土力学课程简介

第一篇：土力学课程简介

《土力学》课程简介

课程名称（中、英文）：土力学Soil Mechanics

课程号（代码）：30606430

课程类别：必修课

学时：64学分：4

先修课程：理论力学、材料力学、结构力学、弹性理论、工程地质及水文地质学、水力学等。简介：

《土力学》课程是土木、水利工程专业的一门专业基础课程。它以土为研究对象，研究土的基本物理性质以及土体受力后，其应力、变形、强度和稳定性的科学。本门课程的主要内容包括：土的物理性质、物理状态及工程分类；土体中的应力及有效应力原理；土的渗透性和渗透稳定问题；土的压缩性及地基变形计算；土的剪切特性及本构关系；填土的压实特性和力学性质；土压力的基本理论和计算方法；土坡的稳定性分析；地基承载力的确定和计算方法；土的动力性质；桩基础的设计计算；地基设计和地基处理简介。

《土力学》的研究对象复杂多变，研究内容和涉及的学科范围广泛，它以多种课程为先修课程，例如物理、化学、理论力学、材料力学、结构力学、弹性理论、工程地质及水文地质学、水力学等。土力学理论通常都应用一些土的物理力学指标和参数，这些参数的数值对于理论解答的影响往往大于理论本身的精确性，因此，必须对这些指标和参数有正确的理解和确定方法。土力学中的公式和计算方法，绝大多数都是半理论和半经验的混合产物，是一门实践性很强的科学，做到理论和实践相结合是学好土力学的关键。

教材：

杨进良主编．土力学（第二版）．北京：中国水利水电出版社，2000．

主要参考资料：

1.龚晓南主编．土力学．北京：中国建筑工业出版社，2002.6．

2.陈希哲．土力学地基基础．北京：清华大学出版社，2004.8．

第二篇：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。

第三篇：《土力学基础工程》课程教学大纲

《土力学基础工程》课程教学大纲

一、课程的性质和任务

本课程包括土力学（专业基础课）和基础工程（专业课）两部分，是建筑工程类专业一门主要课程。它的理论性和实践性都很强。本课程的主要任务是：学习土力学的基本原理和概念，运用这些原理和概念，结合有关结构设计理论，分析和解决地基基础问题。

二、教学基本内容

（一）授课内容

绪论

土力学、地基及基础的概念。地基与基础在建筑工程中的重要性。本课程的内容、特点、要求和学习方法。本学科简史及发展方向。

第一章 工程地质概述

矿物与岩石的类型和特征。土的成因类型。不良地质条件。地下水的埋藏条件，土的渗透性，地下水对建筑工程的影响。

第二章 土的物理性质和地基土的工程分类

土的组成和特性，土的物理性质指标及换算。土的物理状态、特征指标。地基土的工程分类。

第三章 地基的应力和变形

土的自重应力。基底压力的简化计算。地基中附加压力的计算及分布规律。

土的变形特点。土的侧限压缩性。地基最终沉降量。

沉降与时间关系。

地基的容许变形值。

第四章 土的抗剪强度和地基承载力

土的抗剪强度。土的极限平衡条件。抗剪强度指标的测定及取值。影响抗剪强度指标的因素。

地基的临塑载荷、临界载荷、极限载荷。

确定地基承载力的方法。

第五章 土压力和土坡稳定

三种土压力的概念。静止土压力。

朗金土压力理论。库仑土压力理论。

挡土墙设计。

土坡稳定分析。

第六章 建筑场地的工程地质勘察

工程地质勘察的目的和内容。勘察方法。勘察报告的内容、阅读和使用。验槽。

第七章 浅基础的设计

浅基础的类型。基础埋置深度的选择。地基计算。基础底面尺寸的确定。刚性基础、扩展式基础的设计方法。柱下条形基础、十字交叉基础、墙下板式基础及箱形基础的设计要点。地基、基础、上部结构共同工作的基本概念。减轻不均匀沉降危害的措施。

第八章 桩基础及深基础

桩及桩基础的类型。单桩竖向承载力。群桩竖向承载力。桩基础的设计。

深基础简介：箱桩基础、大直径桩墩基础、深井、地下连续墙。

深基坑的护坡。

第九章 软弱地基的处理

软弱地基的特性。软弱地基处理方法简介。

第十章 地震区的地基基础

震级和烈度。地基基础的抗震验算。地基震害及抗震害措施。

第十一章 特殊土地基

湿陷性黄土地基。膨胀土地基。冻土地基。红粘土地基。

（二）土工试验

密度、含水量。

液限、塑限

固结试验。

直剪试验。

三、大纲说明

（一）本课程的基本要求

１、土力学是本课程的理论基础。要求掌握土力学中土的物理性质、地基应力、变形、抗剪强度、地基承载力和土压力的基本概念、基本理论和计算方法。

２、根据建筑物的要求和地基勘察资料，会选择一般地基基础方案。

３、运用土力学的原理进行一般建筑的地基与基础设计。

（二）各章内容说明

绪论

建立土力学、地基、基础的基本概念。了解本课程的特点和在本专业中的地位。了解本学科的学习方法及发展概况。

第一章 工程地质概述

了解主要造岩矿物的物理性质，岩石的分类和主要特征；第四纪沉积物的类型、分布规律及特征；不良地质条件。掌握土的渗透规律。了解地下水对工程的影响。

第二章 土的物理性质和地基土的工程分类

重点：土的三项指标。土的物理特征和地基土的工程分类。

必须掌握土的物理性质指标的定义、测定、换算和应用。熟悉地基土的工程分类方法。

了解粒径级配对无粘性土性质的影响。

一般了解粘土矿物、水和离子的相互作用。

第三章 地基的应力和变形

重点：矩形和条形荷载面积下的附加应力计算。土的压缩性及其指标的确定。最终沉降量的计算。

熟练掌握土的自重应力计算，基底附加压力的计算。运用角点法计算地基中附加应力。用固结法试验测定土的压缩性指标，按分层总和法和《规范》（《建筑地基基础设计规范(GBJT-89)》，简称《规范》，下同）法计算最终沉降量。

能够正确使用教材的图表、计算附加应力。了解地基中附加应力分布规律和载荷试验确定变形模量的方法。

了解饱和土在固结过程中土的骨架和孔隙水对压力的分担作用及变形和时间的关系。

第四章 土的抗剪强度和地基承载力

重点：抗剪强度定律。土的极限平衡条件、抗剪强度指标的测定和取值方法。地基承载力的确定。

正确理解土的抗剪强度定律和极限平衡条件。掌握用直剪仪和三轴仪测定土抗剪强度指标的方法。正确理解排水条件对确定饱和粘性土抗剪强度指标的影响。

明确地基临塑载荷、临界载荷和极限载荷的意义及应用，对其计算公式推导过程只作一般了解。

熟练掌握用《规范》确定地基承载力的方法和步骤。

第五章 土压力和土坡稳定

重点：朗金土压力理论和库仑土压力理论。

正确理解三种土压力的概念，并应掌握静止土压力、主动土压力的计算方法（包括规范的方法）。

会设计重力式挡土墙，对其它类型挡土墙只作一般了解。

土坡稳定只介绍条分法。

第六章 建筑场地的工程地质勘察

学会阅读、使用工程地质勘察报告。

掌握验槽的方法及局部不均匀地基处理。

第七章 浅基础的设计

重点：常用的刚性基础、扩展基础的设计方法。

掌握浅基础的类型及适用条件；基础埋置深度的选择；基础底面尺寸的确定；软弱下卧层地基承载力的验算方法。

掌握刚性基础剖面尺寸确定及扩展基础的配筋计算。

对箱形基础、十字交叉基础、墙下板式基础只作一般了解。

第八章 桩基础及深基础

重点：单桩竖向承载力的确定和桩基础的设计。

了解桩基础的类型及适用条件。掌握确定单桩竖向承载力的方法。掌握桩基础的设计步骤和方法。

对深基础的几种型式和基坑护坡只作一般了解。

第九章 软弱地基的处理

了解软弱地基的特性及常用处理方法。

第十章 地震区的地基基础

了解震级、烈度的概念。

了解地基基础抗震验算。了解饱和土液化的概念。掌握饱和土液化判别方法及抗液化措施。

第十一章 特殊土地基

根据各教学班所在地区的特殊土的情况，选择有关内容进行面授，使学生了解该特殊土类的特性和相应的处理方法。

（三）习题课和课外习题

各教学班的辅导教师，对重点章节应适当安排习题课，并检查学生课外习题完成情况。

（四）土工试验

掌握所做试验的原理和方法，写出试验报告。

大纲中的密度、含水量试验，可结合液、塑限试验、直剪试验或固结试验进行。本课只做三次土工试验。

四、教学媒体及学时分配

１、本课程的主要教学媒体为文字教材（学习指导书、主教材）和音像教材等。

２、教学环节和时数分配

课内总学时为８１学时，其中电视讲课时数为４５学时，面授、习题课为２７学时，试验９学时。

第四篇：土力学与地基基础课程教学总结

2004级机场防护工程专业

《土力学与地基基础》课程教学总结

任课教师：

林银飞

康婷

2004级机场防护工程本科专业，共计25人。于2006～2007学年上学期(总第五学期)开设《土力学与地基基础》课程，授课地点为空军工程大学工程学院70＃楼101教室，全程采用多媒体辅助授课，教学设备由我系全程保障。教学效果得到了大学、工程学院机关和督导组、我系及教研室、学员的广泛好评。

在整个教学过程，我们通过课内授课、课外辅导以及平时多种方式的接触与交流，充分了解了学员的学习动机、态度和积极性，结合以往的教学经验与教训，有针对性地本次教学任务进行了一些改进，从期末考试的试卷与成绩分析、学员对工程的实际理解能力可以看出，我们成功地完成了本课程的教学任务。现将课程教学过程的一些体会和看法总结如下：

一、应采用多种形式调动学员的学习积极性。

充分调动学员学习积极性是教学效果提高的重要环节。本期班的学员与往年的各期班一样，自从入伍的那一天起，注定了其献身国防事业的远大前途，他们在进行军事训练、政治学习以及其他军事素质训练的时候，逐步把自己培养成一名政治合格的、军事过硬的军人。但对于专业课程的设计，每个课程之间的联系以及课程的内容与将要解决的那些国防工程建设的哪些主要问题有关系，并不是非常清晰的，对于如何解决学员主动提高学好专业课程的学习热情，已经成为专业老师特别关注的问题，有老教员甚至感慨地说，学员的学习积极性已经是一届不如一届了。在接受本次授课任务后，我们认真准备，就如何提高学员学习积极性的问题进行了研究与讨论，并在教学过程中贯彻执行以下4种形式来提高学员的学习积极性：

1）从理论上说明本课程的重要性及其专业地位，指出本课程与其他专业课之间的联系，阐述本课程内容的主要用途。主要通过举例说明的方式，使学员认识到要想学好专业知识，具备献身国防工程建设的真本事，必须先学好本专业知识结构中占有重要地位的本课程的内容。

2）从学员毕业后的任职情况，指出本课程的重要性。特别要指出作为机场防护专业的本科毕业生可能的几种任职方向，指出任何一种可能的任职方向都与本课程的哪些内容有关，使学员自己充分认识到，在将来可能的多种任职选择下，在自己前途不定的情况下，不能迷茫等待，而是应该积极主动地学好本课程。

3）从结合国防工程的实际情况出发，说明本课程内容的重要性。主要从学员的身边工程说起，从教室说起，从教学楼说起，从工院的其他建筑物的情况说起，从大学的工程建设情况说起。举例说明，哪些工程因为正确使用力本课程的哪些部分的内容，工程建设取得成功的效果，达到了技术先进、经济合理的建设目标；又有哪些工程因为忽略或不能正确使用力本课程的哪些内容，导致了工程的失败或造成重大的经济损失或影响了工程的使用寿命。

4）调动学员学习积极性的各种形式，必须灵活掌握、适时变化并且贯穿课程教学的全过程。不能指望通过一次动员或一次演讲就能够解决的。必须结合到每一次课、每次课的具体内容上。

经过我们的努力，在本课程的授课过程中，学员的学习积极性空前高涨，学习热情伴随着课程教学的全过程。在整个教学过程中，学员无一人次在上课时打瞌睡、看其它的课外书，若因公差、病假而遗漏的课程内容，学员能够积极主动地要求授课老师给予补课。

二、选好教材是搞好教学的基础

选什么样的教材，对于学员学习专业知识至关重要，尤其是专业基础课、专业课程等统编教材，社会上流行的版本很多，每一种版本各有其特点，对于不同的期班应对其使用的教材进行论证，论证会应邀请学科组全体教员和部分学员代表参加，教学主管部门应及时进行每个期班所用教材的订购核准，避免出现使用不合适版本教材或使用过期教材，这一问题在往年的教学中也是有教训的，出现过选用作废规范编写的教材。因此，在本次教学过程中，我从选教材入手，选择清华大学出版社出版，陈希哲主编的《土力学与地基基础》（第四版）。在五系的两个本科专业中，都开设了土力学的课程，但两个专业对土力学的侧重点还是不一样的，所选用的教材也应该是不一样的。只有这样，才能实现因材施教的原则，才能使的教学效果事半功倍。

三、正确使用多媒体辅助授课软件辅助授课

多媒体辅助授课软件辅助授课已经是当今教学、汇报和报告的辅助手段，是教学效果提高的必要手段之一。在本课程的教学过程中，我们追求准确理解课程内容、精心安排教学步骤的同时，注重教学辅助软件的改进和更新。充分利用软件的优势，大量增加实际工程中拍摄积累下来的照片，增加了课堂的信息量，延伸了课堂的空间，增强了教学内容与实际工程相结合的力度。.但是采用幻灯式的授课课件，尽管教学信息量增大了，教学内容滞留时间相对要短得多，学员的注意力需高度集中才能跟上教员的授课思路，同时留给学员的自我思考时间和做笔记的时间相对短得多，这种授课方式对思维敏捷、注意力高度集中的学员来说再好不过，但对部分其它学员来说，容易“掉队”，因此应该注意课堂讲授中的必要停顿。如果少了对传统教学的继承因素，学员一时难以适应快节奏的教学模式。多媒体教学的最大特点是：由于采用了多种媒体来展现教学信息，授课过程表现出类似放电影式的快节奏化。对于习惯了传统教学模式的学员来说，很多人很难一时适应，具体表现在很多学员反映跟不上教员思路、课后不会归纳总结教学内容，不知该如何复习，总难点把握不准等。这都是在应用多媒体辅助授课软件辅助授课过程中所面临的在今后教学中应当注意解决的新问题。1，教学管理部分应充分认识到多媒体辅助课件只能作为教学的辅助作用，一定要注重教学的内容准确性、教学步骤的科学性。不能片面追求多媒体课件的华丽外表，而忽略了授课教员的演、讲、书、画的教学基本功。利用多媒体进行授课的辅助作用，在专业课程的授课中，将教材中的图表参数以及难以理解的内容用三维动画的形式提供的，当然不错，但是实际的教学中，很多情况只是把书上的内容翻录到电子课件，上完一节课，老师没有用一次粉笔，没有板书，学生也没有笔记，这样的教学质量和效果值得大家讨论的。本次教学中，我们主要教学中必要重点讲授的图形、表格内的数据、工程实践中采集来的用于说明教学内容的应用情况的照片写在电子课件上，便于学员跟随教员一起理解图形内容与表格内数据的应用，有通过实际工程的运用照片演示，使学员身临其境、能够快速主动掌握课程的内容、正确运用所学知识。

四、适时调整和增加授课重点，使课程的重点与社会技术发展相一致

授课主体应该是课程的教员，所以作为授课教员首先必须熟悉课程的内容，这句话说起来可能有点不够尊重授课老师的辛勤劳动之嫌疑，其实作为一个专业课的老师，大家都心知肚明，不管是谁，也不管他的什么职称有多高，当他再次阅读自己多年所用过的熟悉教材时，都将会有新的体会、新的感悟，对于课程内容的理解也会有新的提高。同时，作为专业课的老师，应该不断提高自己的业务水平，注意知识更新，掌握最新最前沿的知识，避免出现选择过时的规范教材、错讲课程的内容、用错工程条件，在解决具体问题使用错规范条款，忽略各种技术方案的适用条件。其次，作为专业课课程的授课方式，必须把课程的内容重点与行业的技术发展结合起来，比如在传统的地基基础的教学中，对于基础的理论模型、计算过程讲授的比较多一些，把这些内容作为重点进行讲解，而对于各种基础的使用范围或使用条件，构造要求由于时间关系，不能作为重点进行讲解，原因是当时的计算能力是工程应用的重点。随着计算机技术的发展，计算及各种软件在工程设计、工程管理、工程监理等各领域的广泛应用，地基基础的计算具体过程已经不是主要的内容，因为这些内容已经可以而且实际上已经被计算程序所替代，工程技术人员只要选好基础的类型，以及注意构造问题即可，各种结构构件的使用范围以及构造要求，通常称为设计中的概念设计。也就是说，只要你选择好不同的地基基础类型，基础的具体计算过程由计算机自动完成，再利用计算机计算结果的时候，必须满足工程的构造要求。因此，在本课程的教学过程中，我们注重加强地基基础的概念设计内容的讲授。

五、实验室试验操作能力培养与课内练习题的训练并重，培养学生的理论与实践相结合的能力；

本课程的教学过程中，注意培养学生的试验操作能力，主要是土力学部分的实验项目，这些实验项目都是学员从事工程活动中所必需的具备的能力，因此我给予的充分的训练，经过实验操作巩固了理论知识，明白了该知识的用途，从而增强了学习兴趣与积极性。课堂练习也很重要，我们主要采取课堂分组练习，当场给出答案和计算步骤，授课老师也参加做题训练，与学生一起现场阅读题目，查找计算参数，进行计算过程的分析。体现出交互式教学的好处，锻炼了学员的计算能力，提高学员的学习热情和做题的情趣，还可以让学员感到学无止境的一种感悟。通过试验能力的训练，通过课堂练习，课外辅导，提高了学员的理论与实践结合的能力，也是学员认识到，理论与实践结合好了就能够为社会做出贡献，就能够通过工程的应用体现自己的人生价值和社会价值，结合不好，就可能造成国家、军队的生命财产的巨大损失。

六、今后教学过程中要注意解决的几个问题

1．少数学员的学习积极性调动方面尚需下功夫，调动学员的学习积极性只靠授课老师的努力是不够的，应该有行之有效的配套制度，齐抓共管才能有明显的效果。通过考试的成绩分析，个别学员的学习态度和学习积极性不太令人满意。

2．应该不断更新多媒体课件的内容，尤其工程的实例，多增加一些现场图片。增加电子课件的图表部分，减少文字部分，增加板书的内容。

3．有些学员的工程概念比较差，对于一些专业名词理解不透，而《土力学与地基基础》是一门实践性的课程，在以后的教学中，应该争取到施工现场进行参观学习，增加感性认识，从而提高教学的效果。

第五篇：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。