土力学期末考试复习

第一章土的组成1、粒径：2、粒组：介于一定粒度范围内的土粒，称为粒组。3、粒度：土粒的大小称为粒度。4、级配曲线及其特征、级配良好的土粒径累计曲线特点：可简单获得定量指标，特别适用于几种土级配好与差得相对比较。曲线较陡，表示粒径大小相差不多，土粒较均匀，级配不良；反之，曲线平缓，则表示历经到校相差悬殊，土粒不均匀，级配良好。5确定颗粒级配的两个定量指标：不均匀系数Cu：反应大小不同粒组的分布情况，即土粒大小或粒度的均匀程度。Cu>10属级配良好。曲率系数Cc:描写的是累计曲线分布的整体形态，反映了限制粒径d60与有效粒径d10之间各粒组含量的分布情况。4、土中水：结合水、自由水、重力水、毛细水5、土的结构单粒结构：土粒的粒度和形状、土粒的在空间的相对位置决定其密实度。因颗粒较大，土粒间的分子吸引力相对很小，颗粒间几乎没有联结。蜂窝结构：有很大孔隙絮状结构这类结构实际是不稳定的，随着溶液性质的改变或受到震荡后可重新分散。（集）粒间的联结特征，是影响这一类土工程性质的主要因素之一。1-2、清分析下列几组概念的异同点：①黏土矿物、黏粒、黏性土②粒径、粒度、粒组答：⑴、黏土矿物实际上是一种铝-硅酸盐晶体，是由两种交互成层叠置构成的。黏粒的矿物成分主要有黏土矿物和其他化学胶结物或有机质，其中黏土矿物的结晶结构特征对黏性土的工程性质影响较大。黏性土由黏粒与水之间的相互作用产生。⑵、土粒的大小称为粒度，通常以粒径表示；介于一定粒度范围内的土粒，称为粒组。第二章土的物理性质及分类1、三个基本三项比例指标：土粒相对密度ds、含水量w、密度p，一般由实验室直接测定其数值。2、不同重度大小：饱和重度^重度3干重度3浮重度3、液限：土由可塑状态转到流动状态的界限含水量称为液限。4、塑限：土由可塑状态转为半固态的界限含水量称为塑限。5、塑性指数：液限和塑限的差值，即土处在可塑状态的含水量变化范围。Ip6、液性指数：黏性土的天然含水量和塑限的差值与塑性指数之比。7、粘性土的灵敏度：以原状土的强度与该土经过重塑后的强度之比来表示。8、触变性：饱和黏性土的结构受到扰动，导致强度降低，但当扰动停止后，土的强度又随时间而逐渐部分恢复。黏性土的这种抗剪强度随时间恢复的胶体化学性质称为土的触变性。9、无粘性土的密实度和评定方法砂土的密实度在一定程度上可根据天然孔隙比e的大小来评定。相对密实度Dr10、土的工程分类依据:简明原则：土的分类体系采用的指标，既要能综合反映土的主要工程性质；又要其测定方法简单，且使用方便。工程特征性差异原则:土的分类体系采用的指标要在一定程度上反应不同类工程用土的不同特性。11、粘性土分类:粉质黏土、黏土砂土分类:砾砂、粗砂、中砂、细砂和粉砂第三章土的渗透性及渗流1、土的渗透性:土体具有被液体透过的性质称为土的渗透性。2、渗流:液体在土孔隙或其他透水性介质中得流动问题称为渗流。3、水力梯度4、达西定律达西定律表明在层流状态的渗流中，渗流速度V与水利梯度i的一次方成正比。5、粘性土和无粘性土渗透实验常水头法--透水性较大的砂性土变水头法--渗透系数很小的黏性土6、影响渗透系数的主要因素土的粒度成分土的密实度土的饱和度土的结构水的温度土的构造5、流网的特征:流线与等势线互相正交；流线与等势线构成的各个网格的长宽比为常数，当长宽比为1时，网格为曲线正方形，这也是最常见的一种流网；相邻等势线之间的水头损失相等；各个流槽的渗流量相等。6、流土:在向上的渗流力作用下，粒间有效应力为零时，颗粒群发生悬浮、移动的现象7、管涌:在水流渗透作用下，土中的细颗粒在粗颗粒形成的孔隙中移动，以至流失；随着土的孔隙不断扩大，渗流速度不断增加，较粗的颗粒也相继呗水流逐渐带走，最终导致土体内形成贯通的渗流管道，造成土体塌陷，这种现象称为管涌。第四章土中应力1、土中应力分类:自重应力、附加应力2、地下水位的升降对土中自重应力有何影响？答:地下水位长期大幅度下降，会使地基中有效自重应力增加，从而引起地面大面积沉降的严重后果；水位上升会引起地基承载力的减少，湿陷性的塌陷现象。3、基底压力和基底附加压力概念有何不同？答:基底压力是建筑物的荷载通过自身基础传给地基，在基础底面与地基之间产生的荷载效应基地附加压力是基底压力与基底处建造前土中自重应力之差，是引起地基附加应力和变形的原因。第五章土的压缩性1、土的压缩性：是指土体在压力作用下体积缩小的特征。2、土的压缩系数：土体在侧限条件下孔隙比减小量与有效压应力增量的比值。3、压缩模量Es：土体在侧限条件下的竖向附加应力与竖向应变之比值。4、变形模量Eo：土体在无侧限条件下的应力与应变的比值。5、前期固结压力：天然土层在历史上受过最大固结压力（指土体在固结过程中所受的最大竖向有效应力），称为前期固结压力。6、土的三种固结状态：正常固结土、超固结土、欠固结土第六章地基变形1、欠固结土的沉降组成：包括由于地基附加应力所引起，以及原油土自重应力作用下的固结还没有达到稳定的那一部分沉降在内。总沉降的组成：瞬时沉降、固结沉降、次压缩沉降2、有效应力原理：饱和土中任意点的总应力o总是等于有效应力加上孔隙水压力；或有效应力&总是等于总应力减去孔隙水压力。o=o'+u&=o-u3、渗透固结：饱和土在附加压应力作用下，孔隙中相应的一些自由水将随时间而逐渐被排出，同时孔隙体积也随着缩小，这个过程称为饱和土的渗透固结。4、固结比/地基固结度：地基土层在某一压力作用下，经历时间t所产生的固结变形量与最终固结变形量之比值，或土层中（超）孔隙水压力的消散程度。5、时间因子：第七章土的抗剪强度1、土的抗剪强度：土体抵抗剪应力的极限值。2、三轴实验的三种做法：不固结不排水、固结不排水、固结排水第八章土压力1、土压力：通常是指挡土墙后的填土因自重或外荷载作用对墙被产生的侧压力。2、三种土压力的概念及发生条件主动土压力：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主动土压力。被动土压力：当挡土墙向土体方向偏移至土体达到极限平衡状态时，作用在挡土墙上的土压力称为被动土压力。静止土压力：当挡土墙静止不动，土体处于弹性平衡状态时，土对墙的压力称为静止土压力。3、朗肯土压力理论基本思想和假定条件：以墙被光滑、直立、填土面水平的挡土墙代替半空间左边的土，在墙被与土的接触面上满足剪应力为零的边界应力条件以及产生主动或被动郎肯装太多边界变性条件，因此推导出主动、被动土压力计算的理论公式。4、库伦土压力理论基本思想和假定条件：是根据墙后土体处于极限平衡状态形成一华东楔体时，从楔体的静力平衡条件得出的土压力计算理论。其基本假设：①墙后的填土是理想的散粒体（黏聚力c=0）；②滑动破坏面为一平面③滑动土楔体视为刚体。第九章地基承载力1、地基承载力：地基承担荷载的能力。确定方法：原位试验法、理论公式法、规范表格法、当地经验法2、浅基础的地基破坏模式：整体剪切破坏、局部剪切破坏、冲切剪切破坏3、整体剪切破坏的三个阶段4、比例界限荷载/临塑荷载：是指基础边缘地基中腰出现塑性变形区时基底单位面积上所承担啊荷载，它是相当于从压缩阶段过渡到剪切阶段的界限荷载。5、极限荷载：相当于从剪切阶段过渡到隆起阶段的界限荷载，称为极限荷载。6、临界荷载：是指允许地基产生一定范围塑性变形区对应的荷载。7、地基极限承载力：是指地基剪切破坏发展即将失稳时所能承受的极限荷载。8、地基容许承载力：是指地基稳定有足够安全度的承载能力。第十章土坡和地基的稳定性1、土坡的分类：天然土坡、人工土坡2、滑坡：土坡上的部分岩体或土体在自然或人为因素的影响下沿某一明显界面发生剪切破坏向坡下运动的现象称为滑坡。3、影响滑坡的因素①外界荷载作用或土坡环境变化等导致土体内部剪应力加大；②由于外界各种因素影响导致土体抗剪强度降低，促使土坡失稳破坏。4、无粘性土破的稳定性：一般条件：只要位于坡面上的土单元体能保持稳定，则整个土坡就是稳定的。有渗流情况：当有渗流作用时，无黏性土坡的稳定安全系数月降低一半。5、粘性土坡瑞典条分法原理：除假定滑动面为圆柱面及滑动土体为不变形的刚体外，并忽略土条两侧面上的作用力，因此其未知量个数为（n+1）,然后利用土条底面法向力的平衡和整个滑动土条力矩平衡两个条件求出各土条底面法向力Ni的大小和土坡的稳定安定系数K的表达式。计算题1、利用三项图进行土的物理性质指标的换算2、分层总和法、规范法进行沉降计算3、利用朗肯土压力理论、库伦土压力理论求土压力挡土墙的抗滑、抗倾覆稳定性验算4、抗剪强度计算、库仑定律和极限平衡条件判别土体破坏颗粒级配:指土中各个粒组的相对含量液性指数:指粘性土不的天然含水量和塑限的差值与塑性指数之比相对密实度:指沙土最大孔隙比和孔隙土的差值与最大孔隙比与最小孔隙比的差值之比渗流力:指水在土中流动时单位体积土颗粒所受到的渗流作用力基底附加应力:基底压应力与基底标高处原土层自重应力之差土的压缩性:土体在压力作用下,体积缩小的性能孔隙压力:指土中孔隙传递的应力,包括孔隙水压力和孔隙气压力有效应力:指总应力与当前状态孔隙压力的差值\无侧限抗压强度:指在不施加任何周围压力情况下（既无侧限）土样剪破时,土样所承受的最大轴向压力值主动土压力: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被动土压力: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最优含水率：指土样干密度最大时相对应的含水率液限：土由可塑状态转到流动状态的界限含水量塑限：土由可塑状态转到半固态的界限含水量缩限：土由半固态不断蒸发水分，则体积继续逐渐缩小，直到体积不在缩小时对应的界限含水量土的灵敏度：是原状土的强度与该土经过重塑后的强度之比土的触变性：是饱和黏土的结构受到扰动，导致强度降低，但当扰动停止后，土的强度又随时间而逐渐恢复的性质塑性指数;:指无侧限抗压强度状态下，液限与塑性的差值渗流引起的渗流破坏：1，由于渗流力作用，使土体颗粒流失或局部土体产生移动，导致土体变形甚至失稳（流失和管涌）2，由于渗流作用，使水压力或浮压力发生变化，导致土体或结构物失稳（边坡）土中应力：自重应力附加应力自重应力：指土体受到自身重力作用而存在的压力附加应力;指土体受到载荷以及地下水渗流，地震等作用下附加产生的应力增量压缩系数:土体在侧向条件下孔隙比减小量与有效应力增量的比值压缩模量;土体在侧限条件的竖向附加压应力与竖向应变之比值压缩系数：土体在侧限条件下孔隙比减小量与有效应力常用对数值增量的比值变形模量：土体在无侧限条件下的应力与应变的比值弹性模量：土体在无侧限条件下的瞬时压缩的应力应变模量土的抗剪强度实验：室内，直接剪切实验，三轴压缩试验，无侧限抗压强度试验室外，原位十字板剪切试验岩体：由结构面和结构体的组合体软化系数：描述饱和岩样的单轴抗压强度和自然风干下的单轴抗压强度之比本构方程：描述岩石应力与应变之间的关系，或应力增量（速率）和应变增量（速率）之间的关系长的强度：作用时间无限长时，岩体的最低强度扩容：岩体在试件压缩时所发生的明显体积增大的现象原因：岩石破环前,由于内部裂纹产生以及小块体发生滑移，使试件体积由最初压缩而变成膨胀的形态软岩:指单轴抗压强度v25MPa的松散破碎的岩体蠕变：指岩石在恒定的载荷作用下，其变形随时间而逐渐增大的性质松弛：应变保持不变，应力随时间而逐渐减小弹性后效：多数岩石的大部分弹性变形在卸载后能很快恢复，而小部分（10%〜20%）须经一段时间才能恢复原岩应力（天然应力）：在重力或构造应力作用下，存在于天然岩体中的初始应力二次应力（次生应力）：指由于工程扰动使围岩原有的初始应力平衡状态被打破，而产生的重新分布的应力围岩;发生应力重新分布的工程周围岩体原生构造面：岩体在成岩过程中形成的结构面土的颗粒级配曲线表征土的颗粒级配，以土颗粒粒径为横坐标，纵坐标为小于某粒径的土重含量根据图可以求出1土中各粒组含量2评估土的分类和工程性质，确定土级配的好坏两个定量指标：不均匀系数Cu=1060dd曲率系数Cc6010230ddd只有同时满足Cu5Cc=1~3时才为级配良好的土土的物理性质指标可由实验直接测定的有土粒的相对密度ds=1wVSms=1ws土的含水量w=smm*100%密度=vm孔隙比e=VsVv孔隙度n=VVv*100%n=e1e全应力应变曲线？阶段记录岩石在压缩过程中的应力应变曲线阶段1孔隙裂隙压缩阶段2弹性变形至微破裂稳定发展阶段3非稳定破裂发展阶段4