土力学复习资料整理

填空：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，简称“三相体系”。常见的粘土矿物有：蒙脱石、伊利石和高岭石。由曲线的形态可评定土颗粒大小的均匀程度。如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。颗粒分析试验方法：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，可用沉降分析法（水分法）。土的颗粒级配评价：根据颗粒级配曲线的坡度可以大致判断土的均匀程度或级配是否良好。粒径级配曲线：颗粒级配曲线的越陡，说明颗料粒径比较一致，级配不良。相反，颗粒级配曲线的越缓，说明颗粒不均匀，级配良好。土中水按存在形式分为：液态水、固态水和气态水。土中液态水分为结合水和自由水两大类；结合水可细分为强结合水和弱结合水两种。含水量试验方法：土的含水量一般采用“烘干法”测定；在温度100105下烘至恒重。塑性指数Ip越大，表明土的颗粒愈细，比表面积愈大，土的粘粒或亲水矿物含量愈高，土处在可塑状态的含水量变化范围就愈大。塑性指数定名土类按塑性指数：Ip17为粘土；10Ip17为粉质粘土。液性指数：IL=（-p）/（L-p）=（-p）/ Ip。当土的天然含水量p时，IL0,土体处于坚硬状态；当L时，IL0,土体处于流动状态；当在p和L之间时，IL=01,土体处于可塑状态。粘性土根据液性指数可划分为坚硬、硬塑、可塑、软塑及流塑五种软硬状态。土的结构和构造有三种基本类型：单粒结构、蜂窝结构及絮凝结构。影响土的击实（压实）特性的因素：含水量影响、击实功（能）的影响、土类及级配的影响。人工填土按组成物质分类：素填土、杂填土和冲填土三类。有效应力原理，即有效应力等于上层总压力减去等效孔隙压力；其中，等效孔隙压力等于孔隙压力与等效孔隙压力系数之积，等效系数介于0和1之间。饱和的有效应力原理：（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之和；（2）土的强度的变化和变形只取决于土中有效应力的变化。压缩系数a1-2给土分类：1）；a1-20.1 MPa-1 为低压缩性土；2）0.1 MPa-1a1-2Po)。】剪胀性：由于在常规三轴压缩试验中，平均主应力增量在加载过程中总是正的，不可能是体积的弹性回弹，因而这种体应变只能是由剪应力引起的，被称为剪胀性。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。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。静止土压力：当挡土墙静止不动，墙后土体处于弹性平衡状态时，作用在墙背上的土压力为静止土压力，一般用Eo表示。地基承载力：是指地基承受荷载的能力。地基：将承受建筑物各种作用的地层称为地基。基础:将建筑物与地基接触的最下部分，也就是将建筑物的各种作用传递至地基的结构物称为基础。天然地基：未经人工处理就可以满足设计要求的地基称为天然地基。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地基反力产生的弯曲拉应力和剪应力， a-a断面不会出现裂缝，这时，基础内不需配置受力钢筋，这种基础称为刚性基础。柔性基础：是指用抗拉、抗压、抗弯、抗剪均较好的钢筋混凝土材料做基础。基底的核心半径：基底受压区范围的半径=W/A 。 W:相应于应力较小基底边缘截面模量A:基底截面积摩擦桩：在竖向荷载作用下，基桩所发挥的承载力以侧摩阻力为主时，统称为摩擦桩。端承桩：在竖向荷载作用下，基桩所发挥的承载力以桩底土层的抵抗力为主时，称为端承桩或柱桩。负摩阻力：当桩的周围土体因某种原因发生下沉，其沉降变形大于桩身的沉降变形时，在桩侧表面将出现向下的摩阻力。“M”法：考虑土的弹性抗力在地面或最大冲刷线处为零，随深度成直线比例增长的计算算法。挤土桩：在成桩过程中，造成大量挤土，使桩周围土体受到严重挠动，土的工程性质有很大改变的桩，挤土过程引起的挤土效应主要是地面隆起和土体侧移，导致对周边环境影响较大。这类桩主要有实心的预制桩，下端封闭的管桩、木桩以及沉管灌注桩在锤击或振入的过程中都要将桩位处的土大量排挤开。刚性桩：当桩的入土深度h2.5/a 则桩的相对刚度较大。视为刚性桩。弹性桩：对h2.5且计算ymax发生在yh/3处的桩，可验算y=h/3处的y。则也可以根据变形系数判别，此时桩身抗弯刚度较小，此灌注桩判为弹性桩。群桩效应：摩擦型群桩基础受竖向荷载后，由于承台、桩、土的相互作用使其桩侧阻力、桩端阻力、沉降等性状发生变化而与单桩明显不同，这种群桩不同于单桩的工作形状所产生的效应，称其为群桩效应。复合地基：是指天然地基在地基处理中部分土体得到增强，或被置换，或在天然地基中设置加筋材料，加固区是由基体和增强体两部分组成的人工地基。软土地基：强度低,压缩量较高的软弱土层.多数含有一定的有机物质。人工地基：经过人工加固或处理后的地基。淤泥质土：是指天然孔隙比小于1.5但大于等于1.0的粘性土。简答题：地下水在土中渗流速度的影响因素：答：1）影响砂性土渗透性的主要因素有：颗粒大小、级配、密度以及土中封闭气泡；2）影响粘性土渗透性的主要因素有：土的矿物成分、结合水膜厚度、土的结构构造以及土中气体。流砂定义及防治原则？答：定义：当动水力GD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，这种现象称为流砂或流土。防治流砂的原则：治砂先治水。减少或消除基坑内外地下水的水头差；增长渗流路径；在向上渗流出口处地表用透水材料覆盖压重以平衡动水力(此法多用于闸坝下游处)。动水力定义及影响因素？答：定义：流动的水对单位体积土骨架作用的力，称为动水力；影响因素：简述地下水位变化对土中自重应力、地基沉降的影响。答：1）当地下水位发生下降时，土中的自重应力会增大。地下水位下降后，新增加的自重应力会引起土体本身产生压缩变形。由于这部分自重应力的影响深度很大，故所引起的地面沉降往往是可观的。2）地下水位上升时，土中自重应力会减小。地下水位的上升会导致基坑边坡坍塌，或使新浇筑、强度尚低的基础底板断裂。一些地下结构可能因水位上升而上浮。基底压力的分布假设？附加应力扩散特性？地基附加应力分布特点是？答：1）、 在地面下同一深度的水平面上的附加应力不同，沿力的作用线上的附加应力最大，向两边则逐渐减小。2）、 距地面愈深，应力分布范围愈大，在同一铅直线上的附加应力不同， 愈深则愈小。土的渗透系数对固结的影响？答：试验表明,土在固结过程中其渗透系数随固结度的增大而逐渐减小,在相同的固结时间内,考虑土的渗透系数变化和不考虑土的渗透系数变化所计算得到的孔隙压力, 其值可相差达 2 倍以上。计算结果表明,考虑渗透系数随固结应力的变化,其表面沉降要比渗透系数保持不变的沉降量小,固结过程较慢,相应的固结时间要长;前期固结压力越大,表面沉降将越小,达到相同固结度时所需固结时间也越长。基础宽度对地基压缩层厚度影响？什么是土的压缩性？土体压缩变形的原因是什么？答：土在压力作用下体积缩小的特性称为土的压缩性。原因：土的压缩变形主要是由于外荷载增加，导致地基中附加应力增加，导致地基土中产生附加的有效应力，有效应力导致土颗粒之间相互错动而产生压缩变形，孔隙水压力不引起压缩变形，但孔隙水压力转化为有效应力后会产生压缩变形。沉降计算经验系数s的影响因素？按分层总和法计算地基的最终沉降量有那些基本假设和步骤?答：基本假设： 1）地基土是均质、各向同性的半无限线性体； 2）地基土在外荷载作用下，只产生竖向压缩变形 , 侧向不发生膨胀变形；3）采用基底中心点下的附加应力计算地基变形量。步骤：1）、根据有关要求和土体性质进行地基分层 ；2）、计算基底压力p及基底附加应力p0； 3）、计算各分层面上土的自重应力czi和附加应力zi,，并绘制分布曲线；4）、确定沉降计算深度Zn；5）、计算各分层土的平均自重应力czi=（cz(i-1)+ czi）/2和平均附加应力zi=（z(i-1)+ zi）/2.并设p2i=czi+zi；6）、计算各分层的变形量si；7）、计算地基最终沉降量s。太沙基一维固结理论的基本假设和适应条件？答：固结理论的基本假设如下： 1. 土中水的渗流只沿竖向发生，而且渗流服从达西定律，土的渗透系数k为常数；2. 相对土的孔隙、土颗粒和土中水都是不可压缩的，因此，土的变形仅是孔隙体积压缩的结果，而土的压缩服从式（4.3）a=-(de/dp)和式（4.4）atan=e/p=e1-e2/p2-p1所表达的压缩定律；3.土是完全饱和的，土的体积压缩量同土孔隙中排出的水量相等，而且压缩变形速率取决于土中水的渗流速率。适应条件：荷载面积远大于压缩土层的厚度，地基中孔隙水主要沿竖向渗流。土渗透固结过程？答：1）土体孔隙中自由水逐渐排出；2）土体孔隙体积逐渐减小；3）由孔隙水承担的压力逐渐转移到土骨架来承受，成为有效应力。固结度影响因素？地基最终沉降量构成？无侧限抗压强度试验适用性及结果整理？适用于测定饱和软粘土的无侧限抗压强度及灵敏度。三轴压缩试验按排水条件的不同的试验方法及选择？答：三轴压缩试验按排水条件的不同，可分为：不固结不排水剪（UU剪）、固结不排水剪(CU剪)、固结排水剪(CD剪)三种试验方法。当地基土的透水性和排水条件不良而施工速度较快时，可选用不固结不排水剪切试验指标；当地基土的透水性和排水条件较好而施工速度较慢时，可选用固结排水剪切试验指标；当地基土的透水性和排水条件及施工速度界于两者之间时，可选用固结不排水剪切试验指标（当建筑物停工或竣工较久之后又突然加层，可选用固结不排水剪切试验指标）。比较朗肯土压力理论与库伦土压力理论的基本假定和适用条件？朗肯土压力理论基本假定：挡土墙结构，墙背竖直、光滑，其后填土表面水平并无限延伸。适用于墙背垂直光滑而墙厚填土坡度比较简单的情况。 库伦土压力理论基本假设：挡土墙和滑动土契体视为刚体，墙后填土为无粘性砂土，当墙身向前或向后偏移时，墙后滑动土契体是沿着墙背和一个通过墙踵的平面发生滑动。适用于砂土或碎石填料的挡土墙计算，可考虑墙背倾斜、填土面倾斜以及墙背与填土间的摩擦等多种因素的影响。分析时，一般沿墙长度方向取1m考虑。墙后积水对挡土墙的危害？答：1增加土体的重力，直接加大了侧压力倾覆力矩；2土颗粒间得到充分润滑而减少了土的粘聚力；3墙基础的滑动力也增加；4.使填土的抗剪强度降低，并产生水压力的作用，使作用在挡土墙上的侧压力增大，使挡土墙失稳。地基承载力定义及影响其大小的因素有哪些？答：地基承载力是指地基承受荷载的能力。影响因素：1.地下水对承载力的影响；2.地基的破坏形式；3.地基土的强度指标；4.基础设计的尺寸；5.荷载作用。地基的加载变形过程？p1/4公式的适用情况？简单的无粘性土坡稳定性分析？答：1）无渗流作用时：无粘性土坡稳定性与坡高无关，仅取决于坡角；2）有渗流作用时，无粘性土坡稳定性系数约降低1/2。可以这么答：一般来说，无粘性土坡稳定性与坡高无关，只和坡角、土的内摩擦角有关，且只要坡角小于土的内摩擦角就稳定；当无粘性土坡有渗流时，除以上因素，还和土体本身的重度有关。粘性土坡稳定性分析中条分法的基本原理？答：将混动土体划分为一条条的小块体，分别以各小块体为研究对象，考虑它们自身重力，体块间作用力，反土体对条块的作用力等等，这些力必须使各条块同时处于极限平衡状态，根据里的大小和方向列出方程组求解未知量，但要真正求出各未知量需作一定假设，对不同条分法有不同的假设。地基基础设计计算的原则？答：1）基础底面的压力小于地基承载力容许值；2）地基及基础的变形值小于建筑物要求的沉降值；3）地基及基础的整体稳定性有足够保证；4）基础本身的强度、耐久性满足要求。基承载力修正系数为和的确定因素？答：与土的类别、地基承载力标准值、孔隙比、液性指数、含水比有关。刚性台阶宽高比的决定因素？相邻墩台间的不均匀沉降差值要求天然地基浅基础设计计算的主要内容？答：1.确定基础埋置深度；2.拟定刚性扩大基础尺寸；3.验算地基承载力；4.基底合力偏心距验算；5.验算基础稳定性和地基稳定性；6验算基础沉降。在地基基础设计中必须同时满足的条件？答：为了保证建筑物的正常使用与安全，地基与基础必须具有足够的强度，稳定性和耐久性，变形也应在允许范围之内。基础的埋置深度应主要考虑的因素？答：确定基础埋置深度应综合考虑以下因素:地基的地质和地形条件，河流的冲刷程度，当地的冻结深度，上部结构形式以及保证持力层稳定所需的最小埋深和施工技术条件，造价等因素。桩基础的特点及适用条件？答：特点：设计正确，施工得当，承载力高、稳定性好、沉降量小而均匀，耗用材料少、施工简便。适用条件：荷载较大，地基上部土层软弱，适宜的地基持力层位置较深，采用浅基础或人工地基在技术上、经济上不合理时；河床冲刷较大，河道不稳定或冲刷深度不易计算正确的施工；当地基计算沉降过大或建筑物对不均匀沉降敏感时；建筑物承受较大的水平荷载的施工；水位或地下水位较高施工；地震区，在可液化地基中，采用桩基础可增加建筑物抗震能力。灌注桩的缺点？答：1）桩身质量不易控制，轻易出现断桩、缩颈、露筋和夹泥的现象；2）桩身直径较大，孔底沉积物不易清除干净，因而单桩承载力变化较大；3）一般不宜用于水下桩基。护筒的作用是？答：1.固定桩位，并作钻孔导向；2.保护孔口，防止孔口土层坍塌；3.隔离孔内孔外表层水，并保持钻孔内水位高出施工水位，以稳定孔壁。泥浆的作用？答：1.在孔内产生较大的静水压力，可防止坍孔；2.泥浆向孔外土层渗漏，在钻进过程中，由于钻头的活动，孔壁表面形成层胶泥，具有护壁作用，同时将孔内外水流切断，能稳定孔内水位；3.泥浆相对密度大，具有挟带钻渣的作用，利于钻渣的排出，此外，还有冷却机具和切土润滑作用，降低钻具磨损和发热程度。负摩阻力概念及产生的原因？答：定义：当桩的周围土体因某种原因发生下沉，其沉降变形大于桩身的沉降变形时，在桩侧表面将出现向下的摩阻力。原因：1.在桩附近地面大量堆载，引起地面沉降；2.土层中抽取地下水或其他原因，地下水位下降，使土层产生自重固结下沉；3.桩穿过欠压密土层（如填土）进入硬持力层，土层产生自重固结下沉； 4. 桩数很多的密集群桩打桩时，使桩周土中产生很大的超孔隙水压力，打桩停止后桩周土的再固结作用引起下沉；5.在黄土、冻土中的桩，因黄土湿陷、冻土融化产生地面下沉。中性点深度影响因素？负摩擦桩轴力分布规律？确定单桩竖向承载力最可靠的方法？单桩竖向承载力定义及确定方法？单桩轴向荷载传递机理和特点？答：桩在轴向压力荷载作用下，桩顶将发生轴向位移(沉降)=桩身弹性压缩+桩底土层压缩之和置于土中的桩与其侧面土是紧密接触的，当桩相对于土向下位移时就产生土对桩向上作用的桩侧摩阻力。桩顶荷载沿桩身向下传递的过程中，必须不断地克服这种摩阻力，桩身轴向力就随深度逐渐减小，传至桩底轴向力也即桩底支承反力，桩底支承反力=桩顶荷载全部桩侧摩阻力。桩顶荷载是桩通过桩侧摩阻力和桩底阻力传递给土体。 土对桩的支承力=桩侧摩阻力+桩底阻力 桩的极限荷载(或称极限承载力)=桩侧极限摩阻力+桩底极限阻力 桩侧摩阻力和桩底阻力的发挥程度与桩土间的变形性态有关，并各自达到极限值时所需要的位移量是不相同的。 弯矩计算公式参数含义？旋转钻机按泥浆循环程序的分类？影响群桩基础承载力和沉降的因素？答：有：土的性质、桩长、桩距、桩数、群桩的平面排列和承台尺寸大小等因素。群桩承载力的确定？答：群桩承载力等于单桩承载力之和。承台设计内容？答：包括承台材料、形状、高度、底面高程和平面尺寸的确定以及强度验算。砂井的主要作用？答：砂井的主要作用是排水，砂井施工后砂井与砂垫层形成排水通道，能将软土层的地下水排出而使软土固结，从而提高了地基承载力。软土地基