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土力学复习资料汇总

土力学复习资料

2014-5-24

连云港职业技术学院

沈乐乐

第一章论绪

1、地基：

承受建筑影响的那部分地层

2、基础：

承受建筑影响的那部分地层

3、天然地基：

未经过人工处理就满足设计要求的地基

4、人工地基：

天然地层土质过于软弱或存在不良工程地质问题，需人工加固或处理的地基

5、.持力层：

直接与基底接触的土层 

6、下卧层：

在地基范围内持力层以下的土层

7、地基与基础设计满足的基本要求：

①.地基承载力要求：

应是地基具有足够的承载力，荷载作用下不发生剪切破坏或失稳。

②.地基变形要求：

不使地基产生过得的沉降和不均匀沉降，保证正常使用。

③.基础结构本身应具有足够的的刚度，在地基反力作用下不会发生强度破坏，并且具有改善地基沉降与不均匀沉降的能力。

第二章土的物理性质与工程分累

1、图的组成：

固相、液相和气相。

2、土中水的分类：

固态水、气态水、液态水（结合水、自由水）。

3、不均匀系数Cu：

表示颗粒级配曲线倾斜度，反应不同粒组分布情况及土颗粒大小的均匀程度。

4、曲线系数：

反应吐颗粒级配曲线的平滑度。

5、天然重度：

天然状态下，土体单位体积质量。

6、饱和重度：

空隙中全部充满水时，单位土体体积所受的重力。

7、浮重度：

土的有效重度为地下水位以下，土体单位体积所受重力在扣除浮力。

8、干重度：

单位土体体积干土所受的重力。

9、关系：

饱和重度>天然重度>有效重度>干重度

10、土的三相比指标：

土粒比重（土粒相对密度）、天然密度、含水量（前3直接测出）；干密度、饱和密度、孔隙比、孔隙率和饱和度。

11、无粘性土密实度指标：

孔隙比e、相对密实度Dr、标准贯入捶击数N。

12、塑限Wp:

土由半固状态转到可塑状态的界含水量。

13、液限WL:

土由可塑状态转到流动状态的界含水量。

14、缩限WS:

土由半固状态转到固态时的界含水量。

15、塑性指数IP：

是指液限和塑限的差值（省去%符号）即土处在可塑状态的含水量变化范围。

16、液性指数IL：

是指粘性土的天然含水量和塑限的差值与塑性指数之比。

计算题：

1、有一完全饱和的原状土样切满于容积为21.7cm²的环岛内，称得总质量为72.49g，经150℃烘干至恒重61.28g。

已知环刀质量为32.52g，土粒相对密度（比重）为2.74，试求该土样的湿密度、含水量、干密度及孔隙比（要求按三项比例指标定义求解）。

2、某沙土土样的密度为1.77g/cm²、含水量为9.8%、土粒相对密实度为2.67，烘干后测定最小孔隙比为0.461，最大孔隙比为0.943，试求孔隙比和相对密实度，并判断该沙土的密实度。

3、某原状土样由室内试验行土的天然重度为γ=18.62KN/m²,土粒比重ds=2.69，天然含水量ω=0.29，试求土样γsat、γd、γ各为多少？

4、某土工实验中，用体积60cm³的环刀取样，经测定，土样的质量为0.1082kg，放烘干箱中烘干后质量为0.0917kg，求该土的密度、重度和含水率。

第三章地基土中的应力计算

1、 何谓土中应力？

它有哪些分类和用途？

答：

 土中应力：

土体在自重、建筑物荷载及其它因素的作用下均可产生土中应力。

一般来说土中应力是指自重应力和附加应力。

   分类：

土中应力按其起因可分为自重应力和附加应力两种。

自重应力是指土体在自身重力作用下产生的尚未完成的压缩变形，因而仍将产生土体或地基的变形。

附加应力它是地基产生变形的的主要原因，也是导致地基土的强度破坏和失稳的重要原因。

   用途：

土中应力安土骨架和土中孔隙的分担作用可分为有效应力和孔隙应力两种。

土中有效应力是指土粒所传递的粒间应力。

它是控制土的体积（变形）和强度两者变化的土中应力。

土中孔隙应力是指土中水和土中气所传递的应力。

2、土自重应力分布特点：

图中的自重应力随深度呈线性增加。

当仅有一层土时，呈三角形分布；当多层土时，呈折线分布，同一层土内仍为直线，在层面交界处有转折。

3、 地下水位的升降对土中自重应力有何影响？

在工程实践中，有哪些问题应充分考虑其影响？

 答：

地下水下降，降水使地基中原水位以下的有效资中应力增加与降水前比较犹如产生了一个由于降水引起的应力增量，它使土体的固结沉降加大，故引起地表大面积沉降。

 地下水位长期上升（如筑坝蓄水）将减少土中有效自重应力。

（1）、 若地下水位上升至基础底面以上，它对基础形成浮力使地基土的承载力下降。

（2）、 地下水位上升，如遇到湿陷性黄土造成不良后果（塌陷）

（3）、 地下水位上升，粘性土湿化抗剪强度降低。

4、如何计算基地附加压力？

在计算中为什么要减去基地自重应力？

答：

一般基地都埋置在天然底面以下一定深处，该处原有的自重应力由于开挖基坑而卸除。

因此，有建筑物引起的基地压力应扣除基地标高处的自重应力，才是基地处新增加给地基的附加压力。

计算题：

1、已知基地b=2m，l=3m，基地作用有弯矩Mgd=450kNm，轴向力N=600，基础埋深1.5m。

求基地压力及其分布图。

2、某工程地质资料如下：

第一层为γ=18kN/m²,厚度为5.0m；第二层为γsat=20.5kN/m²,厚为6.1m;第三层为γsat=19kN/m²,厚2m；第四层为γsat=20.5kN/m²，厚1m,地下水为底面下5m。

求自重应力的大小并绘制应力图。

3、某土层及其物理指标如下图所示，计算土中自重应力。

4、如图所示桥墩基础，已知基础底面尺寸b=4m，l=10m，作用子基础底面中心的荷载N=4000kN，M=2800kN，计算基础底面的压力。

第四章地基的变形

1、土的压缩性：

把在外力作用下土体积缩小的特性。

土的压缩组成：

由固相、液相、气相组成。

2、压缩系数物理意义：

压缩系数越大，土的压缩性越高。

3、运用

判别土的压缩性质如下：

①.

时，为低压缩土。

②.

时，为中压缩土。

③.

时，为高压缩土。

4、压缩模量：

土在完全侧限的条件下竖向应力增量

与相应变增量

的比值。

5、压缩模量与压缩系数关系:

6、地基变形基本特征：

沉降量、沉降差、倾斜、局部倾斜。

计算题：

某土样的压缩实验成果见下表。

求土的压缩系数

，并计算相应的压缩模量

，评价土的压缩性。

表为室内实验

关系

土层

0

50

100

200

300

粉质粘土

0.942

0.889

0.855

0.807

0.733

淤泥质粉质粘土

1.045

0.925

0.891

0.848

0.823

答：

第五章土的抗剪强度与地基承载力

1、土的抗剪强度：

指土体对于外荷载所产生剪力的极限抵抗能力。

2、极限平衡条件：

当土体的剪应力等于土的抗剪强度时的临界状态。

3、极限平衡状态：

当土体中任意一点在某一点平面上的剪应力达到土的抗剪强度时，就发生剪切破坏，该点称为处理极限平衡状态。

4、土的抗剪强度指标：

土的没摩擦角

和黏聚力c。

通过直接剪切实验、三轴剪切试验、无侧限抗压强度实验测得。

5、地基破坏模式：

①.整体剪切破坏②.局部剪切破坏③.冲切破坏

p-s曲线特征：

p72

计算题：

1、一个砂样进行直接剪切实验，竖向应力p=100kpa，破坏时

=57.7kpa，试问这时的大小主应力

、

为多少？

2、一个条形基础下地基土体中某点的应力

=250kpa，

=100kpa，

=40kpa。

已知土的

=30º，c=0，问该点是否剪损？

3、土样的抗剪强度指标基本值

=30º，c=0，如果土样承受最小主应力

=150kpa，最大主应力

=250kpa时，问：

该土是否会破坏？

第六章土压力与土坡稳定

1、静止土压力的墙背填土处于哪一种平衡状态？

它与主动、被动土压力状态有何不同？

答：

静止土压力时墙背填土处于弹性平衡状态，而主动土压力和被动土压力时墙背填土处于极限平衡状态。

2、土压力类型：

静止土压力、主动土压力、被动土压力。

影响土压最主要因素：

3、土压力有哪几种？

影响土压力的各种因素中最主要的因素是什么？

答：

（1）主动土压力、静止土压力、被动土压力；

（2）挡土墙的位移方向及大小。

4、试比较朗肯土压力理论和库仑土压力理论的基本假定及适用条件

答：

答：

朗肯理论假定挡土墙的墙背竖直、光滑，墙后填土表面水平且延伸到无限远处，适用于粘性土和无粘性土。

库仑理论假定滑裂面为一通过墙踵的平面，滑动土楔体是由墙背和滑裂面两个平面所夹的土体所组成，墙后填土为砂土。

适用于各类工程形成的不同的挡土墙，应用面较广，但只适用于填土为无粘性土的情况。

5、土坡稳定有何实际意义？

影响土坡稳定的因素有哪些?

 如何防止土坡滑动？

答：

山区的天然山坡，江河的岸坡以及建筑工程中因平整场地、开挖基坑而形成的人工斜坡，由于某些外界不利因素的影响，造成边坡局部土体滑动而丧失稳定性，边坡的坍塌常造成严重的工程事故，并危及人身安全，因此，应选择适当的边坡截面，采取合理的施工方法，必要时还应验算边坡的稳定性以及采取适当的工程措施，以达到保证边坡稳定。

减少填挖土方量、缩短工期和安全节约的目的。

影响边坡稳定的因素一般有一下几个方面：

（1）土坡作用力发生变化。

（2）土体抗剪的强度的降低。

  （3）静水压力的作用

  （4）地下水在土坝或基坑等边坡中的渗流常是边坡失稳的重要因素，这是因为渗流会引起动水力，同时土中的细小颗粒会穿过粗颗粒之间的孔隙被渗流挟带而去，使土体的密实度下降。

  （5）因坡脚挖方而导致土坡高度或坡脚增大。

防止土坡滑动措施：

（1）设置挡土墙

（2）

（3）

计算题：

1、某挡土墙垂直、光滑、填土面水平，墙高5m，填土面作用有均布荷载q=25kpa。

填土的重度γ=16kN/m³，

=36º，c=0，求主动土压力的大小及绘出土压力分布图。

2、某挡土墙垂直、光滑、填土面水平、墙高3m，填土的天然重度γ=20kN/m³，内摩擦角

=30º，黏聚力c=0，墙底与地基的摩擦系数

=0.35，地下水位在填土顶面。

求静止土压力、主动土压力及水压力的大小，并绘制出其分布图。

第八章浅基础设计

1、什么是基础的埋深？

确定基础埋深应考虑哪些因素？

基础埋深对地基承载力，沉降有什么影响？

答：

基础埋深：

从室外设计地面到基础底面的铅垂距离。

（1）.地基的地质条件，

（2）河流的冲刷深度，

（3）当地的冻结深度，（4）、部结构形式，

（5）当地的地形条件，（6）保证持力层稳定所需的最小埋置深度。

基础如果埋置在强度比较差的持力层上，使得地基承载力不够，直接导致地基土层下沉，沉降量增加，从而影响整个地基的强度和稳定性。

2、如何按地基承载力确定基础底面尺寸？

答：

设计浅基础时，一般先确定埋深d并初步选择底面尺寸，求得基底一下持力层的修正后后的承载力特征值，再按下列条件验算并调整尺寸直至满足设计要求位置。

3、解决不均匀沉降应采取那些措施？

答：

①采用刚度较大基础形式

②采用各种地基处理方法

③综合选择合理的建筑、结构、施工方案。

还包括建筑措施，结构措施，和施工措施

4、何谓刚性基础，刚性基础有什么特点？

答：

刚性基础：

当基础圬工具有足够的截面使材料的容许应力大于由基础反力产生的弯曲拉应力和剪应力时，断面不会出现裂缝，基础内部不需配置受力钢筋，称为刚性基础。

特点：

刚性基础的特点是稳定性好，施工简便，能承受较大的荷载，所以只要地基强度能满足要求，他是桥梁和涵洞等结构物首先考虑的基础形式。

5、采用桩基础的条件：

p177

（1）当地基软弱、地下水位高且建筑荷载大，采用天然地基时，地基承载力不足时。

（2）当地基承载力满足要求，但采用天然地基时沉降量过大；或者建筑物沉降要求严格，建筑等级较高时。

（3）高层或高耸建筑物需采用桩基，可防止在水平力的作用下发生倾覆。

（4）建筑物内、外有大量堆载会造成地基过量变形而产生不均匀沉降，或为防止对领近建筑物产生相互影响的新建建筑物。

（5）设有大吨位的重级工作制吊车的重型单层工业厂房时。

（6）对基础沉降及沉降速率有严格要求的精密设备基础。

（7）地震区、建筑物场地的地基中有液化土层时。

（8）浅土层中软弱层较厚，或为杂填土或局部有暗滨、溶洞、古河道、古井等不良地质现象时。

6、桩基础分类：

承载性分：

摩擦型状、端承型状

材料分：

混凝土桩、钢桩、钢筋混凝土桩、木桩、组合材料桩

成桩方法分：

挤土桩、部分挤土桩、非挤土桩

计算题：

1、某柱基承受的轴心荷载

=1.05MN，既出乎埋深为1m，地基土为中砂，γ=18kN/m³，

=280kpa。

试确定基础的底面边长。