同济大学土力学复习

同济大学物理学复习提纲

第一章土的物理性质及其工程分类

?学习目标：

?掌握土的物理性质和土的物理性质指标计算方法，掌握土的工程分类方法。

?学习基本要求：

?1．了解土的成因和组成

?2．掌握土的物理性质指标

?3．熟练掌握无粘性土和粘性土的物理性质

?4．了解土的结构性和击实性

?5．掌握土的工程分类原则，土的类别与其工程特性的关系

第一节土的三相组成

?土是由固体颗粒、水和气体三部分组成的，通常称为土的三相组成。

?随着三相物质的质量和体积的比例不同，土的性质也将不同。

?土中颗粒的大小、成分及三相之间的相互作用和比例关系，反映出土的不同性质。

一、土的固相

?土的固相物质包括无机矿物颗粒和有机质，是构成土的骨架最基本的物质，称为土粒。

?对土粒应从其矿物成分、颗粒的大小和形状来描述。

（一）、土的矿物成分

土中的矿物成分可以分为原生矿物和次生矿物两大类。

（二）土的粒度成分

定量地描述土粒的大小及各种颗粒的相对含量的方法（间接的方法）：

?对于粒径大于0.075mm地土粒常用筛分析的方法；

?而对小于0.075mm的土粒则用沉降分析的方法。

粒度成分：不同粒径颗粒的相对含量。描述土的颗粒组成情况。

1、土的粒组划分（p6表格自己看着办）

粒组：大小相近的土粒合并为组，称为粒组。

2、粒度成分及其表示方法

?土的粒度成分是指土中各种不同粒组的相对含量（以干土质量的百分比表示），它可用以描述土中不同粒径土粒的分布特征。

?常用的粒度成分的表示方法有：表格法、累计曲线法和三角坐标法。

（1）表格法：是以列表形式直接表达各粒组的相对含量的方法。

（2）累计曲线法：是一种图示的方法，通常用半对数纸绘制，横坐标（按对数比例尺）表示某一粒径，纵坐标表示小于某一粒径的土粒的百分含量。

?在累计曲线上，可确定两个描述土的级配的指标：

不均匀系数：；曲率系数：（描述累计曲线整体形状的指标）?d10，d30，d60分别相当于累计百分含量为10％，30％和60％的粒径；

?d10 称为有效粒径；

?d60称为限制粒径。

?不均匀系数C u反映大小不同粒组的分布情况：

?C u＜5的土称为匀粒土，级配不良；

?C u越大，表示粒组分布范围比较广，C u＞10的土级配良好。

?但如C u过大，表示可能缺失中间粒径，属不连续级配，故需同时用曲率系数来评价。（3）三角坐标法：这也是一种图示法，它利用等边三角形任意一点至三个边（h1,h2,h3）的垂直距离的总和恒等于三角形之高H的原理，用表示组成图的三个粒组的相对含量，即图中的三个垂直距离可以确定一点的位置。

注：三角坐标法只适用于划分为三个粒组的情况。

（4）三种粒度成分表示方法比较

?表格法：能很清楚地用数量说明土样地各粒组含量，但对于大量土样之间的比较就显得过于冗长，且无直观概念，使用比较困难。

?累计曲线法：能用一条曲线表示一种土的粒度成分，而且可以在一张图上同时表示多种土的粒度成分,能直观地比较其级配状况。

?三角坐标法：能用一点表示一种土地粒度成分，在一张图上能同时表示许多土地粒度成分，便于进行土料的级配设计，三角坐标图中不同地区域表示土的不同组成，因而还可以用来确定按粒度成分分类的土名。

3、粒度成分分析方法

（1）土的颗粒级配：指土中土颗粒各个粒组的相对含量（各粒组占土粒总量的百分数）。（2）对于粗粒土可以采用筛分法，而对于细粒土（粒径小于0.075 mm）则必须用沉降分析法测定其粒度成分。

?筛分法：是用一套不同孔径的标准筛把各种粒组分离出来的方法。

?沉降分析法：是根据土粒在悬液中沉降的速度与粒径的平方成正比的司笃克斯公式来确定各粒组相对含量的方法。

?用沉降分析法测定土的粒度成分可用两种方法：比重计法和移液管法。

（三）土粒的形状（p8-9自己看）

二、土的液相（见教材第九页）

三、土的气相（见教材第九、十页）

第二节土的三相比例指标

土的三相物质在体积和质量上的比例关系称为三相比例指标。

土的三相图：

一些说明：

?图（c）中土样的体积V为土中空气的体积V a，水的体积V w和土粒的体积V s之和；

?土样的质量m为土中空气的质量m a、水的质量m w和土粒的质量m s之和；

?由于空气的质量可以忽略，故土样的质量m可用水和土粒质量之和（m w＋m s）表示。三相比例指标可分为两种，一种是试验指标；另一种是换算指标。

一、试验指标

（1）土的密度ρ：是单位体积土的质量。；重度：

（2）土粒密度ρs：土粒密度是干土粒的质量与其体积之比。

?土粒相对密度：是指土的质量与4 ℃时同体积水的质量之比，其值与土粒密度相同，但没有单位，在用作土的三相指标计算时必须乘以水的密度值才能平衡量纲。

（3）土的含水量w：土中水的质量m w 与固体（土粒）质量m s 之比。

二、换算指标

（1）干密度ρd：土的固相质量m s与土的总体积V之比。

（2）土的饱和密度ρsat ：土的饱和密度是当土的孔隙中全部为水所充满时的密度，即全

部充满孔隙的水的质量m w与固相质量m s之和与土的总体积V之比。

（3）有效重度γ' ：扣除浮力以后的固相重力与土的总体积之比（又称为浮重度）。

（4）土的孔隙比e：孔隙的体积V v与固相体积V s 之比，以小数计。

（5）土的孔隙率n：孔隙的体积V v 与土的总体积V之比。

（6）土的饱和度S r ：指孔隙中水的体积V w 与孔隙体积V v 之比，常用百分数表示。

三、三相比例指标的换算

第三节土的结构（见教材第十三、十四页）

第四节粘性土的界限含水量

一、粘性土的状态与界限含水量

（1）分界含水量：从一种状态变到另一种状态的分界点。

（2）液限w L：流动状态与可塑状态间的分界含水量。

（3）塑限w P：可塑状态与半固体状态间的分界含水量。

（4）缩限w S：半固体状态与固体状态间的分界含水量。

（5）塑限w P和液限w L在国际上称为阿太堡界限。

（6）塑限w P是用搓条法测定的。

（7）液限w L可用两种方法测定：平衡锥式液限仪、碟式仪。

二、塑性指数

可塑性是粘性土区别于砂土的重要特征。可塑性的大小用土处在塑性状态的含水量变化范围来衡量，从液限到塑限含水量的变化范围愈大，土的可塑性愈好。这个范围称为塑性指数I p：

I p=w L-w p

?塑性指数习惯上用不带％的数值表示。

?塑性指数是粘土的最基本、最重要的物理指标之一，它综合地反映了粘土的物质组成，广泛应用于土的分类和评价。

三、液性指数

液性指数I L是表示天然含水量与界限含水量相对关系的指标，其表达式为：

可塑状态的土的液性指数在0到1之间，液性指数越大，表示土越软；液性指数大于1的土处于流动状态；小于0的土则处于固体状态或半固体状态。

第五节砂土的密实度

1、相对密实度

当砂土处于最密实状态时，其孔隙比称为最小孔隙比e min；而砂土处于最疏松状态时的孔隙比则称为最大孔隙比e max。

第六节粘性土的物理化学性质

1、触变性：胶体的凝聚和胶溶过程反复的交替现象。

2、粘性土的胀缩性：指粘性土吸水膨胀，失水收缩这种在含水量变化时体积变化的性质。（剩下的自己看书咯）

第七节土的工程分类

通常对建筑地基可分成岩石、碎石土、砂土、粉土、粘性土五大类。

一、碎石土的分类

1、碎石土：碎石土是指粒径大于2 mm的颗粒含量超过总质量的50％的土。

2、碎石土的分类：按粒径和颗粒形状可进一步划分为漂石、块石、卵石、碎石、圆砾和角砾。如下表。

二、砂土分类

1、砂土：砂土是指粒径大于2 mm的颗粒含量不超过总质量的50％且粒径大于0.075 mm 的颗粒含量超过总质量的50％的土。

2、砂土的分类：砂土可再划分为5个亚类，即砾砂、粗砂、中砂、细砂和粉砂，具体划分见下表。

三、细粒土分类

1、细粒土：粒径大于0.075mm的颗粒含量不超过总质量的50%的土属于细粒土。

2、细粒土的分类：细粒土可划分为粉土和粘性土两大类。粘性土可再划分为粉质粘土和粘土两个亚类，划分标准见下表。（见教材第23页）

四、塑性图分类（见教材第23页）

思考题

1、试比较土中各类水的特征，并分析它们对土的工程性质的影响。

（1）结合水（吸附水）：受电分子吸引力吸附于土粒表面，使水分子和土粒表面牢固地黏结在一起。强结合水无溶解能力，不受重力作用，不传递静水压力，其性质接近于固体，具有极大的粘滞性、弹性及抗剪强度。弱结合水使土具有可塑性。

2、比较分析粒度成分分类法和塑性指数分类法的差别及其适用条件。（个人观点）

答：差别：（1）粒度成分分类法的分类对象为不同粒径颗粒；而塑性指数分类法仅限与细粒土的分类。（2）两者的依据不同，粒度成分分类法利用的是土颗粒的粒径大小，而塑性指数分类法用到的是土的塑性指数。

适用条件：粒度成分分类法的适用条件是所有粒径的土颗粒；塑性指数分类法适用条件为细粒土（粒径大于0.075mm的颗粒含量不超过总质量的50%的土）。

3、比较孔隙比和相对密实度这两个指标作为砂土密实度评价指标的优点和缺点。

答：孔隙比指标

优点：利用孔隙比作为砂土密实度评价指标比较简单，试验时不用测定土的最大和最小孔隙比。缺点：不能完全的反映砂土的密实度，因为砂土的密实度并不单独取决于孔隙比，而在很大程度上取决于土的级配情况。

相对密实度指标

优点：利用相对密实度作为砂土密实度评价指标能比较全面地反映了砂土的密实度。相对密实度既考虑砂土的孔隙比，同时也考虑了土的级配情况的影响。

缺点：由于测定砂土的最大孔隙比和最小孔隙比试验方法的缺陷，使得计算得到的砂土相对密实度常有较大的出入；同时也由于很难在地下水位以下的砂层中取得原状砂样，砂土的天然孔隙比很难准确地测定，这就使相对密实度的应用受到限制。

4、既然可用含水量表示土中含水的多少，为什么还要引入液性指数来评价粘性土的软硬程度？

答：土的天然含水量是反映土中水量多少的指标，在一定程度上说明土的软硬与干湿状况。但仅有含水量的绝对数值却不能确切地说明土处在什么状态。如果有几个含水量相同的土样，但它们的塑限、液限不同，那么这些土样所处的状态可能不同。例如，土样的含水量为32%，则对于液限为30%的土是处于流动状态，而对液限为35%的土来说则是处于可塑状态。

5、比较砂粒和粘粒粒组对土的物理性质的影响。

6、试比较塑性指数分类法和塑性图分类法，说明它们的区别和适用条件。

7、进行土的三相指标计算至少必须已知几个指标？为什么？

答：至少三个指标（土的密度、土粒密度、含水量）。因为三相指标可以分为两种，一种是试验指标，另一种是换算指标。其中，试验指标是通过试验得到的，而换算指标都可以通过试验指标推导得到。

8、试分析土的矿物成分和环境条件的变化对土的结构和工程性质的影响。

9、粘性土的胶体性质有何工程意义？

第二章土中水的运动规律

基本要求：1. 掌握土的渗透定律2. 了解二维渗流及流网绘制3 . 熟悉土中渗流量计算4. 掌握土中水的渗透力与地基渗透变形分析

渗流或渗透：存在于地基中的地下水，在一定的压力差作用下，将透过土中的这些孔隙发生流动，这种现象称为渗流或渗透。

均质土层：土层中所有各点在同一方向的透水能力相同时，称为均质土层，否则称为非均质土层。

各向同性土层：土层中任一点处各个方向的透水能力相同时，称为各向同性土层，否则称为各向异性土层。

为了使渗流模型在渗流特性上与真实的渗流相一致，它还应该符合以下要求：

(1) 在同一过水断面，渗流模型的流量等于真实渗流的流量；

(2) 在任意截面上，渗流模型的压力与真实渗流的压力相等；

(3)在相同体积内，渗流模型所受到的阻力与真实渗流所受到的阻力相等。

影响渗透系数大小的因素:(1) 土体颗粒的粒度成分(形状、大小等)和矿物成分；(2) 土的结构构造；(3) 水的粘滞性。

渗透力：人们将渗透水流作用对土骨架产生的拖曳力称为渗透力。

单元体上的作用力可分为二部分，一部分为孔隙水压力，另一部分为土粒间的作用力。

渗透变形：当水力梯度超过一定的界限值后，土中的渗流水流会把部分土体或土颗粒冲出、带走，导致局部土体发生位移，位移达到一定程度，土体将发生失稳破坏，这种现象称为渗透变形。

渗透变形主要有二种形式:(1) 流土(砂)：渗流水流将整个土体带走的现象。(2) 管涌：渗流中土体大颗粒之间的小颗粒被冲出的现象。

流土的临界状态对应的水力梯度ic称为临界水力梯度，它可用下式表示：

?i c = γ'/γw = (ρs-1)/(1+e)

例题2-2 某工程开挖深度为6.0 m的基坑时采用板桩围护结构，基坑在排水后的稳定渗流流网如图所示。地基土的饱和重度g sat=19.8 kN/m3 ，地下水位距离地表1.5 m。判断基坑中的a～b渗流逸出处是否发生流土？

?【解】由流网图可知，地基中流网的等势线数量为n=10，总水头差为h=6.0 m－1.5 m=4.5 m，则相邻两等势线的水头损失为：

?

?a～b渗流逸出处的水力梯度i ab可用流网网格abcd的平均水力梯度近似表示，从流网图中可量得网格长度l=1.6 m，则

?

?而流土的临界水力梯度为：

?可见i ab

思考题

2.1 影响土渗透能力的主要因素有哪些

不同的土具有不同的透水能力，主要由土的颗粒组成和孔隙比等决定。

2.2 何谓渗透模型？为什么要引入这一概念？

实际土体中的渗流仅是流经土粒间的孔隙，由于土体孔隙的形状、大小及分布极为复杂，导致渗流水质点的运动轨迹很不规则。如果我们只着眼于这种真实渗流情况的研究，不仅使理论分析复杂化，同时也使试验观测变得异常困难。考虑到实际工程中并不需要了解具体孔隙中的渗流情况，可以对渗流作出如下二方面的简化：一是不考虑渗流路径的迂回曲折，只分析它的主要流向；二是不考虑土体中颗粒的影响，认为孔隙和土粒所占的空间之总和均为渗流所充满。作了这种简化后的渗流其实只是一种假想的土体渗流，称之为渗流模型，

2.3渗透变形的发生机理和条件

渗流方向与土重力方向相反时，渗透力的作用将使土体重力减小，当单位渗透力j等于土体的单位有效重力γ'（有效重度）时，土体处于流土的临界状态。

如果水力梯度继续增大，土中的单位渗透力将大于土的单位有效重力，此时土体将被冲出而发生流土。据此，可得到发生流土的条件为：

j > γ'

或γw·i > γ'

流土的临界状态对应的水力梯度ic称为临界水力梯度，它可用下式表示：i c = γ'/γw = (ρs-1)/(1+e)

管涌是在渗流过程中，土体中的化合物不断溶解、细小颗粒在大颗粒间的孔隙中移动，形成

一条管状通道，最后土粒在渗流逸出处冲出的一种现象。

产生管涌的条件比较复杂，从单个土粒来看，如果只计土粒的重量，则当土粒周界上水压力合力的垂直分量大于土粒的重量时，土粒即可被向上冲出。

第三章土中应力分布及计算

学习目标

掌握土中自重应力计算、基底压力计算以及各种荷载条件下的土中附加应力计算方法。学习基本要求

1.掌握土中自重应力计算

2.掌握基底压力和基底附加压力分布与计算

3.掌握圆形面积均布荷载、矩形面积均布荷载、矩形面积三角形分布荷载以及条形荷载等条件下的土中竖向附加应力计算方法

4.了解地基中其他应力分量的计算公式

第一节概述

一、土中应力计算的目的及方法

土中应力是指土体在自身重力、构筑物荷载以及其他因素(如土中水渗流、地震等)作用下，土中所产生的应力。

土是三相体，但是到目前为止，计算土中应力的方法仍采用弹性理论公式，把地基土视作均匀的、连续的、各向同性的半无限体。这种假定同土体的实际情况有差别，可是其计算结果能满足实际工程的要求，其分析如下：

（1）土的分散性影响。

前已指出土是三相体，而不是连续介质，土中应力是通过土颗粒间的接触而传递的。但是，由于建筑物的基础面积尺寸远大于土颗粒尺寸，而且所研究的只是计算平面上的平均应力，不是土颗粒间的接触集中应力。所以可忽略土的分散性影响，认为土体是连续的，可应用弹性理论来计算土中应力。

（2）土的非均质性和非理想弹性体的影响。

土在形成过程中具有各种结构和构造，使土呈现不均匀性。土体也不是理想的弹性体，而是一种具有弹塑性或粘滞性的介质。但是，在实际工程中，外部荷载引起土中的应力水平较低，土的应力-应变关系接近于线性关系。因而可采用弹性理论公式。

（3）地基土可视为半无限体。

即该物体在水平向是无限延伸的，而竖直向Z轴仅只在向下的正方向是无限延伸的。地基土在水平向及深度方向相对于建筑物基础的尺寸而言，可认为是无限延伸的。因此，可以认为地基土是符合半无限体的假定的。

二、土中一点的应力状态

（一）法向应力与剪应力

方向规定:以压应力为正，拉应力为负

当剪应力作用面上的法向应力方向与坐标轴的正方向相同时，则剪应力的方向与

坐标轴正方向一致时为正，反之为负；

若剪应力作用面上的法向应力方向与坐标轴正方向相反时，则剪应力的方向与坐

标轴正方向相反时为正，反之为负

（二）二向应力状态斜截面上的应力与主应力

当某斜截面上的剪应力等于零时，该斜截面就称为主平面，该斜截面上的正应力

称为主应力

注：应力圆的画法可以回顾岩体力学作业

（三）自重应力与附加应力（应力按产生的原因）

自重应力是由土体重力引起的应力

附加应力是在外荷载（如建筑物荷载、车辆荷载、土中水的渗流力、地震荷载等）作用下，在土中产生的应力增量

第二节 土的自重应力计算

一、均质土的自重应力

土体在自身重力作用下任一竖直切面均是对称面，切面上都不存在切应力。在深度z 处土的自重应力（称竖向自重应力）为：σc z=γZ 自重应力随深度z 线性增加，呈三角形分布图形。

二、成层地基土的自重应力

各层自重应力叠加

三、土层中有地下水时的自重应力

根据土的性质确定是否需要考虑水的浮力作用，若地下水位以下的土受到水的浮力作用，则水下部分土的重度按有效重度γ’计算，其计算方法同成层土体情况。γw 为水的重度，通常取10kN/m 3。

水下的砂性土是应该考虑浮力作用的

粘性土则视其物理状态而定，一般认为：

●

其液性指数I L ＞ 1，则土处于流动状态，土颗粒之间存在着大量自由水，可认为土体受到水浮力作用； ●

若IL ≤0，则土处于固体状态，土中自由水受到土颗粒间结合水膜的阻碍不能传递静水压力，故认为土体不受水的浮力作用； ● 若0＜IL ＜1，土处于塑性状态，土颗粒是否受到水的浮力作用就较难肯

定，在工程实践中一般均按土体受到水浮力作用来考虑。

四、水平向自重应力

土的水平向自重应力σcx =σcy =0K σc z

式中K 0为侧压力系数，也称静止土压力系数，可在室内用K 0三轴仪测得；在原

位则可用自钻式旁压仪测试得到 广义虎克定律推导出理论关系为：

注意在自重应力（自重应力分布图）计算中：

（1）地下水位以上土的自重应力用天然重度计算。

地下水位以下的土受到水的浮力作用，减轻了土的有效重力，计算时应该取土的有效重度γ’代替天然重度，有效重度等于饱和重度减去水的重度。用有效重度计算的自重应力实际上反映作用在土骨架上的应力，称为有效自重应力。

有效自重应力与水压力的合力称为总自重应力。

（2）当某土层的液性指数小于0时，分层面处的自重应力有突变。

（3）因为自重应力沿深度线性增加，故分层土只要计算分层处各特征点的自重应力，连接这些特征点就获得自重应力沿深度的分布图。

第三节 基础底面压力分布和计算

建筑物荷载通过基础传递给地基的压力称基底压力，又称地基反力

νν-=10K

一、基础底面地基反力分布的概念

基底地基反力的分布规律主要取决于基础的刚度和地基的变形条件（两者共同作用）

根据基础的抗弯刚度：

绝对柔性基础，EI趋近于0 ：地基反力分布与作用的荷载分布形状相同；基础底面的沉降则各处不同，中央大而边缘小。

刚性基础，EI趋近于无穷大：基础不会发生挠曲变形；在中心荷载作用下，基底各点的沉降是相同的；底面的压力分布形状同荷载大小有关，随着荷载增大，基底压力分布由马鞍形（中央小而边缘大）变为抛物线形、钟形分布（基础边缘应力很大，使土产生塑性变形，边缘应力不再增加，而使中央部分继续增大）

二、地基反力的简化计算方法

根据圣维南原理以及土中实际应力的测量结果得知，当作用在基础上的荷载总值一定时，基底压力分布形状只在一定深度范围内对土中应力分布产生影响。一般距基底的深度超过基础宽度的1.5~2.0倍时，它的影响已很不显著。

（1）中心荷载作用下的地基反力

P=N/A & N=F+G & G=γG。Ad

式中，N为作用在基础地面形心的竖向荷载，kN；A为基础低面积，m2；F为作用在基础顶面通过基底形心的竖向荷载，kN；G为基础及其台阶上填土的总重，kN；γG为基础和填土的平均重度，一般取γG=20 kN/m3，地下水位以下取有效重度；d为基础埋置深度（2）偏心荷载作用下的地基反力

式中：l，b为基底平面的长边与短边尺寸；M为作用在基础底面的力矩，M=N·e，e为偏心距；W为基础底面的抗弯截面模量，即W=bl2 /6

当e0，基底压力呈梯形分布;

当e=l/6时，p max>0，p min=0，基底压力呈三角形分布；

当e>l/6时，p max>0，p min<0，基底出现拉应力，基底地基反力重分布：

注：双向偏心看书

三、基底附加压力计算

一般天然土层在自重作用下的变形早已结束，故只有基底附加压力才使地基产生附加变形（新的变形）

基底附加压力是上部结构和基础传到基底的地基反力与基底处原先存在于土中的自重

应力之差，按下式计算：

p0——基底附加压力，kN/m2；

p——基底地基反力，为区别于附加压力，又称基底总压力，kN/m2；

σc——基底处自重应力，kN/m2；

γd——基底标高以上天然土层按分层厚度的加权重度；基础底面在地下水位以下，地下水位以下的土层用有效重度计算，kN/m3；

d——基础埋置深度，简称基础埋深，m。

第四节 集中力作用下土中应力计算

计算土中附加应力时，把基底地基反力和基底附加压力看成柔性荷载，不考虑基础刚度的影响。

一、集中力作用在地表时的应力计算

计算基本假定：地基土是连续、均匀、各向同性的半无限完全弹性体。

应力系数α是 的函数，可查表得到 某点A(其坐标为z=0，R=r)的沉降s ：

二、集中力作用在土体内的应力计算

第五节 竖向分布荷载作用下的土中应力计算

一、空间问题

（一）圆形面积上作用均布荷载时

竖向应力的表达式： 式中， R —— 圆面积的半径，m ；

r —— 应力计算点M 到z 轴的水平距离，m ；

αc —— 应力系数，它是(r/R)及(z/R)的函数，查表可得

（二）矩形面积均布荷载作用时土中竖向应力计算

1、矩形面积中点O 下土中竖向应力σz 计算

竖向应力的表达式： 应力系数a 0是n =l /b 和m =z /b 的函数，查表可得

2、矩形面积角点c 下土中竖向应力σz 计算

竖向应力的表达式：

α a 是n=l/b 和m=z/b 的函数，查表可得

3、矩形面积均布荷载作用时，土中任意点的竖向应力σz 计算－角点法

在矩形面积上作用均布荷载时，若要求计算非角点下的土中竖向应力，可先将矩形面积按计算点位置分成若干小矩形

分为四种情况，注意看书！

（三）矩形面积上作用三角形分布荷载时土中竖向应力σz 计算

竖向应力的表达式： αt 是n=l/b 和m=z/b 的函数，查表可得。需要注意的是这里b 值不是指基础的宽度，而是指三角形荷载分布方向的基础边长

二、平面问题

（一）均布线荷载作用时土中应力计算

可瞄一下书，略

（二）均布条形荷载作用下土中应力计算

1、计算土中任一点的竖向应力σz

竖向应力的表达式 应力系数a u 是n’=x/b 和m=z/b 的函数，查表。注意坐标轴的原点是在均布荷载的中点处。

2、计算土中土中任一点的主应力（看书）

??? ?

?z r p

c z ασ=p

o z ασ=p z a ασ=p

t z ασ=p

z u ασ=

（三）三角形分布条形荷载作用下的土中应力计算

竖向应力的表达式 应力系数a s 是n’=x/b 及m=z/b 的函数，查表。注意坐标轴的原点是在三角荷载的零点处

三、大面积均布荷载下土中附加应力计算

在基底下相同深度处的附加应力随着基础宽度增大而增大。基础宽度越大，附加应力沿深度衰减越慢。当条形荷载宽度增加到无穷大时，地基中附加应力分布与深度无关，上下附加应力相等，成矩形分布

四、成层地基中附加应力分布的影响

对双层地基的应力分布问题，有两种情况值得研究：一种是坚硬土层上覆盖着不厚的可压缩土层，即薄压缩层情况；另一种是软弱土层上有一层压缩性较低的土层，即硬壳层情况

? 当上层土的压缩性比下层土的压缩性高时（薄压缩层情况），即E 1＜E 2时，则土中附加应力分布将发生应力集中的现象。

? 当上层土的压缩性比下层土的压缩性低时（即硬壳层情况），即E 1＞E 2，则土中附加应力将发生扩散现象。

下卧刚性岩层将引起应力集中的现象，若岩层埋藏越浅，应力集中愈显著。

在坚硬土层下存在软弱下卧层时，土中应力扩散的现象将随上层坚硬土层厚度的增大而更加显著。

五、空间问题和平面问题附加应力的比较

略

思考题

3-1 何谓自重应力和附加应力？

答：自重应力是由土体重力引起的应力；

附加应力是在外荷载（如建筑物荷载、车辆荷载、土中水的渗流力、地震荷载等）作用下，在土中产生的应力增量。

3-2 何谓基底总压力和基底附加压力？

答：基底总压力是建筑物荷载通过基础传递给地基的压力，称为基底压力，又称地基反力

基底附加压力是上部结构和基础传到基底的地基反力与基底处原先存在于土中的自重应力之差，按下式计算：

3-3 在基底总压力不变的前提下，增大基础埋深对土中应力分布有什么影响？

3-4有两个宽度不同的基础，其基底总压力相同，问在同一深度处，哪一个基础下产生的附加应力大，为什么？

3-5 在填方地段，如基础砌置在填土中，问填土的重力引起的应力在什么条件下应当作为附加应力考虑？

3-6 地下水位的升降，对土中应力分布有何影响？

答:

p

z s ασ=

3-7 矩形均布荷载中点下与角点下的应力之间有什么关系？

3-8 从课本表3-12查应力系数，当z=0，x/b=0.7能否用表中数字内插求得，为什么？

第四章 土的压缩性与地基沉降计算

在建筑物基底附加应力的作用下，地基土要产生新的变形，这种变形一般包括体积变形和形状变形。

土在外力作用下体积缩小的特性称为土的压缩性。

由于孔隙水的排出而引起的压缩对于饱和粘性土来说是需要时间的，土的压缩会随时间增长的过程就称为土的固结。

沉降：在建筑物荷载作用下，地基土主要由于压缩而引起的竖直方向的位移。

由于土压缩性的两个特点，因此研究建筑物地基沉降包含两方面的内容：(1) 绝对沉降量的大小(最终沉降)； 2) 沉降与时间的关系。

慢速压缩试验法：每一级荷载要求恒压24小时或当在1小时内的压缩量不超过0.005mm 时，认为变形已经稳定，并测定稳定时的总压缩量 ，这称为慢速压缩试验法。 快速压缩试验法：实际工程中，为减少室内试验工作量，每级荷载恒压1～2小时测定其压缩量，在最后一级荷载下才压缩到24小时，这成为快速压缩试验法。

根据上述压缩试验可得到的 H ?～ p 关系，可以得到土样的孔隙比与加荷等级之间的 e ～ p 关系。

土样在压缩前后变形量为ΔH ，整个压缩过程中土粒体积和截面积不变，所以固体颗粒高度不变。

e H e H +=+11100 H H H ?-=01

?

压缩系数a 土体在侧限条件下孔隙比减少量与竖向压应力增量的比值。 式中a 为压缩系数，MPa -1；

压缩系数愈大，土的压缩性愈高

a 1-2＜0.1MPa -1 低压缩性土

H

?)1(000e H H e e +

?-

=

0.1MPa -1≤a 1-2＜0.5MPa -1 中压缩性土

a 1-2≥0.5MPa -1 高压缩性土

土在完全侧限条件下竖向应力增量Δp 与相应的应变增量Δε的比值，称为侧限压缩模量，简称压缩模量，用E s 表示。

? 压缩模量也不是常数，而是随着压力大小而变化。

? 土的压缩模量E s 与土的的压缩系数a 成反比， E s 愈大， a 愈小，土的压缩性愈低。

将e -lg p 曲线直线段的斜率用C c 来表示，称为压缩指数，

压缩指数C c 与压缩系数 a 不同，它在压力较大时为常数，不随压力变化而变化。

C c 值越大，土的压缩性越高，低压缩性土的C c 一般小于0.2，高压缩性土的C c 值一般大于0.4。

1H H p p E s ??=??=ε21

2211111e H H e H e H +?-=+=+

卸载段和再压缩段的平均斜率称为回弹指数或再压缩指数C e。

通常C e＜＜C c，一般粘性土的C e≈（0.l～0.2）C c。

对应于曲线段过渡到直线段的某拐弯点的压力值是土层历史上所曾经承受过的最大的固结压力，也就是土体在固结过程中所受的最大有效应力，称为前期固结压力，用p c来表示。

?目前最为常用的是根据室内压缩试验作出e-lg p曲线确定p c，较简便明了的方法是卡萨格兰德（Cassagrande）1936年提出的经验作图法，具体步骤如下：?（1）在e-lg p曲线拐弯处找出曲率半径最小的点A，过A点作水平线A1和切线A2；

?（2）作∠1A2的平分线A3，与e-lg p曲线直线段的延长线交于B点；

?（3）B点所对应的有效应力即为前期固结压力。

?（1）如果土层的自重应力p0等于前期固结压力p c，也就是说土自重应力就是该土层历史上受过的最大的有效应力，这种土称为正常固结土，则OCR=1。

?（2）如果土层的自重应力p0小于前期固结压力p c，也就是说该土层历史上受过的最大的有效压力大于土自重应力，这种土称为超固结土，如覆盖的土层由于被剥蚀等原因，使得原来长期存在于土层中的竖向有效压应力减小了，则OCR>1。

?（3）如果土层的前期固结压力p c小于土层的自重应力p0，也就是说该土层在自重作用下的团结尚未完成，这种土称为欠固结土，如新近沉积粘性士、人工填土等，由于沉积的时间短，在自重作用下还没有完全固结，则OCR<1。

?从图中p-s曲线可看出，当荷载小于某数值时，荷载户与载荷板沉降之间呈直线关系，如图中0a段。根据弹性理论计算沉降的公式可反求地基的变形模量：

?

? 式中p 为直线段的荷载强度，kPa ；

? s 为相应于p 的载荷板下沉量；

? b 为载荷板的宽度或直径；

? m 为土的泊松比，砂土可取0.2～0.25，粘性土可取0.25～0.45；

? w 为沉降影响系数，对刚性载荷板取w r =0.88 (方形板)；w r =0.79（圆形板）。

? 弹性模量是指正应力σ与弹性（即可恢复）正应变εd 的比值。

? 关于三种模量的讨论

压缩模量E s 是土在完全侧限的条件下得到的，为竖向正应力与相应的正应变的比值。该参数将用于地基最终沉降量计算的分层总和法、应力面积法等方法中。

变形模量E 0是根据现场载荷试验得到的，它是指土在侧向自由膨胀条件下正应力与相应的正应变的比值。该参数将用于弹性理论法最终沉降估算中，但载荷试验中所规定的沉降稳定标准带有很大的近似性。

弹性模量E i 可通过静力法或动力法测定，它是指正应力s 与弹性（即可恢复）正应变e 的比值。该参数常用于用弹性理论公式估算建筑物的初始瞬时沉降。

压缩模量与变形模量间的换算关系

0≤ μ≤0.5，所以0≤β≤1

地基的最终沉降量：是指地基在建筑物等其它荷载作用下，地基变形稳定后的基础底面的沉降量。

地基沉降的原因：

? 外因：主要是建筑物荷载在地基中产生的附加应力。（宏观分析）通常认为地基土层

在自重作用下压缩已稳定，主要是建筑物荷载在地基中产生的附加应力。

? 内因：土的三相组成。（微观分析）具有碎散性，在附加应力作用下土层的孔隙发生

压缩变形，引起地基沉降。

弹性理论法计算沉降

? 基本假定：

? 地基是均质、各向同性、线弹性的半无限体；基础底面和地基一直保持接触。 ?

? 布辛奈斯克解针对荷载作用于地表的情形，近似适用于荷载埋置深度较浅的情况。 ? 1．点荷载作用下地表沉降

2. 绝对柔性基础沉降

角点的沉降s c 为：

0222)1ln(11ln )1(p m m m m m E b s c ???

????

?+++++-=πμs E E β=00221121K μν

μβ-=--=02)1(bp E c ωμ-=

基础中点的沉降s 0

基础平均沉降s m

3. 绝对刚性基础沉降

(1)中心荷载作用下，地基各点的沉降相等。根据这个条件，可以从理论上得到圆形基础和矩形基础的沉降值：

对一于圆形基础.基础沉降为：

对于矩形基础，数学上可以用无穷级数来表示基础沉降，同样沉降可写成：

(2)偏心荷载作用下，基础要产生沉降和倾斜。

沉降后基底为一倾斜平面，基底倾斜可由弹性力学公式求得：

对于圆形基础： 对于矩形基础：

分层总和法计算最终沉降

（一）基本假设

(1)一般取基底中心点下地基附加应力来计算各分层土的竖向压缩量，认为基础的平均沉降量s 为各分层土竖向压缩量?s i 之和，式中，n 为沉降计算深度范围内的分层数。

(2)计算?s i 时，假设地基土只在竖向发生压缩变形，没有侧向变形，故可利用室内侧限压缩试验成果进行计算。

（二）计算步骤

(1) 地基土分层

成层土的层面(不同土层压缩性及重度不同)及地下水面(水面上、下土的有效重度不同)是当然的分层界面，分层厚度一般不宜大于0.4b （b 为基底宽度）。

(2) 计算各分层界面处土自重应力

自重应力从天然地面起算，地下水位以下一般应取有效重度。

(3) 计算各分层界面处基底中心下竖向附加应力

(4) 确定地基沉降计算深度（或压缩层厚度）

一般取s z /s c =0.2)深度以上层厚为压缩层厚度；若在该深度以下为高压缩性土，则应取sz/sc=0.1)深度处作为沉降计算深度的限值。 (5) 计算各分层土的压缩量D s i ：

002

0201214bp E p b E s c ωμωμ-=??-?=0m 2

m 1d d ),(bp E A y x y x s s A ωμ-==??

0r 021bp E s ωμ-=3261d Pe E tg ?-=μθ3281b

Pe K E tg ?-=μθ

H i 为第i 分层土的厚度；

e 1i 为对应于第i 分层土上、下层面自重应力值的平均值p 1i 从土的压缩曲线上得到的孔隙比；

e 2i 为对应于第i 分层土自重应力平均值p 1i 与上下层面附加应力值的平均值D p i 之和p 2i 从土的压缩曲线上得到的孔隙比。

(6) 叠加计算基础的平均沉降量：

式中n 为沉降计算深度范围内的分层数。

? （三）简单讨论

? (1)分层总和法假设地基土在侧向不能变形，而只在竖向发生压缩，这种假设在当压缩土层厚度同基底荷载分布面积相比很薄时才比较接近。

? 如当不可压缩岩层上压缩土层厚度H 不大于基底宽度之半(即b/2)时，由于基底摩阻

力及岩层层面阻力对可压缩土层的限制作用，土层压缩只出现很少的侧向变形。

? (2)假定地基土侧向不能变形引起的计算结果偏小，取基底中心点下的地基中的附加

应力来计算基础的平均沉降导致计算结果偏大，因此在一定程度上得到了相互弥补。 ? (3)当需考虑相邻荷载对基础沉降影响时，通过将相邻荷载在基底中心下各分层深度

处引起的附加应力叠加到基础本身引起的附加应力中去来进行计算。

? (4)当基坑开挖面积较大、较深以及暴露时间较长时，由于地基土有足够的回弹量，

因此基础荷载施加之后，不仅附加压力要产生沉降，基底地基土的总应力达到原自重应力状态的初始阶段也会发生再压缩量沉降。

? 有效应力原理：

? (1)饱和土体内任一平面上受到的总应力等于有效应力加孔隙水压力;

? (2)土的强度的变化和变形只取决于有效应力的变化。

i i i i i i i i i i H e e e H e e H s 121111+-=+?==?εi i i i i H e p p a 1121)(+-=2

c )1(c 1i i i p σσ+=-2)1(zi i z i p σσ+=?-i i i p p p ?+=12∑=?=n i i

s s 1

太沙基的一维渗流固结理论

?（一）基本假设

?（1）土是均质的、完全饱和的；

?（2）土粒和水是不可压缩的；

?（3）土层的压缩和土中水的渗流只沿竖向发生，是一维的；

?（4）土中水的渗流服从达西定律，且渗透系数h保持不变；

?（5）孔隙比的变化与有效应力的变化成正比，即一de/dσ' =α，且压缩系数α保持不变；

?（6）外荷载是一次瞬时施加的。

地基固结度：深度z处某点在t时刻竖向有效应力与起始超孔隙水压力u0的比值，称为该点在t时刻的固结度。

地基平均固结度：土层在固结过程中，t时刻土层各点土骨架承担的有效应力图面积与起始超孔隙水压力(或附加应力)图面积之比，称为t时刻土层的平均固结度，用U t表示

固结沉降是在荷载作用下，孔隙水被逐渐挤出，孔隙体积逐渐减小，从而土体压密产生体积变形而引起的沉降，是粘性土地基沉降最主要的组成部分。

次固结沉降是指超静孔隙水压力消散为零，在有效应力基本上不变的情况下，随时间继续发生的沉降量，一般认为这是在恒定应力状态下，土中的结合水以粘滞流动的形态缓慢移动，造成水膜厚度相应地发生变化，使土骨架产生徐变的结果。

第五章土的抗剪强度

学习大纲：

1. 掌握抗剪强度公式，熟悉抗剪强度的影响因素

2．掌握摩尔-库仑抗剪强度理论和极限平衡理论

3．掌握抗剪强度指标的测定方法

4．掌握不同固结和排水条件下土的抗剪强度指标的意义及应用

5．了解应力路径的概念

第一节概述

土的抗剪强度：是指土体对于外荷载所产生的剪应力的极限抵抗能力

工程实践和室内试验都证实了土是由于受剪而产生破坏，剪切破坏是土体强度破坏的重要特点，因此，土的强度问题实质上就是土的抗剪强度问题

地基破坏：强度破坏，变形破坏

第二节土的强度理论与强度指标

一、抗剪强度的库仑定律

库仑定律：在一般应力水平下，土的抗剪强度与滑动面上的法向应力之间呈直线关系

Τf=σtanθ（砂性土）Τf=σtanθ+ψ

二、土的抗剪强度的构成

砂土的抗剪强度是由内摩阻力构成；而粘性土的抗剪强度则由内摩阻力和粘聚力两个部分所构成。内摩阻力：包括土粒之间的表面摩擦力和由于土粒之间的连锁作用而产生的咬合力

粘聚力：包括原始粘聚力、固化粘聚力和毛细粘聚力

三土的强度理论——极限平衡理论

1、摩尔-库仑强度理论

1910年摩尔(Mohr)提出了材料破坏的第三强度理论即最大剪应力理论，并指出在破坏面上的切应力τ f 是为该面上法向应力σ的函数，即这个函数在τ f -σ座标中是一条曲线，称为摩尔包线。即：τf＝f（σ）

大学土力学试卷及答案

土力学试卷及答案 一．名词解释(每小题2分，共16分) 1.塑性指数 液限和塑限之差的百分数值（去掉百分号）称为塑性指数，用表示，取整数，即： —液限，从流动状态转变为可塑状态的界限含水率。 —塑限，从可塑状态转变为半固体状态的界限含水率。 2.临界水力坡降 土体抵抗渗透破坏的能力，称为抗渗强度。通常以濒临渗透破坏时的水力梯度表示，称为临界水力梯度。 3.不均匀系数 不均匀系数的表达式： 式中：和为粒径分布曲线上小于某粒径的土粒含量分别为60%和10%时所对应的粒径。 4. 渗透系数：当水力梯度i等于1时的渗透速度（cm/s或m/s）。 5. 砂土液化：液化被定义为任何物质转化为液体的行为或过程。对于饱和疏松的粉细砂， 当受到突发的动力荷载时，一方面由于动剪应力的作用有使体积缩小的趋势，另一方面由于时间短来不及向外排水，因此产生很大的孔隙水压力，当孔隙水压力等于总应力时，其有效应力为零。根据太沙基有效应力原理，只有土体骨架才能承受剪应力，当土体的有效应力为零时，土的抗剪强度也为零，土体将丧失承载力，砂土就象液体一样发生流动，即砂土液化。 6. 被动土压力 当挡土墙向着填土挤压移动，墙后填土达到极限平衡状态时，作用在墙上的土压力称为被动土压力。 7.残余强度 紧砂或超固结土的应力—应变曲线为应变软化型，应力应变曲线有一个明显的峰值，过此峰值以后剪应力便随着剪应变的增加而降低，最后趋于某一恒定值，这一恒定的强度通常 称为残余强度或最终强度，以表示。 8.临塑荷载 将地基土开始出现剪切破坏（即弹性变形阶段转变为弹塑性变形阶段）时，地基所承受的基底压力称为临塑荷载。 四、问答题（每小题5分，共25分） 1．粘性土的塑性指数与液性指数是怎样确定的？举例说明其用途？ 塑性指数的确定：，用液塑限联合测定仪测出液限w L、塑限w p后按以上公式计算。 液性指数的确定：，w为土的天然含水率，其余符号同前。 塑性指数越高，土的粘粒含量越高，所以塑性指数常用作粘性土的分类指标。根据该粘性土在塑性图中的位置确定该土的名称。 液性指数表征了土的天然含水率与界限含水率之间的相对关系，可用来判别粘性土所处的状 态。当，土处于坚硬状态；当，土处于可塑状态；当，土处于流动状态。 2．流土与管涌有什么不同？它们是怎样发生的？

土力学试卷(A卷及其答案)

《土力学》试卷（A卷） 学号姓名成绩 一、填空题：（每空2分，共20分） 1．确定各粒组相对含量的方法称为颗粒分析试验，分为法和比重计法。 2、当砾类土或砂类土同时满足Cu≥5，Cc = 两个条件时，视为良好级配。 3、渗透系数的测定方法：常水头试验（砂土），（粘土）。 4、土坡分为和人工土坡。 5、地基破坏的形式有整体破坏、冲剪切破坏。 6、土压力的类型有：静止土压力、、被动土压力。 7、土的物理性质指标中可描述土体中孔隙被水充满的程度。 8、土渗透变形的基本形式有管涌和。 9、土体的压缩系数被认为是由于土体中减小的结果。 10、根据粘性土地基在荷载作用下的变形特征，可将地基最终沉降量分成三部分：瞬时沉降，沉降和次固结沉降。 二、选择题（单选）：（每题2分，共20分） 1．下列哪个物理性质指标可直接通过土工试验测定（）。 A．孔隙比e B．孔隙率n C．饱和度S r D．土粒比重G s 2．在土工试验室中，通常用（）测定土的密度 A．联合测定法B．环刀法C．比重计法D．击实仪 3．土的强度是特指土的（） A．抗剪强度B．抗压强度C．抗拉强度 4．由建筑物荷载或其它外载在地基内产生的应力称为（） A．自重应力B．附加应力C．基底压力D．基底附加压力 5．地基中，地下水位的变化，会引起地基中的自重应力（） A．增大B．减小C．不变D．可能增大，也可能减小 6．下列说法正确的是（） A．土体的压缩是由于土体中孔隙体积减小 B．土体的压缩是由于土体中土颗粒体积减小 C．土体的压缩是由于土体中水和气体体积减小D．土体的压缩是由于动水压力的作用 7浅基础的判断标准为（） A．d≤b B．d＝b C．d＞b D．d≥b 8.土坡的稳定计算中其中瑞典圆弧法、瑞典条分法、毕肖普法计算其滑裂面的形状为( ) A．直线 B．折线 C．圆弧 9．粘性土的状态有：（） ①固态②半固态③可塑态④流态⑤气态 A．①②③④ B．①⑤②④ C．①③④D．①②③④⑤ 10.在土体应力计算中，当条形基础的长度和宽度之比L/b ∞时，地基中的应力状态属于平面问题，但是实际工程中不存在这样的条形基础，根据研究当L/b为（）是条形基础。 A．≤10 B．≥10 C．≤ 5 D．≥5 三、判断正误，用“√”或者“×”（每空1分，共10分） 1．粘土与砂土的分界粒径是1mm。（） 2..级配良好的土，较粗颗粒间的孔隙被较细的颗粒所填充，因而土的密实度较好。（） 3.．常水头试验适用于透水性较强的粗粒土。（） 4．在同一类土中，土的级配良好的土，易于压实，反之，则不易于压实。（）5．管涌常发生在砂砾土中。（） 6．从流动状态转变为可塑状态的界限含水率，称为液限。（） 7. 土压力的类型有：静止土压力、水压力、挡土墙压力。（） 8．土粒的比重在数值上等于土的密度。（） 9.孔隙率为空隙体积占颗粒体积的百分比。（） 10.压缩系数是表征土压缩性的重要指标之一。e—p曲线愈陡，压缩系数就愈大，则压缩性就愈高。（） 四、解答题（每题4分，共20分） 1.何谓土的级配？土的级配曲线是怎样绘制的？

同济大学土力学复习

同济大学物理学复习提纲 第一章土的物理性质及其工程分类 ?学习目标： ?掌握土的物理性质和土的物理性质指标计算方法，掌握土的工程分类方法。 ?学习基本要求： ?1．了解土的成因和组成 ?2．掌握土的物理性质指标 ?3．熟练掌握无粘性土和粘性土的物理性质 ?4．了解土的结构性和击实性 ?5．掌握土的工程分类原则，土的类别与其工程特性的关系 第一节土的三相组成 ?土是由固体颗粒、水和气体三部分组成的，通常称为土的三相组成。 ?随着三相物质的质量和体积的比例不同，土的性质也将不同。 ?土中颗粒的大小、成分及三相之间的相互作用和比例关系，反映出土的不同性质。 一、土的固相 ?土的固相物质包括无机矿物颗粒和有机质，是构成土的骨架最基本的物质，称为土粒。 ?对土粒应从其矿物成分、颗粒的大小和形状来描述。 （一）、土的矿物成分 土中的矿物成分可以分为原生矿物和次生矿物两大类。 （二）土的粒度成分 定量地描述土粒的大小及各种颗粒的相对含量的方法（间接的方法）： ?对于粒径大于0.075mm地土粒常用筛分析的方法； ?而对小于0.075mm的土粒则用沉降分析的方法。 粒度成分：不同粒径颗粒的相对含量。描述土的颗粒组成情况。 1、土的粒组划分（p6表格自己看着办） 粒组：大小相近的土粒合并为组，称为粒组。 2、粒度成分及其表示方法 ?土的粒度成分是指土中各种不同粒组的相对含量（以干土质量的百分比表示），它可用以描述土中不同粒径土粒的分布特征。 ?常用的粒度成分的表示方法有：表格法、累计曲线法和三角坐标法。 （1）表格法：是以列表形式直接表达各粒组的相对含量的方法。 （2）累计曲线法：是一种图示的方法，通常用半对数纸绘制，横坐标（按对数比例尺）表示某一粒径，纵坐标表示小于某一粒径的土粒的百分含量。 ?在累计曲线上，可确定两个描述土的级配的指标： 不均匀系数：；曲率系数：（描述累计曲线整体形状的指标）?d10，d30，d60分别相当于累计百分含量为10％，30％和60％的粒径； ?d10 称为有效粒径； ?d60称为限制粒径。 ?不均匀系数C u反映大小不同粒组的分布情况：

土力学试卷(B)及答案

技术学院考试试卷（B ） 一、填空题（每空1分，共20分） 1、土的结构类型为 、 和 。 2、对无粘性土的工程性质影响最大的是土的 ，工程上用指标 来衡量。 3、粘性土的塑性指标I p ，液性指标I L 。 4、附加应力自 起算，自重应力自 起算。 5、土的抗剪强度指标的常用测定方法有 、 、 和 。 6、荷载试验曲线上，从线性关系开始变成非线性关系时的界限荷载称为 。 7、随荷载增加，地基变形的三个阶段是 、 和 。 8、钢筋混凝土扩展基础指 和 。 二、选择题（每题2分，共30分） 1．天然状态砂土的密实度一般用（ ）来测定。 A 荷载试验 B 轻便触探试验 C 现场剪切板剪切试验 D 标准贯入试验 2．粘土软硬状态的划分依据是（ ）。 A 含水量 B 液限 C 液性指数 D 塑性指数 3．利用角点法及角点下的附加应力系数表仅可求得（ ）。 A 基础投影范围内地基中的附加应力 B 基础投影范围外地基中的附加应力 C 基础中任意点的附加应力 D 基础中心点下地基中的附加应力 4．土中控制体积和强度变化的应力是（ ）。 A 孔隙水压力 B 有效应力 C 自重应力 5．下列说法中，错误的是（ ）。 A 土在压力作用下体积缩小 B 土的压缩主要是土中孔隙体积的减小 C 土的压缩与土的透水性有关 D 饱和土的压缩主要是土中气体被挤出 6．在土的压缩性指标中，（ ）。 A 压缩系数α与压缩模量Es 成正比 B 压缩系数α与压缩模量Es 成反比 C 压缩系数越大，土的压缩性越低 D 压缩模量越小，土的压缩性越低 7．在基底平均压力和其他条件均相同的条件下，条形基础的沉降比矩形基础的沉降（ ）。 A 大 B 小 C 相同 D 无法比较 8．某房屋地基为厚粘土层，施工速度快，则在工程上地基土抗剪强度指标宜用 下列哪种试验确定？（ ） A 固结快剪 B 快剪 C 慢剪 9.下列说法中，错误的是（ ）， A 土的自重应力一般不会引起地基变形 B 地基中附加应力会引起地基变形 C 饱和土中的总应力等于有效应力和附加应力之和 D 孔隙水压力会使土体产生体积变形 10、土的γ、γsat 、γ’和γd 数值大小依次为（ ）， A γd <γ’<γ<γsat B γ’<γd <γ<γsat C γd <γ<γ’<γsat D γ’<γ<γd <γsat 11、当地下水位从地表处下降至基底平面处，对有效应力有何影响？（ ） A 有效应力不变 B 有效应力增加 C 有效应力减小 12、当地基为高压缩土时，分层综合法确定地基沉降计算深度的标准是（ ）。 A σZ ≤0.3σc B σZ ≤0.2σc C σZ ≤0.1σc D σZ ≤0.05σc 13、土越密实，其内摩擦角（ ）。 A 越小 B 越大 C 不变 14．在设计仅起挡土作用的中立式挡土墙时，土压力应按（ ）计算。 A 主动土压力 B 被动土压力 C 静止土压力 D 静止水压力 A 大 B 小 C 大或小 D 两者相同 15．对于桩端阻力极限值，下列说法正确的是（ ）。 A 随深度线性增加 B 随深度线性减小 C 随深度线性增加，达到一临界值后保持不变 三、 判断题（每题1分, 共10分：对√；错×） 1、（ ） 土的结构最主要的特征是成层性。 2、（ ）在填方工程施工中，常用土的干密度来评价填土的压实程度。 3、（ ）粉土的塑性指数I P 小于或等于10 、粒径大于0.075的颗粒含量不超过全重55%的土。 4．（ ）由于土中自重应力属于有效应力，因而与地下水位的升降无关。 5．（ ）达西定律中的渗透速度不是孔隙水的实际流速。 6. （ ）柱下独立基础埋深的大小对基底附加应力影响不大 7. （ ）土的压缩性指标只能通过室内压缩试验求得。 8. （ ）朗肯土压力理论的基本假设是：墙背直立、粗糙且墙后填土面水平。 9. （ ） 地基承载力特征值在数值上与地基极限承载力相差不大。 10. （ ）端承摩擦是以端承力为主，摩擦力为辅。 四、简答题（每空5分，共20分） 1、何为土的颗粒级配，粒径级配曲线的横纵坐标各表示什么？ 2、什么是主动土压力、被动土压力、和静止土压力？三者大小关系为？ 3、何谓地基承载力？地基土的破坏模式有哪几种？地基基础设计的条件？ 4、什么是高承台桩？什么是低承台桩？其适用的范围是什么? 五、计算题（1题8分，2题12分共20分）

土力学与地基基础习题集与答案第2章

第2章土的物理性质及分类（答案在最底端） 一、简答题 1.什么是土的物理性质指标？哪些是直接测定的指标？哪些是计算指标？ 1.【答】 （1）土的各组成部分的质量和体积之间的比例关系，用土的三相比例指标表示，称为土的物理性质指标，可用于评价土的物理、力学性质。 （2）直接测定的指标：土的密度、含水量、相对密度d s；计算指标是：孔隙比e、孔隙率n、干密度d、饱和密度sat、有效密度’、饱和度S r 2.甲土的含水量大于乙土，试问甲土的饱和度是否大于乙土？ 3.什么是塑限、液限和缩限？什么是液性指数、塑性指数？ 4.塑性指数对地基土性质有何影响？ 5.什么是土的冻胀性？产生机理是什么？ 6.说明细粒土分类塑性图的优点。 7.按规范如何对建筑地基岩土进行分类？ 7. 【答】 作为建筑地基的岩土，可分为岩石、碎石土、砂土、粉土、粘性土和人工填土。 8.甲乙两土的天然重度和含水量相同，相对密度不同，饱和度哪个大？ 9.简述用孔隙比e、相对密实度D r判别砂土密实度的优缺点。 10.简述野外判别碎石土密实度方法？ 11.什么是土的灵敏度和触变性？试述在工程中的应用。 12.说明下图2-1中各图的横纵坐标，同时标出单位。 （a）级配曲线（b）击实曲线（c）塑性图

图2-1 13.影响土压实性的主要因素什么？ 14.什么是最优含水量和最大干密度？ 15.为什么含水量<最优含水量op时，干密度d随增加而增大，>op时，d随增加而减小？ 16. 在填方压实工程中，土体是否能压实到完全饱和状态？为什么？（华南理工大学2006年攻读硕士学位研究生入学考试） 17.影响土击实效果的因素有哪些？ 18. 为什么仅用天然含水量说明不了粘性土的物理状态，而用液性指数却能说明？（长安大学2007年硕士研究生入学考试） 二、填空题 1.粘性土中含水量不同，可分别处于、、、、四种不同的状态。其界限含水量依次是、、。 2.对砂土密实度的判别一般采用以下三种方法、、。 3.土的天然密度、土粒相对密度、含水量由室内试验直接测定，其测定方法分别是、、。 4. 粘性土的不同状态的分界含水量液限、塑限、缩限分别用、、测定。 5. 土的触变性是指。 6. 土的灵敏度越高，其结构性越强，受扰动后土的强度降低越。 7. 作为建筑地基的土，可分为岩石、碎石土砂土、、粘性土和人工填土。 8. 碎石土是指粒径大于mm的颗粒超过总重量50%的土。 9.土的饱和度为土中被水充满的孔隙与孔隙之比。 10. 液性指数是用来衡量粘性土的状态。 三、选择题 1．作为填土工程的土料，压实效果与不均匀系数C u的关系：( ) （A）C u大比C u小好 (B) C u小比C u大好 (C) C u与压实效果无关 2.有三个同一种类土样，它们的含水率都相同，但是饱和度S r不同，饱和度S r越大的土，其压缩性有何变化？( ) (A)压缩性越大 (B) 压缩性越小 (C) 压缩性不变

《土力学》期末试卷及答案

《土力学》期末试卷及答案 一、填空题(每空1分,共20分) 1、无粘性土的性质主要取决于颗粒的粒径、级配 2、用三轴试验测定土的抗剪强度指标，在其它条件都相同的情况下，测的抗剪强度指标值最大的是固结排水剪切、试验，最小的是不固结不排水剪切试验。 3、评价粗颗粒土粒径级配的指标有不均匀系数、曲率系数和。 4、τf表示土体抵抗剪切破坏的极限能力，当土体中某点的剪应力τ=τf时，土体处 于状态；τ>τf时，土体处于状态；τ<τf时，土体处于状态。 5、桩按受力分为和。 6、用朗肯土压力理论计算土压力时，挡土墙墙背因、，墙后填土表面因。 7、桩的接头方式有、和。 8、建筑物地基变形的特征有、、和倾斜四种类型。 二、选择题(每小题2分,共10分) 1、采用搓条法测定塑限时，土条出现裂纹并开始断裂时的直径应为（） (A)2mm (C) 4mm(D) 5mm 2、《地基规范》划分砂土的密实度指标是（） (A)孔隙比(B)相对密度(D) 野外鉴别 3、建筑物施工速度较快，地基土的透水条件不良，抗剪强度指标的测定方法宜选用（） B）固结不排水剪切试验（C）排水剪切试验（D）直接剪切试验 4、地基发生整体滑动破坏时，作用在基底的压力一定大于（）。 （A）临塑荷载（B）临界荷载（D）地基承载力 5、夯实深层地基土宜采用的方法是 ( ) （B）分层压实法（C）振动碾压法（D）重锤夯实法 三、简答题(每小题5分,共20分) 1、直剪试验存在哪些缺点？ 2、影响边坡稳定的因素有哪些？ 3、产生被动土压力的条件是什么？ 4、什么是单桩竖向承载力？确定单桩承载力的方法有哪几种？ 四、计算题(共50分) 1、某土样重180g，饱和度S r=90%，相对密度为2.7，烘干后重135g。若将该土样压密，使其干密度达到1.5g/cm3。试求此时土样的天然重度、含水量、孔隙比和饱和度。（10分） 1、解：由已知条件可得原土样的三相数值为： m=180g m s=135g m w=180－135=45g V s=135/2.7=50cm3 V w=45 cm3 V v=45/0.9=50cm3 V=50＋50=100 cm3 土样压密后的三相数值为：V=135/1.5=90cm3 V v=90－50=40 cm3 V w=40 cm3 m w=40g m=135＋40=175g γ=175/90×10=19.4 kN/m3 w=40/135×40%=30% e=40/50=0.8

同济大学土力学试卷1

同济大学本专科课程期终考试（考查）统一命题纸 A 卷 一、 选择题：（20分） 1. 评价粘性土塑性大小的指标常用______________。（ B ） A.塑限p w B.塑性指数p I C.液性指数L I D.液限L w 2. 土中的水中，__________能够传递静水压力。（ C ） A.强结合水 B.弱结合水 C.重力水 D.弱结合水和重力水 3. 在一个较厚的高塑性粘土天然地基上，当建筑物的施工速度较快时，分析地基强弱 和稳定性的c 、?指标应当采用___________。（ A ） A.不固结不排水试验 B.固结不排水试验 C.固结排水试验 4. 衡量砂土密实度是否良好，常用__________指标判定。（ C ） A.密度 B.超固结比 C.标准贯入击数 D.孔隙比 5. 砂类土的坡角β>?（内摩擦角）时，土坡将___________（ A ） A.失稳 B.稳定 C.处于极限平衡状态 D.不一定 6. 某2cm 厚软土试样，初始孔隙比e 0=1.0，做压缩试验后孔隙比变为e =0.8，即此时 土样的高度应为_____________（ C ） A. 1.2cm B. 1.6cm C. 1.8cm D. 1.0cm 7. 土的压缩系数越_____、压缩模量越______，土的压缩性就越大。（ A ） A.高，低 B.低，高 C.高，高 D.低，低 8. 在条件相同时，方形基础下地基附加应力的影响深度较等宽的条形基础下的影响深 度________。（ A ） A.小 B.大 C.相等 D.难以确定 9. 土中某点处于剪切破坏时，剪破面与大主应力作用面间的夹角是________。（ B ） A.90o +? B.45o + 2? C. ? D.45o -2 ? 10. 动水力的量纲是__________。（ D ） A.kN B.kN/m C.kN/m 2 D.kN/m 3 二、 简答题：（22分） 1. 产生流砂现象的力学、土层条件是什么？ 答：流砂现象是流土现象的一种，其发生的力学条件为水力梯度持续增大，单位渗透力f

同济大学土力学试卷2004-2005一学期B(含答案)

同济大学本专科课程期终考试（考查）统一命题纸 B 卷 2004—2005学年第一学期 课程名称：土力学 课号： 任课教师：楼晓明、梁发云、李镜培 周 健、姚笑青、钱建固 专业年级：土木工程02级 学号： 姓名： 考试（√）考查（ ） 考试（查）日期：2005年 元月12日 出考卷教师签名：楼晓明、梁发云 教学管理室主任签名：李镜培 一、选择题；（20分） （ C ）1、下面的几类土中________是由土的颗粒级配进行分类的。 A 、杂填土； B 、粉质粘土； C 、碎石土； D 、黄土。 （ C ）2、对粘性土进行分类的指标是： A 、塑限； B 、液限； C 、塑性指数； D 、液性指数。 （ B ）3、对同一种土，五个重度指标的大小顺序是： A 、γsat > γs > γ > γd > γ'； B 、γs > γsat > γ > γd > γ'； C 、γs > γsat > γd > γ > γ'； D 、γsat > γs > γd > γ > γ'。 （ B ）4、下列土层中， 最容易出现流砂现象。 A 、粗砂； B 、粉土； C 、粘土； D 、粉质粘土。 （ A ）5、下列饱和软粘土平均固结度的计算公式，哪个是错的： A 、积起始超孔隙水压力图面积 某时刻的有效应力图面- =1U ； B 、 积起始超孔隙水压力图面积某时刻的有效应力图面= U C 、 积起始超孔隙水压力图面面积某时刻超孔隙水压力图- =1U ；D 、积最终有效附加应力图面积某时刻的有效应力图面= U ； （ A ）6、室内侧限压缩试验测得的e -P 曲线愈陡，表明该土样的压缩性： A 、愈高； B 、愈低； C 、愈均匀； D 、愈不均匀。 （ B ）7、土体中被动土压力充分发挥所需位移量通常 主动土压力发挥所 需位移量。 A 、小于； B 、超过； C 、等于； D ．不一定 （ D ）8、有一10m 厚的饱和软土层，双面排水，2年后固结度为80％，若该土层是 单面排水，要达到同样固结度，则需要的时间为： A 、0.5年； B 、2年； C 、4年； D 、8年。 （ B ）9、土中某点土处于剪切破坏时，剪破面与大主应力作用面夹角为(?为内摩擦角)： A 、90 ＋φ； B 、 245φ ＋ ?； C 、245φ － ?； D 、φ。 （ A ）10、某饱和粘土土样，分别用不固结不排水、固结不排水、固结排水试验，得到 的内摩擦角指标为φu ,φcu ，φ'，三个的大小排序应为： A 、φu <φcu <φ'；

土力学期末试题及答案

一、单项选择题 1．用粒径级配曲线法表示土样的颗粒组成情况时，若曲线越陡，则表示土的 ( B ) A．颗粒级配越好 B．颗粒级配越差 C．颗粒大小越不均匀 D．不均匀系数越大 2．判别粘性土软硬状态的指标是 ( B ) A．塑性指数 B．液性指数 C．压缩系数 D．压缩指数 3．产生流砂的充分而必要的条件是动水力 ( D ) A．方向向下 B．等于或大于土的有效重度 C．方向向上 D．方向向上且等于或大于土的有效重度 4．在均质土层中，土的竖向自重应力沿深度的分布规律是 ( D ) A．均匀的 B．曲线的 C．折线的 D．直线的 5．在荷载作用下，土体抗剪强度变化的原因是 ( C ) 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 6．采用条形荷载导出的地基界限荷载P1/4用于矩形底面基础设计时，其结果 ( A ) A．偏于安全 B．偏于危险 C．安全度不变 D．安全与否无法确定 7．无粘性土坡在稳定状态下（不含临界稳定）坡角β与土的内摩擦角φ之间的关系是( A ) A．β<φB．β=φ

C．β>φ D．β≤φ 8．下列不属于工程地质勘察报告常用图表的是 ( C ) A．钻孔柱状图 B．工程地质剖面图 C．地下水等水位线图 D．土工试验成果总表 9．对于轴心受压或荷载偏心距e较小的基础，可以根据土的抗剪强度指标标准值φk、Ck 按公式确定地基承载力的特征值。偏心距的大小规定为（注：Z 为偏心方向的基础边长） ( ) A．e≤ι/30 B．e≤ι/10 C．e≤b/4 D．e≤b/2 10.对于含水量较高的粘性土，堆载预压法处理地基的主要作用之一是 ( C ) A．减小液化的可能性 B．减小冻胀 C．提高地基承载力 D．消除湿陷性 第二部分非选择题 11.建筑物在地面以下并将上部荷载传递至地基的结构称为____。 12.土的颗粒级配曲线愈陡，其不均匀系数C u值愈____。 13.人工填土包括素填土、冲填土、压实填土和____。 14.地下水按埋藏条件可分为上层滞水、________和承压水三种类型。 15.在计算地基附加应力时，一般假定地基为均质的、应力与应变成________关系的半空间。 16.前期固结压力大于现有土自重应力的土称为________土。 17.土的抗剪强度指标在室内通过直接剪切试验、三轴压缩试验和________验测定。 18.无粘性土土坡的稳定性大小除了与土的性质有关外，还与____有关。 19.墙后填土为粘性土的挡土墙，若离填土面某一深度范围内主动土压力强度为零，则该深

土力学期末试卷及标准答案

01级土力学期末试卷及标准答案，2003.12 1. 频率曲线: 粒组频率曲线：以个颗粒组的平均粒径为横坐标对数比例尺，以各颗粒组的土颗粒含量为纵坐标绘得。 2. 塑性指数：液限和塑限之差的百分数（去掉百分数）称为塑限指数，用Ip表示，取整数，即：Ip=wL－Wp。塑性指数是表示处在可塑状态的土的含水率变化的幅度。 3. 流土:流土是指在渗流作用下局部土体表面隆起，或土粒同时启动而流失的现象。 4. 超固结比：把土在历史上曾经受到的最大有效应力称为前期固结应力，以pc表示；而把前期固结应力与现有应力po＇之比称为超固结比OCR，对天然土，OCR>1时，该土是超固结土，当OCR＝1时，则为正常固结土。 5. 容许承载力：地基所能承受的最大的基底压力称为极限承载力，记为fu．将F除以安全系数fs后得到的值称在地基容许承载力值fa,即fa＝fu／fs 6. 砂土液化：是指砂性土在循环荷载作用或者在动力荷载作用下，孔隙水应力增加有效应力为零，从而导致其抗剪强度丧失的过程。 二、简答题(共36 分) 1. 其它条件相同情况下，超固结粘土的沉降一定小于正常固结粘土的沉降吗？为什么？(10分) 是的(2分)。因为和正常固结粘土相比，超固结粘土孔隙比比正常固结土小，如果现有有效应力相同，则在某荷载增量作用下，超固结土是沿再压缩曲线压缩，而正常固结土沿压缩曲线压缩。由于同一土质，再压缩曲线肯定比压缩曲线缓，即再压缩指数比压缩指数小，因此，超固结粘土沉降比正常固结土小。(8分) 2. 什么是有效应力原理？图中，地基土湿重度、饱和重度和浮重度分别为、和，水重度，M点的测压管水柱高如图所示。写出M点总应力、孔隙水应力、有效应力、自重应力的计算式。(8分) 答：由外荷在研究平面上引起的法向总应力为б，那么它必由该面上的孔隙力u和颗粒间的接触面共同分担，即该面上的总法向力等于孔隙力和颗粒间所承担的力之和，即б=б＇＋u。（2分） M点总应力：（1分） M点孔隙水应力：（1分） M点有效应力：（2分） M点自重应力：（2分） 3. 土坡发生滑动的滑动面有哪几种形式？分别发生在何种情况？没有渗流的情况下的粘性土坡的稳定安全系数可以有哪几种方法计算？（10分） 土坡发生滑动的滑动面有：圆弧、平面、复合滑动面(3分)。圆弧滑动通常发生在较均质的粘性土坡中；平面滑动通常发生在无粘性土坡中；复合滑动面发生在土坡土质很不均匀的土坡中。(4分) 没有渗流的情况下，粘性土坡的稳定安全系数计算方法有：φ＝0分析法、瑞典条分法、简化毕肖普法。(3分) 4. 地基破坏的型式有哪几种？未修正的太沙基极限承载力公式适用于哪种破坏型式的地基？利用太沙基极限承载力公式具体说明地下水位的位置对承载力是如何的影响？（8分） 答：有整体剪切破坏，局部剪切破坏和冲剪破坏．（3分）；未修正的太沙基极限承载力公式适用于整体剪切破坏的条形基础的地基。(2分) 太沙基极限承载力公式。地下水位埋深较大时，式中第1、2项中的γ均不受影响；若地下水位在基底处，则第1项中的γ应用浮容重，承载力降低；若地下水位上升到地面处或以上时，则第1、2项中的γ均应用浮容重，承载力进一步降低；(3分)

土力学土压力计算考试卷模拟考试题.docx

《土压力计算》 考试时间：120分钟 考试总分：100分 遵守考场纪律，维护知识尊严，杜绝违纪行为，确保考试结果公正。 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？（ ） 2、挡土墙的位移及变形对土压力有何影响？（ ） 3、分别指出下列变化对主动土压力和被动土压力各有什么影响？（1）内摩擦 角φ变大；（2）外摩擦角δ变小；（3）填土面倾角β增大；（4）墙背倾斜 （俯斜）角α减小。（ ） 4、为什么挡土墙墙后要做好排水设施？地下水对挡土墙的稳定性有何影响？ （ ） 姓名：________________ 班级：________________ 学号：________________ --------------------密----------------------------------封 ----------------------------------------------线-------------------------

5、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？（） 6、试阐述主动、静止、被动土压力的定义和产生的条件，并比较三者的数值大小。【湖北工业大学2005年招收硕士学位研究生试题、长安大学2005、2006年硕士研究生入学考试试题（A卷）】（） 7、库仑土压力理论的基本假定是什么？【长安大学2005、2006、2007年硕 士研究生入学考试试题（A卷）】（） 8、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。（） 9、何为重力式挡土墙？（） 10、在哪些实际工程中，会出现主动、静止或被动土压力的计算？试举例说明。【华南理工大学2006年攻读硕士学位研究生入学考试试卷】（）

同济大学土力学考试——例题与解答

一、下表所列试验数据为三个土样按不同试验方式进行试验的总应力数值，分别绘出各 试样的总应力和有效应力路经（孔压系数B 均取1.0）。 （1） 土样1试验按不固结不排水加荷； （2） 土样2试验按固结不排水加荷； （3） 土样3在1003=σkPa 作用下未完全固结，测得孔隙水压力为20kPa ，然 后进行不排水加荷。 解：

2. 计算土样各状态的p、q值 3.绘制应力路径

二、土层剖面如图所示，从地面以下4.3m 处（点2）取样作室内试验得如下结果： p c =110 kPa ，e 0=1.100，c c =0.410，c e =0.094，地面超载q=50 kPa 在黏土层中产生的附加应力分布为：在顶面点1处为40 kPa ，在底面点3处为10 kPa ，试问： （1） 黏土层是否为超固结土？ （2） 计算黏土层的压缩量。 解： 1. 超固结土判断 点2处自重应力：kPa 8.355.2)8.95.17(8.1)8.90.19(0=×?+×?=p 由于p c =110 kPa>kPa 8.350=p ，故黏土层为超固结土。 2. 黏土层压缩量计算 点2处附加应力取点1、点3平均值：kPa 252 10402=+=z σ kPa 252==Δz p σ kPa 2.748.351100c =?=?p p 0c p p p ?<Δ 因此 0216.08 .35258.35log 094.0log 00e =+×=Δ+=Δp p p c e 黏土层压缩量为： mm 5.51500010 .110216.010c =×+=+Δ=H e e s

土力学试卷(B)及答案

技术学院考试试卷（B ） 学期：12秋季 班级：建筑 科目：《土力学与地基基础》 闭卷 题 号 一 二 三 四 五 总分 得 分 一、填空题（每空1分，共20分） 1、土的结构类型为 、 和 。 2、对无粘性土的工程性质影响最大的是土的 ，工程上用指标 来衡量。 3、粘性土的塑性指标I p ，液性指标I L 。 4、附加应力自 起算，自重应力自 起算。 5、土的抗剪强度指标的常用测定方法有 、 、 和 。 6、荷载试验曲线上，从线性关系开始变成非线性关系时的界限荷载称为 。 7、随荷载增加，地基变形的三个阶段是 、 和 。 8、钢筋混凝土扩展基础指 和 。 二、选择题（每题2分，共30分） 1．天然状态砂土的密实度一般用（ ）来测定。 A 荷载试验 B 轻便触探试验 C 现场剪切板剪切试验 D 标准贯入试验 2．粘土软硬状态的划分依据是（ ）。 A 含水量 B 液限 C 液性指数 D 塑性指数 3．利用角点法及角点下的附加应力系数表仅可求得（ ）。 A 基础投影范围内地基中的附加应力 B 基础投影范围外地基中的附加应力 C 基础中任意点的附加应力 D 基础中心点下地基中的附加应力 4．土中控制体积和强度变化的应力是（ ）。 A 孔隙水压力 B 有效应力 C 自重应力 5．下列说法中，错误的是（ ）。 A 土在压力作用下体积缩小 B 土的压缩主要是土中孔隙体积的减 小 C 土的压缩与土的透水性有关 D 饱和土的压缩主要是土中气体被挤出 6．在土的压缩性指标中，（ ）。 A 压缩系数与压缩模量Es 成正比 B 压缩系数与压缩模量Es 成反比C 压缩系数越大，土的压缩性越低 D 压缩模量越小，土的压缩性 越低 7．在基底平均压力和其他条件均相同的条件下，条形基础的沉降比矩形基础的沉降（ ）。 A 大 B 小 C 相同 D 无法比较 8．某房屋地基为厚粘土层，施工速度快，则在工程上地基土抗剪强度指标宜用下列哪种试验确定（ ） A 固结快剪 B 快剪 C 慢剪 9.下列说法中，错误的是（ ）， A 土的自重应力一般不会引起地基变形 B 地基中附加应力会引起地基变形 C 饱和土中的总应力等于有效应力和附加应力之和 D 孔隙水压力会使土体产生体积变形 10、土的、sat 、 ’和d 数值大小依次为（ ）， A d < ’<

《土力学》第八章习题集及详细解答

《土力学》第八章习题集及详细解答 -第8章土压力 一、填空题 1. 挡土墙后的填土因自重或外荷载作用对墙背产生的侧向压力 称。【同济大学土力学99年试题】 2. 朗肯土压力理论的假定 是、。 3. 人们常说朗肯土压力条件是库仑土压力条件的一个特殊情况，这是因为此 时、 、三者全为零。 4. 库伦土压力理论的基本假定 为、、 。 5. 当墙后填土达到主动朗肯状态时，填土破裂面与水平面的夹角 为。 6. 静止土压力属于平衡状态，而主动土压力及被动土压力 属于平衡状态，它们三者大小顺序 为。 7. 地下室外墙所受到的土压力，通常可视为土压力，拱形桥桥台所受到的一般为土压力，而堤岸挡土墙所受的 是土压力。 8. 朗肯土压力理论的基本出发点是根据半无限土体中各点应力处 于状态，由平衡条件求解土压力。 9. 挡土墙达到主动土压力时所需的位移挡土墙达到被动土压力时所需的 位移。 10. 在相同条件下，产生主动土压力所需的墙身位移量Δa与产生被动土压力所需的墙身位 移量Δp的大小关系是________________。【三峡大学2006年研究生入学考试试题】 二、选择题 1．在影响挡土墙土压力的诸多因素中，( )是最主要的因素。 (A)挡土墙的高度(B)挡土墙的刚度

(C)挡土墙的位移方向及大小(D)挡土墙填土类型 2. 用朗肯土压力理论计算挡土墙土压力时，适用条件之一是 ( )。 (A)墙后填土干燥(B)墙背粗糙(C)墙背直立 (D)墙背倾斜 3. 当挡土墙后的填土处于被动极限平衡状态时，挡土墙( )。 (A)在外荷载作用下推挤墙背土体(B)被土压力推动而偏离墙背土体 (C)被土体限制而处于原来的位置(D)受外力限制而处于原来的位置 4. 当挡土墙后的填土处于主动极限平衡状态时，挡土墙( )。 (A)在外荷载作用下推挤墙背土体 (B)被土压力推动而偏离墙背土体 (C)被土体限制而处于原来的位置(D)受外力限制而处于原来的位置 5. 设计仅起挡土作用的重力式挡土墙时，土压力一般按( )计算。 (A)主动土压力(B)被动土压力 (C)静止土压力 (D)静水压力 6．设计地下室外墙时，土压力一般按( )计算。 (A)主动土压力(B)被动土压力 (C)静止土压力 (D)静水压力 7. 采用库伦土压力理论计算挡土墙土压力时，基本假设之一是（）。 (A)墙后填土干燥(B)填土为无粘性土(C)墙背直立 (D)墙背光滑 8. 下列指标或系数中，哪一个与库伦主动土压力系数无关？（）。 (A)(B)(C)(D) 9．当挡土墙向离开土体方向偏移至土体达到极限平衡状态时，作用在墙上的土压力称为 （）。 (A)主动土压力 (B)被动土压力 (C)静止土压力 10. 当挡土墙向土体方向偏移至土体达到极限平衡状态时，作用在墙上的土压力称为 （）。 (A)主动土压力(B)被动土压力 (C)静止土压力 11. 当挡土墙静止不动，土体处于弹性平衡状态时，土对墙的压力称为（）。 (A)主动土压力 (B)被动土压力(C)静止土压力 12．在相同条件下，三种土压力之间的大小关系是（）。

土力学试卷及答案

土力学试卷及参考答案 一、填空题（每空1分，共10分） 1． 在工程中常用______标注贯入实验_____试验来判别天然砂层的密实度。 2． 在土层中，通过土粒传递的粒间应力称为___有效应力_________。 3． 土在侧限条件下的压缩性可以用____孔隙比______和__有效应力_______的关系曲线来表示。 4． 地基的总沉降为______瞬时____沉降、固结沉降和___次固结_______沉降三者之和。 5． 地基沉降计算深度下限，一般可取地基附加应力等于自重应力的 0.2 σc 。 6． 土中的液态水可分为自由水和_____结合水_____两大类。 7． 砂土和粘性土的工程分类分别按 颗粒粒径大小 和 塑性指数 进行。 二、选择题（每小题1分，共10分） 1．建筑物基础作用于地基表面的压力，称为（ A ） A 、基底压力 B 、基底附加压力 C 、基底净压力 D 、附加压力 2．在土的三相比例指标中，直接通过试验测定的是（ B ） A 、s G ，w ，e B 、s G ，w ，ρ C 、s G ，ρ ，e D 、γ，w ，e 3．地下水位长时间下降，会使（ A ） A 、地基中原水位以下的自重应力增加 B 、地基中原水位以上的自重应力增加 C 、地基土的抗剪强度减小 D 、土中孔隙水压力增大 4．室压缩试验的排水条件为（ B ） A 、单面排水 B 、双面排水 C 、不排水 D 、先固结，后不排水 5．设条形基础的宽度B ，沉降量S ，若基底单位面积平均附加压力相同，则（A ） A 、B 大S 大 B 、B 大S 小 C 、B 对S 无影响 D 、无法确定 6．土中一点发生剪切破坏时，破裂面与小主应力作用方向的夹角为（ ） A 、2 45φ + B 、2 45φ - C 、 45 D 、φ+ 45 7．在外荷载作用下地基中局部剪切破坏时，基础底面单位面积上所承受的荷载 为（ ） A 、临塑荷载 B 、临界荷载

D 2014同济大学 土质学与土力学试卷及答案-同济版

一、名词解释：（15分） 1、塑性指数（3分） 答：土处在塑性状态时含水量的变化范围可用来衡量土的可塑性大小，含水量变化范围愈大，说明土得可塑性愈好，这个范围称为土的塑性指数。 2、地基容许承载力（3分） 答：考虑一定安全储备后的地基承载力成为地基容许承载力。 3、被动土压力（3分） 答：若挡土结构在外力作用下，向填土方向移动，这时作用在墙上的土压力将由静止土压力逐渐增大，一直到土体极限平衡，并出现连续滑动面，墙后土体向上挤出隆起，这时土压力增至最大值，称之为被动土压力。 4、液性指数 答：表示天然含水量与界限含水量相对关系的指标。 二、填空（31分） 1、土是由固相、液相、气相三相物质组成。（3分） 2、常用的粒度成分的表示方法有表格法、累计曲线法、三角坐标法。（3分） 3、根据受颗粒表面静电引力作用的强弱，固体颗粒周围的水可以划分为三种类型强结合水、弱结合水和自由水。（3分） 4、根据毛系水带的形成条件和分布状况，可以分为三种，即正常毛细水带、毛细网状水带、毛细悬挂水带。（3分） 5、通过测定的前期固结压力和土层自重应力状态的比较，将天然土层划分为正常固结土、超固结土、欠固结土。（3分） 6、粘性土的抗剪强度由内摩阻力和粘聚力，其中内摩阻力包括表面摩擦力、土粒之间的咬合力，粘聚力包括原始粘聚力、固化粘聚力、毛细粘聚力。（5分） 7、根据土样剪切前固结的排水条件和剪切时的排水条件，三轴试验可分为不固结不排水剪、固结不排水剪、固结排水剪三种试验方法。（3分） 8、引起土体压缩的应力是附加应力，它随深度增加逐渐减小。（2分） 9、地基的破坏模式包括：整体剪切破坏、局部剪切破坏、刺入式剪切破坏。（3分） 10、压缩试验数据整理时，根据曲线可得到压缩系数、压缩模量两个指标，根据 曲线可得到压缩指数。（3）

非饱和土力学(同济大学)

非饱和土力学 同济大学地下建筑与工程系 2006年10月

第一章绪论 非饱和土分布十分广泛，与工程实践紧密联系的地表土几乎都是非饱和土。干旱与半干旱地区，由于蒸发量大于降水量，地下水位较深，这些地区的表层土是严格意义上的非饱和土；土坝、铁路和公路路基填土，机场跑道的压实填土都是处于非饱和状态，亦即非饱和土；即使是港口平台、管道等离岸工程中所遇到的土，往往是含生物气的海相沉积土，其孔隙中含有以大气泡（气泡直径远大于土粒直径）形式存在于孔隙中的生物气；另外，在地下水面附近的高饱和土体，其孔隙水中溶解了部分以小气泡（气泡直径与土粒粒径相当）形式存在于孔隙中的气体，土体卸载以后（取样或开挖等），溶解于孔隙水中的气体逸出，以气泡形式存在于孔隙水中，这两种含气泡的土也应属于非饱和土。可见，非饱和土才是工程实践中经常遇到的土，饱和土是非饱和土的特例，真正意义上的饱和土在工程实践中很少见到。 土力学发展至今，已形成了一套完善、独立的理论体系。然而，迄今为止的土力学主要是把其研究对象——土，视为两相体，即认为土是由土粒和孔隙水组成。严格的讲，迄今为止的土力学只能称之为饱和土力学。然而，实际工程中遇到的土多是以三相状态(土粒、孔隙水、孔隙气)存在。经典的饱和土力学原理与概念并不完全符台其实际性状。有人甚至认为在土中水一气的结合面上还存在第4相一水气结合膜。土中气相的存在，使得土体性质复杂、性状多变。将土作为饱和土对大多数工程来讲是一种合理的简化，但是，随着研究的逐渐深入，人们已经注意到，对于某些特殊区域或特殊性质的土，这种简化将造成研究理论的失误。如在膨胀土地基基础的设计中。如果单纯按照膨胀土的现有强度进行设计，则有可能将强度参数估计过高，不安全；如果按其最低强度进行设计，又将造成浪费。因此，合理地提出膨胀土在不同状态下的强度参数是工程的客观需要。此外，膨胀土等非饱和土的变形性能也随饱和度而变化。这些问题都是饱和土力学难以解决的。由此观之，按多相(非饱和)状态下研究土体的工程力学性质是土力学发展的趋势。 一、非饱和土的四相性 一般说来，根据饱和度和饱和介质，土可分为四类： ①两相饱和土：包括土颗粒和充满所有孔隙的水； ②三相饱和土：包括土颗粒、水和以封闭气泡形式存在的空气； ③三相非饱和土：包括土颗粒、水和连通的空气； ④四相非饱和土：包括土颗粒、水、空气和结合水膜。 非饱和土力学研究的主要对象为非饱和土，就是由土粒（固相）、孔隙水（液相）、孔隙气（气相）和液-气交界面构成的四相体系（Fredlund, 1993）。我们常说的非饱和土就是四相非饱和土，其中的结合水膜将是影响这类土体性态的关键因素。非饱和土的气-液相交界面的性质既不同于水，也不同于气体，是一个独立的相，该相在表面化学里被称为收缩膜，是非饱和土中的第四相。非饱和土的孔隙水和孔隙气的形态与非饱和土的含水量（饱和度）密切相关，因此可以根据非饱和土的孔隙气和孔隙水的形态将非饱和土分为不同的类型。俞基培和陈愈炯用高柱法试验、渗透试验和击实试验研究了非饱和击实粘土的孔隙气和孔隙水的形态，将非饱和土分为三类：水封闭型、双开敞型和气闭型。Barden（1965）将非饱和土分为五种类型，各类土之间的饱和界限分别为：①S<50%；②50%≤S<90%；③S=90%，w=w opt （w opt为最优含水量）；④90%95%。包承纲（1979，1998）将非饱和土分为