第一篇: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:Drdmindmaxemaxed
emaxemindmaxdmind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): ILL 反映土的软硬成度。
LPIPIp(wLwp)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 hi0.4b;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/czn0.2(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 1.工程地质学主要是研究与工程建设有关的地质问题的学科。主要任务有:①勘察建筑地区的工程地质条件,为选点、规划、设计及施工提供工程地质资料,作为工程建设和运行管理的依据;②根据工程地质条件论证、评价并选定最优的建筑地点或线路方案;③预测在工程修建时及建成后的工程管理运行中,可能发生的工程地质问题,提出防止不良工程地质条件的措施。 水文地质学主要是研究地下水的学科。主要任务是调查研究以下问题:①地下水的形成、埋藏、分布、运动以及循环转化的规律;②地下水的物理、化学性质、成分,以及水质的变化规律;③解决合理的开发、利用、管理地下水资源,以及有效地消除地下水的危害等实际问题。 2.工程地质条件是指工程建筑物所在地区地质环境各项因素的综合。建筑场地及其邻近地区的地形地貌、地层岩性、地质构造、水文地质条件、地表地质作用、地下水、建筑材料等都是工程地质条件所包含的因素 工程地质问题包括建筑物基础的不均匀沉降问题、粘土层在基岩面上的稳定问题、沙页岩层向坡外倾角为30度小于基岩面的倾角而导致雨后向基岩面方向滑移造成基岩滑坡 3.地质作用:内动力地质作用:构造运动,地震作用,岩浆及火山作用,变质作用 外动力地质作用:风化作用,剥蚀作用,搬运作用,沉积作用,固结成岩作用 4.绝对地质年代是指组成地壳的岩层从形成到现在有多少“年”。它能说明岩层形成的确切时间,但不能反映岩层形成的地质过程。相对地质年代能说明岩层形成的先后顺序及其相对的新老关系 宙、代、纪、世、期(早、中、晚);宇、界、系、统、阶(下、中、上) 绝对年代:放射性元素如铀铅法 相对年代:古生物法(标准化石,只在某个较短时代阶段出现并分布较广的生物化石);岩性对比法(相似形成环境岩性相似);标志层法;岩层接触关系(整合、假整合、不整合,不整合面下老上新);地层对比法,上新下老 5.矿物是地壳中及地球内层的化学物质在各种地质作用下形成的具有一定形态、化学成分和物理性质的单质元素或化合物,是构成地壳岩石的物质基础 造岩矿物:组成岩石主要成分的矿物(石英、方解石、正长石等) 岩石是在各种不同地质作用下产生的,由一种或多种矿物有规律地组成的矿物集合体(火成岩、沉积岩、变质岩) 岩体是指在天然产出条件下,含有诸如节理、裂隙、层理、断层等的原位岩石 6.矿物的物理性质:形态(固态矿物单个晶体形成集合体的状态),颜色,条痕(在白色无釉瓷板上擦划而留下的颜色),光泽(矿物表面对光线的反射能力),解理(矿物晶体或晶粒在外力打击下能沿一定方向发生断裂并产生光滑平面的性质),断口(矿物受外力打击出现的破裂面呈各种凹凸不平的形状),硬度等 矿物的力学性质指矿物在外力作用下表现出的各种性质。常用的有解理、裂开、断口、硬度、比重 7.火成岩是岩浆活动的产物,即地下深处的岩浆侵入地壳或喷出地表冷却而成 分类:酸性岩,中性岩,基性岩,超基性岩;喷出岩,浅成岩,深成岩 火成岩的结构是指组成岩石的矿物结晶程度、结晶颗粒大小、形态及晶粒之间或晶粒与玻璃质之间的相互关系的特征。(矿物之间) 岩石的构造是指组成岩石的矿物集合体之间、岩石的各个组成部分之间的相互关系特征 产状:火成岩体的大小、形状及其与周围岩石相接触的关系称为火成岩产状。侵入岩体的产状(岩基、岩株、岩墙与岩脉、岩床、岩盆和岩盘);喷出岩的产状(熔岩流、熔岩锥、火山锥、熔岩被) 结构:根据岩石中矿物结晶程度(全晶质结构(花岗岩),半晶质结构,非晶质结构即玻璃质结构);根据岩石中晶粒大小(显晶质结构(粗 5mm 中1mm细),隐晶质结构);根据晶粒相对大小(等粒结构,不等粒结构,斑状结构) 构造:流纹状构造,气孔状构造(玄武岩),杏仁状构造,块状构造 8.沉积岩是指地表或近地表的岩石遭受风化剥蚀作用的破坏产物以及生物作用与火山作用的产物在原地或在外力作用下形成的沉积物,又经固结作用而形成的岩石(风化破坏阶段、搬运作用阶段、沉积作用阶段、成岩作用阶段)。碎屑岩类(砾岩和角砾岩、砂岩、粉砂岩),黏土岩类(泥岩、页岩),化学岩及生物化学岩(石灰岩、白云岩、泥灰岩) 物质组成:碎屑物质,粘土矿物,化学沉积物,有机物质 结构:碎屑结构,泥质结构,结晶状结构,生物结构 构造:层理构造(水平层理、斜交层理、交错层理),层面构造(波痕、雨痕、泥痕),结核,化石 9.地壳中原已形成的岩石由于地壳运动和岩浆活动等所造成的物理、化学条件的变化,使原来岩石的成分、结构、构造发生一系列改变而形成的新岩石称为变质岩。这种促使岩石发生变化的作用,称为变质作用。(片麻岩、片岩、千枚岩、板岩、石英岩、大理岩) 变质作用:接触变质作用(热接触变质作用(重结晶,化学性质不变)、接触交代变质作用),动力变质作用,区域变质作用 结构:变晶结构,变余结构,碎裂结构 构造:变余构造,变成构造(板状、千枚状、片状、片麻状、块状) 10.地壳运动,也称构造运动或岩石圈运动,是指由于地球内部应力(或称内动力)而引起的地壳变形或变位。垂直(升降)运动,水平运动 11.地质构造是指地壳中的岩层地壳运动的作用发生变形与变位而遗留下来的形态。地质构造因此可依其生成时间分为原生构造与次生构造。水平构造,倾斜构造(单面山35猪背岭) 12.岩层是指被上、下层面限制的同一岩性的层状岩石,包括沉积岩和一部分变质岩 产状:岩层产状是指岩层在岩石圈中的空间方位和产出状态(水平、倾斜、直立) 产状三要素:走向、倾向和倾角 13.岩层接触关系:指上下岩层之间在空间上的接触形态和时间上的发展概况。直接从一个侧面记录了地壳运动发生和演化历史(整合接触、平行(假)不整合接触、角度不整合接触、沉积接触、侵入接触) 整合:上下地层在沉积层序上没有间断,岩性和所含化石基本一致或基本递变,他们的产状基本平行,是连续沉积的产物。鉴别特征:地层连续,没有尖端,岩性和生物演化递变,产状基本一致 不整合:与上述特征相反(平行不整合:上下两套底层近于平行,但之间存在地层缺失,代表地壳运动以上升和下隆为主。角度不整合:地层上下岩层不平行,之间存在地层缺失) 14.岩层在构造运动中受力产生一系列连续弯曲的永久变形称为褶皱构造。 基本类型:背斜(岩层向上弯曲,两侧岩石相背倾斜,核心岩层时代较老,两侧依次变新并对称分布);向斜(岩层向下弯曲,两侧岩层相向倾斜,核心岩层时代较新,两侧较老,对称分布) 基本形态:按轴面和两翼岩层的产状(直立褶皱、倾斜褶皱、倒转褶皱、平卧褶皱、翻卷褶皱),按褶皱在平面上的形态(线状褶皱10:1短轴褶皱3:1穹窿和构造盆地(纵向长度和宽度比)),按枢纽产状(水平褶皱、倾伏褶皱),按转折端形态(圆弧褶皱、尖棱褶皱、箱型褶皱、扇形褶皱) 识别:根据岩层是否有对称重复的出露,可判断是否有褶皱存在;对比褶皱核部和两翼岩层的年代新老关系,判断褶皱是背斜还是向斜;根据两翼岩层的产状,判断褶皱是直立的、倾斜的,还是倒转的等。(沿皱曲轴延伸方向进行平面分析) 15.断裂构造是岩体受力超过其强度极限时发生破裂形成的地质构造 节理:断裂两侧岩石仅因开裂而分离,并未发生明显相对位移的断裂构造 成因:原生(成岩)节理;表生(次生)节理;构造节理 构造节理:由地壳运动产生的构造应力作用而形成的节理(剪节理、劈理和多数张节理) 16.张节理可以使构造节理,也可以是表生节理、原生节理,是岩石所受张应力超过其抗张强度后破裂产生的。多见于脆性岩石中。①产状不稳定,延伸不远。单条节理短而弯曲,节理常侧列出现 ;②张节理面粗糙不平,无擦痕 ;③在胶结不甚坚实的砾岩或砂岩中张节理常常绕砾石或粗砂粒而过,如果穿切砾石,破裂面也凹凸不平;④张节理多呈张开的裂口状,一般被矿脉或岩脉充填,脉宽变化较大,脉壁平直或粗糙不平,脉内矿物(如石英)常常呈梳状结构 ;⑤张节理常沿早起“X”型节理发育而成,故剁成锯齿状延伸,通常称为追踪张裂;⑥沿张节理面的内摩擦角值较剪节理高,但若有粘土等物质填充,则抗剪强度受填充物控制 剪节理一般为构造节理,是岩石所受剪力超过其抗剪强度后破裂而产生的裂隙。一般发生在与最大应力方向成45度左右夹角的平面上,成“X”型交叉。①节理面平直光滑,有时可见到擦痕,产状稳定,可延伸较长,在砾岩中长平直切穿坚硬的砾岩;②成闭合状,裂隙本身的宽度很窄小(1~3mm),但受后期地质作用力的影响,也可裂开并充填粘性土或岩屑;③成组成对出现,即多条节理常相互交叉切割,并且其间距常大致相等,在同一作用力下形成的共轭“X”型节理,他们互相交叉切割,使岩层形成菱形或方形;④沿剪节理面抗剪强度往往很低,在边坡或坝基岩体中易形成滑动破坏面 17.断层是岩石受力发生断裂,断裂面两侧岩石存在明显位移的断裂构造 基本要素:断层面和断层碎裂带,断层线,断盘(上盘、下盘),断距 类型:形态分类(正断层(上盘下降下盘上升):梯式断层、地堑、地垒;逆断层:冲断层45逆掩断层25辗掩断层(断层面倾角);平移断层)。力学成因性质分类(压性断层,张性断层,扭性断层,压扭性断层,张扭性断层)。断层产状与岩层产状关系分类(走向断层,倾向断层,斜交断层(与岩层),纵断层,横断层,斜断层(与褶轴)) 18.断层识别:①沿岩层走向搜索,若发现岩层突然中断,而和另一岩层相接处,则说明有横穿岩层走向的断层或与岩层走向斜交的断层存在;②沿垂直岩层走向的方向进行观察,若岩层存在不对称的重复式缺失,则说明有平行于岩层走向的断层存在;③由于构造应力的作用,沿断层面或断层破碎带及其两侧,常常出现一些伴生的构造变动现象;④在地貌上,断层常形成断层崖、三角面山、山脉的中断或错开,以及山地突然与平原接触等现象;⑤沿断层带常形成沟谷、洼地,或出现线状分布的湖泊、泉水等;⑥某些喜湿性植物呈带状分布 断裂构造对山体或岩体完整性、稳定性、渗透性影响极大,所以在水工建筑中特别重视 19.活断层指现今正在活动,或近期曾活动过、不久的将来可能会重新活动的断层(蠕动、错动) 特征:活断层的长度和断距(长度可由几公里到几百公里,断距大多不超过10m);活断层的错动速率(突发型活断层在突然错动时速率很快可达0.5~1m/s,蠕变型活断层的错动速率大多在年平均几至几十毫米之间);活断层的分段(发震断裂带,断层的活动往往呈现明显的分段现象) 判别标志:直接标志(①错断晚更新世以来的地层者,②断裂带中的构造岩或被错动的脉体经绝对年龄测定其最后一次错动的年代距今100~150ka以内者,③根据仪器观测沿断层有位移和地形变者,④沿断层有历史和现代中、强震震中分布或有晚更新世以来的古地震遗迹或密集而频繁的近期弱地震活动者,⑤在地质构造上证实与已知活断层有共生或同生关系的断层);间接标志(沿所研究断层实际观测和测量到的地形地貌、地球物理场、地球化学场、水文地质场等方面的异常形迹,不能单独使用);参考标志(小比例尺区域图件和遥感图像上解读的地貌、地球物理场、地球化学场等方面的异常形迹,以及物理模拟和数学模拟求出的活动性强烈的断层段) 20.风化作用:指由于温度、大气、水溶液及生物等因素的作用,使得分布在地表或地表附近的岩石,发生物理破碎、化学分解和生物分解的作用或过程 类型:物理风化作用(指由于温度变化、水的物态变化等因素的影响,岩石在原地只能发生机械性破坏的作用,常见有温差风化、冰劈作用、盐类的结晶作用等);化学风化作用(指在大气、水和水溶液的作用下,岩石中的矿物成分发生化学变化,改变或破坏岩石的性状并可形成次生矿物的作用,作用方式有氧化作用、溶解作用、水化作用、水解作用等);生物风化作用(指生物的生命活动引起地表岩石的分解破坏作用,生物物理风化作用指生物活动导致岩石机械破坏的作用,生物化学风化指生物在新陈代谢过程中的分泌物和生物死亡后的遗体腐烂形成腐殖质作用于岩石并使岩石分解破坏的作用) 影响因素:岩石性质(矿物成分、结构、构造);地质构造;气候(气温和降水量);地形;地下水的渗流条件和化学成分等。全风化,强风化(不能在上建筑),弱风化,微风化 21.河流的地质作用: 侵蚀作用:下蚀作用(河水及其所挟带的沙砾对河床基岩撞击、磨蚀,对可溶性岩床还进行溶解,致使河床加深,上游区表现明显),侧向侵蚀作用(使河谷愈来愈宽,河床愈来愈弯,牛轭湖) 搬运作用:拖运,悬运,溶运 沉积作用:河流入海、入湖或支流入干流处或河流的中下游以及河流的曲岸 22.河流阶地:指河谷谷坡上分布的洪水不能淹没的台阶状地形 侵蚀阶地:由基岩构成阶地面上基岩直接裸露或只有很少的参与冲积物 基座阶地:由两部分组成,上部为冲积物,下部为基岩,分布于地壳上升显著的山区,是由于后期河流的下蚀深度超过原有河谷谷底的冲积物厚度切入基岩内部形成 堆积阶地:完全由冲积物组成,反应了在阶地形成过程中,河流下切的深度没有超过冲积物额度厚度。常见于河流中下游。上叠阶地,内叠阶地 23.岩溶:在可溶性岩石分布地区,岩石长期受水的淋滤、冲刷、溶蚀等地质作用而形成各种独特地貌形态的地质现象,总称为熔岩(喀斯特),这种地质作用成为岩溶作用(溶沟、石芽、落水洞、溶洞、溶蚀漏斗) 基本条件:岩石的可溶性(碳酸盐类岩石、硫酸盐类岩石、卤化物类岩石),岩层的透水性(裂隙和孔洞的多少和连通情况),水的溶解能力(二氧化碳含量),水的流动特性,气候、地形、植被和覆盖层等(潮湿炎热、土壤层较厚、生物繁茂的可溶性岩区岩溶最为发育) 基本规律:岩溶发育的垂直分带性(垂直岩溶发育带、水平和垂直岩溶交替发育带、水平岩溶发育带、深部岩溶发育带),岩溶分布的不均匀性(岩溶分布受地质构造控制、岩溶分布受岩层及其组合控制、溶洞发育的成层性) 24.泥石流是一种含有大量泥沙、石块等固体物质,具有强大破坏力的特殊洪流 形成条件:地形地貌条件(泥石流多发生在沟谷汇水面积较大、地形较陡、地表水能快速集中并沿着沟谷急剧泄流的沟谷发育地带),地质条件(地质构造复杂、岩体破碎、各种自然地质条件比较发育或人工松散堆积层发育),水文气象条件(短期的暴雨或冰雪突然融化形成的具有强大冲刷力的水流) 25.地震是由于地址构造活动、火山活动及岩溶塌陷等引起的地壳震动 震级(M)指一次地震所释放出能量的大小(超微震1微震3弱震5强震7大震) 烈度(I)指地震发生后,地面及各种建筑物受地震影响的破坏程度 基本烈度指一个地区在今后100年内在一般场地条件下可能遇到的最大地震烈度 设防烈度又称设计烈度或计算烈度,指在基本烈度的基础上考虑建筑物的重要性、等级以及结构物的特点,为保证建筑物的安全而修正的烈度 26.地震破坏作用:振动破坏(地震力,振动周期(共振)与振动时间的影响),地面破坏(地面破裂、斜坡破坏和地基强度失效) 27.地下水分类:按埋藏条件(上层滞水、潜水和承压水),按空隙性质(孔隙水、裂隙水、岩溶水)28.潜水是埋藏于地下第一个稳定隔水层之上,具有自由表面的重力水。特征:无压水;在重力作用下由潜水位较高处向潜水位较低处流动,流动快慢取决于含水层的渗透性能和水力坡度;一般情况下潜水的分布于补给区是一致的;潜水的水位、流量和化学成分都随着地区和时间的不同而变化 承压水是指充满于两隔水层之间的水。特征:当钻孔揭露承压含水层时,在静水压力作用下,初见水位与稳定水位不一致;一般情况下承压水的分布区与补给区不一致;承压水的出水量、水质、水温等受当地气候的影响较小,随季节变化也不明显;承压水受地表污染少 29.地下水的循环是指地下水的补给、径流和排泄的全过程 地下水补给是指含水层自外界获得水量的作用(大气降水入渗、地表水入渗、水汽凝结、人工) 地下水径流是指地下水由补给区流向排泄区的过程 地下水的排泄是指含水层失去水量的过程(泉水、向地表水、蒸发) 30.地下水物理性质:温度,颜色,透明度,嗅,味,比重,电导性,放射性 化学性质:酸碱性,总矿化度(地下水中所含各种离子、分子与化合物的总量),硬度 31.坝的工程地质研究:查明水工建筑地区的工程地质条件,分析可能存在的工程地质问题,保证水利工程的经济合理与安全 32.水工建筑物的工程地质条件:地形地貌条件,岩土类型及工程地质性质,地质结构,水文地质条件,自然(物理)地质现象,地质物理环境,天然建筑材料 33.坝区的渗漏包括:坝基渗漏和绕坝渗漏,其产生的原因是水库蓄水以后,坝上、下游形成一定的水位差,使库水在一定的水头压力作用下,通过坝基或坝肩的渗漏通道向河谷下游渗漏 渗透通道(K大于1E-7),纵谷(良好渗漏通道),横谷(一般倾向下游、倾角较小更容易形成渗漏),斜谷(交角愈小形成渗漏可能性愈大)绕坝渗漏量计算:QKb((H1H2)2)(HL) 34.渗透变形:坝基岩土体在渗透水流作用下,使其某些颗粒移动或颗粒成分、结构发生改变的现象。 管涌:土体内的细颗粒或可溶成分由于渗流作用而在粗颗粒孔隙通道内移动或被带走的现象 流土:在上升的渗流作用下,局部黏土和其他细粒土体表面隆起、顶穿或不均匀的砂土层中所以颗粒群同时浮动而流失的现象 接触冲刷;接触流失 产生条件:土体结构因素(粗细颗粒粒径比、土颗粒级配的不均匀系数、土层结构),水动力条件(动水压力) 35.坝基抗滑稳定:坝基岩体在建坝后各种工程荷载作用下抵抗发生剪切破坏的性能(表层滑动,浅层滑动,深层滑动(楔形、棱柱形、锥形))。边界条件:滑动面,切割面(拉裂面),临空面 36.边坡变形:松弛张裂(指当边坡侧向应力减弱之后,由于卸荷回弹而出现张开裂隙的现象);蠕动(在坡体应力(自重应力为主)长期作用下向临空面方向发生的缓慢变形) 边坡破坏:崩塌(指在陡坡地段上岩土体被多组张裂缝和节理裂隙分割,因受重力作用突然脱离母体,倾倒、翻滚坠落于坡脚的现象);剥落(边坡表面因长期风化作用而破碎成细小的碎屑物质,这些物质在雨水冲刷或其他外力作用下,出现层层脱离母质沿斜坡滚动堆积于坡脚的现象,对渠道、溢洪道可造成淤积和堵塞);滑坡(边坡岩土体在重力作用下,沿贯通的剪切破坏面(带)整体滑动破坏的现象)(滑坡体、滑坡带、滑坡面、滑坡床、滑坡壁、滑坡周界、滑坡舌、滑坡台阶、滑坡鼓丘、主滑线、鼓涨裂隙、封闭洼地、剪裂隙、扇面裂隙、拉账裂隙) 滑坡分类:按滑体岩性(堆积层滑坡,黄土滑坡,粘性土滑坡,砂性土滑坡,岩基滑坡);按滑面与岩层面的关系(顺层滑坡,切层滑坡,均质滑坡);按引起滑动的力学性质(推动式滑坡,牵引式滑坡);按滑动面的形态(圆弧型滑坡,平面滑坡) 防止边坡变形与破坏的措施:防渗与排水(防止地表水入侵到滑坡体,对地下水丰富的滑坡体进行排水);削坡减重与反压;修建支挡工程(抗滑挡土墙,抗滑桩);锚固 37.渠道的工程地质研究:渠道选线的工程地质条件;渠道的渗漏问题;渠道的边坡稳定问题;渠道的冻胀问题及处理措施 渠道边坡的破坏类型:滑坡,塌方,崩塌 岩质渠道边坡的稳定分析:静水压力,动水压力 渠道衬砌冻胀破坏的机理:在季节性冻土地区,细粒土壤中的水分在冬季负温条件下凝析成冰晶,体积膨胀,土壤体积也随之膨胀,地面隆起,这种现象称为土壤的冻胀。(气温、土壤性质、土壤含水量) 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。 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。 河海大学 一、学校简介 河海大学是一所具有百年办学历史,以水利为特色,工科为主,多学科协调发展的教育部直属全国重点大学,是实施国家“211工程”重点建设、国家优势学科创新平台建设以及设立研究生院的高校。一百年来,学校在治水兴邦的奋斗历程中发展壮大,被誉为“水利高层次创新创业人才培养的摇篮和水利科技创新的重要基地”。学校在南京市、常州市设有西康路校区、江宁校区和常州校区,占地面积2580余亩。 河海大学,源于1915年由近代著名教育家、实业家张謇创办的河海工程专门学校,是中国第一所培养水利人才的高等学府,开创了中国水利高等教育的先河。张闻天、沈泽民等无产阶级革命家曾在河海求学,并从这里走上革命道路。1924年与东南大学工科合并成立河海工科大学,1927年并入第四中山大学,后更名为中央大学、南京大学。1952年,南京大学水利系与交通大学、同济大学、浙江大学等高校的水利系科以及华东水利专科学校组建华东水利学院,钱正英为首任院长。1960年,学校被中共中央认定为全国重点高校。1985年恢复传统校名“河海大学”,邓小平同志亲笔题写了校名。河海大学设有水文水资源学院、水利水电学院、港口海岸与近海工程学院、土木与交通学院、环境学院、能源与电气学院、计算机与信息学院、机电工程学院、物联网工程学院、力学与材料学院、地球科学与工程学院、海洋学院、理学院、商学院、企业管理学院、公共管理学院、法学院、马克思主义学院、外国语学院、体育系等专业院系和大禹学院(拔尖人才培养学院)、国际教育学院、远程与继续教育学院。截止2015年底,各类学历教育在校学生50344名,其中研究生15895名,普通本科生19917名,成人教育学生13948名,留学生584名。 河海大学现有教职工3258名,具有高级职称的教师1187名,博士生导师400名;现有中国工程院院士2名,双聘院士15名。“中组部海外高层次人才引进计划(千人计划)”入选者11名,教育部“长江学者奖励计划”特聘教授6名、讲座教授1名,国家杰出青年科学基金获得者8名, 国家优秀青年科学基金获得者3名,“国家级教学名师奖”获得者3名,国家级有突出贡献的中青年专家9名,“百千万人才工程”国家级人选9名,教育部“新世纪优秀人才支持计划”入选者23名,江苏省有突出贡献中青年专家9名,入选江苏省“333高层次人才培养工程”、江苏省高校“青蓝工程”等省级人才计划培养对象近300人次。“长江学者和创新团队发展计划”创新团队5个、“江苏高等学校优秀科技创新团队”4个、“青蓝工程”科技创新团队7个。河海大学是国家首批授权授予学士、硕士和博士学位的高校之一。2012年教育部组织的学科评估中,学校水利工程学科排名第一。“工程学”“环境/生态学”学科进入 ESI 世界排名前 1%,拥有1个一级学科国家重点学科(水利工程),7个二级学科国家重点学科,2个二级学科国家重点学科培育点,10个一级学科省级重点学科,46个二级学科省级重点学科; 15个博士后流动站;12个一级学科博士点,66个二级学科博士点;35个一级学科硕士点,198个二级学科硕士点;12种硕士专业学位类别,其中工程硕士专业学位涉及19个工程领域;52个本科专业。 河海大学坚持务实重行的教育传统,先后培养了近20万名毕业生。温家宝总理2005年视察学校时指出,“分布在全国各地水利战线和水电战线的技术骨干,很多都是河海大学学生。新中国的水利和水电事业的发展,是同我们这里输送的大批的人才分不开的”。学校始终坚持本科教学的基础地位,以“宽基础,强实践,重创新”为导向,大力推进本科教学工程,获国家级教学成果奖10项、省级教学成果奖64项,建有国家级实验教学示范中心3个,国家虚拟仿真实验教学中心1个,拥有国家级专业综合改革试点项目3个,国家级卓越工程师教育培养计划学科专业5个,国家特色专业建设点13个,国家精品视频公开课9门,国家精品资源共享课12门。多年来,毕业生就业率始终保持在95%以上。2005年,以优秀的成绩通过教育部本科教学工作水平评估。研究生教育规模快速发展,人才培养模式改革不断深化,培养质量持续提高,专业学位研究生综合改革走在全国前列。 河海大学发挥多学科综合优势,面向国家重大工程关键技术问题,强化科研特色和提高集成创新能力,推进协同创新,服务于国家经济建设和社会发展。学校拥有水文水资源与水利工程科学国家重点实验室和水资源高效利用与工程安全国家工程研究中心,6个国家级以及省部级重点实验室,13个国家级以及省部级工程研究中心,4个高等学校学科创新引智基地。紧密结合三峡、黄河小浪底、南水北调、西部水电开发等重大工程建设,承担了一大批国家层面重点、重大研究计划和重点、重大工程科研项目。2000年以来,获国家级科技成果奖37项,部省级科技成果奖606项。学校面向国家水安全和区域经济社会发展的战略需求,积极培育水安全与水科学国家级协同创新中心,立项建设江苏省高校协同创新中心4个。 河海大学实施国际化发展战略,国际交流与合作广泛开展。学校是国家首批授权可授予外国留学生博士、硕士、学士学位的高校,已为100多个国家和地区培养了千余名博士、硕士与学士,与20个国家(地区)的57所大学和科研机构建立了校(所)际协作关系。学校主动融入国家“一带一路”战略,协同行业大型企业联合培养留学生,为国家水电走出去提供人才和智力支持。2015年,成功入选教育部“金砖国家网络大学”优先合作学科 领域项目2个。 河海大学围绕国家“双一流”建设战略,秉承“艰苦朴素,实事求是,严格要求,勇于探索”校训,全面深化改革,强化内涵特色,力争早日建成“水利特色,世界一流”大学。 二、招生简章 第一章总则 第一条 为保证学校本科生招生工作顺利进行,切实维护学校和考生的合法权益,根据《中华人民共和国教育法》、《中华人民共和国高等教育法》等相关法律、教育部有关规定和《河海大学章程》,结合学校实际情况,制定本章程。 第二条 学校拥有百年的办学历史,是教育部直属全国重点大学、国家“211工程”重点建设和国家重点支持开展“优势学科创新平台”建设以及设有研究生院的高校之一。 学校在南京市、常州市设有西康路校区、江宁校区和常州校区。学校住所地为江苏省南京市鼓楼区西康路1号。江宁校区地址为江苏省南京市江宁区佛城西路8号。常州校区地址为江苏省常州市晋陵北路200号。学校网址是http://www.xiexiebang.com/zsw 河海大学常州校区 联系电话:(0519)85106013(兼传真)校区网址:http://www.xiexiebang.com 监督及申诉电话:025-83786240 附则 第二十九条本章程通过学校招生信息网向社会发布,对于各种媒体节选公布的章程内容,如理解有误,以学校公布的完整的招生章程为准。第三十条本章程解释权属于河海大学。第二篇:河海大学工程地质及水文地质复习知识点总结
第三篇:土力学知识点总结归纳
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