土力学期末知识点总结

第一章土的物理性质和工程分类1地基设计时需满足的两个条件：地基的强度条件，地基的变形条件2土是怎样形成的？按成因土（第四纪沉积物）分为哪些类型？答：土是由完整坚固岩石经风化、剥蚀、搬运、沉积而形成的；第四纪沉积物有：残积物；坡积物；洪积物；冲积物；海相沉积物；湖沼沉积物；冰川沉积物；风积物。3土与其它材料（如钢材）相比，具有哪些特性？答：强度低；压缩性大；透水性大。4土与一般建筑材料相比具有的性质：1）散体性2）多相性3）成层性4）变异性【其自身特性是：强度低，压缩性大，透水性大】5土的三相组成是什么？其物理力学性质与三相组成的比例有无关系？试分析。答：土的三相组成：固体，液体，气体。有关系。当含水量增加时，其抗剪强度降低。6粒度成分：工程上常用不同粒径颗粒的相对含量来描述土的颗粒组成情况，这种指标称为粒度成分。7土中水按静电引力的不同，可分为几种类型？答：土中水为：结合水（包括强结合水和弱结合水）；自由水（包括重力水和毛细水）8在粒度分析累计曲线法中，小于某粒径土的百分含量y与土粒粒径x的关系为y=0.5x，则该土的曲率系数为1.5，不均匀系数为6，土体级配不好（填好、不好、一般）。9什么叫土的毛细现象？对工程会产生哪些不利的影响？答：是指土在表面张力作用下，沿着细小孔隙向上或其它方向移动的现象；对工程危害主要有：路基冻害；地下室潮湿；土地的沼泽化而引起地基承载力下降。10土粒间的连接关系：接触连接，胶结连接，结合水连接，冰连接11土的结构：单粒结构，蜂窝结构，絮状结构12土的构造：层状构造，分散构造，结核状构造，裂隙构造13土的基本指标测定方法：1）土的密度测定方法：环刀法；2）土的含水量测定方法：烘干法；3）土的相对密度测定方法：比重瓶法14试写出土的三相比例指标并写明各指标的计算公式。答：土的密度ρ=m/v；土粒密度ρ=ms/vs；含水量；ω=mω/ms；干密度ρd=ms/v；饱和密度ρsat=（mw+ms）/v；浮重度γ’=γsat-γw；孔隙比e=vv/vs；孔隙率n=vv/v；饱和度Sr=vw/vv；15试验土样体积60cm3，质量300g，烘干后质量为260g，则该土样的干密度为4.35g/cm3。16粘性土可塑性大小可用塑性指数来衡量。用液性指数来描述土体的状态。17什么叫粘性土的塑限、液限、塑性指数和液性指数？怎样测定？答：1.塑限：粘性土由半固态变到可塑状态的分界含水量，称为塑限。用“搓条法”测定；2.液限：粘性土由可塑状态变化到流动状态的分界含水量，称为液限。用“锥式液限仪”测定；3.塑性指数：液限与塑性之差。18什么叫粘性土的触变性？试分析其对预制桩施工和承载力的影响？答：（1）粘性土受扰动后强度降低，而静止后强度又重新增长的性质，称为粘性土的触变性；粘性土的触变性有利于预制桩的打入；而静止时又有利于其承载力的恢复。19建筑地基基础设计将土分类为：岩石，碎石土，砂土，粉土，黏性土，人工填土，特殊性土第二章地下水在土体中的运动规律1基坑开挖采用表面直接排水和路堤两侧有水位差时，可能出现怎样的工程危害，试根据所学土力学知识说明危害成因及处理方法？答：1.基坑开挖采用表面直接排水可能发生流沙现象；原因是动水力方向与土体重力方向相反，当土颗粒间的压力等于0时，处于悬浮状态而失稳，则产生流沙现象；处理方法为采用人工降低地下水位的方法进行施工。2.路堤两侧有水位差时可能产生管涌现象；原因是水在砂性土中渗流时，土中的一些细小颗粒在动水力作用下被水流带走；处理方法为在路基下游边坡的水下部分设置反滤层。2在《公路与桥涵地基基础设计规范》中，将土分为哪几种类型？答：碎石土；砂土；粘性土；特殊性土。3土层中的毛细水带分：正常毛细水带、毛细网状水带、毛细悬挂水带三种。4地下水定义：存在于地表以下岩土层的孔隙，裂隙，或空洞中的水。5试验土样自然状态质量为300g，恰好成为塑态时质量为260g，恰好成为液态时质量为340g，则该土样的液性指数为0.5，自然状态下土体处于可塑状态。6达西定律指出，水在砂性土体中渗流过程中，渗流速度与水头梯度成正比。7蒸馏水在某试验土样中的渗流速度为0.1m/s，该土样的渗透系数为5×10-8m/s，则当水在土样中流动时产生的动水力为2×1010N/m3。8什么叫动水力？试写出其数学表达式，并分析流砂产生的原因及条件？答：1地下水在渗流过程中，对单位体积土骨架所产生的作用力，称为动水力；2动水力的数学表达式为GD=γwI：3原因及条件：地下水向上渗流，且GD≥γ。10试分析冻胀产生的原因，及冻胀现象对工程的危害？答：其主要原因是，冻结时土中未冻结区水向冻结区迁移和积聚的结果；对工程危害：使道路路基隆起、鼓包，路面开裂、折断等；使建筑物或桥梁抬起、开裂、倾斜或倒塌。11影响冻胀的因素：土的因素,水的因素，温度的因素第三章土中应力计算1地基基础分为柔性基础和刚性基础2土中应力的计算方法，采用的是弹性理论；将地基土视为均质的，连续的，各向同性的半无限空间线弹性体3土中的应力种类：自重应力，附加应力4计算地下水位以下土层的自重应力时应当用有效重度。5基底压力的分布规律影响因素：1）地基土的性质；2）地基与基础的相对刚度；3）荷载的大小和性质以及分布情况；4）基础的埋深，面积，现状6前些年修建在东北地区地下水位较浅路段的公路，目前许多都出现了下述现象：路面松软、开裂、冒泥（翻浆）。试根据所学土力学知识说明现象成因及影响因素？答：成因主要来源于季节性冻土的冻融，影响因素如下：1.土的因素：土粒较细，亲水性强，毛细作用明显，水上升高度大、速度快，水分迁移阻力小，土体含水量增大，导致强度降低，路面松软、冒泥；2.水的因素：地下水位浅，水分补给充足，所以冻害严重，导致路面开裂；3.温度的因素。冬季温度降低，土体冻胀，导致路面鼓包、开裂。春季温度升高，土体又会发生融沉；。7某矩形基础底面长2m，宽1m，自重5kN，上部载荷20kN，当载荷轴线与矩形中心重合时，基底压力为12.5kN/m2；当载荷轴线偏心距为基础宽度1/12时，基底最大压力为18.75kN/m2，基底最小压力为6.25kN/m2。8土力学中的有效应力原理包含下述两点：土的有效应力等于总应力减去孔隙水压力；土的有效应力控制了土的变形及强度性能。9试叙述土的有效应力原理，并写出饱和土有效应力原理的数学表达式？答：土体中的总应力等于有效应力与孔隙水压力之和，称为土的有效应力原理；其数学表达式为：【】第四章土的压缩性与地基沉降计算1土的压缩性：在外力的作用下土体积缩小的特性成为土的压缩性2沉降：在建筑物荷载作用下，地基土发生的竖直方向的位移称为沉降3建筑物地基沉降主要研究两方面内容：最终沉降量，沉降量与时间的关系4简述室内侧限压缩试验的过程，最终可确定哪些压缩性指标？答：压缩试验过程：现场取土样，放于固结仪中；级加荷，并观测各级荷载下的压缩量；绘制压缩曲线。指标有：压缩系数；压缩指数；压缩模量。5现场荷载实验过程：1.装置；2.实验方法：P1=constp1=rds1；P2=constp2s2；Pn=constpnsn；3.加载及观测标准：（1）n=8；（2）在每级荷载下定时观测下沉速率《=0.1mm\h（连续两个小时可以提高荷载级数）4.破坏标准：(1)承压板周围的土明显侧向挤出或产生裂缝(2)p-s曲线出现陡降(3)在某级荷载下，24小时内某沉降速率仍达不到稳定标准(4)下沉量》=0.08b（荷载板宽或直径）6土的弹性模量测定方法：主要有两大类,即静力法和动力法；前者采用静三轴仪，测得的弹性模量称为静弹模；后者采用动三轴仪，测得的弹性模量称为动弹模。7地基沉降的主要原因：一是由于建筑物荷载在地基中产生的附加应力，二是土的压缩特性8绝对柔性基础：抗弯刚度为零，无弯曲能力；绝对刚性基础，抗弯刚度无穷大，受弯矩作用不会发生挠曲变形9在计算最终沉降量时，应力面积法与层总和法相比，有哪些特点？答：1.计算结果更精确，计算工作量更少2.计算方法更合理。3.提出了终沉计算经验系数。10固结度与哪些因素有关？答：1.渗透系数2.压缩模量ES值3.时间4.渗流路径。11地基最终沉降的组成：瞬时沉降，固结沉降，次固结沉降12地基变形特征：沉降量，沉降差，倾斜，和局部倾斜四种13减少地基沉降量的措施：分为内因和外因。对于内因，可以在修筑建筑物之前对地基进行加固处理，比如采用机械压密，强力夯实，换土垫层，加载预压，砂桩机密，振冲及化学加固措施，必要时可采用柱基础，或其他深基础形式；对于外因，则采用减少附加应力的方式，通常采用轻型结构，轻型材料，尽量减轻上部结构自重，或增设地下室等措施第五章土的抗剪强度1什么叫土的抗剪强度？其测定方法有哪些？答：1.土体抵抗剪切破坏的极限承载能力，称为土的抗剪强度2.测定方法有：直接剪切试验；三轴剪切试验；无侧限抗压试验；十字板剪切试验；大型直接剪切试验。2极限平衡状态：当土体的剪应力τ等于土的抗剪强度τf时，的临界状态称为极限平衡状态3土的抗剪强度的测定方法（仪器）：直接剪切仪，三轴压缩仪，无侧限压力仪，和十字板剪切仪等；4直接剪切实验根据剪坏速度分为，快剪，固结快剪，慢剪5三轴压缩试验三种试验方法：不固结不排水实验，固结不排水试验，固结排水试验6无粘性土抗剪强度的来源：内摩擦角，咬合力，剪胀作用7天然休止角：是指松散状态无荷重作用下的坡角8影响土的抗剪强度因素有那些。答：土的矿物成分、颗粒形状和级配；含水量；原始密度；粘性土触变性；土的应力历史。第六章土压力计算与挡土墙设计1挡土结构物是土木工程中一种常见构筑物，其作用是用来防止土体坍塌2作用在挡土墙上的压力分类：静止土压力，主动土压力，被动土压力3朗肯与库伦土压力理论比较：1）朗肯土压力与库伦土压力理论均属于极限状态土压力理论；2）朗肯土压力理论概念明确，公式简单，对于黏性土，粉土，无黏性土均可以直接计算，故工程中得到广泛应用；3）库伦土压力考虑了墙背与填土间的摩擦力作用，并可用于墙背倾斜，填土面倾斜的情况，但由于该理论假定强后的填土为砂性土，故不能直接用于计算黏性土和粉土的土压力4挡土墙的类型主要有哪些？答：重力式挡土墙；悬臂式挡土墙；扶臂式挡土墙；板桩墙。第七章土坡稳定性分析1土坡滑动失稳的原因有：外界力的作用破坏了土体内原有的应力平衡状态；土的抗剪强度由于受到外界各种因素的影响而降低。2土坡失稳的原因是什么？答：其根本原因是土体内的剪应力在某时刻大于土的抗剪强度；促使剪应力增加的原因有：土坡变陡；动水力过大；坡顶有超载；打桩、爆破及地震等动荷载作用；造成土抗剪强度降低的原因有：冻胀再溶化；振动液化；浸水后土的结构崩解；土中含水量增加。3影响土坡稳定的因素主要有：边坡坡角、坡高、土的性质、地下水的渗透力、振动作用的影响、人类活动和生态环境的影响4均质粘性土圆弧滑动面的形式有：坡脚圆、坡面圆、中点圆。aΦ3°，滑动面为坡脚圆，最危险滑动面圆心位置bΦ=0°，β53°，滑动面也是坡脚圆，最危险滑动面圆心位置cΦ=0°，β53°，滑动面可能是中点圆也可能是坡脚圆或坡面圆，nd4，则为中点圆5黏性土坡稳定分析方法：整体圆弧滑动法；瑞典条分法，简布条分发；6砂性土土坡、粘性土土坡的坡高是否受限制？请说明原因？答：1.砂性土土坡的坡高不受限制；根据土坡稳定性分析理论，砂性土的安全系数为：K=tanΦ/tanβ,所以只要坡角不超过其内摩擦角即可，与坡高无关；;2.粘性土土坡的坡高受限制；根据土坡稳定性分析理论，砂性土的安全系数为：K=动力矩/阻力矩，而土坡高度的变化对动力矩和阻力矩均会产生影响，进而导致圆弧滑动面产生的位置发生变化，因此粘性土土坡的坡高受限制。7影响土坡稳定性的因素：成层土坡及有地下水的情况，渗流作用，地震作用第八章地基承载力1地基剪切破坏的形式有：整体剪切破坏、局部剪切破坏、刺入剪切破坏；2什么是地基承载力？有哪几种确定方法？答：是指地基土单位面积上所能承受荷载的能力；确定方法有：现场载荷试验；理论计算；规范法。3地基破坏模式的影响因素：土的压缩性、与基础埋深