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行施工难度大②在一般高层建筑中占总造价25占工期25 ~30③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。
△颗粒级配表示方法: 曲线纵坐标表示小于某土粒的累计百分比横坐标则是用对数值表示的土的粒径。
曲线平缓则表示粒径大小相差很大颗粒不均匀级配良好反之则颗粒均匀级配不良。
*书本P7 表2.2和图2.5 判断土质的好坏。
反映土颗粒级配的不均匀程度的指标:不均匀系数Cu和曲率系数Cc用来定量说明天然土颗粒的组成情况。
公式:Cu= d60/d10 Cc= (d30)2 /d60×d10d60——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。
级配是否良好的判断:①级配连续的土:Cu>5级配良好;Cu<5级配不良。
②级配不连续的土，级配曲线呈台阶状同时满足Cu>5和Cc=1~3两个条件时才为级配良好。
反之则级配不良。
颗粒分析实验:确定各个粒组相对含量的方法。
筛分法:粒径大于0.075mm的粗粒土水分法: 沉降分析法、密度计法粒径小于0.075mm的细粒土4.液相:土中水按存在形态分为液态水、固态水、气态水。
土中液态水分为结合水和自由水两大类。
黏土粒表面吸附水表面带负电荷结合水是指受电分子吸引力作用吸附于土粒表面成薄膜状的水。
分类:强结合水和弱结合水。
自由水是指存在于土粒表面电场影响范围以外的土中水。
分类:重力水和毛细水。
细粒土的可塑性的本质原因:在于结合水的能力。
工程实践中的流砂、管涌、冻胀、渗透固结、渗流时的边坡稳定等问题都与土中水的运动有关。
5.气相:土中气体存在于孔隙中未被水所占据的部位。
①自由气体:对土的性质影响不大。
②封闭气体:增大土体的弹性和压缩性。
6.土的结构内部特征三种基本类型:①单粒结构:是粗粒土的主要结构形式。
砂粒脱水②蜂窝结构:是粉粒的主要结构形式居中③絮凝结构:是黏粒的主要结构形式。
不脱水7.土的构造外部特征:①层状结构;②分散结构;③结合状结构;④裂隙状结构8.土的物理性质直接反映土的松密、软硬等物理状态也间接反映土的工程性质。
而土的松密和软硬程度主要取决于土的三相各自在数量上所占的比例关系。
9.★土的三相比例指标★物理状态指标9个计算题(10分)12.土的渗透性土孔隙中的自由水在重力作用下因为水头差土被水流过的性质。
渗透水透过孔隙流动的现象。
13.影响土的渗透性的主要因素: 砂性土:颗粒大小、级配、密度以及土中封闭气泡。
黏性土:土的矿物成分、结合水膜厚度、土的结构构造以及土中气体。
14.土的工程分类①直观上分成两大类粗粒土(无黏性土)、细粒土或者黏性土(有的规范细分粉土或黏性土)②规范中把土(岩)作为建筑物地基分为六类岩石、碎石土、砂土、粉土、黏性土、人工填土。
第3章土中应力计算1★自重应力(σcz)★:建筑物修建以前地基中的土体本身的有效重量产生的力。
★附加应力(σz)★:建筑物修建以后建筑物重量等外荷载在地基中引起的应力所谓"附加"是指在原来的基础上增加的压力。
(名词解释4分)2.弹性理论公式:也就是把地基土视为均匀的、各项同性的半无限弹性体。
在计算地基中附加应力之前首先要确定作用在地理表面(即基础底面)的压力。
3.基底压力(P):基础与地基之间产生接触压力(方向向下)。
4.基底附加压力(P0):通常是由于新增的建筑物在土中附加应力的产生的压力。
5.地基的附加应力:由于建筑物荷载引起的应力增量。
6.竖向自重应力的分布规律:①土的自重应力分布线是条折线折点在土层交界处或地下水位处在不透水层面处分布线有突变;③自重应力随深度增加而变大;④在同一层面自重应力各点相等。
8.角点法计算附加应力:计算时通过M'点下的四种情况(M'表示M点在荷载作用面上的水平投影并表示任意深度z处)。
计算时通过M'点将荷载面积划分为若干个矩形面积而M'点必须是划分出来的各个矩形面积的公共角点然后再按式(3.22)计算每个矩形面积角点下同一深度z处的附加应力σz并求代数和。
这种方法称为"角点法"。
9.P60σz、σx、τx的等值线图。
10.均布矩形荷载下地基附加应力的分布规律:①附加应力σz自基底算起随深度呈曲线衰减②σz具有一定的扩散性。
它不仅分布在基底范围内而且分布在基底荷载面积以外相当大的范围之下。
③基底下任意深度水平面上的σz在基底中轴线上最大随距中轴线距离越远越小。
P61的图3.24 对比典型分布荷载作用下σ的分布(P52图3.10)11.★饱和土的有效应力原理★(8分)有效应力原理:饱和土中的应力(总应力)为有效应力和孔隙水压力之和。
或者说有效应力σ'等于总应力σ减去孔隙水压力u。
土中的附加应力是指有效应力。
12.★地下水位的升降对土的自重应力的影响★讨论(4-8分)当地下水位上升由于浮力的存在会使土中的自重应力减小反之地下水位下降会使土中的自重应力增大。
★地下水位升降应注意哪些问题★①深基坑降水②回灌③严格控制抽水量。
13.★自重应力的计算★(10-15'~20分) 14.★基底压力的计算★15.★附加压力的计算★第4章土的变形性质与地基沉降计算1.压缩性:土在压力作用下体力缩小的特性。
压缩系数:是描述土体压缩性大小的物理量。
曲线上任一点的切线斜率α就表示了相应压力P作用下的压缩性。
α≈tanα=△e/2.如何理解地基土被压缩土是三相分散体系所以可以理解为:①固体土颗粒被压缩②土中水及封闭气体被压缩③水和气体从孔隙中被挤出。
(本质:土孔隙体积缩小)3.土的固结:土体在外力作用下压缩量随时间增长的过程。
4.压缩实验:研究土的压缩性大小及其特征的室内试验方法。
土层厚度较小时采用测限压缩试验研究。
5.压缩试验的过程是什么通过测定稳定变形量Si可绘制e-p曲线。
p706.评价土体压缩性的指标有哪些这些指标是如何确定的①评价土体压缩性指标包括: 压缩系数、压缩指数、压缩模量。
②压缩系数(斜率)的确定:α≈tan=△e/△p=(e1-e2)/p1-p2. 在工程实践中通常采用压力间隔由P1=100kpa(0.1MPa)增加到P2=200KPa(0.2MPa)时所得的压缩系数a1-2来评定土的压缩性高低。
当:a1-2<0.1MPa-1时为低压缩性土;0.1 MPa-1≤a1-2<0.5MPa-1时为中压缩性土;a1-2>0.5MPa-1时为高压缩性土。
压缩指数的确定:如果采用e-lgp曲线它的后段接近直线其斜率Cc为: Cc=(e1-e2)/(logp2-logp1)=(e1-e2)/log(p2/p1)压缩模量的确定:土体在完全侧限条件下竖向附加应力σz与相应的应变增量εz之比成为压缩模量用符号Es表示。
Es=(1+e1)/a 单位:KPa或MPa 由此可知压缩模量Es与压缩系数a成反比Es愈大a就愈小土的压缩性愈低。
Es<4MPa时为高压缩性土;Es>15MPa时为低压缩性土;Es=4~15MPa时属中压缩性土。
10.什么是回弹曲线在进行室内试验过程中当压力加到某一数值Pi(e-p曲线的b点)后逐级卸压土样将发生回弹土体膨胀孔隙比增大若测得回弹稳定后的孔隙比则可绘制相应的孔隙比与压力的关系曲线(图4.7中虚线bc)称为回弹曲线。
由图可见卸压后的回弹曲线bc并不沿压缩曲线ab回升而要平缓得多这说明土受压缩发生变形卸压回弹但变形不能恢复其中可恢复的部分称为弹性变形不能恢复的称为残余变形而土的压缩变形以残余变形为主。
P7211.再压缩曲线:重新逐级加压可测得土的再压缩。
(曲线cdf段)12.弹性模量:土体在无侧限条件下瞬时压缩的应力应变模量。
画e-p曲线13.静荷载试验:通过承压板对地基土分级施加压力的沉降s便可得到压力和沉降(P-S) 的关系曲线。
然后根据弹性力学公式反求即可得到土的变形模量及地基承载力。