土力学期末知识点总结

1、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

2、。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

3、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=m/v；土粒密度=ms/vs；含水量；=m/ms；干密度d=ms/v；饱和密度sat=（mw+ms）/v；浮重度=sat-w；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

4、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

5、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

6、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260 g，恰好成为液态时质量为340 g，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5×10-8 m/s，则当水在土样中流动时产生的动水力为2×1010 N/m3。8什么叫动水力？试写出其数学表达式，并

7、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=wI：3原因及条件：地下水向上渗流，且GD。 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，

8、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

9、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

10、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=const p1=rd s1；P2=const p2 s2；Pn= const pn sn；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

11、率=0.1mmh（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

12、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

13、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：当土体的剪应力等于土的抗剪强度f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

14、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

15、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

16、动面的形式有：坡脚圆、坡面圆、中点圆。a>3°，滑动面为坡脚圆，最危险滑动面圆心位置 b=0°，>53°，滑动面也是坡脚圆，最危险滑动面圆心位置 c=0°，<53°，滑动面可能是中点圆也可能是坡脚圆或坡面圆，nd>4，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=tan/tan,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

17、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、与基础埋深及加荷速率有关4地地基破坏（p-s曲线(荷载-沉降）的三个阶段的过程经历哪几个阶段，各自的特点是什么？

18、答：1.压密阶段(线性变形阶段)，曲线接近直线，土体处于弹性平衡状态；2.剪切阶段(塑性变形阶段)曲线不再是直线，土体出现塑性区；3.破坏阶段，出现连续滑动面，土坡失稳破坏。5地基的临界荷载（注意事项）a中心垂直荷载作用想，塑性区的最大深度zmax可以控制在基础宽度1/4 b pcr、p1/4、p1/3是在均布条形，矩形和圆形结果偏于安全 c pcr与基础宽度b无关，而p1/4、p1/3与b有关，但三者都随深度d的增大而加大6地基极限承载力：地基内部整体达到极限平衡时的荷载，也称极限荷载，是地基所承受的基底压力的极限值（pu）7普朗德尔-赖斯诺极限承载力理论的假设：介质是无质量的、荷载为无限的

19、条形荷载、荷载底面光滑8按荷载实验成果确定地基承载力特征值：1）密实砂土，硬塑黏土等低压缩性土，p-s曲线通常有比较明显的起始直线段和极限值，呈急速破坏陡降型，规范规定一直线段末点所对应的压力pcr作为承载力的特征值，但对于少数呈脆性破坏的土，pcr与极限荷载pu很接近，当pu<2.0作为承载力特征值 2）松砂，填土，较软的粘性土，其p-s曲线往往无明显的转折点，呈接近破坏的缓变型此时极限荷载可取曲线斜率开始到达最大值时的荷载，但此时荷载实验必须进行到荷载板有很大沉降。规定取s=（0.010.015）b作为承载力特征值，但不大于最大加载量的一半。1土层中的毛细水带分：正常毛细水带、毛细网

20、状水带、毛细悬挂水带三种。2土的三轴试验方法分：不固结不排水剪、固结不排水剪、固结排水剪。3均质粘性土圆弧滑动面的形式有：坡脚圆、坡面圆、中点圆。4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；5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）。6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。7试验土样自然状态质量为300g，恰好成为塑态时质量为260 g，恰好成为液态时质量为340 g，则该土样的液性指数为0.5，

21、自然状态下土体处于可塑状态。8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5×10-8 m/s，则当水在土样中流动时产生的动水力为2×1010 N/m3。9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。10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。11计算地下水位以下土层的自重应力时应当用有效重度。12粘性土可塑性大小可用塑性指数来衡量。用液

22、性指数来描述土体的状态。13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。14动水力指水流作用在单位体积土体中土颗粒上的力。15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。16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。1试写出土的三相比例指标并写明各指标的计算公式。土的密度=m/v；土粒密度=ms/vs；含水量；=m/ms；干密度d=ms/v；饱和密度sat=（mw+ms）/v；浮重度=sat-w；孔隙比e=vv/vs；孔隙率n=vv/v

23、；饱和度Sr=vw/vv；2影响土的抗剪强度因素有那些: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。3什么叫粘性土的塑限、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。4.液限指数：IL=（-p）/（L-p），天然含水量用“烘干法”测定。4什么叫动水力？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

24、水力的数学表达式为GD=wI：3.原因及条件：地下水向上渗流，且GD。 5什么叫土的抗剪强度？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。6什么是地基承载力？有哪几种确定方法？答：1.是指地基土单位面积上所能承受荷载的能力；2.确定方法有：现场载荷试验；理论计算；规范法。1分析冻胀产生的原因，及冻胀现象对工程的危害？1.其主要原因是，冻结时土中未冻结区水分向冻结区迁移和积聚的结果；2.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

25、。2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？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。3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

26、影响因素？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；。1在计算桥墩基础下的地基附加应力中，地基荷载是否为基底压力？请说明原因？不是。1.由于桥墩基础埋置较深，基础底面荷载是作用在地基内部某深度处；2.因此计算附加应力时应去除基础所占空间处原有土体自重的影响，即计算桥墩基础下的地基附加应力时应用P0计算；

27、3.P0=p-D（p-基底压力，-土体重度，D-基础埋深）。2砂性土土坡、粘性土土坡的坡高是否受限制？请说明原因？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=tan/tan,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。3固结度与哪些因素有关？1.渗透系数2.压缩模量ES值3.时间4.渗流路径。4均质粘性土的土坡失稳破坏时，圆弧滑动面的形式有哪几种？1.坡角

28、圆2.坡面圆3.中点圆。5地基破坏的过程经历哪几个阶段，各自的特点是什么？1.压密阶段，曲线接近直线，土体处于弹性平衡状态；2.剪切阶段，曲线不再是直线，土体出现塑性区；3.破坏阶段，出现连续滑动面，土坡失稳破坏。6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？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。1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。土的三相组成：固体颗粒、水、气体。有关系。当含水量增加时，其抗剪强度降低。 1土中水按静电引力的不同，可分为几种类型？ 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） 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？碎石土；砂土；粘性土；特殊性土。3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？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： 4挡土墙的类型主要有哪些？重力式挡土墙；悬臂式挡土墙；扶臂式挡土墙；板桩墙。 5什么是地基承载力？有哪几种确定方法？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。 6浅基础有哪些类型？常用哪些材料？刚性基础，常用混凝土、毛石或料石；柔性基础，常用钢筋混凝土。7土是怎样形成的？按成因土