四川理工学院土力学最新复习资料

1、1. 土的概念：土建工程所称的土，有狭义和广义两种概念。狭义的土是岩石风化后的产物，即指覆盖在地表上松散的、没有月胶结或胶结很弱的颗粒堆积物；而广义概念所指的土则是将整体岩石也视为土。 2. 粒度：颗粒粒径的大小； 粒组：把粒度相近的颗粒合为一组； 颗粒级配：各粒组的质量占干土土样总质量的百分数； 3. 粒组的划分：>2mm的为粗；<2mm的为细； 4. 颗粒大小分析，若土中粗细兼有，则联合使用筛析法及密度计或移液管法。 5. 级配指标：不均匀系数：在颗粒级配曲线上，纵坐标为10%所

2、对应的粒径d10称为有效粒径；纵坐标为60%所对应的粒径d60称为限定粒径；纵坐标为30%所对应的粒径30d称为连续粒径。当cu5且cc13，可认为级配是良好的；当cu<5或cc=13，则认为级配是不良的。 6. 结合水：结合水因离颗粒表面远近不同，受电场作用的大小也不同，分为强结合水和弱结合水。 7. 自由水按其移动所受到作用力的不同可以分为重力水和毛细水。 8.              

3、0;9. 试验指标：10. 经试验测得某原状土样的天然重度=18.3kN/m3,ds=2.70, =20%，求d，sat，,e,n,Sr。11. 土的物理状态分无黏土、粉土和黏性土。 判断砂土密实状态的指标：孔隙比e、相对密实度Dr、标准贯入锤击数N63.5。 砂类土的密实程度具体划分标准：密实，相对密实度Dr0.67,标准贯入击数N63.5：3050；中密：0.67>Dr>0.33,N63.5:1029；松散之稍松：0.33Dr0.2,N63.5:59;松散极松:Dr<0.2,N63.5:<2. 1

4、2. 黏性土由于含水率的不同,而分别处于固态、半固态、可塑状态和流动状态； 黏性土由一种状态转入另一种状态时的分界含水率为界限含水率； 土由可塑状态转为流动状态的界限含水率为液限，用L表示；我国用平衡锥式液限仪测定。 土由半固态转为可塑状态的界限含水率为塑限，P表示；用搓条法测定。 13. 黏性土分类：IP为塑性指数 3<IP7,黏性土；7<IP17,砂黏土。14. 液性指数IL:土的天然含水率与塑限的差除以塑性指数为IL。黏性土的状态：坚硬IL0；软塑0.75<IL1；硬塑0<IL

5、0;0.25;流塑IL>1； 可塑0.25<IL0.75. 15. 单粒结构是碎石土和砂土的结构特征； 蜂窝结构是以粉粒为主的土的结构特征； 絮状结构是黏性土颗粒特有的结构； 土的构造一般可分为层理构造、分散构造、结核状构造和裂隙构造四种。 16. 土可分为一般土和特殊土两大类。一般土是指碎石类土（碎石类是指粒径大于2mm的颗粒含量超过全部质量50%的非黏性土）、砂类土（是指干燥时呈松散状态、粒径大于2mm的、颗粒含量不超过含量全部土质量的50%、塑性指数IP不大于3的土）、粉土、黏性土等，对于一般土在

6、野外要直接区分出无黏土、黏性土；特殊土可划分为黄土、红黏土、膨胀土、软土、盐渍土、多年冻土、填土等。17. 砂类土的划分： 砾砂、粗砂、中砂、细砂、粉砂土的颗粒级配分别是粒径大于2、0.5、0.25、0.075、0.075mm颗粒的质量占总质量的25%-50%、50%、50%、85%、50%。 1、土：是由岩石，经物理化学风化、剥蚀、搬运沉积，形成固体矿物、液体水和气体的一种集合体。 2土的结构：土颗粒之间的相互排列和联接形式。 3、单粒结构：粗矿物颗粒在水或空气中在自重作用下沉落形成的结构。 4、蜂窝状结构：颗粒间点与点接触，由于彼

7、此之间引力大于重力，接触后，不再继续下沉，形成链环单位,很多链环联结起来，形成孔隙较大的结构。  5、絮状结构：细微粘粒大都呈针状或片状，质量极轻，在水中处于悬浮状态。悬液介质发生变化时，土粒表面的弱结合水厚度减薄，粘粒互相接近，凝聚成絮状物下沉，形成孔隙较大的结构。 6、土的构造：在同一土层中的物质成分和颗粒大小等都相近的各部分间的相互关系的特征。 7、土的工程特性：压缩性高、强度低（特指抗剪强度）、透水性大  8、土的三相组成：固相(固体颗粒)、 液相(土中水)、气相(土中气体) 9、粒度：土粒的大小 

8、;        10 粒组：大小相近的土颗粒合并为一组        11、土的粒径级配：土粒的大小及其组成情况，通常以土中各个粒组的相对含量，占土粒总质量的百分数来表示。 12、级配曲线形状：陡竣、土粒大小均匀、级配差；平缓、土粒大小不均匀、级配好。 13、不均匀系数：Cu=d60/d10 曲率系数：Cc= d302/d10*d60 d10（有效粒径）、d30、d60（限定

9、粒径）：小于某粒径的土粒含量为10%、 30%和60%时所对应的粒径。 14、结合水：指受电分子吸引力作用而吸附于土粒表面成薄膜状的水。 15、自由水：土粒电场影响范围以外的水。 16、重力水：受重力作用或压力差作用能自由流动的水。 17、毛细水：受水与空气界面的表面张力作用而存在于土细孔隙中的自由水。 14、土的重度：土单位体积的质量。 15、土粒比重 (土粒相对密度)：土的固体颗粒质量与同体积的4时纯水的质量之比。 16、含水率w：土中水的质量和土粒质量之比 17、土的孔隙比e：土的孔隙体积

10、与土的颗粒体积之比 18、土的孔隙率n：土的孔隙体积与土的总体积之比 19、饱和度Sr：土中被水充满的孔隙体积与孔隙总体积之比 20、干密度rd ：单位土体体积干土中固体颗粒部分的质量 21、土的饱和密度rsat：土孔隙中充满水时的单位土体体积质量 22、土的密实度：单位体积土中固体颗粒的含量。 23、相对密实度Dr=(emax-e)/(emax-emin) 24、稠度：粘性土因含水多少而表现出的稀稠软硬程度。 25、土的稠度界限：粘性土由某一种状态过渡到另一状态的界限含水量。 26、可塑性：粘

11、性土在某含水量内，可用外力塑成任何形状而不发生裂纹，当移动外力后仍能保持既得形状。 27、液限 wL：液性界限，相当于土从塑性状态转变为液性状态时的含水量。 28、塑限 wp：塑性界限，相当于土从半固体状态转变为塑性状态时的含水量。 29、缩限 ws：相当于土从固体状态转变为半固态状态时的含水量。 30、塑性指数 IP：液限与塑限的差值，去掉百分数符号。IP = （wL-wP）*100   （IP>17为粘土，17IP>10为粉质粘土） 

12、60;31、液性指数IL(相对稠度)：粘性土的天然含水率和塑限的差值与液限和塑限差值之比。 Il=(w-wp )/(wl-wp) 32、活动度A：塑性指数与土中胶粒（d0.002mm）的含量百分数的比值。A= IP/m 33、灵敏度St：粘性土的原状土无侧限抗压强度与原土结构完全破坏的重塑土的无侧限抗压强度的比值。 34、地基土(岩)的工程分类：岩石、碎石土、砂土、粘性土和人工填土。 岩石：颗粒间牢固联结、呈整体或具有节理裂隙的岩体。 碎石类土：粒径大于2mm的颗粒含量超过全重50%的土。（角砾、圆砾、碎石、卵石、

13、块石、漂石） 砂类土：粒径大于2mm的颗粒含量不超过50%，粒径大于0.075mm的颗粒含量超过50%的土。（粉砂、细砂、中砂、粗砂、砾砂） 粉土：粒径大于0.075mm的颗粒含量不超过50%，塑性指数Ip小于或等于10的土。 粘性土：塑性指数Ip大于10的土。 人工填土：土由人类活动堆填形成的各类土。 （特殊土：具有特殊的成分、结构、构造、物理力学性质的土。 软土：主要由细粒土组成、孔隙比大（一般大于1.0）、天然含水量高（接近或大于液限）、压缩性高（a1-2>0.5MPa-1）及强度低的土层。） 35、基础

14、0;：建筑物最底下的一部分，由砖石、混凝土或钢筋混凝土等建筑材料建造，将上部结构荷载扩散并传递给地基。   36、地基 ：受建筑物荷载的那一部分地层。 37、土粒的矿物成分：原生矿物、次生矿物、有机质。 38、土的粒径分组：粘粒、粉粒、砂粒、圆砾、乱石、漂石。第二章 1. 我们把支承建筑物的这种土层称为地基。由天然土层直接支承建筑物的称天然地基，土层经加固后支承建筑物的称人工地基，而与地基相接触的建筑物底部称为基础。 2. 土体因自身重力产生的坚向应力（坚向自重应力）cz等于单位面积上土柱体的重

15、力W。3. 设地基成层土的厚度为hi，重度为i，则在深度z处土的自重应力（n为z范围内土层总数）；自重应力由每层土的重度和厚度之积累加得到。4. 基底压力是指上部结构荷载和基础自重通过基础传递给地基、作用于基础底面并传至地基的单位面积压力。又称接触压力或基底应力。 5. 中心荷载下的基底压力：条形基础长度方向取1m.6. 偏心荷载下的基底压力：7. 基底附加应力：只有超出基底处原有自重应力的那部分应力才使地基产生附加变形，使地基产生附加变形的基底压力称为基底附加压力。 第三章 1.土体的压缩性指标有：压缩系数a、压

16、缩指数CC、压缩模量ES、变形模量E0.压缩性指标测定方法有：室内试验，侧限条件的固结试验，可测得压缩系数a、压缩指数CC、压缩模量ES。还有原位测试：现场静载荷试验，可没得变形模量E0。 2.先期固结压力：土层在历史上曾经承受过的最大固结压力，用PC表示。 土的固结状态：工程中，根据先期固结压力与目前自重应力的相对关系，将土层的天然固结状态划分为三种：P0=PC，为正常固结土；P0<PC，为超固结土；P0>PC，为欠固结土。3,计算地基最终沉降量的目的在于确定建筑物最大沉降量，沉降差，倾斜以及局部倾斜，判断是否超过允许值，以便为建筑物设计时采取相应的措施提供依

17、据，保证建筑物的安全。4.按土体变形机理总沉降S可以分成三部分：初始沉降Sd、固结沉降Sc、次固结沉降Ss。 5.将土分层原则：不同土层的分界面；地下水位处；应该保证每薄层内附加应力分布线近似于直线，以便较准确地求出各层内附加应力平均值，一般可采用上薄下厚的方法分层；每层土的厚度应小于基础宽度地0.4倍，一般2-4m. 1、土的压缩性：土在压力作用下体积缩小的特性。 2、蠕变 ：粘性土在长期荷载作用下，变形随时间而缓慢持续的现象。 3、饱和土体的渗流固结过程：土体孔隙中自由水逐渐排出；土体孔隙逐渐减小；由孔隙承担的压力逐渐转移到土骨架来承受，成

18、为有效应力。排水、压缩、压力转移，三者同时进行。 4、主应力：作用在剪应力等于0平面上的法向应力。 5、主应面：剪应力等于0平面。 6、莫尔应力圆：在t-s直角坐标系中，在横坐标上点出最大主应力s1与最小主应力s3，再以s1-s3为直径作圆。 7、土的应力与应变关系及测定方法：现场试验（荷载试验、旁压试验）；室内试验（单轴压缩试验、侧限压缩试验、直剪试验、三轴压缩试验） 8、有效应力：土粒所传递的对土体的变形和强度变化有效的粒间应力。（是控制土的体积(变形)和强度两者变化的土中应力） 9、孔隙应力 ：由土中水和土中气传递的应

19、力。 10、有效应力原理：饱和土体所承受的总应力s为有效应力s与孔隙水压力u之和。s=s+u。  11、侧限条件：侧向限制不能变形，只有竖向单向压缩的条件。 12、压缩系数a：单位压力增量作用下土的孔隙比的减小值。 13、弹性模量：受力方向的应力与应变之比。 压缩模量Es：在完全侧限条件下, 土的竖向应力sz与相应的应变增量lz的之比. 地基土的变形模量：无侧限情况下，单轴受压时的应力与应变之比。 14、自重应力：土体受到重力作用而产生的应力。 （注意自重应力分布曲线绘制：计算各土层分界处土的自

20、重应力、连成曲线即可） 15、附加应力：由于外荷载的作用，在土中产生的应力增量。 （注意地基中的附加应力计算（角点法）：竖向集中力、矩形荷载、条形荷载等） 16、基底压力P(接触压力)：基础底面传递给地基表面的压力。中心荷载P=(N+G)/A；偏心荷载P=(N+G)/A±M/W 17、基底附加压力P0：由于建筑物荷重使基底增加的压力。P0=P-scz=P-gmd 18、影响土中应力分布的因素：地基与基础的相对刚度、荷载大小与分布情况、基础埋深大小、地基土的性质等。 19、单向固结：土中的孔隙水，只沿一个方向渗流，同时土体也只

21、沿一个方向压缩。 20、固结度：地基在固结过程中任一时刻t的固结沉降量Sct与其最终固结沉降量Sc之比 21、地基应力与变形关系（P-S曲线）：直线变形阶段：地基压密局部剪切阶段：出现塑性变形区完全破坏阶段：形成连续滑动面，地基完全破坏。 22、地基承载力的确定： 若ps线出现直线段，取a点对应荷载为fak，即取fak=p1； 若pu能定，且pu<2p1，取极限荷载一半为fak，即取fak=pu/2； 若ps线不出现直线段，另行讨论(粘性土：取s=0.02b(承压板宽度)所对应的荷载作fak ，且P/2; 砂

22、土：取s=(0.010.015)b(承压板宽度)所对应的荷载作fak ，且P/2) n³3时，且fakmaxfakmin0.3fak  ，计算fak的平均值。 23、地基的最终沉降量：地基土层在建筑物荷载作用下，不断地产生压缩，直至压缩稳定后地基表面的沉降量。 （注意地基的最终沉降量计算：分层总和法、规范法） 24、正常固结土：土层历史上经受的最大压力，等于现有覆盖土的自重应力。 25、超固结土：土层历史上经受过最大压力，大于现有覆盖土的自重应力。26、欠固结土：土层目前还未完全固结，实际固结压力小于土层

23、自重压力。 27、超固结比：前期固结压力与现有土重压力之比。第4章 1.土的抗剪强度是土体抵抗剪切破坏的极限能力，用f表示。 2.土样内摩擦角=250，粘聚力c=24kPa,大主应力和小主应力分别为1=140kPa，3=30kPa,试判断该土样是否达到极限平衡状态？3.直接剪切试验，适用小型工程，优点：直剪仪特点是构造简单，试样的制备和安装方便，操作容易掌握； 直剪试验是通过试验加荷的快慢来控制是否排水来分类：快剪：是施加垂直压力之后，无充分时间排水，Q剪；固结快剪：剪前使试样在垂直荷载下充分固结，固结稳定后，再快速施加水平剪应力直至剪切破坏。剪切时速率

24、较快，尽量使土样在剪切过程中不再排水。（模拟CU剪，UU剪）；慢剪：让其充分排水，模拟CD剪，S剪。慢剪是施加垂直压力后待试样固结稳定，再以缓慢的速率施加水平剪力，走到剪破，即整个试验过程中尽量使土样排水。 直剪的不足：剪切破坏面固定为上下盒之间的水平面不符合实际情况，不是沿土样最薄弱的面剪切剪切破坏；试验中不能严格控制排水条件，不能量测土样的孔隙水的压力；由于上下盒的错动，剪切面上的剪应力分布不均匀，破坏先从边缘开始，在边缘发生应力集中现象；剪切过程中，剪切面逐渐缩小，而在计算抗剪强度时却是按土样原截面积计算的。 4.三轴压缩试验（三轴剪切试验，适用大型工程）：类型：不固

25、结不排水试验UU固结不排水试验CU固结排水试验CD ；优：能够严格控制试样排水条件，量测孔隙水压力，从而获得土中有效应力变化情况；试样中的应力分布比较均匀，应力状态明确；劣：破裂面在最弱处；仪器复杂，操作技术要求高，试样制备较麻烦。此外，试验在2=3的轴对称条件下进行，这与土体实际受力情况可能不符。 5.无侧限抗压强度试验（饱和水状态）优：试验特点是仪器构造简单，操作方便；缺：试验只能作用一个极限应力圆（3=0，1=qu）.对于一般黏性土就不能作出破坏包线。 6.十字板剪切试验（适用饱和软黏土）。优：仪器结构简单、操作方便、挠动少等。缺：测定饱和黏性土（饱和软黏土

26、）的不排水强度和灵敏度的试验，特别适用于难于取样或试样在自重作用下不能保持原有形状的软黏土。 7.抗剪强度指标和选择：I长期稳定分析II施工速度较快III排水条件又较佳。7、直剪试验优缺点：优点：直接剪切仪构造简单，操作方便。缺点： 限定的剪切面 剪切面上剪应力分布不均匀 在计算抗剪强度时按土样的原截面积计算 试验时不能严格控制排水条件，不能量测孔隙水压力。 8、三轴试验类型：按剪切前的固结程度和剪切过程中的排水条件分为：不固结不排水试验（UU）、固结不排水试验（CU）、固结排水试验（CD） 9、三轴压缩实验优缺点：优点：可

27、严格控制排水条件可量测孔隙水压力破裂面在最软弱处。缺点：s2=s3，而实际上土体的受力状态未必都属于这类轴对称情况实验比较复杂。 10、无粘性土抗剪强度的来源：摩擦强度（摩擦力）包括滑动摩擦和咬合摩擦。 滑动摩擦：存在于颗粒表面间，土粒发生相对移动所产生的摩擦。 咬合摩擦：相邻颗粒对于相对移动的约束作用。 11、粘性土的抗剪强度包括：内摩擦力、粘聚力。 12、影响抗剪强度指标的因素：土的物理化学性质：矿物成分、颗粒形状与级配、土的原始密度、的含水率、土的结构孔隙水压力 13、地基承载力：指地基承担荷载的能力。  &

28、#160; 14、地基的临塑荷载Pcr：指在外荷作用下，地基中刚开始产生塑性变形时基础底面单位面积上所承受的界限荷载。Pcr=Ndgd+Ncc 15、临界荷载：当地基中的塑性变形区最大深度为：中心荷载 Zmax=b/4;偏心荷载Zmax=b/3;与此对应的基础底面压力，分别以P1/4或P1/3表示. P1/4= N1/4gb+ Ndgd+Ncc;P1/3= N1/3gb+ Ndgd+Ncc. 16、地基临塑压力：地基中仅个别点的应力达到极限平衡时的基底压力，记为 pa。 16、极限荷载

29、：指塑性区已互相靠拢，形成了贯通的滑动面，地基丧失稳定时基底单位面积上的压力，用符号 Pu表示。Pu= cNc+qNq+gb Nr/2 17、太沙基公式（适用于基础底面粗糙的条形、方形和圆形基础）： 理论假设：条形基础，均布荷载滑动面两端为直线，中间为曲线滑动土体分三个区。 条形基础（密实地基）：Pu= gb Nr/2+cNc+qNq 条形基础（松软地基）：Pu= gb Nr/2+2cNc/3+gdNq 方形基础：Pu= 0.4gb0 Nr+1.2cNc+

30、gdNq 圆形基础：Pu= 0.6gb0 Nr+1.2cNc+gdNq 地基承载力：f= Pu/K   K3 18、斯凯普顿公式（适用于饱和软土地基、内摩擦角为0；浅基础、d<2.5b；矩形基础、考虑了l/b的影响）：Pu=5c(1+0.2b/l)(1+0.2d/b)+ gd 地基承载力:f= Pu/K   K=1.11.5 19、汉森公式（适用于倾斜荷载作用；矩形基础或条形基础；考虑基础埋深与宽度之比） Puv=g1b

31、0Nr Sr ir/2+ cNc Scdcic+ qNq Sqdqiq 地基承载力:f= Pu/K   K2. 20、影响极限荷载的因素： 地基的破坏形式：整体滑动、局部剪切、冲切剪切 地基土的指标：土的内摩擦角j 、粘聚力c 、重度g 基础设计的尺寸：基础宽度b、埋深d 载荷作用方向：倾斜、竖向 载荷作用时间：短暂、长期  第5章 1、地基承载力是地基单位面积上承受荷载的能力，通常可将地基承载力分为两种，一种称为极限承载力，另一种是容许承载力。极限承载力指地基即将丧失稳定性时的承载力。容许承载力指地基稳定有足够安全度并且变形在建筑物容许范