定义：①岩石在风化作用下形成的大小悬殊颗粒，通过不同的搬运方式，在各种自然环境中形成的沉积物。②由土粒（固相）、土中水（液相）和土中气（气相）所组成的三相物质。 5、土的工程特性：①压缩性大， ②强度低，③透水性大。 6、土的形成过程：地壳表层的岩石在阳光、大气、水和生物等因素影响下，发生风化作用，使岩石崩解、破碎，经流水、风、冰川等动力搬运作用，在各种自然环境下沉积。 7、风化作用：外力对原岩发生的机械破碎和化学风化作用。 风化作用有两种：物理风化、化学风化。 物理风化：用于温度变化、水的冻胀、波浪冲击、地震等引起的物理力使岩体崩解，碎裂的过程。 化学风化：岩体与空气，水和各种水溶液相互作用的过程。 化学风化的类型有三种：水解作用、水化作用、氧化作用。 水解作用：指原生矿物成分被分解，并与水进行化学成分的交换。 水化作用：批量水和某种矿物发生化学反映，形成新的矿物。 氧化作用：指某种矿物与氧气结合形成新的矿物。 8、土的特点：①散体性：颗粒之间无黏结或一定的黏结，存在大量孔隙，可以透水透气。 ②多相性：土是由固体颗粒、水和气体组成的三相体系。③自然变异性：土是在自然界漫长的地质历史时期深化形成的多矿物组合体，性质复杂，不均匀，且随时间还在不断变化的材料。 9、决定土的物理学性质的重要因素：①土粒的大小和形状，②矿物组成，③组成。 10、土粒的个体特征：土粒的大小、土粒的形状。 11、粒度：土粒的大小。 12、粒组：介于一定粒度范围内的土粒。 13、界限粒经：划分粒组的分界尺寸。 14、土的粒度成分（颗粒级配）：土粒的大小及其组成情况，通常以土中各个粒组的相对含量来表示。 15、土的粒度成分（颗粒组配）常用测定方法：①筛分法：用于粒经大于0.07mm的粗粒组。 ②沉降分析法：用于粒经小于0.07mm的粗粒组。 筛分法试验：①将风干、分散的代表性土样通过一套自上而下孔经由大到小的标准，筛称干土重，即可求得各个粒组的相对含量。②通过计算可得到小于某一筛孔直径土粒的累积重量及累计百分比含量。 沉降分析法：土粒在水中的沉降原理。土粒的下沉速度：土粒形状、粒经、密度、黏滞度。 16、粒经累计曲线：横坐标表示土粒粒经，纵坐标表示小于或大于某粒经的土重含量。 判断：曲线较陡：表示粒经大小相差不多，土粒较均匀，→级配不良。
土力学与基础工程习题及答案
《土力学与基础工程》复习题 一、单项选择题 1、在均质土层中，土的竖向自重应力沿深度的分布规律是（??）? A．均匀的? B．折线的?C．曲线的? D．直线的? 2、在荷载作用下，土体抗剪强度变化的原因是（??）? A．附加应力的变化?? B．总应力的变化?? C．有效应力的变化? ?D．自重应力的变化 3．在土中对土颗粒产生浮力作用的是????(????)? A．强结合水????B．弱结合水??C．毛细水??????D．重力水 4、原状土试样的无侧限抗压强度与重塑土样的无侧限抗压强度之比称为土的????(????)?。 A．液化指标????B．强度提高系数????C．固结系数????D．灵敏度 5、刚性基础台阶允许宽高比的大小除了与基础材料及其强度等级有关外，还与????(????)?。 A．基底压力有关????????? ?B．地基土的压缩模量有关 ?C．基础的底面尺寸有关??? ?D．持力层的承载力有关? 6、在荷载分布范围内，地基中附加应力随深度愈向下（）。 A、始终不变 B、愈大 C、愈小 D、而无法确定 7、土体中一点的最危险破坏面为（）度。 A、45 B、45+ψ/2 C、60 D、90 8、一般在密砂和坚硬的粘土中最有可能发生地基破坏模式是（）。 A、整体剪切破坏模式 B、局部剪切破坏模式 C、冲切剪切破坏模式 D、延性破坏模式 9、某场地人为地被挖走了5米，则该场地为（）土。 A、正常固结土 B、超固结土 C、软固结土 D、欠固结土 10、基础下垫层的厚度一般为（）㎜。 A、150 B、200 C、100 D、50 11、衡量土的颗粒级配是否良好，常用（?????）指标判定。? A、不均匀系数??????? B、含水量?????? C、标贯击数??????? D、内摩擦角? 12、中心荷载作用的条形基础底面下地基土中最易发生塑性破坏的部位是?（????）。? A、中间部位?????????????????????? B、边缘部位? C、距边缘1/4基础宽度的部位????????? D、距边缘1/3基础宽度的部位? 13、下列因素中，与无粘性土的土坡稳定性相关的因素是（?????）。? A、滑动圆弧的圆心位置????????? B、滑动圆弧的半径? C、土坡的坡高????????????????? D、土坡的坡角? 14、钢筋砼柱下条形基础的肋梁高度不可太小，一般宜为柱距的（?????）?
土力学复习资料Word版
简答题 1、反映土中含水程度的指标主要有哪些?说明它们的物理意义？ 含水量和饱和度；含水量指土中水的质量和土中土颗粒质量的比值。饱和度指土中水的体积和土中孔隙的体积的比值。 2、何谓界限含水量？液限？塑限？ 界限含水量：指粘性土从一种状态过渡到另外一种状态的分界含水量；液限：指粘性土从可塑状态过渡到流动状态的界限含水量；塑限：指粘性土从半固态过渡到可塑状态的界限含水量 3、土的物理性质指标有哪些？其中哪几个可以通过试验直接测定？ 含水量ω、饱和度Sr、孔隙率n、空隙比e、天然重度γ、干重度γd、饱和重度γsat、有效重度γ’、相对密度ds。含水量ω、天然重度γ、相对密度ds可以直接测定。 4、在土的物理性质指标中反映土的松密程度的指标主要有哪些，说明他们的物理意义？ 答：孔隙率和孔隙比。孔隙率指土中孔隙的体积和土体总体积的比值。 孔隙比指土中孔隙的体积与土中土颗粒体积的比值。 5、何谓土的不均匀系数？写出其表达式并加以解释。其工程意义如何？ 土的不均匀系数是指工程上用来反映颗粒级配的不均匀程度的一个量，用Cu表示。其计算表达式为：Cu=d60/d10（1分） 式中：d60——小于某粒径的土粒质量占土总质量60%时的粒径，该粒径称为限定粒径； d10——小于某粒径的土粒质量占土总质量10%时的粒径，该粒径称为有效粒径。工程上，把Cu≤5的土看作均匀的，即级配不好，把Cu>5的土看作不均匀，即级配良好。在填土工程中，可根据不均匀系数Cu值来选择土料，Cu较大的土，颗粒不均匀，可获得较大的密实度，也易于夯实。3 6、如何用塑性指数和液性指数判断粘性土的类别及其状态？ 10 土力学与基础工程复习重点 第一章绪论 （1）地基：支承基础的土体或岩体。 （2）天然地基：未经人工处理就可以满足设计要求的地基。 （3）人工地基：若地基软弱、承载力不能满足设计要求，则需对地基进行加固处理。（4）基础：将结构承受的各重作用传递到地基上的结构组成部分。 第二章土的性质及工程分类 （1）土体的三相体系：土体一般由固相（固体颗粒）、液相（土中水）和气相（气体）三部分组成。 （2）粒度：土粒的大小。 （3）界限粒径：划分粒组的分界尺寸。 （4）颗粒级配：土中所含各粒组的相对量，以土粒总重的百分数表示。 （5）土的颗粒级配曲线。 （6）土中的水和气（p9） （7）工程中常用不均匀系数u C 和曲率系数c C 来反映土颗粒级配的不均匀程度。 1060d d C u = 60 102 30d d d C c ?=） （ 的粒径，称中值粒径。 占总质量小于某粒径的土粒质量—的粒径，称有效粒径；占总质量小于某粒径的土粒质量—的粒径，称限定粒径；占总质量小于某粒径的土粒质量—%30%10%60301060d d d 不均匀系数u C 反映了大小不同粒组的分布情况，曲率系数c C 描述了级配曲线分布整体形态。 工程上对土的级配是否良好可按如下规定判断： 1.对于级配连续的土：5>u C ，级配良好：5u C 和3~1=c C 两个条件时，才为级配良好，反之则级配不良。 颗粒分析实验：确定土中各个粒组相对含量的方法称为土的颗粒分析实验。对于粒径大于0.075mm 的粗粒土，可用筛分法。对于粒径小于0.075mm 的细粒土，则可用沉降分析法（水分法）。 （7）土的物理性质指标 三个基本实验指标 1.土的天然密度ρ 土单位体积的质量称为土的密度（单位为3 3 //m t cm g 或），即V m = ρ。 （2.10） 2.21 某办公楼工程地质勘探中取原状土做试验。用天平称50cm3湿土质量为95.15g，烘干后质量为75.05g，土粒比重为2.67。计算此土样的天然密度、干密度、饱和密度、天然含水率、孔隙比、孔隙率以及饱和度。 【解】m = 95.15g，m s = 75.05g，m w = 95.15 - 75.05 = 20.1g，V = 50.0 cm3，d s = 2.67。 V = 75.05/(2.67?1.0) = 28.1 cm3 s 取g = 10 m/s2，则V w = 20.1 cm3 V = 50.0 - 28.1 = 21.9 cm3 v V = 50.0 – 28.1 – 20.1 = 1.8 cm3 a 于是， ρ = m / V = 95.15 / 50 = 1.903g/ cm3 ρd= m s / V = 75.05 / 50 = 1.501g/ cm3 ρs a t= (m s +ρw?V v)/ V = (75.05 + 1.0 ? 21.9) / 50 = 1.939g/ cm3 w = m / m s = 20.1 / 75.05 = 0.268 = 26.8% w e = V / V s = 21.9 / 28.1 = 0.779 v n = V / V = 21.9 / 50 = 0.438 = 43.8% v S = V w / V v = 20.1 / 21.9 = 0.918 r 2.22 一厂房地基表层为杂填土，厚1.2m，第二层为粘性土，厚5m，地下水位深1.8m。在粘性土中部取土样做试验，测得天然密度ρ= 1.84g/ cm3，土粒比重为2.75。计算此土样的天然含水率w、干密度ρd、孔隙比e和孔隙率n。 【解】依题意知，S r = 1.0，ρs a t= ρ = 1.84g/ cm3。 由，得 n = e /(1 + e) = 1.083 /(1 + 1.083) = 0.520 g/cm3。 2.23 某宾馆地基土的试验中，已测得土样的干密度ρd= 1.54g/ cm3，含水率w= 19.3%，土粒比重为2.71。计算土的孔隙比e、孔隙率n和饱和度S r。又测得该土样的液限与塑限含水率分别为w L = 28.3%，w p = 16.7%。计算塑性指数I 和液性指数I L，并描述土的物理状态，为该土定名。 p 【解】（1）ρ =ρd (1 + w) = 1.54 ? (1 + 0.193) = 1.84g/ cm3 n = e /(1 + e) = 0.757 /(1 + 0.757) = 0.431 （2）I p = w L - w p = 28.3 – 16.7 = 11.6 土力学复习资料 第一章绪论 1.土力学的概念是什么？土力学是工程力学的一个分支，利用力学的一般原理及土工试 验，研究土体的应力变形、强度、渗流和长期稳定性、物理性质的一门学科。 2.土力学里的"两个理论，一个原理"是什么？强度理论、变形理论和有效应力原理 3.土力学中的基本物理性质有哪四个？应力、变形、强度、渗流。 4. 什么是地基和基础？它们的分类是什么？ 地基:支撑基础的土体或岩体。分类:天然地基、人工地基 基础:结构的各种作用传递到地基上的结构组成部分。根据基础埋深分为:深基础、浅基础 5.★地基与基础设计必须满足的三个条件★ ①作用于地基上的荷载效应（基底压应力）不得超过地基容许承载力特征值，挡土墙、边 坡以及地基基础保证具有足够防止失稳破坏的安全储备。即满足土地稳定性、承载力要 求。 ②基础沉降不得超过地基变形容许值。即满足变形要求。 ③基础要有足够的强度、刚度、耐久性。 6.若地基软弱、承载力不满足设计要求如何处理？需对地基进行基础加固处理，例如采用 换土垫层、深层密实、排水固结、化学加固、加筋土技术等方法进行处理，称为人工地 基。 7.深基础和浅基础的区别？ 通常把埋置深度不大(3~5m)，只需经过挖槽、排水等普通施工程序就可以建造起来的基础 称为浅基础;反之，若浅层土质不良，须把基础埋置于深处的好地层时，就得借助于特殊的 施工方法，建造各种类型的深基础(如桩基、墩基、沉井和地下连续墙等。) 8.为什么基础工程在土木工程中具有很重要的作用？ 地基与基础是建筑物的根本，统称为基础工程，其勘察、设计、施工质量的好坏直接影响 到建筑物的安危、经济和正常使用。基础工程的特点主要有:①由于基础工程是在地下或 水下进行，施工难度大②在一般高层建筑中，占总造价25％，占工期25％~30％③隐蔽工程，一旦出事，损失巨大且补救困难，因此基础工程在土木工程中具有十分重要的作 用。 第二章土的性质与工程分类 1.土:连续、坚固的岩石在风化作用下形成的大小悬殊的颗粒，经过不同的搬运方式，在各 种自然环境中生成的沉积物。 2.三相体系:固相（固体颗粒）、液相（土中水）、气相（气体）三部分组成。 3.固相:土的固体颗粒，构成土的骨架，其大小形状、矿物成分及组成情况是决定土物理性 质的重要因素。 土的矿物成分:土的固体颗粒物质分为无机矿物颗粒和有机质。 颗粒矿物成分有两大类:原生矿物、次生矿物。 原生矿物:岩浆在冷凝过程中形成的矿物，如石英、长石、云母。 次生矿物:原生矿物经化学风化作用的新的矿物，如黏土矿物。 黏土矿物的主要类型:蒙脱石、伊利石、高岭石（吸水能力逐渐变小） 土的粒组:粒度:土粒的大小。粒组:大小、性质相近的土粒合并为一组。画图: <——0.05——0.075——2——60——200——>粒径(mm) 粘粒粉粒 | 砂粒圆砾 | 碎石块石 细粒 | 粗粒 | 巨粒 土的颗粒级配：土中所含各颗粒的相对含量，以及土粒总重的百分数表示。△ 土力学与基础工程复习题 一、简答题 1、“甲土含水量比乙土大，则甲土的饱和度也比乙土的大”是否正确？说明理由。 2、简述有效应力原理的内容。 3、影响土压力的因素有哪些？ 4、什么是地基承载力的特征值？ 5、说明土的天然容重、饱和容重、浮容重、干容重的物理概念，试比较同一种土的数值大小？ 6、何谓地基土的前期固结压力？如何根据其与地基土现有上覆荷重的大小比较来确定三种应力历史类型的地基土？ 7、简要介绍莫尔—库伦强度理论。 8、什么是地基、基础？什么叫天然地基？ 9、桩基础设计计算步骤如何 10、说明桩侧负摩阻力产生的条件和场合 11、浅基础埋深选择主要应考虑哪些条件？ 12、试述地基特征变形的种类。 13、试述影响单桩轴向承载力的因素？ 14、试述影响地基承载力的主要因素？ 15、试述三轴剪切（压缩）试验的三种方法与实际中哪些条件相近。 16、地基土的破坏类型有哪几种？什么叫临塑荷载？ 17、淤泥等软土的一般工程特征有哪些？换土垫层法中垫层的作用是什么？ 答案： 1. “甲土含水量比乙土大，则甲土的饱和度也比乙土的大” 此种说法不正确，在理解这个问题的时候要注意含水量是质量之间的比值，而饱和度是体积之间的比值，在相同孔隙体积的情况下上述说法成立，假设在相同土粒质量的情况下甲土孔隙体积比乙土大得多的时候，孔隙水所占体积相对孔隙体积就很难确定大小关系。 2. 有效应力原理要点： （1）土中总应力σ等于有效应力'σ与孔隙压力u 之和。即：μσσ+=' （2）土中有效应力控制土的体积和强度的变化。 3. 影响土压力的因素包括：墙的位移方向和位移量，墙后土体所处的应力状态，墙体材料、高度及结构形式；墙后土体的性质，填土表面的形状，墙和地基之间的摩擦特性，地基的变形等。 4、地基承载力的特征值是指由载荷试验测定的地基土压力变形曲线线性变形段内规定的变形所对应的压力值，其最大值为比例界限值。 5.天然容重是天然状态下单位体积土的重量；饱和容重是土的孔隙中都充满水时的单位体积土的重量；浮容重是指扣除地下水对土的浮力以后的土体重量与土的总体积之比；干容重是土的固重量与土的总体积之比； 大小关系依次为：饱和容重＞天然容重＞干容重＞有效容重。 6. 前期固结压力：天然土层在形成历史上沉积固结过程中受到过的最大固结压力 超固结比（OCR ）：先期固结压力和现在所受的固结压力之比，根据OCR 值可将土层分为正常固结土，超固结土和欠固结土。 OCR ＝1，即先期固结压力等于现有的固结压力，正常固结土 OCR 大于1，即先期固结压力大于现有的固结压力，超固结土 OCR 小于1，即先期固结压力小于现有的固结压力，欠固结土。 7、莫尔认为材料的破坏是剪切破坏，当任一平面上的剪应力等于材料的抗 基础工程赵明华模拟 试卷A 湖南大学课程考试试卷 课程名称：基础工程（一）；课程编码： 试卷编号：A （闭卷）；考试时 间：120分钟 题 号 一 二 三 四 五 六 七 八 九 十 总分 应得分 12 18 10 20 40 100 实得分 评卷人 一、名词解释（每题3分，共12分） 下拉荷载— 软弱地基— 局部倾斜— 复合地基— 二、填空题（每空1分，共18分） 1. 墙下钢筋砼条形基础底板厚度主要根据（ ）条件确定；而柱下钢筋 砼单独基础底板厚度则应根据（ ）条件确定。 2. 水平受荷桩通常可根据桩的（ ）分为刚性桩和柔性桩两种。 3. 湿陷性黄土通常又可细分为（ ）和（ ）两种。 4. 按静载试验确定单桩竖向承载力时,为了使试验能真实反映桩的实际情况, 要求在（ ）土的间歇时间不少于10天、（ ）土不少于15天及（ ）不少于25天。 5. 桩基础按承台位置可分为（ ）桩基础和（ ）桩基础两种。 6. 砂桩的主要作用是（ ），砂井的主要作用是（ ）。 7. 沉井施工水很深时，筑岛困难，则可采用（ ）沉井。 考试中心填写： ____年___月___日 考 试 用 专业班级： 学号： 名： 8.根据基础的受力条件，我们可以把砼基础称为（），而把钢筋砼基础称为（）。 9.桩按设置效应通常可分为（）桩、（）桩及（）桩三 种。 三、辨析题（先判断对错，后简述理由。每题2分，共10分） 1.桩端嵌入岩层深度大于0.5m的桩称为嵌岩桩。 ( ) 2.进行钢筋混凝土扩展基础设计时，应该考虑基础台阶宽高比的限制。( ) 3.群桩效应使桩侧摩阻力、桩端阻力的发挥程度降低。 ( ) 4.砂土液化是由于动水压力（渗流力）作用引起的。 ( ) 5.桩的抗拔承载力仅取决于桩土之间的摩阻力与桩身自重无关。 ( ) 四、问答题（下面5题，只选作4题，共20分） 1.减轻不均匀沉降危害的结构措施有哪些？ 土力学与基础工程作业 2015-2016学年度第一学期 一、选择题 1.对土骨架产生浮力作用的水是（A） (A)重力水(B) 毛细水 (C) 强结合水(D)弱结合水 2.土粒大小及级配，通常用颗粒级配曲线表示，土的颗粒级配曲线越平缓，则表示（C）。 (A)土粒大小均匀，级配良好；(B) 土粒大小不均匀，级配不良；(C) 土粒大小 不均匀，级配良好。 3.毛细水上升高度决定于土粒粒度，下列哪种土毛细水上升高度最大（B ）。 (A)粘性土； (B)粉土； (C)砂土。 4有一非饱和土样，在荷载作用下，饱和度由80%增加至95%。试问土样的重度γ和含水率怎样改变？( A) (A)γ增加，减小 (B) γ不变，不变(C)γ增加，增加 5.土的液限是指土进入流动状态时的含水率，下述说法哪种是对的？( C) (A)天然土的含水率最大不超过液限 (B) 液限一定是天然土的饱和含水率 (C)天然土的含水率可以超过液限，所以液限不一定是天然土的饱和含水率 6. 粘性土的塑性指数越大，表示土的（C ）。 (A)含水量w越大； (B)粘粒含量越高； (C) 粉粒含量越高； (D) 塑限Wp越高。 7.下列哪一种土样更容易发生流砂？（B ） A.砂砾或粗砂 B.细砂或粉砂 C.粉质黏土 D.黏土 8. 下列因素中，与无粘性土的土坡稳定性相关的因素是（D ） (A)滑动圆弧的圆心位置 (B)滑动圆弧的半径 (C)土坡的高度（D）土坡的坡角 9．评价地基土压缩性高低的指标是（A） (A)压缩系数；(B)固节系数；(C)沉降影响系数； (D)参透系数10．所谓临界荷载，就是指：（ C ） （A）地基持力层将出现塑性区的荷载； （B）地基持力层中出现连续滑动面时的荷载； （C）地基持力层中出现某一允许大小塑性区时的荷载 二、简答题 1.土是由哪几个部分组成的？各相变化对土的性质有什么影响？ 答：土是由固体矿物、液体水和气体三部分组成的三相系。固相物质分无机 土力学复习资料(整理) -CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN 土力学复习资料 第一章绪论 1.土力学的概念是什么土力学是工程力学的一个分支，利用力学的一般原理及土工试验，研究土体的应力变形、强度、渗流和长期稳定性、物理性质的一门学科。 2.土力学里的"两个理论，一个原理"是什么强度理论、变形理论和有效应力原理 3.土力学中的基本物理性质有哪四个应力、变形、强度、渗流。 4. 什么是地基和基础它们的分类是什么 地基:支撑基础的土体或岩体。分类:天然地基、人工地基 基础:结构的各种作用传递到地基上的结构组成部分。根据基础埋深分为:深基础、浅基础 5.★地基与基础设计必须满足的三个条件★ ①作用于地基上的荷载效应（基底压应力）不得超过地基容许承载力特征值，挡土墙、边坡以及地基基础保证具有足够防止失稳破坏的安全储备。即满足土地稳定性、承载力要求。 ②基础沉降不得超过地基变形容许值。即满足变形要求。 ③基础要有足够的强度、刚度、耐久性。 6.若地基软弱、承载力不满足设计要求如何处理需对地基进行基础加固处理，例如采用换土垫层、深层密实、排水固结、化学加固、加筋土技术等方法进行处理，称为人工地基。 7.深基础和浅基础的区别 通常把埋置深度不大(3~5m)，只需经过挖槽、排水等普通施工程序就可以建造起来的基础称为浅基础;反之，若浅层土质不良，须把基础埋置于深处的好地层时，就得借助于特殊的施工方法，建造各种类型的深基础(如桩基、墩基、沉井和地下连续墙等。) 8.为什么基础工程在土木工程中具有很重要的作用 地基与基础是建筑物的根本，统称为基础工程，其勘察、设计、施工质量的好坏直接影响到建筑物的安危、经济和正常使用。基础工程的特点主要有:①由于基础工程是在地下或水下进行，施工难度大②在一般高层建筑中，占总造价25％，占工期25％~30％③隐蔽工程，一旦出事，损失巨大且补救困难，因此基础工程在土木工程中具有十分重要的作用。 第二章土的性质与工程分类 1.土:连续、坚固的岩石在风化作用下形成的大小悬殊的颗粒，经过不同的搬运方式，在各种自然环境中生成的沉积物。 2.三相体系:固相（固体颗粒）、液相（土中水）、气相（气体）三部分组成。 3.固相:土的固体颗粒，构成土的骨架，其大小形状、矿物成分及组成情况是决定土物理性质的重要因素。 土的矿物成分:土的固体颗粒物质分为无机矿物颗粒和有机质。 颗粒矿物成分有两大类:原生矿物、次生矿物。 原生矿物:岩浆在冷凝过程中形成的矿物，如石英、长石、云母。 次生矿物:原生矿物经化学风化作用的新的矿物，如黏土矿物。 黏土矿物的主要类型:蒙脱石、伊利石、高岭石（吸水能力逐渐变小） 土的粒组:粒度:土粒的大小。粒组:大小、性质相近的土粒合并为一组。画图: 一、绪论 1.1土力学、地基及基础的概念 1.土：土是连续、坚固的岩石经风化、剥蚀、搬运、沉积而形成的散粒堆 积物。 2.地基：地基是指支撑基础的土体或岩体。（地基由地层构成，但地层不一 定是地基，地基是受土木工程影响的地层） 3.基础：基础是指墙、柱地面下的延伸扩大部分，其作用是将结构承受的 各种作用传递到地基上的结构组成部分。（基础可以分为浅基础和深基 础） 4.持力层：持力层是指埋置基础，直接支撑基础的土层。 5.下卧层：下卧层是指卧在持力层下方的土层。（软弱下卧层的强度远远小 于持力层的强度）。 6.基础工程：地基与基础是建筑物的根本，统称为基础工程。 7.土的工程性质：土的散粒性、渗透性、压缩性、整体强度（连接强度） 弱。 8.地基与基础设计必须满足的条件：①强度条件（按承载力极限状态设计）： 即结构传来的荷载不超过结构的承载能力p f ≤；②变形条件：按正常使 s≤ 用极限状态设计，即控制基础沉降的范围使之不超过地基变形的允许值[] 二、土的性质及工程分类 2.1 概述 土的三相组成：土体一般由固相（固体颗粒）、液相（土中水）、气相（气体）三部分组成，简称为三相体系。 2.2 土的三相组成及土的结构 （一）土的固体颗粒物质分为无机矿物颗粒和有机质。矿物颗粒的成分有两大类：（1）原生矿物：即岩浆在冷凝过程中形成的矿物，如石英、长石、云母等。（2）次生矿物：系原生矿物经化学风化作用后而形成的新的矿物（如 粘土矿物）。它们的颗粒细小，呈片状，是粘性土固相的主要成分。次生矿物中粘性矿物对土的工程性质影响最大 —— 亲水性。 粘土矿物主要包括：高岭石、蒙脱石、伊利石。蒙脱石,它的晶胞是由两层硅氧晶片之间的夹一层铝氢氧晶片所组成称为2:1型结构单位层或三层型晶胞。它的亲水性特强工程性质差。伊利石它的工程性质介于蒙脱石与高岭石之间。高岭石，它是由一层硅氧晶片和一层铝氢氧晶片组成的晶胞，属于1:1型结构单位层或者两层。它的亲水性、膨胀性和收缩性均小于伊利石，更小于蒙脱石，遇水稳定，工程性质好。 土粒的大小称为粒度。在工程性质中，粒度不同、矿物成分不同，土的工程性质也就不同。工程上常把大小、性质相近的土粒合并为一组，称为粒组。而划分粒组的分界尺寸称为界限粒径。土粒粒组先粗分为巨粒、粗粒和细粒三个统称，再细分为六个粒组：漂石（块石）、卵石（碎石）、砾粒、砂粒、粉粒和黏粒。 土中所含各粒组的相对含量，以土粒总重的百分数表示，称为土的颗粒级配。土的级配曲线的纵坐标表示小于某土粒的累计质量百分比，横坐标则是用对数值表示土的粒径。由曲线形态可评定土颗粒大小的均匀程度。若曲线平缓则粒径大小相差悬殊，颗粒不均匀，级配良好；反之，则颗粒均匀，级配不良。 工程中常用不均匀系数u C 和曲率系数c C 来反映土颗粒的不均匀程度。 60 30u d C d = ()2301060c d C d d =? 10d —小于某粒径的土粒质量总土质量10%的粒径，称为有效粒径； 30d —小于某粒径的土粒质量总土质量30%的粒径，称为中值粒径； 60d —小于某粒径的土颗粒质量占总质量的60%的粒径，称限定粒径。 工程上对土的级配是否良好可按如下规定判断 ① 对于级配连续的土: Cu 5，级配良好；5Cu ，级配不良。 ② 对于级配不连续的土，级配曲线上呈台阶状，采用单一指标Cu 难以全面有效地判断土的级配好坏，需同时满足Cu 5和13Cu = 两个条件时，才为级配良好，反之级配不良。 土力学概述 一、土力学学科的重要性 土是地壳岩石经受强烈风化的产物，是各种矿物颗粒的集合体， 由固体颗粒、水、和空气三相组成。土木工程技术人员离不开土， 在建筑工程中土作为地基承担了建筑物的全部荷载。在道路建设 中，土又作为建筑材料被使用。而土本身又是千差万别的。因此， 土木工程人员必须了解土的性质，并应用之为工程建设服务，这 就是要学习土力学的重要原因。 二、土力学与土质学的概念 土力学： 土力学是从力学与工程的角度研究土的一门学科。 即：土力学是利用力学的一般原理，研究土的物理、 化学和力学性质及土体在荷载、水、温度等外界因素 作用下工程性质的应用科学。它主要研究土的应力、 变形与强度、稳定性。也研究土——结相互作用的规律， 也是工程力学的一个分支。 由于土是自然历史的产物，以及土的分散性，使得土力学这门学科除了应用一般连续体力学的基本原理外，还须结合土的实际情况进行研究，在土力学中提出的力学模型，必须通过现场勘察及室内土工实验测定土的计算参数，须通过专门的土工试验技术进行探讨。土力学是一门实践性很强的学科。 土的定义： 土是矿物或岩石碎屑物构成的松软集合体。是岩石经过风化、剥蚀、搬运沉积等过程后，形成的各种松散的沉积物。在建筑工程中称之为“土”。这是土的狭义概念。广义的概念也包括岩石在内。 三、先导课程 四、本学科的发展概况 【工程实例】 意大利比萨斜塔 1．工程事故概况 比萨市位于意大利中部，靠近罗马市与米兰市中间的佛罗伦萨市，有铁路相通，交通方便。比萨斜塔位于比萨市北部，它是比萨大教堂的一座钟塔，在大教堂东南方向相距约25m。比萨斜塔是一座独立的建筑，周围空旷，游人可以环绕塔身行走与观赏。斜塔西侧有一大片四季常青的草地长达200m，景色秀丽。 比萨斜塔建造，经历了三个时期： 第一期，自1173年9月8日动工，至1178年，建至第4层，高度约29m时，因塔倾斜而停工。 第二期，钟塔施工中断94年后，于1272年复工，至1278年，建完第7层，高48m，再次停工。 第三期，经第二次施工中断82年后，于1360年再复工，至1370年竣工，全塔共八层，高 土力学与基础工程课后思考题答案 第二章 2.1土由哪几部分组成？土中水分为哪几类？其特征如何？对土的工程性质影响如何？ 土体一般由固相、液相和气相三部分组成（即土的三相）。 土中水按存在形态分为：液态水、固态水和气态水（液态水分为自由水和结合水，结合水分为强结精品文档，超值下载 合水和弱结合水，自由水又分为重力水和毛细水）。 特征：固态水是指存在于颗粒矿物的晶体格架内部或是参与矿物构造的水，液态水是人们日常生活中不可缺少的物质，气态水是土中气的一部分。 影响：土中水并非处于静止状态，而是运动着的。工程实践中的流沙、管涌、冻胀、渗透固结、渗流时的边坡稳定问题都与土中水的运用有关。 2.2土的不均匀系数Cu及曲率系数Cc的定义是什么？如何从土的颗粒级配曲线形态上，Cu和Cc数值 上评价土的工程性质。 不均匀系数Cu反映了大小不同粒组的分布情况。 曲率系数Cc描述了级配曲线分布的整体形态，表示是否有某粒组缺失的情况。 评价：（1）对于级配连续的土：Cu>5,级配良好；Cu<5，级配不良。 （2）对于级配不连续的土：同时满足Cu>5和Cc=1~3，级配良好，反之则级配不良。 2.3说明土的天然重度、饱和重度、浮重度和干重度的物理概念和相互联系，比较同一种土各重度数值 的大小。 天然重度、饱和重度、浮重度和干重度分别表示单位体积的土分别在天然、饱和、湿润、干燥状态下的重量，它们反映了土在不同状态下质量的差异。 饱和重度>天然重度>干重度>浮重度 2.4土的三相比例指标有哪些？哪些可以直接测定？哪些通过换算求得？为换算方便，什么情况下令 V=1，什么情况下令Vs=1？ 三相比例指标有：天然密度、含水量、相对密度、干密度、饱和密度、有效密度、孔隙比、孔隙率、饱和度。 直测指标：密度、含水量、相对密度。换算指标：孔隙比、孔隙率、饱和度。 当已知相对密度ds时令Vs=1，当已知天然密度时令V=1，如若两者都已知，设V=1或Vs=1都行2.5反映无黏性土密实度状态的指标有哪些？采用相对密实度判断砂土的密实度有何优点？而工程上为 何应用得并不广泛？ 指标：孔隙比、最大孔隙比、最小孔隙比。 优点：判断密实度最简便的方法是用孔隙比e来描述，但e未能考虑级配的因素，故引入密实度。 应用不广泛的原因：天然状态砂土的孔隙比e值难测定，此外按规程方法室内测定孔隙比最大值和孔隙比最小值时，人为误差也较大。 2.6下列物理指标中，哪几项对黏性土有意义？哪几项对无黏性土有意义？ 塑性指数、液性指数对黏性土有意义。粒径级配、相对密实度对无黏土有意义。 2.7简述渗透定理的意义，渗透系数K如何测定？动水如何计算？何谓流砂现象？这种现象对工程有何 影响？ 渗透定理即达西定律V=ki，其反映土中水渗流快慢。 室内测定渗透系数有常水头法和变水头法，也可在现场进行抽水实验测定。 流砂现象：当动水为GD数值等于或大于土的浮重度时，土体发生浮起而随水流动。 影响：基础因流砂破坏，土粒随水流走，支撑滑落，支护结构移位，地面不均匀沉降，引起房屋产生裂缝及地下管线破坏，严重时将导致工程事故。 2.8土发生冻胀的原因是什么？发生冻胀的条件是什么？ 原因：在气温降低以及浓度变化产生渗透压两种作用下，下卧未冻结区的水被吸引到冻结区参与冻结，使冰晶体不断扩大，在土层中形成冰夹层，土体随之发生隆起。 发生冻胀条件：（1）土的因素：冻胀通常发生在细粒土中 气 水 土粒 m s m w m V s V w V V a 质量m 体积V 土力学 土的三相组成：指土由固体颗粒、液态水和气体但部分组成。 土的颗粒级配：工程中用粒径分析法，通过两种试验方法，相互配合使用。 错误！未找到引用源。 筛分法；错误！未找到引用源。 密度计法 在粒径级配曲线上，纵坐标为10%所对应的粒径10d 称为有效粒径；纵坐标 为60%所对应的粒径60d 称为限定粒径；60d 与10d 的比值称为不均匀系数 u C ，即10 60d d C u =，不均匀系数u C 是表示土颗粒组成的重要特征。当u C 很小时曲线很陡，表土颗粒均匀；当u C 很大时曲线平缓，表示土的级配良好。 曲率系数c C 为表示土颗粒组成的又一特征，按下式计算60 10230d d d C c = 式中 30d — 粒径级配曲线上纵坐标为30%所对应的粒径。 （砾石和砂石级配满足3~15=≥c u C C 且为级配良好，否则为级配不良。） 土中的水：（1） 结合水???弱结合水（薄膜水） 强结合水（吸着水） （2） 自由水???毛细水 重力水 （此种水离土较远，在土粒表面的电场作用以外） 土的三相图： V — 土的总体积； v V — 土的孔隙体积； s V — 土粒的体积； w V — 水的体积； a V — 气体的体积； m — 土的总质量； s m — 土粒的质量； w m — 水的质量。 土的密度（ρ）为单位体积的质量，即v m ==土的总体积土的总体质量ρ （3g/cm ） 土的重度（γ）为单位体积图的质量，即ρρργ1081.9g ≈== （3m /kN ） 密度测定的方法：环刀法、灌水法等。 土的比重（土的相对密度）s d ：是指土中固体颗粒的质量与同体积C 04纯水质量的比值， 是一个无量纲量，即)4(m 4o C V C d o w s s s ρ== 时的密度纯水固体颗粒的密度 土的比重的测定方法：比重瓶法。 土的含水率（ω）：表示土中汗水的数量，为土体中水的质量与固体质量与固体颗粒质量的 比值，用百分数表示，即 %100m m %100s w ?==固体颗粒的质量水的质量ω 含水率的测定方法：烘箱法、红外线法、酒精燃烧法、铁锅沙干法。 土的孔隙比（e ）：为土中孔隙体积与固体颗粒体积的比值，即 s v V V == 固体颗粒体积孔隙体积e 。 土的孔隙率（n ）：表示土中空隙占总体积的百分比，即 %100V V n v ?==土体总体积孔隙体积。 土的饱和度（r S ）：表示土中水的体积与孔隙总体积之比，以百分率计，即 %100V V v w ?==孔隙体积水的体积r S 。 土的干密度（d ρ）：为单位体积土中固体颗粒部分的质量，即 V s d m == 土的总体积固体颗粒质量ρ。 土的干重度（d γ）：为单位体积土固体颗粒部分的质量，即 d d d g ρρργ1081.9d ≈==。 土的饱和密度（sat ρ）：为孔隙中全部充满水时单位体积的质量 V w a w s sat V m m ρρ++==总体积量孔隙全部充满水的总质 土的饱和重度（sat γ）：为孔隙中全部充满水时单位体积的质量，即 sat sat sat g ρρργ1081.9sat ≈== 土的有效密度【浮密度】（'ρ）：是指地下水位以下，土体受水的浮力作用时，单位体积的土力学与基础工程复习重点
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