土力学知识点总结·

第一篇：土力学知识点总结·

1.土力学是利用力学一般原理，研究土的物理化学和力学性质及土体在荷载、水、温度等外界因素作用下工程性状的应用科学。2.任何建筑都建造在一定的地层上。通常把支撑基础的土体或岩体成为地基（天然地基、人工地基）。3.基础是将结构承受的各种作用传递到地基上的结构组成部分，一般应埋入地下一定深度，进入较好的地基。

4.地基和基础设计必须满足的三个基本条件：①作用与地基上的荷载效应不得超过地基容许承载力或地基承载力特征值；②基础沉降不得超过地基变形容许值；③挡土墙、边坡以及地基基础保证具有足够防止失稳破坏的安全储备。5.地基和基础是建筑物的根本，统称为基础工程。

6.土是连续、坚固的岩石在风化作用下形成的大小悬殊的颗粒、经过不同的搬运方式，在各种自然坏境中生成的沉积物。7.土的三相组成：固相（固体颗粒）、液相（水）、气相（气体）。8.土的矿物成分：原生矿物、次生矿物。9.黏土矿物是一种复合的铝—硅酸盐晶体。可分为：蒙脱石、伊利石和高岭石。

10.土力的大小称为粒度。工程上常把大小、性质相近的土粒合并为一组，称为粒组。划分粒组的分界尺寸称为界限粒径。土粒粒组分为巨粒、粗粒和细粒。

11.土中所含各粒组的相对含量，以土粒总重的百分数表示，称为土的颗粒级配。级配曲线的纵坐标表示小于某土粒的累计质量百分比，横坐标则是用对数值表示土的粒径。12.颗粒分析实验：筛分法和沉降分析法。

13.土中水按存在形态分为液态水、固态水和气态水。固态水又称矿物内部结晶水或内部结合水。液态水分为结合水和自由水。自由水分为重力水和毛细水。

14.重力水是存在于地下水位以下、土颗粒电分子引力范围以外的水，因为在本身重力作用下运动，故称为重力水。

15.毛细水是受到水与空气交界面处表面张力的作用、存在于地下水位以下的透水层中自由水。土的毛细现象是指土中水在表面张力作用下，沿着细的孔隙向上及向其他方向移动的现象。16.影响冻胀的因素：土的因素、水的因素、温度的因素。

17.土的结构是指土颗粒或集合体的大小和形状、表面特征、排列形式及他们之间的连接特征，而构造是指土层的层理、裂隙和大孔隙等宏观特征，亦称宏观结构。18.结构的类型：单粒结构、蜂窝结构、絮凝结构。

19.土的物理性质直接反应土的松密、软硬等物理状态，也间接反映土的工程性质。而土的松密和软硬程度主要取决于土的三相各自在数量上所占的比例。

20.黏土就是指具有可塑性状态性质的土，他们在外力作用下，可塑成任何性状而不产生裂缝，当外力去掉后，仍可保持原性状不变。土的这种性质叫做可塑性。

21.黏土从一种状态转变成另一种状态的分界含水量称为界限含水量。土由可塑状态变化到流动状态的界限含水量称为液限（锥式液限仪）。土由半固态变化到可塑状态的界限含水量称为塑限。土由半固态状态不断蒸发水分，体积逐渐缩小，直到体积不再缩小时土的界限含水量称为缩限。

22.液限与塑限之差值定义为塑性指数。Ip。表征土的天然含水量与分解含水量之间相对关系的指标是液性指数。23.根据灵敏度可将饱和粘性土分为低灵敏、中等灵敏、高灵敏。

24.粘性土结构遭到破坏，强度降低，但随时间发展土体强度恢复的胶体化学性质称为土的触变性。

25.影响土渗透性的主要因素：颗粒大小、级配、密度以及土中封闭气泡。其他因素：土的矿物成分、结合水膜厚度、土的结构构造、土中气体。

26.土的压实性是指土体在压实能量的作用下，土颗粒克服粒间阻力，产生位移，使土中孔隙减小，土体密度增大的这种特性。27.在一定的压实功能下使土最容易压实，并能达到最大密实度的含水量称为土的最优含水量。28.影响击实效果的因素：含水量、击实功、土的性质。

29.土体液化是指饱和状态砂土或粉土在一定强度的动荷载作用下表现出类似液体性质而完全丧失承载力的现象。30.砂土液化造成灾害：喷砂冒水、震陷、滑坡、上浮。

31.影响土液化的主要因素：土的密度、土的初始应力状态、往复应力强度和往复次数。32.《建筑地基基础设计规范》把土分为：岩石、碎石土、砂土、粉土、粘性土、人工填土。

33.岩石根据坚硬程度分为：坚硬岩、较硬岩、较软岩、软岩、极软岩。

34.碎石土：漂石、块石、卵石、碎石、圆砾、角砾。密实度：松散、稍密、中密、密实。35.砂土分为：砾砂、粗砂、中砂、细砂、粉砂。

36.黏性土是指塑限指数Ip大于10的土。Ip＞17为黏土，10＜Ip≤17为粉质黏土。黏性土分为：坚硬、硬塑、可塑、软塑、流塑。37人工填土：素填土、杂填土、冲填土。

38.附加应力是指由于外荷载的作用，在土中产生的应力增量。39.在基础底面与地基之间产生的接触压力称为基底压力。40.土在压力作用下体积缩小的特性称为土的压缩性。土体在外力作用下，压缩随时间增长的过程称为土的固结。

41.压缩系数是评价地基土压缩性高低的重要指标之一压缩模量Es与压缩系数a成反比，Es越大，a就越小，土的压缩性越低。42.地基最终沉降流量是指基土在建筑荷载作用下，不断产生压缩，直至压缩稳定时地表面的沉降量。

43，分层法假设：a.地基土是均质、各向同性的半无限线性体；b.地基土在外荷载作用下，只产生竖向变形，侧向不发生膨胀变形；c.采用基底中心点下的附加应力计算地基变形量。

44.分层法步骤：①分层；②计算基底压力及基底附加压力；③计算各分层面上土的自重应力和附加应力，并绘制分布曲线；④确定沉降计算深度；⑤计算各分层土的平均自重应力和平均附加应力；⑥按公式 计算每一分层土的变形量△Si；⑦计算地基最终沉降量。45.地基最终沉降量=瞬时沉降+固结沉降+次固结沉降。46.根据超固结比（OCR）可把天然土层分为：超固结状态、正常固结状态、欠固结状态。47.土的抗剪强度是指土体抵抗剪切破坏的极限能力。

48.当土体中某点任一平面上的剪应力等于土的抗剪强度时，将该点即濒于破坏的临界状态称为极限平衡状态。49.剪切试验实验室常用仪器：直接剪切试验、三轴压缩仪、无侧限抗压仪、单剪仪。现场试验十字板剪切仪。

50.直剪仪优点：操作简便，并符合某些特定条件。缺点：a.剪切过程中试样内的剪应变和剪应力分布不均匀；b.剪切面认为地限制在上下盒的接触面上；c.剪切过程中试样面积逐渐减小，且垂直荷载发生偏心，但计算抗剪强度时却按照受剪面积不变和剪切应力均匀计算；d.不能控制排水条件，不能两侧试样中的空隙水压力；f.主应力无法确定。51.黏性土在不固结和排水条件下的三种标准试验：固结不排水剪、不固结不排水剪、固结排水剪。52.挡土墙的结构形式：重力式、悬臂式、扶壁式。

53挡土墙的土压力是指挡土墙后填土因自重或外荷载作用对墙背产生的侧向压力。

54.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。

55.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。56.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。

57.朗金土压力理论是通过研究弹性半空间体内的应力状态，根据土体的极限平衡条件而得出的土压力计算方法。

58.库伦土压力理论是根据墙后土体处于极限平衡状态并形成一滑动楔体时，从楔体的静止平衡条件得出的土压力计算理论。基本假设：墙后填土是理想的散粒体、滑动破裂面为通过墙踵的平面。

59.挡土墙的设计包括：墙形选择、稳定性验算、地基承载力验算、墙身材料强度验算以及一些设计中的构造要求和措施。60.重力式挡土墙根据墙背倾斜方向：仰斜、直立、俯斜。（衡重）

61.地基破坏形式：整体剪切破坏、局部剪切破坏、冲剪破坏。62.地基承载力：地基承受荷载的能力。63.影响土坡稳定的因素：土坡作用力发生变化、土体抗剪强度降低、水压力的作用。

64.基础是连接上部结构和地基之间的过渡结构，起承上启下作用。地基：天然地基、人工地基。基础：浅基础、深基础。65.天然地基上浅基础设计的内容和一般步骤：a.掌握拟建场地的工程地质条件和地质勘测资料；b.在研究地基勘测资料的基础上，结合上部结构的类型，荷载和性质、大小和分布，建筑布置和使用要求及拟建基础对原有建筑设备和坏境的影响，并了解当地建筑经验、施工条件、材料供应、保护坏境、先进技术的推广应用等其他有关情况，综合考虑选择基础类型和平面布置方案；c.选择地基持力层和基础埋置深度；d.确定地基承载力e.按地基承载力确定基础底面尺寸；f.进行必要的地基稳定性和变形验算；g.进行基础的结构设计；f.绘绘制基础施工图。

66.整个结构或结构的一部分超过某一特定状态就不能满足设计规定的某一功能要求，这一特定状态称为该功能的极限状态；可分为：承载能力极限状态、正常使用极限状态。

67.地基基础设计和计算满足三项基本原则：a.有足够的安全度；b.控制地基的变形c.基础的材料、形式、尺寸和构造应适应上部结构、符合使用要求，满足地基承载力和变形要求，还应满足对基础结构强度、刚度和耐久性的要求。

68.直接支承基础的土层称为持力层，其下的各土层称为下卧层。

69.地基承载力按三种设计原则：安全系数设计原则、容许承载力设计原则、概率极限设计原则。

70.地基变形特征：沉降量、沉降差、倾斜、局部倾斜。71.倾斜指基础倾斜方向两端点的沉降差与其距离的比值。72.局部倾斜指砌体承重结构沿纵向6~10m内基础两点的沉降差与其距离的比值。

73.地基基础设计丙级建筑物的情况：a.地基承载力小于130kPa，且体型复杂的建筑；b.在基础上及其附近有地面堆载或相邻基础荷载差异较大，可能引起地基产生过大的不均匀沉降时；c.软弱地基上相邻建筑存在偏心荷载时；d.相邻建筑过近，可能发生倾斜式；e.地基土内有厚度较大或薄厚不均匀的填土，其自重固结尚未完成时。

第二篇：土力学知识点总结归纳

不均匀系数：反映土颗粒粒径分布均匀性的系数定义为限制粒径d60与有效粒径d10之比 塑限：可塑状态与半固体状态间的分界含水量称为塑限。液限：指粘性土从流塑状态过度到可塑状态时的界限含水量。

基底压力：建筑物荷载由基础传递给地基，基础底面传递给地基表面的压力。基底附加应力：由于建筑物产生的基底压力与基础底面处原来的自重应力之差 称为附加应力，也就是在原有的自重应力的基础上新增的应力。

渗透固结：饱和土在受到外荷载作用时，孔隙水从空隙中排除，同时土体中的 孔隙水压减小，有效应力增大，土体发生压缩变形，这一时间过程称为渗透固结。固结：饱和黏质土在压力作用下，孔隙水逐渐排出，土体积逐渐减小的过程。固结度：指地基在外荷载作用下，经历时间t产生的沉降量St与基础的最终沉降 量S的比值。

库伦定律：在一般的荷载范围内，土的抗剪强度与法向应力之间呈直线关系，即 τf=c+tanυ式中c，υ分别为土的粘聚力和内摩擦角。粒径级配：各粒组的质量占土粒总质量的百分数。

静止土压力:当挡土结构物在土压力作用下无任何移动或转动，墙后土体由于墙背 的侧限作用而处于弹性平衡状态时，墙背所受的土压力称为静止土压力。

主动土压力：若挡土墙受墙后填土作用离开土体方向偏移至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。

被动土压力：挡土墙在外力作用下向后移动或转动，达到一定位移时，墙后土体处于 极限平衡状态，此时作用在墙背上的土压力。土的颗粒级配：土中各粒组相对含量百分数。土体抗剪强度：土体抵抗剪切破坏的极限能力。

液性指数：是粘性土的天然含水量和塑限的差值与塑性指数之比，用符号IL表示。基础埋深：指从室外设计地坪至基础底面的垂直距离。

角点法：角点法的实质是利用角点下的应力计算公式和应力叠加原理推求地基中任意 点的附加应力的方法

压缩系数：表示土的压缩性大小的主要指标，压缩系数大，表明在某压力变化范围内 孔隙比减少得越多，压缩性就越高。

土的极限状态：土体中的剪应力等于土的抗剪强度时的临界状态称之为土的 极限平衡 状态。软弱下卧层：地基受力层范围内存在有承载力低于持力层的土层。持力层：直接承受基础荷载的一定厚度的地基土层。

1.土的三相实测指标是什么？其余指标的导出思路主要是什么？ 答案：三相实测指标是土的密度、土粒密度和含水量。

换算指标包括土的干密度（干重度）、饱和密度（饱和重度）、有效重度、孔隙比、孔隙率和饱和度。换算指标可以从其基本定义出发通过三相组成的体积、重量关系导出。2．地基中自重应力的分布有什么特点？

答案：自重应力沿深度方向为线性分布（三角形分布）在土层的分层界面和地下水位处有转折。集中荷载作用下地基中附加应力的分布规律？

答案：1）在集中荷载作用线上（r=0），附加应力随深度的增加而减小；2）在r>0的竖直线上，附加应力随深度的增加而先增加后减小；3）在同一水平面上（z=常数），竖直向集中力作用线 上的附加应力最大，向两边则逐渐减小。简述均布矩形荷载下地基附加应力的分布规律？

答案：①附加应力σz自基底起算，随深度呈曲线衰减；②σz具有一定的扩散性。它不仅分布在 基底范围内，而且分布在基底荷载面积以外相当大的范围之下；③基底下任意深度水平面上的σz，在基底中轴线上最大，随距中轴线距离越远而越小。3.朗肯土压力理论和库仑土压力理论的异同点是什么？

答案：相同点：两种土压力理论都是极限平衡状态下作用在挡土墙是的土压力，都属于极限平衡理论。不同点：朗肯是从一点的应力状态出发，先求出土压力强度，再求总土压力，属于极限应力法；库 仑考虑整个滑动楔体静力平衡，直接求出总土压力，需要时在求解土压力强度，属于滑动楔体法。4.土压力计算中，朗肯理论和库仑理论的假设及适用条件有何不同？

答：朗肯理论假定挡土墙的墙背竖直、光滑，墙后填土表面水平且延伸到无限远处，适用于粘性土 和无粘性土。库仑理论假定滑裂面为一通过墙踵的平面，滑动土楔体是由墙背和滑裂面两个平面 所夹的土体所组成，墙后填土为砂土。适用于各类工程形成的不同的挡土墙，应用面较广，但只适 用于填土为无粘性土的情况

5.分层总和法计算地基最终沉降量时进行了哪些假设？

①计算土中应力时，地基土是均质、各向同性的半无限体；②地基土在压缩变形时不允许侧向膨胀，计算时采用完全侧限条件下的压缩性指标；③采用基底中心点下的附加应力计算地基的变形量。6.简述变形模量与压缩模量的关系。

答：试验条件不同：土的变形模量E0是土体在无侧限条件下的应力与应变的比值；而土的压缩模量 Es是土体在完全侧限条件下的应力与应变的比值。二者同为土的压缩性指标，在理论上是完全可以 相互换算的。

7.地基最终沉降量通常是由哪三部分组成？ 答：瞬时沉降；次固结沉降；固结沉降。8.请问确定基础埋置深度应考虑哪些因素？

答：确定基础埋置深度应综合考虑以下因素：（1）上部结构情况：如建筑物的用途、结构类型及荷载 的大小和性质；（2）工程地质和水文地质条件：如地基土的分布情况和物理力学性质；（3）当地冻结 深度及河流的冲刷深度；（4）建筑场地的环境条件。9.固结沉降是指什么？

答：地基受荷后产生的附加应力，使土体的孔隙减小而产生的沉降称为固结沉降，通常这部分沉降是 地基沉降的主要部分。

10..三轴压缩试验按排水条件的不同，可分为哪几种试验方法?工程应用时，如何根据地基土排水条 件的不同，选择土的抗剪强度指标?

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、固结不排水剪和固结排水剪三种试验 方法。工程应用时，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。11.地基破坏形式有那几种？各自发生在何种土类地基？ 有整体剪切破坏，局部剪切破坏和冲剪破坏 第一章

1．三相比例指标：土的三相物质在体积和质量上的比例关系。

试验指标：通过试验测得的指标有土的密度，土粒密度和含水量。换算指标：包括土的干密度，饱和 密度，有效重度，空隙比，空隙率，饱和度。

2．颗粒级配:土粒的大小组成通常以土中各个粒组的相对含量来表示称为土的颗粒级配。

不均匀系数Cu反应了不同粒组的分布情况，Cu＜5的土称为匀粒土，级配不良。Cu＞10的土级配良 好且Cs=1~3

3．土结构的三种类型：单粒结构，蜂窝结构，絮状结构。

4．界限含水量：从一种状态到另一种状态的分界点称为分界含水量，流动状态与可塑状态间的分界

含水量称为液限ωL可塑状态与半固体状态间的分界含水量称为塑限ωP 塑性指标IP=ωL－ωP液性指标IL =

5．砂土密度判别方法：根据砂土的相对密实度可以将砂土划分为密实，中密，松散三种密实度。但由于测定砂土的最大空隙率和最小空隙比试验方法的缺陷，实验结果有很大的出入，同时由于 很难在地下水位以下的砂层中取得原状砂样，砂土的天然空隙比很难准确的测定，相对密实度的 应用受到限制。因此在工程实践中通常用标准贯入击数来划分砂土的密实度。6．地基分类原则： 第三章

1．自重应力：由土体重力引起的应力。附加应力：外荷载作用下，在土中产生的应力增量。基底压力：建筑物荷载通过基础传递给地基的压力。基底附加应力：上部结构和基础传递到基底 的地基反力与基底处原先存在于土中的自重应力之差。2．自重应力对地基变形的影响： 第四章

1．土压缩性：我们把这种在外力作用下土的体积缩小的特性称为土的压缩性。原因： 2．分层综合假定（p82）

3．固结：饱和黏质土在压力作用下，孔隙水逐渐排出，土体积逐渐减小的过程。包括主固结或 次固结。

固结度：饱和土层或试样在固结过程中，某一时刻的孔隙水压力平均消散值(或压缩量)与初始 孔隙水压力(或最终压缩量)比值，以百分率表示。第五章

1．土的抗剪强度：土体对于外荷载所产生的剪应力的极限抵抗能力。2．土的抗剪强度指标试验方法

按排水条件：直剪p109，三轴剪切使用条件p111

压缩系数a：表示土体压缩性大小的指标,是压缩试验所得e-p曲线上某一压力段割线的斜率；一般 采用压力间隔P1=100kPa至P2=200kPa时对应的压缩系数a1-2来评价土的压缩性。

压缩模量Es: 土的压缩模量指在侧限条件下土的垂直向应力与应变之比，是通过室内压缩试验得到 的，是判断土的压缩性和计算地基压缩变形量的重要指标之一。

变形模量E0：通过现场载荷试验求得的压缩性指标，即在部分侧限条件下，其应力增量与相应的应 变增量的比值。能较真实地反映天然土层的变形特性。

2、固结：饱和黏质土在压力作用下，孔隙水逐渐排出，土体积逐渐减小的过程。包括主固结或次固结。固结度：饱和土层或试样在固结过程中，某一时刻的孔隙水压力平均消散值(或压缩量)与初始孔 隙水压力(或最终压缩量)比值，以百分率表示。

3、分层法假定，Zn的确定；规范法假定，Zn的确定；固结度计算。

分层总和法是指将地基沉降计算深度内的土层按土质和应力变化情况划分为若干分层，分别计 算各分层的压缩量，然后求其总和得出地基最终沉降量。这是计算地基最终沉降量的基本且常用的方法。第五章 土的抗剪强度

1、土抗剪强度：是指土体抵抗剪切破坏的极限强度，包括内摩擦力和内聚力。抗剪强度可通过剪切试 验测定。

土抗剪强度构成： 由土的抗剪强度表达式可以看出，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。咬合力是指当土体 相对滑动时，将嵌在其它颗粒之间的土粒拔出所需的力，土越密实。连锁作用则越强。粘聚力包括原始粘聚力、固化粘聚力和毛细粘聚力。

2、土的极限平衡条件——由莫尔圆抗剪强度相切几何关系确定。当土体达到极限平衡状态，土的抗剪强 度指标C、&与土的应力1，3的关系。第六章土压力计算

1、静止土压力：挡土结构在土压力作用下，其本身不发生变形和任何位移，土体处于弹性平衡状态，此 时作用在挡土结构上的土压力称为静止土压力。

主动土压力：挡土结构物向离开土体的方向移动，致使侧压力逐渐减小至极限平衡状态时的土压力，它 是侧压力的最小值。

被动土压力：挡土结构物向土体推移，致使侧压力逐渐增大至被动极限平衡状态时的土压力，它是侧压 力的最大值。

三者辨析：挡土墙上的土压力按照墙的位移情况可分为静止、主动和被动三种。静止土压力是指挡土墙 不发生任何方向的位移，墙后土体施于墙背上的土压力；主动土压力是指挡土墙在墙后土体作用下向前发 生移动，致使墙后填土的应力达到极限平衡状态时，墙后土体施于墙背上的土压力；被动土压力是指挡土 墙在某种外力作用下向后发生移动而推挤填土，致使墙后土体的应力达到极限平衡状态时，填土施于墙背 上的土压力。这里应该注意是三种土压力在量值上的关系为Pa

2、朗肯土压力理论假定： 墙背垂直、光滑、填土面水平；土体为本无限体；土体强度理论（莫尔-库仑理论 ；极限平衡状态）。

库仑土压力理论假定： 墙后土体为均匀各向同性无粘性土；滑裂面为通过墙踵的平面；将滑动土楔视为刚体。第九章 天然地基基础设计

1、地基：指建筑物下面支承基础的土体或岩体。地基有天然地基和人工地基两类。天然地基是不需要人加 固的天然土层。人工地基需要人加固处理，常见有石屑垫层、砂垫层、混合灰土回填再夯实等。基础：指建 筑底部与地基接触的承重构件，它的作用是把建筑上部的荷载传给地基。

第三篇：土力学总结

一、名词解释

1.最优含水率:在击数一定时，当含水率较低时，击实后的干密度随着含水率的增加而增大；而当含水率达到某一值时，干密度达到最大值，此时含水率继续增加反而招致干密度的减小。干密度的这一最大值称为最大干密度，与它对应的含水率称为最优含水率。

2.静止侧压力系数 :土体在无侧向变形条件下，侧向有效应力与竖向有效应力之比值。3.抗剪强度:土体抵抗剪切变形的最大能力或土体频临剪切破坏时所能承受的最大剪应力称为土的抗剪强度。

4.主动土压力 :当挡土墙离开填土移动，墙后填土达到极限平衡状态时，作用在墙上的土压力称为主动土压力。

5.允许承载力:地基频临破坏时所能的基底压力称为地基的极限承载力，将土中的剪切破坏区限制在某一区域范围内，视地基土能承受多大的基底压力，此压力即为允许承载力。容许承载力等于极限承载力除以安全系数。管涌：管涌是渗透变形的一种形式．指在渗流作用下土体中的细土粒在粗土颗粒形成的空隙中发生移动并被带出的现象． 被动土压力：当挡土墙向沿着填土方向转动或移动时，随着位移的增加墙后受到挤压而引起土压力增加，当墙后填土达到极限平衡状态时增加到最大值，作用在墙上的土压力称为被动土压力。土：是各类岩石经长期地质营力作用风化后的产物，是由各种岩石碎块和矿物颗粒组成的松散集合体。

粒组：将工程性质相似，颗粒大小相近的土粒归并成组，按其粒径大小分成若干组别，称为粒组。

土的结构：指组成土的土粒大小、形状、表面特征，土粒间的连结关系和土粒的排列情况，其中包括颗粒或集合体间的距离、孔隙大小及其分布特点。

塑性指数：粘性土中含水量在液限与塑限两个稠度界限之间时，具有可塑性，且可塑性的强弱可由这两个稠度界限的差值大小来反映，这差值就称为塑性指数IP。即

渗透系数：反映土的透水性能的比例系数，是水力梯度为1时的渗透速度，其量纲与渗透速度相同。其物理含义是单位面积单位水力梯度单位时间内透过的水量。角点法：利用角点下的应力计算公式和应力叠加原理推求地基中任意点的附加应力的方法称为角点法。

侧限压缩模量：土在完全侧限条件下，竖向附加应力σz与相应竖向应变εz之比值，即Es=σz/εz。

附加应力：在外荷作用下，土体中各点产生的应力增量。

基底压力：基础底面传递给地基表面的压力，由于基底压力作用于基础与地基的接触面上，故也称基底接触压力。

平均固结度：土层发生渗流固结，在某一时刻t，土层骨架已经承担起来的有效应力对全部附加压应力的比值，称为土层的平均固结度。

极限承载力：地基从局部剪损破坏阶段进入整体破坏阶段，即将丧失稳定性时的基底压力。临界荷载：塑性区最大深度限制在基础宽度的四分之一（或三分之一）时相应的基底压力。容许承载力：地基稳定有足够的安全度，并且变形控制在建筑物的容许范围内时，单位面积所能承受的最大荷载

应力。

库仑定律：当土所受法向应力不很大时，土的抗剪强度与法向应力可近似用线性关系表示，这一表征土体抗剪强度与法向应力的公式即为库仑定律表达式

式中：c-内聚力，υ-内摩擦角，σ-法向应力，τf-抗剪强度。固结不排水试验：施加周围压力,打开排水阀门,允许排水固结,固结完成后关闭排水阀门,再施加竖向压力,使试样在排水的条件下剪切破坏的三轴压缩试验

二、是非题(每题 1 分)1．附加应力大小只与计算点深度有关，而与基础尺寸无关。（×）2．完全饱和土体，含水量w=100％

（×）

3．固结度是一个反映土体固结特性的指标，决定于土的性质和土层几何尺寸，不随时间变化。(×)4．饱和土的固结主要是由于孔隙水的渗透排出，因此当固结完成时，孔隙水应力全部消散为零，孔隙中的水也全部排干了。（×）5．土的固结系数越大，则压缩量亦越大。（×）6．击实功能（击数）愈大，土的最优含水率愈大。（×）

7．当地下水位由地面以下某一深度上升到地面时地基承载力降低了。（√）

8．根据达西定律，渗透系数愈高的土，需要愈大的水头梯度才能获得相同的渗流速度。（×）9．三轴剪切的CU试验中，饱和的正常固结土将产生正的孔隙水应力，而饱和的强超固结土则可能产生负的孔隙水应力。

（√）10．不固结不排水剪试验得出的 值为零（饱和粘土）。

（√）

三、填空题(每题 3 分)1.土的结构一般有（单粒结构）（蜂窝状结构）和（絮状结构）等三种，其中（絮状结构)是以面～边接触为主的。

2.常水头渗透试验适用于(透水性强的无粘性土)，变水头试验适用于(透水性差的粘性土)。3.在计算矩形基底受竖直三角形分布荷载作用时，角点下的竖向附加应力时，应作用两点，一是计算点落在(角点)的一点垂线上，二是B始终指(宽度)方向基底的长度。4.分析土坡稳定的瑞典条分法与毕肖甫法其共同点是(假设滑动面是圆弧面）、（假定滑动体为刚体），不同点是（条分法不考虑条间力）。5.地基的破坏一般有（整体剪切破坏）、(局部剪切破坏)和(冲剪破坏)等三种型式，而其中(整体剪切)破坏过程将出现三个变形阶段。

1、无粘性土的性质主要取决于颗粒的粒径和级配。

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和曲率系数。

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，土体处于极限平衡状态；τ>τf时，土体处于破坏状态；τ<τf时，土体处于平衡状态。

5、桩按受力分为端承桩和摩擦桩。

6、用朗肯土压力理论计算土压力时，挡土墙墙背垂直、光滑，墙后填土表面因水平。

7、桩的接头方式有 角钢焊接、法兰盘焊接和硫磺胶泥连接。

8、建筑物地基变形的特征有沉降量、沉降差、局部倾斜和倾斜四种类型

1、在天然状态下，自然界中的土是由 固体颗粒、水 和 气体 组成的三相体系。

2、土的结构一般可以分为单粒结构、蜂窝结构和絮状结构三种基本类型。

3、有一个湿土重23克，烘干后重15克，测得土的液限为40%，塑限为24%，则土样的塑性指数Ip= 16 ；液性指数IL 1.83。

4、常用的计算基础最终沉降的方法有分层总和法和《地基规范》推荐法。

5、在荷载作用下，建筑物地基由承载力不足而引起的剪切破坏的形式分为： 整体剪切破坏、局部剪切破坏、冲剪破坏。

6、挡土墙按其结构形式可分为：重力式挡土墙、悬臂式挡土墙和扶臂式挡土墙。

7、摩擦型桩设计以 设计桩底标高 为主要控制指标，以 贯入度 为参考指标。

8、桩按施工方法分为预制桩和灌注桩。

一、填空题(每空1分,共20分)

1、岩石按形成原因分为岩浆岩、沉积岩、变质岩三类。

2、粉土的性质主要与其密实度、天然含水量有关。

3、渗透固结过程实际上是孔隙水压力消散和有效应力增长的过程。

4、已知土中某点σ1=30 kPa，σ3=10 kPa，该点最大剪应力值为 10 kPa，与主应力的夹角为 45。

5、第四纪沉积物按形成条件分为残积层、坡积层、洪积层、冲积层 等几种类型。

6、挡土墙的抗滑动稳定安全系数Ks是抗滑力与、滑动力之比，要求不小于 1.3。

7、摩擦桩基中，如果群桩中的各桩受力与单桩相同，那么群桩的沉降量 大于 单桩；如果群桩的沉降量与单桩相同，那么群桩中的各桩受力 小于单桩。

8、地震烈度是指 受震地区的地面影响和破坏的强烈程度。

二、选择题(每小题2分,共10分)

1、碎石土和砂土定名时下列何项方法正确？（B）

A、按粒组划分 B、按粒组含量由大到小以最先符合者确定 C、按粒组含量由小到大以最先符合者确定 D、按有效粒径确定

2、在粉土中，当动力水（A）土的浮重时，会发生流砂现象。A、大于等于 B、小于等于 C、小于 D、无法确定

3、指出下列何项不属于土的压缩性指标（E为土的变形模量，G为土的剪切模量）：D（A）a 1-2（B）E（C）Es（D）G

4、下列何项因素对地基沉降计算深度的影响最为显著？B A、基底附加应力 B、基础底面尺寸 C、土的压缩模量 D、基础埋置深度

5、高层建筑为了减小地基的变形，下列何种基础形式较为有效？B(A)钢筋混凝土十字交叉 基础(B)箱形基础(C)筏形基础(D)扩展基础

二、单项选择题（10分）

1．在研究土的性质时，其最基本的工程特征是（B）A．土的力学性质 B．土的物理性质 C．上的压缩性 D．土的渗透性

2．矩形分布的荷载角点下附加应力系数是L／b、Z／b的函数，其中b是（C）A．矩形面积的长边 B．三角形荷载分布方向的边长 C．矩形面积的短边 D．三角形荷载最大值所对应的边长 3．土的压缩性是指土在压力作用下体积缩小的特性，土的体积减小包括土颗粒本身的压缩、土内空隙中水的压缩和封闭在土中的气体的压缩。在一般压力作用下，土的压缩就是指（D）。

A.土颗粒本身的压缩 B.土内空隙中水的压缩

C.封闭在土中的气体的压缩 D.土中空隙体积的减小

4．形成年代已久的天然土层在自重应力作用下的变形早已稳定，当地下水位下降时，水位变化范围内的土体，土中自重应力会（B）。A．减小 B．增大

C．不变 D．具体问题具体分析

5．地基整体倾覆的稳定安全系数表达式为（D）A.K=抗剪切力矩/剪切力矩 B．K=抗倾覆力/倾覆力 C．K=抗滑动力/滑动力 D．K=抗倾覆力矩/倾覆力矩

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（B）(A)2mm(B)3mm(C)4mm(D)5mm

2、《地基规范》划分砂土的密实度指标是（C）

(A)孔隙比(B)相对密度(C)标准贯入锤击数(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（A）（A）不固结不排水剪切试验（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（C）。

（A）临塑荷载（B）临界荷载（C）极限荷载（D）地基承载力

5、夯实深层地基土宜采用的方法是(A)（A）强夯法（B）分层压实法（C）振动碾压法（D）重锤夯实

四、问答及简述题(共 30 分)1.为什么说在一般情况下,土的自重应力不会引起土的压缩变形（或沉降），而当地下水位下降时，又会使土产生下沉呢？(10分)一般情况下，地基是经过了若干万年的沉积，在自重应力作用下已经压缩稳定了。自重应力已经转变为有效应力了，这种情况下，自重应力不会引起土体压缩。但如土体是新近沉积，自重应力还未完全转变未有效应力，则自重应力将产生压缩。（5分）

当地下水位下降时，部分土层从水下变为水上，该土层原来受到浮托力作用，现该浮托力因水位下降而消失，相当于在该土层施加了一个向下的体积力，其大小等于浮托力。该力必然引起土体压缩。（5分）

2.简述用分层总和法求基础沉降的方法步骤。(10分)1 根据作用在基础上的荷载的性质，计算基底压力和分布(2分)2 将地基分层．(1分)3 计算地基中土的自重应力分布(1分)4 计算地基中垂向附加应力分布(1分)5 按算术平均求各分层平均自重应力和平均附加应力(1分)6 求第I层的压缩量，(2分)7 将各个分层的压缩量累加，得到地基的总的沉降量.(2分)3.土的粒径分布曲线和粒组频率曲线如何测得，有何用途？对级配不连续的土，这两个曲线各有什么特征？（10分）

1.土的粒径分布曲线：以土颗粒粒径为横坐标（对数比例尺）小于某粒径的土质量占试样的总质量的百分数为纵坐标绘制的曲线。(2分)根据土的粒径分布曲线可以求得土中各粒组的含量，用于评估土的分类和大致评估的工程性质．某些特征粒径，用于建筑材料的选择和评价土级配的好坏。

2.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分)土的粒径分配曲线不仅可以确定粒组的相对含量，还可以根据曲线的坡度判断土的级配的好坏．(3分)

1、答：土体的压缩主要是由孔隙体积的减小引起的，土中固体颗粒和土中水的体积压缩可以忽略不计。由孔隙比的定义e=VV/VS可知，在土体的压缩过程中，VS始终不变，只有VV随之减小，所以土的压缩性可以用孔隙比表示。

2、答：无粘性土抗剪强度的来源包括内摩擦力和咬合力两部分。影响因素主要有：土颗粒的形状、土的原始密度以及土的含水量

3、答：不相同

（1）计算基底压力时，在确定基础及台阶上土的自重时，基础埋置深度应从设计地面到基础底面的距离。

（2）计算基底附加应力时，在确定基底自重应力时，基础埋置深度应为从自然地面到基础底面的距离。

4、答：（1）土的抗剪强度取决于有效应力的大小。

（2）试验排水条件不同，土样的固结程度不同，即影响有效应力数值的大小，因此测定的抗剪指标也不同。

5、答：挡土墙向着离开填土方向移动，当达到某一位移量时，墙后填土出现滑裂面，作用在挡土墙上的土压力达到最小值，墙后填土处于极限平衡状态。此时作用在挡土墙的土压力称为主动土压力。

6、答：单桩竖向承载力是指单桩在外荷载作用下，不丧失稳定，不产生过大变形所能承受的最大荷载。由桩身材料强度和土对桩支承力综合确定。其中确定土对桩支承力方法主要有：桩的静载荷试验和按静力学公式计算等。

1、直剪试验存在哪些缺点？ 答：（1）土样在试验中不能严格控制排水条件，无法量测孔隙水压力；（2）剪切面固定在剪切盒的上下盒之间，该处不一定是 土样的薄弱面；（3）试样中应力状态复杂，有应力集中情况，仍按均匀分布计算；

（4）试样发生剪切后，土样在上下盒之间错位，实际剪切面积减小，但仍按初始面积计算。

2、影响边坡稳定的因素有哪些？ 答：（1）土坡的边坡坡度。以坡角表示，坡角θ越小越安全，但不经济。

（2）土坡的边坡高度H，在其它条件都相同的情况下，边坡高度H越小越安全。（3）土的物理力学性质。如γ，c，υ越大，则土坡越安全

3、产生被动土压力的条件是什么？

答：挡土墙向着填土方向移动，当达到某一位移量时，墙后填土出现滑裂面，作用在挡土墙上的土压力达到最大值，墙后填土处于极限平衡状态。此时作用在挡土墙的土压力称为被动土压力。

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？ 答：（1）单桩竖向承载力是指单桩在外荷载作用下，不丧失稳定，不产生过大变形所能承受的最大荷载。

（2）由桩身材料强度和土对桩支承力综合确定。其中确定土对桩支承力方法主要有：桩的静载荷试验和按静力学公式计算等。

1．答案：粘性土含水多少而呈现出的不同的物理状态称为粘性土的稠度状态。土的稠度状态因含水量的不同，可表现为固态，塑态与流态三种状态。含水量相对较少，粒间主要为强结合水连结时表现为固态。含水量较固态为大，粒间主要为弱结合水连结，具可塑性，表现为塑态。含水量继续增加、粒间主要为液态水占据，连结极微弱，表现为流态。

2．答案：工程上常把大小相近的土粒合并为组，称为粒组。粒径大于0.075mm的各粒组，均由原生矿物所构成；粉粒组由原生矿物与次生矿物混合组成，其中以石英为主，其次为高岭石及难溶盐；粘粒组主要由不可溶性次生矿物与腐植质组成，有时也含难溶盐。

1．答：土体的抗剪强度主要是由两部分所组成的，即摩擦强度σtgυ和粘聚强度c。其中摩擦强度又包括两个组成部分：（1）滑动摩擦力（2）咬合摩擦力。一般认为，无粘性土不具有粘聚强度。影响土体的抗剪强度的主要因素是：密度，粒径级配，颗粒形状，矿物成分，颗粒间距离，土粒比表面积，胶结程度等。

2.答：挡土墙是否发生位移以及位移方向和位移量，决定了挡土墙所受的土压力类型，并据此将土压力分为静止土压力，主动土压力和被动土压力。挡土墙不发生任何移动或滑动，这时墙背上的土压力为静止土压力。当挡土墙产生离开填土方向的移动，移动量足够大，墙后填土体处于极限平衡状态时，墙背上的土压力为主动土压力。当挡土墙受外力作用向着填土方向移动，挤压墙后填土使其处于极限平衡状态时，作用在墙背上的土压力为被动土压力。挡土墙所受的土压力随其位移量的变化而变化，只有当挡土墙位移量足够大时才产生主动土压力和被动土压力，若挡土墙的实际位移量并未达到使土体处于极限平衡状态所需的位移量，则挡土墙上的土压力是介于主动土压力和别被动土压力之间的某一数值。

2．答案：发生整体剪切破坏的地基，从开始承受荷载到破坏，经历了一个变形发展的过程。这个过程可以明显地区分为三个阶段。

（1）直线变形阶段。地基处于稳定状态，地基仅有小量的压缩变形，主要是土颗粒互相挤紧、土体压缩的结果。所以此变形阶段又称压密阶段。

（2）局部塑性变形阶段。变形的速率随荷载的增加而增大，p-S关系线是下弯的曲线。这一阶段是地基由稳定状态向不稳定状态发展的过渡性阶段。

（3）破坏阶段。当荷载增加到某一极限值时，地基变形突然增大。地基中已经发展到形成与地面贯通的连续滑动面，地基整体失稳。

在地基变形过程中，作用在它上面的荷载有两个特征值：一是临塑荷载pcr，一是极限荷载pu。

3．答案：（1）按限制塑性变形区的范围来确定地基的容许承载力（2）根据极限承载力确定地基容许承载力（3）按地基规范承载力表确定地基容许承载力（4）原位试验求地基的容许承载力

1、比较朗肯土压力理论和库仑土压力理论的基本假定何适用条件？（4分）答：朗肯土压力理论假定挡土墙背竖直、光滑，其后填土表面水平并无限延伸。

库仑土压力理论假定：a.墙后填土是理想的散粒体。b.滑动破裂面为通过墙踵的平面。朗肯土压力理论只能解决挡土墙背竖直、光滑，其后填土表面水平的问题，而 库仑土压力理论能解决挡土墙背倾斜、填土表面倾斜的一般土压力问题。

1、请简述软弱土有哪些特性？

答：软弱土的特性有：天然含水量高、孔隙比大、压缩性高、渗透性差、具有构荷性。

2、请说明单向固结理论的假定条件。答：单向固结理论的假定条件：（1）土的排水和压缩只限竖直方向，水平方向不排水，不压缩；（2）土层均匀，完全饱和。在压缩过程中，渗透系数k和压缩模量Es=(1+e)/a不变；（3）附加应力一次骤然施加且沿土层深度z为均匀分布。

3、请问确定基础埋置深度应考虑哪些因素？

答：确定基础埋置深度应综合考虑以下因素：上部结构情况、工程地质和水文地质条件、当地冻结深度和建筑场地的环境条件。

4、影响饱和土液化的主要因素有哪些?、答：影响饱和土液化的主要因素有：土的类别、排水条件、土的密实度、土的初始固结压力及振动作用强度和持续时间。

1．确定地基承载力的常用方法有那些？

确定地基承载力的常用方法有：理论公式计算，根据土的性质指标查规范中的承载力表以及由现场荷载试验和静力触探试验确定等三类。

4.什么叫前期固结应力？什么叫超固结比？讨论它们有什么意义？把土在历史上曾受到过的最大有效应力称为前期固结应力；把前期固结应力与现有有效 应力之比定义为超固结比。超固结比可以反映土体经历不同的应力历史问题，用于讨论应力历史对土体压缩性的影响。

2、简述天然地基上的浅基础设计得一般步骤。（4分）答：

1、准备资料；

2、选择基础的结构类型和材料；

3、选择持力层，确定合适的地基基础深度；

4、确定地基承载力；

5、根据地基承载力，确定基础底面尺寸；

6、进行必要的验算（包括变形和稳定性验算）；

7、基础的结构和构造设计；

8、绘制基础施工图。

3、地基处理的目的主要有哪些？（4分）答：

1、提高地基强度或增加其稳定性；

2、降低地基的压缩性，以减少其变形；

3、改善地基的渗透性，减少其渗漏或加强其渗透稳定性；

4、改善地基的动力特性，以提高其抗震性能；

5、改良地基的某种特殊不良特性，以满足工程的要求。1．确定地基承载力的常用方法有那些？

确定地基承载力的常用方法有：理论公式计算，根据土的性质指标查规范中的承载力表 以及由现场荷载试验和静力触探试验确定等三类。

3.简述用分层总和法求基础沉降的方法步骤

（1）选择计算剖面，在每个剖面上选择若干计算点。

（2）地基分层。每层厚度可以控制在2~4 米或小于或等于0.4B，B 为基础的宽度。

（3）求出计算点垂线上各分层层面处的竖向自重应力，并绘出分布曲线。

（4）求出计算点垂线上各分层层面处的竖向附加应力并绘出它的分布曲线。并以附加

应力等于0.2 或0.1 倍自重应力为标准确定压缩层的厚度。

（5）按算术平均算出各分层的平均自重应力和平均附加应力。

（6）根据第i 分层的平均初始应力、初始应力和附加应力之和，由压缩曲线查出相应的初始孔隙比和压缩稳定后孔隙比。

（7）按无侧向变形条件下的沉降量计算公式分层计算各层的压缩量，最后总和得出基础的沉降量。

五、计算题(共 30 分)1.某一取自地下水位下的饱和试样，用环刀法测定其容重。环刀的体积为50cm3，环刀重为80g，环刀加土重为172.5g，该土的土粒比重为2.7，试计算该土样的天然容重、饱和容重、干容重及孔隙比。（10分）

解：ｍ＝７２．５－８０＝９２．５；ｖ＝50

ｃｍ3 饱和土：ρ ＝ρ= =92.5／50＝1.85ｇ/ｃｍ3(3分)r ＝ｒ＝1.85×9.8＝18.13 ｋN／ｍ3(2分)因为： ； ＝1.0 =2.7/(1+1)=1.35ｇ/cm3；（4分）rd＝1.35×9.8＝13.23kN/m3（1分）

2.对一完全饱和的正常固结土试样，为了模拟其原位受力状态，先在周围压力σｃ=140ＫＰａ作用下固结，然后再在Δσ3＝０的情况下进行不排水剪试验，测得其破坏时的σ1=260，同时测出破坏时的孔隙水应力Ｕf=110KPa，试求：（１）该试样的不排水强度Cｕ；（２）破坏时试样中的有效主应力σ＇1及σ＇3；（３）破坏时的孔隙水应力系数Ａf；（４）试样的固结不排水抗剪强度指标Cｃｕ、υcu和有效应力强度指标c', υ'。(10分)解：1.σ3＝σｃ=140kPa；σ1＝260kPa;故 Cu=(σ1-σ3)/2=(260-140)/2=60 kPa(2分)

2、σ＇1＝σ1-uf=260-110=150 kPa;σ＇3＝σ3-uf=140-110=30 kPa(2分)

3、(2分)

4、正常固结土，Ccu=0;C＇=0 υcu＝17.5°(2分)υ＇＝41.8°(2分

3.墙背直立的光滑挡土墙，墙高为10ｍ，两层填土的厚度与性质指标如下图所示，试求作用在墙背上总的主动土压力，并绘出压力分布图（10分）解：ka1=tg2(45-ø1／2)＝tg2(45-15)＝tg230(1分)ka2=tg2(45-ø2／2)＝tg2(45-17)＝tg228(1分)因C2>0，需判定下层土是否出现拉应力区

下层土无拉应力区

B点交界面上：pa1=r1H1 ka1=16×3×tg230=16 kPa(2分)B点交界面下：pa2=r1H1 ka2－2c2 =16×3×tg228-2×8×tg28=5.1 kPa(2分)C点：pa3=（r1H1＋r2H2）ka2－2c2(2分)=（16×3＋20×7）×tg228-2×8×tg28=44.6 kPa Pa=0.5×3×16＋0.5×7×（5.1+44.6）=197.95 kN/m(2分)

1、某土样重180g，饱和度Sr=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）解：由已知条件可得原土样的三相数值为： m=180g ms=135g mw=180－135=45g Vs=135/2.7=50cm3 Vw=45 cm3 Vv=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 Vv=90－50=40 cm3 Vw=40 cm3 mw=40g m=135＋40=175g γ=175/90×10=19.4 kN/m3 w=40/135×40%=30% e=40/50=0.8 Sr=40/40×100%=100%

4、已知某桩基础，桩的截面尺寸为300㎜×300㎜，桩长8.5 m，根据静载荷试验的S－logt曲线确定极限荷载为600kN,其它条件如图所示，试验算单桩承载力是否满足要求？（14分）解：（1）确定单桩承载力 Rk 按静载荷试验：Rk=600/2=300kN 按经验公式：Rk=qpAp＋up∑qsilsi

=1800×0.32＋4×0.3×(1×12＋4.9×10＋1.6×25＋1×35)=325.2kN 所以取小值，Rk=300kN（2）单桩平均轴向力验算：

每桩受力：Q=(N＋G)/n=(2130＋2.3×2.6×1.5×20)/8=2309.4/8=288.68kN< Rk=300kN(满足)(3)单桩中受最大轴向力桩的验算： My=M＋Q·H=260＋40×1.5=320kN·m Qmax=(N＋G)/n＋My·xmax/∑xi2 =288.68＋320×1/(4×12＋2×0.52)=359.79kN<1.2 Rk=360kN(满足)（１）天然密度：

含水量： 孔隙比：

饱和度：

（2）液性指数： 塑性指数：

土的稠度状态为：硬塑；

2．解：

4、有一挡土墙高H=6m，墙后填土水平并有均布荷载q=9KPa，墙背垂直、光滑，填土物理性质指标如下：，试计算坡顶裂缝出现后的主动土压力，并确定其总土压力的作用点的位置。解：

主动土压力系数：

挡土墙底部的土压力强度： 临界深度： 主动土压力：

主动土压力距墙底的距离为：



1、岩体的强度小于岩石的强度主要是由于（）。

（A）岩体中含有大量的不连续面

（B）岩体中含有水

（C）岩体为非均质材料

（D）岩石的弹性模量比岩体的大

2、岩体的尺寸效应是指（）。

（A）岩体的力学参数与试件的尺寸没有什么关系

（B）岩体的力学参数随试件的增大而增大的现象

（C）岩体的力学参数随试件的增大而减少的现象

（D）岩体的强度比岩石的小 3、影响岩体质量的主要因素为（）。

（A）岩石类型、埋深

（B）岩石类型、含水量、温度

（C）岩体的完整性和岩石的强度（D）岩体的完整性、岩石强度、裂隙密度、埋深

4、我国工程岩体分级标准中岩石的坚硬程序确定是按照（）。

（A）岩石的饱和单轴抗压强度

（B）岩石的抗拉强度

（C）岩石的变形模量

（D）岩石的粘结力

5、下列形态的结构体中，哪一种具有较好的稳定性？（）（A）锥形（B）菱形（C）楔形（D）方形

1、A

2、C

3、C

4、A

5、D

6、A

7、C

8、B

9、A

10、D

6、沉积岩中的沉积间断面属于哪一种类型的结构面？（）（A）原生结构面

（B）构造结构面（C）次生结构面

7、岩体的变形和破坏主要发生在（）

（A）劈理面（B）解理面（C）结构面D）晶面

8、同一形式的结构体，其稳定性由大到小排列次序正确的是（）（A）柱状>板状>块状（B）块状>板状>柱状（C）块状>柱状>板状（D）板状>块状>柱状

9、不同形式的结构体对岩体稳定性的影响程度由大到小的排列次序为（）（A）聚合型结构体>方形结构体>菱形结构体>锥形结构体（B）锥形结构体>菱形结构体>方形结构体>聚合型结构体（C）聚合型结构体>菱形结构体>文形结构体>锥形结构体（D）聚合型结构体>方形结构体>锥形结构体>菱形结构体

10、岩体结构体是指由不同产状的结构面组合围限起来，将岩体分割成相对的完整坚硬的单无块体，其结构类型的划分取决于（）（A）结构面的性质（B）结构体型式（C）岩石建造的组合（D）三者都应考虑

1、A

2、C

3、C

4、A

5、D

6、A

7、C

8、B

9、A

10、D 选择题

1、在我国工程岩体分级标准中，软岩表示岩石的饱和单轴抗压强度为（）。（A）15~30MPa（B）<5MPa（C）5~15MPa（D）<2MPa

2、我国工程岩体分级标准中岩体完整性确定是依据（）。（A）RQD（B）节理间距（C）节理密度（D）岩体完整性指数或岩体体积节理数

3、在我国工程岩体分级标准中，较完整岩体表示岩体的完整性指数为（）。（A）0.55~0.35（B）0.35~0.15（C）>0.55（D）0.75~0.55

4、在我国工程岩体分级标准中，岩体基本质量指标是由哪两个指标村确定的？（）。（A）RQD和节理密度（B）岩石单轴饱和抗压强度和岩体的完整性指数（C）地下水和RQD（D）节理密度和地下水

5、我国工程岩体分级标准中是根据哪些因素对岩石基本质量进行修正的？（）。①地应力大小； ②地下水； ③结构面方位； ④结构面粗糙度。（A）①，④（B）①，②（C）③（D）①，②，③

6、某岩石、实测单轴饱和抗压强度RC=55MPa，完整性指数KV=0.8，野外鉴别为原层状结构，结构面结合良好，锤击清脆有轻微回弹，按工程岩 体分级标准确定该岩石的基本质量等级为（）（A）I级（B）II级（C）III级（D）IV级 问答题

1、为什么要进行工程岩体分类？

1、C

2、D

3、D

4、B

5、D

6、B 选择题

1、初始地应力主要包括（）。

（A）自重应力（B）构造应力

（C）自重应力和构造应力（D）残余应力

2、初始地应力是指（）。

（A）未受开挖影响的原始地应力

（B）未支护时的围岩应力

（C）开挖后岩体中的应力

（D）支护完成后围岩中的应力

3、构造应力的作用方向为（）。

A、铅垂方向 B、近水平方向

C、断层的走向方向 D、倾斜方向

4、下列关于岩石初始应力的描述中，哪个是正确的？（）。（A）垂直应力一定大于水平应力

（B）构造应力以水平应力为主（C）自重应力以压应力为主

（D）自重应力和构造应力分布范围基本一致

5、如果不时行测量而想估计岩体的初始应力状态，则一般假设侧压力系数为下列哪一个值比较好？（）

（A）0.5（B）1.0（C）<1（D）>1

6、测定岩体的初始应力时，最普遍采用的方法是（）（A）应力恢复（B）应力解除法（C）弹性波法（D）模拟试验

1、C

2、A

3、B

4、B

5、B

6、B 选择题

1、在工程实践中，洞室围岩稳定性主要取决于（B）。

（A）岩石强度（B）岩体强度（C）结构体强度（D）结构面强度 计算题

7.1解释岩体原始应力﹑二次应力﹑围岩压力。

7.2某直墙型隧道处于Ⅳ类围岩，浄宽5.5m，浄高7.4m，围岩容重 r=20，适用铁路隧道计算方法确定围岩压力。

7.3一直墙型隧道建于软弱破碎岩体中，埋深40m,围岩岩石容重 r=23 内摩檫角

q=36 ,岩石抗压强度R=8Mpa,隧道宽6m,高8m,使用泰沙基理论和普氏理论确定围岩压力。7.4Ⅲ类围岩中的一直墙型隧道，埋深26m,围岩容重22，计算内摩擦角30度，隧道宽6m,高8m。试按浅埋隧道确定围岩压力。

第四篇：河海大学土力学复习知识点

第一章

土的结构: 粗粒土的结构(单粒结构), 细粒土的结构(蜂窝结构/絮凝结构)土的构造：层理构造、裂隙构造、分散构造

土的压实性: 影响因素：1）含水量 2）击实功（能）3）土类及级配

特殊土：软土、红黏土、黄土、膨胀土、多年冻土、盐渍土

人工填土：素填土、杂填土、冲填土

常见的粘土矿物：蒙脱石、伊利石、高岭石；三者的亲水性、膨胀性和收缩性依次降低

粒组:介于一定粒度范围内的土粒。

界限粒径：划分粒组的分界尺寸

颗粒级配:土中各粒组的相对含量就称为土的颗粒级配。（d > 0.075mm时，用筛分法；d <0.075，沉降分析）颗粒级配曲线：曲线平缓，表示粒径大小相差悬殊，土粒不均匀，即级配良好。

不均匀系数:Cu=d60/d10，反映土粒大小的均匀程度，Cu 越大表示粒度分布范围越大，土粒越不均匀，其级配越好。

2曲率系数:Cc=d30/(d60*d10)，反映累计曲线的整体形状，Cc 越大，表示曲线向左凸，粗粒越多。

（d60 为小于某粒径的土重累计百分量为60%，d30、d10 分别为限制粒径、中值粒径、有效粒径）

强结合水：紧靠于土颗粒的表面，受电场作用很大，安全不能移动，表现出固态特性

弱结合水：强结合水外，电场作用范围内的水，是一种粘质水膜，受力时可以从水膜厚处向薄处移动，也可因电场引力从一个土粒周围转移到另一个土粒周围，在重力作用下不会发生移动。

毛细水:受到水与空气交界面处表面张力的作用,存在于地下水位以上透水层中的自由水。

重力水:地下水面以下,土颗粒电分子引力范围以外的水,仅受重力作用.传递静水压力产生浮托力。毛细现象：指土中水在表面张力作用下，沿细的孔隙向上及其它方向移动的现象。相对密实度:Drdmindmaxemaxed

emaxemindmaxdmind界限含水量：粘性土由一种状态转到另外一种状态的分界含水量。液限(L)：粘性土由可塑状态转到流动状态的界限含水量。塑限(P)：粘性土由半固态转到可塑状态的界限含水量。塑性指数：液限与塑限之差（去掉%）称为塑性指数，用下式表示：反映粘粒含量的多少,反映粘性土处在可塑状态的含水量变化范围。

L液性指数(IL): ILL 反映土的软硬成度。

LPIPIp(wLwp)100。

最优含水量：在一定压实功作用下，使土最容易压实，并能达到最大干密度时的含水量。

物理状态指标:

三个基本物理指标:天然密度（环刀法）,比重或相对密度（比重瓶法）,含水量（烘干法）换算指标：天然密度ρ:天然状态下土单位体积的质量(g/cm3)干密度ρd :土单位体积中固体颗粒部分的质量(g/cm3)饱和密度ρsat :土孔隙中充满水时的单位体积质量(g/cm3)有效密度ρ: 单位土体积中土粒的有效质量(g/cm3)土粒相对密度(比重)ds :土的固体颗粒质量与同体积4℃时纯水的质量之比 含水量w : 土中水的质量与土粒质量之比(%)孔隙比e :土中孔隙体积与土颗粒体积之比 孔隙率 n :土中孔隙体积与总体积之比(%)饱和度 Sr : 土中水的体积与孔隙体积之比(%)

第二章

何谓附加应力？地基中的附加应力分布有何特点？ 答：建筑物荷载在地基中增加的应力称为附加应力。地基中的附加应力分布有一下规律：

1)在地面下任意深度的水平面上。各点的附加应力非等值，在集中力作用线上的附加应力最大，向两侧逐渐减小。

2)距离地面越深，附加应力分布的区域越广，在同一竖向线上的附加应力随深度而变化。超过某一深度后，深度越大，附加应力越少。

附加应力：在建筑物等外荷载作用下，土体中各点产生的应力增量。

自重应力:建筑物修建以前，地基中由土体本身的有效重量所产生的应力。

角点法：利用角点下的应力计算公式和应力叠加原理推求地基中任意点的附加应力的方法称为角点法。

第三章

管涌：水在砂性土中渗流时，细小颗粒在动水力的作用下，通过粗颗粒形成的孔隙，而被水流带走的现象叫管涌。

流砂或流土：当Δh增大到某一数值(有效重度)时, 向上的渗流力克服了土体向下的重力, 土体浮起而处于悬浮状态失去稳定, 土粒随水流动的现象。管涌、流土两者之间区别

二维流网的特点：1)流线与等势线互相正交； 2）流网为曲边正方形； 3）任意两相邻等势线之间的水头损失相等；4）任意两相邻流线间的单位渗流亮相等

影响渗透系数的因素有哪些?

1）土粒大小与级配:细粒含量愈多，土的渗透性愈小，例如砂土中粉粒及粘粒含量愈多时，砂土的渗透系数就会大大减小。2）土的密实度：同种土在不同密实状态下具有不同的渗透系数，土的密实度增大，孔隙比降低，渗透系数相应减小。3）土中封闭气体含量：土中封闭气体阻塞渗流通道，使土的渗透系数降低。封闭气体含量愈多，土的渗透系数愈小。4）土的矿物成分 ：粘土矿物的结合水占据孔隙 蒙脱土膨胀，阻塞孔隙；

淤泥不透水——含有机质。——渗透系数减小

第四章

固结度：地基在荷载作用下，经历了时间t的沉降量st与最终沉降量s之比值称为固结度，它表示时间t地基完成的固结程度。达同一固结度，单面排水时间是双面排水时间的4倍。

土的压缩性：土在压力作用下体积缩小的特性。土的压缩变形快慢与土的渗透性有关：透水性大的无粘性土，压缩过程短；透水性小的粘性土，压缩时间长。

土的固结：土体在外力作用下，压缩随时间增长的过程。

渗透固结：土体中由附加应力引起的超静水压力随时间逐渐消散，附加应力转移到土骨架上，骨架上的有效应力逐渐增加，土体发生固结的过程称为渗透固结。

压缩性指标：压缩系数:当压力变化范围不大时，孔隙比的变化值与压力的变化值的比值。

压缩指数：土体在侧限条件下孔隙比减小量与有效压应力常用对数增量的比值

压缩模量：土体在完全侧限条件下，竖向附加应力与相应的应变增量之比

说明：土的压缩模量Es与土的的压缩系数a成反比，Es愈大，a愈小，土的压缩性愈低

载荷试验：由加荷稳压装置、反力装置、观测装置三部分组成。

变形模量：指土体在无侧限条件下，单轴受压时的应力与应变之比，用E0 表示

弹性模量：无侧限条件下弹性阶段竖向应力与应变之比。E0与Es关系

应力历史：土在形成的地质年代中经受应力变化的情况

应力路径: 在外力作用下土中某一点的应力变化过程在应力坐标图中的轨迹。

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。地基变形与时间的关系：主要取决于土的渗透性和土层厚度；饱和土的渗透固结过程，就是孔隙水压力向有效应力转化的过程。

简述饱和土的渗透固结过程？ 答：饱和土的渗流固结过程如下：（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。粘性土沉降组成:

瞬时沉降:加载后地基瞬时发生的沉降;采用弹性理论,采用不排水变形模量

主固结沉降:饱和与接近饱和的粘性土在基础荷载作用下,随着超静孔隙水压力的消散,土骨架产生变形所引起的沉降;次固结沉降:主固结结束后,在有效应力不变的条件下,土骨架仍随时间发生变形.利用S-lgt曲线,次固结指数进行计算

最终沉降量的计算方法(分层总和法)基本假定:(1)地基是均质、各向同性的半无限线性变形体，可按弹性理论计算土中应力,附加应力计算时取基础中心点下的附加应力进行计算;(2)在压力作用下，地基土不产生侧向变形，可采用侧限条件下的压缩性指标 分层总和法的计算步骤:(1)分层 分层原则 hi0.4b;天然土层面及地下水位处(2)绘制基础中心点下地基中自重应力和附加应力分布曲线

(3)确定地基沉降计算深度 按照 zn/czn0.2(软土取0.1)确定

(4)计算各分层土的平均自重应力和平均附加应力(5)计算各分层沉降量(6)计算基础最终沉降量

有效应力原理:总应力由有效应力及孔隙水压力组成;土的变形和强度只与有效应力有关 太沙基一维固结理论的基本假定:(1)土体是均质弹性,完全饱和;(2)土粒和水不能压缩;(3)水的渗出以及土的压缩只能沿竖向发生;(4)水的渗流服从Darcy定理,且渗透系数k不变;(5)孔隙比的变化与有效应力的变化成正比,压缩系数a不变;(6)外荷载一次瞬时施加.灵敏度：在不排水条件下，原状土的无侧限抗压强度与重塑土的无侧限抗压强度之比，用St表示。

土的触变性：在土的含水量和密度不变的情况下，土因重塑而软化，又因静置而逐渐硬化，强度有所恢复的性质。

第五章

库仑定律：当土所受法向应力不很大时，土的抗剪强度与法向应力可近似用线性关系表示，这一表征土体抗剪强度与法向应力的公式即为库仑定律表达式

土的抗剪强度的组成 ⑴ 摩擦力

滑动摩擦: 剪切面土粒间表面粗糙所产生的摩擦

咬合摩擦: 土粒间相互嵌入所产生的咬合力, 其引起土的剪胀

颗粒的破碎与重排列

⑵ 粘聚力：由土粒间的胶结作用和各种物理-化学键力作用的结果，其大小与土的矿物组成和压密程度有关

静电引力: 包括库仑力仑力和离子-静电力

范德华力: 物质的极化分子与相邻另一极化分子间通过相反的偶极吸引

胶结力: 土或水中碳、硅、铅、铁等氧化物对土颗粒形成胶结作用，其粘聚力可达几百千帕 表观粘聚力: 如毛细力、非饱和土中吸力等

影响抗剪强度的因素有哪些?

摩擦力: 剪切面上的法向总应力、土的初始密度、土粒级配、土粒形状以及表面粗糙程度 粘聚力: 土中矿物成分、粘粒含量、含水量以及土的结构

土体中发生剪切破坏的平面，是不是剪应力最大的平面？在什么情况下，剪切破坏面与最大剪应力面是一致的？

土体中发生剪切破坏的平面一般不是剪应力最大的平面。

当土的莫尔破坏包线与轴平行时，即

f常数时，剪切破坏平面与最大剪应力面是一致的。

莫尔-库伦强度理论:以库伦公式作为抗剪强度公式,根据剪力是否达到抗剪强度作为破坏准则的理论就称为莫尔-库伦强度理论.直剪试验与三轴试验的优缺点 直剪试验：

优点：直剪仪构造简单，操作简单，在一般工程中应用广泛。

缺点：a.不能严格控制排水条件，不能量测试验过程中试样的孔隙水压力。b.剪切面不是沿土样最薄弱的面剪切破坏。

c.剪切过程中剪切面上的剪应力分布不均匀，剪切面积随剪切位移的增加而减小。三轴试验：

优点：a.试验中能严格控制试样的排水条件，准确测定试样在剪切过程孔隙水压力的变化，从而定量获得土中有效应力的变化情况； b.与直剪试验相比，试样中的应力状态相对地较为明确和均匀，不硬性指定破裂面位置； C.除抗剪强度指标外，还可测定，如土的灵敏度，压力系数、孔隙水压系数等力学指标。

缺点：a.试验仪器较复杂，操作技术要求高，且试样制备比较麻烦。b.试验是在轴对称情况下进行的，不能考虑中主应力的影响。

试验方法 适

用

条

件

地基土的透水性和排水条件不良, 建筑物施工速度较快 不排水剪(快 剪)

排 水 剪(慢 剪)地基土的透水性好, 排水条件较佳, 建筑物加荷速率较慢

建筑物竣工后较久, 荷载又突然增大, 或地基条件等介于上述两种情况之间 固结不排水剪(固结快剪)

饱和粘性土不同排水条件下的抗剪强度指标

1.不固结不排水剪(UU)：试验过程中试样含水量和体积保持不变, 加压过程中只引起试样的孔隙水压力变化, 而有效应力不变, 故抗剪强度亦不变。2.固结不排水剪(CU)：固结过程中试样含水量和体积减小, 剪切过程中保持不变, 只是孔隙水压力改变, 破坏时孔隙水压力完全由试样受剪引起。3.固结排水剪(CD)：整个试验过程中始终打开排水阀门, 让试样充分排水固结, 保持孔隙水压力为零, 有效应力等于总应力。

第六章

被动土压力：挡土墙在外力作用下向墙背方向移动时，墙挤压土体，墙后土压力逐渐增大，当达到某一位移时，墙后土体开始上隆，滑动楔体内应力处于被动极限平衡状态，此时作用在墙背上的土压力称为被动土压力。

主动土压力：当挡土墙沿墙趾向离开填土方向转动或平行移动位移量达到一定量时，滑动面上的剪应力等于抗剪强度，墙后土达到主动极限平衡状态，填土中开始出现滑动面，这时作用在墙背上的土压力就称为主动土压力。

三种土压力与位移之间的关系？三种土压力之间的大小关系？ 主动土压力:产生主动土压力的条件为：挡土墙向前远离填土的方向移动或转动，由转动或移动量达到一定值，土体内潜在滑动面上的剪应力达到土的抗剪强度，则作用于挡土墙上的压应力最小，即为主动土压力Ea。

被动土压力:产生被动土压力的条件：挡土墙受外力作用向着填土方向移动时，墙后一部分土体产生向上滑动趋势。当墙移动至一定位置时，土体内潜在滑动面上的剪应力也达到抗剪强度值。此时，土体作用于挡土墙上的压力达到最大值，即被动土压力Ep。静止土压力 ：墙静止不动, 墙后土体处于弹性平衡状态时, 作用在墙背的土压力E0

朗肯土压力的基本假定是？库伦土压力的基本假定是？（1）朗肯土压力 基本原理

朗肯研究自重应力作用下，半无限土体内各点的应力从弹性平衡状态发展为极限平很状态的条件，提出计算挡土墙土压力的理论。假设条件

a挡土墙背垂直

b．墙后填土表面水平

c．挡墙背面光滑即不考虑墙与土之间的摩擦力。（2）库伦土压力

依据的原理：楔体平衡理论 基本假定：

a墙后的填土是理想散粒体

b.滑动破坏面为通过墙踵的平面

c.滑动土楔为一刚塑性体，本身无变形

朗肯土压力与库伦土压力的优缺点

朗肯土压力理论:应用半空间中的应力状态和极限平衡理论计算土压力，概念比较明确，公式简单，应用方便，对于粘性土和无粘性土都可以用该公式直接计算，故在工程中得到青睐。但为了使墙后填土中的应力状态符合半空间应力状态，必须假设墙背是直立光滑的，填土面是水平的，因而使其应用范围受到限制，并由于该理论忽略了墙背与填土之间摩擦的影响，使计算的主动土压力偏大，被动土压力偏小。库仑土压力理论:根据墙后滑动土楔的静力平衡条件推导得出土压力计算公式，考虑了墙背与土之间的摩擦力，并可用于墙背倾斜，填土面倾斜的情况，但由于该理论假设填土是无粘性土，因此不能用库仑公式直接计算粘性填土的土压力。库仑土压力理论假设墙后填土破坏时，破裂面是一平面，而实际上是一曲面，因此，库仑土压力理论计算结果与按曲面的计算结果有出入，这种偏差在计算被动土压力时尤为严重.朗肯与库仑土压力理论的适用性

（1）朗肯理论求得的是墙背各点土压力强度分布，而库仑理论求得的是墙背上的总土压力（2）朗肯理论适用于填土表面为水平的无粘性土或粘性土的土压力计算

（3）库仑理论只适用于填土表面为水平或倾斜的无粘性土，对粘性土只能用图解法计算 被动土压力的计算常采用朗肯理论

（4）挡土墙在满足墙背直立光滑且填土面水平的条件下，库仑土压力理论与朗肯土压力理论计算得到的土压力是一致的.第七章

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？在进行边坡稳定分析时常采用哪些条分法？

土坡发生滑动的滑动面有：圆弧、平面、复合滑动面(1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。

在进行边坡稳定分析时常采用的条分法有：瑞典条分法、毕肖普条分法、杨布条分法和不平衡推力法等。

条分法分析步骤：

1.按比例绘制土坡剖面图;2.任选一点O为圆心, 以Oa为半径(R)作圆弧ab得滑动圆弧面； 3.将滑动面以上土体竖直分为宽度相等的若干土条并编号；

4.计算作用在土条ef上的剪切力Ti和抗剪力Si。土条自重Gi和荷载Qi在滑动面ef上的法向反力Ni和切向反力Ti 5.计算稳定性系数(沿整个滑动面上的抗剪力与剪切力之比)Ks。

6.假定几个可能的滑动面, 分别计算相应的Ks值, 其中Ksmin对应的滑动面则为最危险滑动面。粘性土土坡稳定分析中考虑渗流作用的“代替法”：

代替法就是在土坡稳定分析重用浸润线以下，坡外水位以上所包围的同体积的水重对滑动圆心的力矩来代替渗流力对圆心的滑动力矩。

第八章

临塑荷载pcr：地基开始出现剪切破坏（即弹性变形阶段转变为弹塑性变形阶段）时，地基所承受的基地压力。即p-s曲线上直线段（弹性）的结束，曲线段（弹塑性）的开始。

极限荷载pu：地基濒临破坏（即弹塑性变形阶段转变为破坏阶段）时，地基所承受的基地压力。

地基变形的三个阶段：线性、弹塑性、破坏阶段，三个阶段各自的特点有哪些？

典型p-s曲线： 1.线性变形阶段

oa段: 荷载小, 主要产生压缩变形, 荷载与沉降关系接近于直线, 土中t

ab段: 荷载与沉降关系呈曲线, 地基中局部产生剪切破坏, 出现塑性变形区;3.破坏阶段

bc段: 塑性区扩大, 发展成连续滑动面, 荷载增加, 沉降急剧变化.承载力基本公式

第五篇：土力学 课程总结

土力学与地基基础简单总结

（陈广斌勾的重点总结）

--------------GOME 气先生

 第二章

土的物理性质与工程分类

土是由固体颗粒，水和气体所组成的三相体系。

粒组：就是某一级粒径的变化范围，或者为相邻两分界粒径之间性质相近的土粒。工程中实用的粒度成分分析方法有筛分法和水分法两种。

常用的粒度成分表示方法有三种：表格法、累计曲线法、三角坐标法。表格法：是以列表形式直接表达各粒组的相对含量。

累计曲线法：是一种图示方法，横坐标表示土颗粒的直径，以mm表示；纵坐标为小于（或大于）某粒径土的累积含量，用百分比表示。

土颗粒级配是否良好的判别常用不均匀系数Cu和曲率系数Cc两个指标来分别描述级配曲线的坡度和形状。

Cu=d60/d10

Cc=d30d30/d60d10 d10小于此种粒径的土的质量占总土质量的10%，也成为有效粒径。d60大于d30大于d10.曲率系数Cc作为第二指标与Cu共同判定土的级配，则更加合理。

对于粗粒土，不均匀系数Cu和曲率系数Cc也是评价渗透稳定性的重要指标。

黏土矿物依硅片和铝片的组叠形式的不同，可以分成蒙脱石、伊利石和高岭石三种类型。

蒙脱石（Al2O3.4SiO2.nH2O）的主要特征是颗粒细微，具有显著的吸水膨胀，失水收缩的特性，或者说亲水能力强。

伊利石（K2O.3Al2O3.6SiO2.2H2O）联结强度弱于高岭石而高于蒙脱石，其特征也介于两者之间。高岭石（Al2O3.2SiO2.2H2O）的主要特征是颗粒较粗，不容易吸水膨胀，或者说亲水能力差。

结合水：结合水是附着于土粒表面的水，受颗粒表面电场作用力吸引而包围在颗粒四周，不传递静水压力，不能任意流动，其冰点低于零度。

强结合水：丧失液体的特征而接近于固体，完全不能移动，这层水称为强结合水。密度要比自由水大，具有蠕动性。

自由水：是指不受颗粒电场引力作用的水，其水分子无定向排列现象，与普通水无异，受重力支配，能传递静水压力并具有溶解能力。

自由水按照其移动所受作用力的不同分为重力水和毛细水。

重力水：是存在于地下水位以上，受到水与空气交界面处表面张力作用的自由水。毛细水：除存在于毛细水上升带内，也存在于非饱和土的较大孔隙中。

土中气：密闭的气体对土的工程性质有很大影响，密闭气体的成分可能有空气，水汽，或天然气。在压力作用下密闭气体可被压缩或溶解于水中，而当压力减少时，气泡会恢复原状或重新游离出来。土的结构：土的结构按其颗粒排列和联结，分为单粒结构、蜂窝结构、絮状结构。单粒结构是碎石土和砂土的结构特征。

土的结构最主要的特征是成层性，即层理构造，另外重要特征是裂隙性。土的三相草图与三相指标定义：

土的密度：定义：土单位体积的质量，测定方法：一般用“环刀法”测定。

土粒相对密度: 定义：土粒密度与4摄氏度时纯水密度之比，称为土粒相对密度。测定方法：在实验室内用比重瓶法，原理是将颗粒放入盛有一定水的比重瓶中，排开的水量即为实验的体积。若土中含大量的可溶盐类有机质胶粒，则可用中性液体，如煤油，汽油，甲苯和二甲苯，必须用排气法排气。

土的含水量：定义：土中水的质量与土粒质量之比，以百分数计。测定方法：一般用“烘干法”测定。孔隙比e为标准判定：采用天然孔隙比e的大小来判断砂土的密实度。

相对密实度Dr为标准判定：Dr=emax-e/emax-emin

当Dr=0时，e=emax，表示土处于最松状态，当Dr=1时，e=emin，表示土处于最紧密状态。

标准贯入试验是一种原位测试方法，是用规定的锤重（63.5kg）和落距（76cm）

把标准贯入器打入土中，记录贯入一定深度（30cm）所需的锤击数N值的原位测试方法。塑性指数：把夜限与塑限的差值（去掉百分号）称为塑性指数Ip，即：Ip=WL-WP 夜性指数：IL是黏性土天然含水量与塑限的差值和塑性指数之比，即 IL=（W-WP）/WL-WP

黏性土的胀缩性是指黏性土吸水膨胀、失水收缩的性质。

碎石土是指粒径大于2mm颗粒含量超过总质量50%的土；砂土是指粒径大于2mm的颗粒含量不超过总质量的50%，而粒径大于0.075mm的颗粒含量超过总质量的50%的土。

 第三章

土的渗透性与渗流

渗透变形：土工建筑及地基由于渗透作用而出现变形或破坏称为渗透变形或渗透破坏。渗透变形分为流土和管涌。

流土：是指在向上渗流作用下，局部土体表面隆起，或者颗粒群同时起动而流失的现象，它主要发生在地基或土坝下游渗流溢出处。一般来说，任何类型的土，只要坡降达到一定的大小，都会发生流土破坏。管涌：管涌是渗透变形的另外一种形式，它是指在渗流作用下土体中的细颗粒形成的空隙道中发生移动并被带走的现象。一般来说，黏性土只有流土而无管涌。

管涌破坏一般有个时间发育过程，是一种渐进性质的破坏，按其发展的过程，可分为两类：一种土，发生渗透变形就不能承受较大的水力坡降，这种土称为危险性管涌土，另外一种土，当出现渗透变形后，仍能承受较大的水力坡降，最后土样出现许多大泉眼，渗透量不断增大，或者发生流土，这种土称为非危险性管涌土。

 第四章

土中应力分布与计算

地基中的自重应力：是值未修建建筑之前，地基中由于土体本身的有效重量而产生的应力。单层土的竖向自重应力：土体在自重作用下无册向变形和剪切变形，只会发生竖向变形。

地下水位下降：如在软土地区，因大量抽取地下水，以致地下水位长期大幅度下降，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或湿陷性土的塌陷现象，必须引起注意。

刚性基础：由于其刚度很大，不能适应地基土的变形，其基底压力分布将随上部荷载的大小，基础的埋置深度和土的性质的变化而变化。

在黏土层地基表面上的条形刚性基础，当受到中心荷载作用时，由于黏性土具有黏聚力，基底边缘处能承受一定的压力。（选/问）

基底附加压力：是指附加导致地基中产生附加应力的那部分基底压力，在数值上等于基底压力减去基底标高处原有的土中自重应力，是引起地基附加应力和变形的主要原因。

一般浅基础总是埋置在天然地面下一定深度处，才有新增加于地基的基底附加压力。

非均质地基中的附加应力，上层软弱下层坚硬的情况：

应力集中的程度主要与荷载宽度b和压缩层厚度H有关，随着H/b增大，应力集中现象减弱。

 第五章

土的压缩性与地基沉降计算

土的压缩性:：是值土体在压力作用下体积缩小的特征。

土的压缩性是指土中孔隙体积的缩小，即土中水和土中气的体积缩小，可以认为土粒的体积是不变的。土的固结：饱和土体积在压力作用下随土中水体积减少的全过程，为土的固结。

压缩系数：土的压缩系数的定义是土体在侧限条件下孔隙比减小量与竖向有效应力增量的比值。由p1=0.1Mpa增加到p2=0.2Mpa时的压缩系数来评定土的压缩性，如 a1-2小于0.1mpa时，为低压缩性土

0.1小于等于a1-2小于0.5mpa时，为中压缩性土 a1-2大于等于0.5mpa时，为高压缩性土

a12＜0.1MPa

1低压缩性土 0.1≤a12＜0.5MPa1 中压缩性土 a12≥0.5MPa1 高压缩性土

压缩指数：

土的压缩指数的定义是土体在侧限条件下孔隙比减小量与竖向有效压应力常用对数值增加的比值。

同压缩系数a 一样，压缩指数Cc值越大，土的压缩性越高。土中有效应力：是指土中固体颗粒，土粒接触点传递的粒间应力。

饱和总应力=有效应力+孔隙水压力。饱和土中任意点的总应力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。

按分层总和计算最终沉降量：计算原理：分层总和法计算地基的最终沉降量，即在地基沉降计算深度范围内划分为若干分层，计算各分层的压缩量，然后求其总和。

地基最终沉降量各种计算方法中：

以分层总和法较为方便实用，采用侧限条件下的压缩性指标，以有限压缩性范围的分层计算加以总和，三种分层总和法中以单向压缩基本公式最为简单方便，对于中小型基本，通常取基底中心轴线下的地基附加应力进行计算，以补所采用的压缩性指标偏小的不足。

应力历史：

按照它与现有应力相对比的状况，可将土分为正常固结土，超固结土，和欠固结土三类。

正常的固结土、超固结土和欠固结土的超固结比值分别为OCR=1,OCR大于1，OCR小于1。

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第六章

土的抗剪强度

测定土抗剪强度指标的试验 一，测定土抗剪强度试验分类 按试验仪器分，1，直接剪切试验：优点：仪器构造简单，操作方便。缺点：（1）剪切面不一定是试样抗剪能力最弱的面。（2）剪切面上的应力分布不均匀，而且受剪切面面积愈来愈小。（3）不能严格控制排水条件，测不出剪切过程中孔隙水压力的变化。

2，三轴剪切试验：优点;(1)试验中能严格控制试样排水条件及测定孔隙水压力的变化。（2）剪切面不固定。（3）应力状态比较明确。（4）除抗剪强度外，尚能测定其他指标。缺点：（1）操作复杂。（2）所需试样较多。（3）主应力方向固定不变，而且与实际情况尚不能安全符合。二，直接剪切试验

根据试验过程中排水情况的不同分为：（1）快剪：试样在垂直压力施加后立即进行快速剪切，试验全过程都不许有排水现象产生。适用范围：加荷速率快，排水条件差，如斜坡的稳定性、厚度很大的饱和黏土地基等。（2）固结快剪：试样在垂直压力下经过一定程度的排水固结后，再进行快速剪切。适应范围：一般建筑物地基的稳定性，施工期间具有一定的固结作用。（3）慢剪：试样在垂直压力排水固结后慢慢的进行剪切，剪切过程中孔隙水可自由排出。适用范围：加荷速率慢，排水条件好，施工期长，如透水性较好的低塑性土以及软弱饱和土层上的高填土分层控制填筑等等。

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第七章

土压力与挡土墙设计

墙体位移与土压力类型：

1，Eo静止土压力。2，Ea主动土压力。3，Ep被动土压力。Ep大于Eo大于Ea。朗肯土压力理论（P135）挡土墙设计（P149）

重力式挡土墙的体型选择和构造措施：

墙背倾斜的型式：重力式挡土墙按墙背倾斜方向可分为仰斜，直立和俯斜三种类型。对于墙背不同倾斜方向的挡土墙，如用相同的计算方法和计算指标进行计算，其主动土压力以仰斜为最小，直立居中，俯斜最大。

如在开挖临时边坡以后筑墙，采用仰斜墙背可与边坡紧密贴合，而俯斜墙则须在墙背回填土，因此仰斜墙比较合理。

为什么要设排水设施？？挡土墙所在地段往往由于排水不良，大量雨水经墙后填土下渗，结果使墙后土的抗剪强度降低，重度增强，土压力增大，有的还受水的渗流或静水压力影响，在一定条件下，或因土压力过大，或因地基软化，结果造成挡土墙的破坏。

（P152---P156有类似计算题）

 第九章

地基承载力

问答：地基剪切破坏的三种模式（1）整体剪切破坏。（2）局部剪切破坏。（3）刺入剪切破坏。p-s曲线：点b对应的荷载pu称为地基的极限荷载 地基整体剪切破坏的三个阶段：（1）压密阶段。（2）剪切阶段。（3）破坏阶段。

 第十章

地基基础设计与施工技术

基础根据埋置深度分为浅基础和深基础。通常将埋置深度较浅，一般为5m以内，且施工简单的基础称为浅基础。

常用浅基础的主要类型有无筋扩展基础、扩展基础、柱下条形基础、十字交叉条形基础、筏板基础、箱形基础。

无筋扩展基础通常是指由砖、块石、素混凝土、三合土和灰土等材料建造基础。

什么是刚性基础？？

设计时要求基础的外伸宽度和基础高度的比值在一定限度内，以避免发生在基础内的拉应力和剪应力超过其材料强度设计值。在这样的限制下，基础的相对高度一般都比较大，几乎不会发生弯曲变形，所以此类基础习惯上也称为刚性基础。

基础埋置深度一般是指基础底面至设计地面的垂直距离。基础的埋置深度，除岩石地基外，应在天然地面以下不小于0.5m。基础顶面应低于设计地面0.1以上。变形验算的内容：地基变形特征的四种特征：（1）沉降量：独立基础或刚性特别大的基础中心的沉降量。（2）沉降差：两相邻独立基础中心点沉降量之差。

（3）倾斜：独立基础在倾斜方向两断点的沉降差与其距离的比值。（4）局部倾斜：砌体承重结构沿纵向6—10m内基础两点的沉降差与其距离的比值。

建筑物的地基变形允许值：对于单层排架结构的柱基，应限制其沉降量。对于框架结构和单层排架结构、砌体墙填充的边排架，设计计算应由沉降差来控制，并要求沉降量不宜过大。对于高耸结构物、高层建筑物，控制地基特征变形的主要是整体倾斜。

浅基础设计：台阶宽度与其高度比值的允许值所对应的角度a称为刚性角。减轻建筑物不均匀沉降的危害的措施：一，建筑措施。二：结构措施：1，减轻建筑物自重：（1）减少墙体重量。（2）选用轻型结构。（3）减少基础和回填土的重量。2，增强建筑物的整体刚度和强度：（1）设置圈梁。（2）加强基层刚度。3，减少或调整基底附加压力：（1）设置地下室.（2）调整基底尺寸。4,选用非敏感性结构。

三： 施工措施。（1）合理安排施工顺序。（2）注意施工方法。

 第十一章

桩基础设计及其他深基础

桩基础：是通过承台把若干根单桩连接成为整体，共同承受动静荷载的一种深基础。深基础设计及其他深基础

1．桩基础：通过承台把若干根单桩连接成为整体，共同承受动静荷载的一种深基础。2．桩的类型：

成桩方法对土层的影响划分：挤土桩、部分挤土桩、非挤土桩

桩体材料划分：天然材料桩、混凝土桩、钢桩、水泥土桩、砂浆桩、特种（改良）型桩 桩的承载性状和使用功能划分：竖向抗压的桩、侧向受荷桩、抗拔桩、复合受荷桩 按施工工艺划分：灌注桩、预制桩 3．产生桩侧负阻力的条件

第一类情况为桩周土在自重作用下固结沉降或浸水导致土体结构破坏、强度降低而下沉（湿陷），例如桩穿越较厚松散填土、自重湿陷性黄土、欠固结土层或进入相对较硬土层等

第二类情况为外界荷载作用导致桩周土固结沉降，如桩周存在软弱土层，邻近桩侧底面承受局部较大的长期荷载或大面积地面堆载（包括填土等）

第三类情况为因降水导致桩周土中有效应力增大而固结。

软土地区由密集桩群施工造成的土隆起和随后的再固结，也会产生桩侧负摩阻力

什么是负摩阻力？？：当土体相对于桩身向下位移时，土体不仅不能起扩散桩身轴向力的作用，反而会产生下拉的摩阻力，使桩身的轴力增大，该下拉的摩阻力称为负摩阻力。

产生负摩阻力的条件：第一类情况为桩周土在自重作用下固结沉降或浸水导致土体结构破坏、强度降低而下沉；第二类情况为外界荷载作用导致桩周土固结沉降；第三类情况为因降水导致桩周土中有效应力增大而固结。