土力學期末總復(fù)習(含考試試題)

1、土 力 學總 復(fù) 習20052005年年1212月月2020日日土 力 學內(nèi)容復(fù)習內(nèi)容復(fù)習土的三大工程問題土的三大工程問題n滲透問題：滲透問題：滲流、滲透破壞（管涌、流土）滲流、滲透破壞（管涌、流土）n變形問題：變形問題：沉降計算；沉降與時間的關(guān)系沉降計算；沉降與時間的關(guān)系n強度問題：強度問題：土壓力，邊坡穩(wěn)定，地基承載力，液化土壓力，邊坡穩(wěn)定，地基承載力，液化土的工程性質(zhì)土的工程性質(zhì)n三大基本性質(zhì)三大基本性質(zhì)：滲透特性：達西定律滲透特性：達西定律變形特性：滲流固結(jié)理論；有效應(yīng)力原理變形特性：滲流固結(jié)理論；有效應(yīng)力原理強度特性：莫爾庫侖強度理論強度特性：莫爾庫侖強度理論基本知識基本知識n土的三

2、個特點：土的三個特點：碎散性、多相性、天然性碎散性、多相性、天然性n土的物理性質(zhì)：土的物理性質(zhì)：組成、狀態(tài)、結(jié)構(gòu)組成、狀態(tài)、結(jié)構(gòu)n土的應(yīng)力計算：土的應(yīng)力計算：自重應(yīng)力、附加應(yīng)力、有效應(yīng)力原理自重應(yīng)力、附加應(yīng)力、有效應(yīng)力原理重點內(nèi)容重點內(nèi)容n土的滲透定律和滲透破壞問題達西定律、一維滲流計算達西定律、一維滲流計算滲透力和滲透破壞、流土條件滲透力和滲透破壞、流土條件n地基沉降量計算以及與時間關(guān)系土的壓縮性指標與分層總和法計算沉降量土的壓縮性指標與分層總和法計算沉降量滲流固結(jié)理論、沉降量與時間的關(guān)系滲流固結(jié)理論、沉降量與時間的關(guān)系n土的抗剪強度莫爾庫倫強度理論、極限平衡條件莫爾庫倫強度理論、極限平衡條

3、件三軸試驗與抗剪強度指標三軸試驗與抗剪強度指標第一章 土的物理性質(zhì)1.1 土的形成土的形成1.2 土的三相組成土的三相組成1.3 土的物理狀態(tài)土的物理狀態(tài)1.4 土的結(jié)構(gòu)土的結(jié)構(gòu)1.5 土的壓實性土的壓實性1.6 土的工程分類土的工程分類第一章 土的物理性質(zhì)1.1 土的形成土的形成n風化作用：風化作用：物理、化學、生物物理、化學、生物n搬運沉積方式：搬運沉積方式：殘積土、運積土殘積土、運積土一般了解一般了解第一章 土的物理性質(zhì)1.2 土的三相組成土的三相組成n固體顆粒固體顆粒粒徑級配：粒組，分析方法，級配曲線粒徑級配：粒組，分析方法，級配曲線級配良好：級配良好：CuCu，Cc; Cc; 特征粒

4、徑特征粒徑礦物成分：原生、次生礦物成分：原生、次生( (高嶺、伊利、蒙脫高嶺、伊利、蒙脫) )顆粒形狀和比表面積顆粒形狀和比表面積n土中水土中水結(jié)合水結(jié)合水( (強、弱強、弱) )、自由水、自由水( (重力、毛細重力、毛細) )n土中氣土中氣 ( (一般了解一般了解) )第一章 土的物理性質(zhì)重點重點1.3 土的物理狀態(tài)土的物理狀態(tài)n物理性質(zhì)指標物理性質(zhì)指標三相草圖三相草圖試驗指標：密度試驗指標：密度 、土粒比重、土粒比重GsGs、含水量、含水量ww常用指標：常用指標：e, n, w, Sr, , Gs, sat, d, n物理狀態(tài)指標物理狀態(tài)指標粗粒土：密實度粗粒土：密實度相對密度相對密度細粒

5、土：稠度細粒土：稠度 液性指數(shù)液性指數(shù)粘性大小粘性大小塑性指數(shù)塑性指數(shù)第一章 土的物理性質(zhì) dsat重點：各物理量定重點：各物理量定義義重點重點minmaxmaxreeeeD pLpLI 1.4 土的結(jié)構(gòu)土的結(jié)構(gòu)n粗粒土：粗粒土：單粒結(jié)構(gòu)單粒結(jié)構(gòu)n細粒土：細粒土：分散分散( (片堆片堆) )結(jié)構(gòu)、凝聚結(jié)構(gòu)、凝聚( (片架片架) )結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)n結(jié)構(gòu)性指標（了解）：結(jié)構(gòu)性指標（了解）：粘性土的靈敏度粘性土的靈敏度粘性土的觸變性粘性土的觸變性第一章 土的物理性質(zhì)1.5 土的壓實性土的壓實性n細粒土：細粒土：相應(yīng)于一定壓實功存在最優(yōu)含水量、最大干密度相應(yīng)于一定壓實功存在最優(yōu)含水量、最大干密度壓實標準：壓

6、實度壓實標準：壓實度n粗粒土：粗粒土：不存在最優(yōu)含水量不存在最優(yōu)含水量全干和飽和狀態(tài)容易壓實全干和飽和狀態(tài)容易壓實壓實標準：相對密度壓實標準：相對密度第一章 土的物理性質(zhì)1.6 土的工程分類土的工程分類n分類依據(jù)：分類依據(jù)：粗粒土：級配組成粗粒土：級配組成細粒土：礦物成分、親水性細粒土：礦物成分、親水性 ( ( Ip ) )n分類標準（了解）：分類標準（了解）：水電部：粒徑級配、塑性圖水電部：粒徑級配、塑性圖( (塑性指數(shù)、液限塑性指數(shù)、液限) )建設(shè)部：粒徑級配、塑性指數(shù)建設(shè)部：粒徑級配、塑性指數(shù)第一章 土的物理性質(zhì)第一章 土的物理性質(zhì)重點：土的物理性質(zhì)指標定義式土的物理性質(zhì)指標定義式土的粒

7、徑級配曲線土的粒徑級配曲線土的三相草圖與三相換算土的三相草圖與三相換算土的物理狀態(tài)指標土的物理狀態(tài)指標第一章 土的物理性質(zhì)第二章 土的滲透特性2.1 土的滲透性與滲透規(guī)律土的滲透性與滲透規(guī)律2.2 平面滲流與流網(wǎng)平面滲流與流網(wǎng)2.3 滲透力與滲透變形滲透力與滲透變形2.1 土的滲透性與滲透規(guī)律n滲透定律：滲透定律：達西定律：達西定律：v = k i v = k i ，適用條件：層流適用條件：層流n滲透系數(shù)滲透系數(shù) 測定方法：常水頭、變水頭試驗測定方法：常水頭、變水頭試驗影響因素：粒徑級配、礦物成分、飽和度影響因素：粒徑級配、礦物成分、飽和度第二章 土的滲透性與滲流問題重點重點重點：一維滲流計重

8、點：一維滲流計算算2.3 滲透力與滲透變形n滲透力：滲透力：孔隙水對土骨架的拖曳力孔隙水對土骨架的拖曳力方向與滲流方向一致方向與滲流方向一致n土體受力分析：土體受力分析：土骨架、土水整體為隔離體土骨架、土水整體為隔離體n滲透破壞：滲透破壞：流土：表層土、向上滲流，流土：表層土、向上滲流，i icr cr / / ww管涌：管涌：Cu10Cu10， iiiicr cr第二章 土的滲透性與滲流問題重點重點第二章 土的滲透特性重點：達西定律：達西定律：v = k i, i = H/L, H為為總水頭總水頭差差多層土一維滲流計算多層土一維滲流計算流網(wǎng)：等勢線概念；特征及應(yīng)用流網(wǎng)：等勢線概念；特征及應(yīng)用

9、土體受力分析；滲透力的計算：土體受力分析；滲透力的計算： j = i ww流土的發(fā)生條件，臨界水力坡降流土的發(fā)生條件，臨界水力坡降第二章 土的滲透性與滲流問題第三章 土體中的應(yīng)力計算3.1 地基中的應(yīng)力狀態(tài)地基中的應(yīng)力狀態(tài)3.2 土體的自重應(yīng)力計算土體的自重應(yīng)力計算3.3 地基中的附加應(yīng)力計算地基中的附加應(yīng)力計算3.4 基底壓力計算基底壓力計算3.5 有效應(yīng)力原理有效應(yīng)力原理第三章 土體中的應(yīng)力計算3.1 地基中的應(yīng)力狀態(tài)n地基中常見的應(yīng)力狀態(tài)地基中常見的應(yīng)力狀態(tài)側(cè)限應(yīng)力狀態(tài)：自重應(yīng)力側(cè)限應(yīng)力狀態(tài)：自重應(yīng)力平面應(yīng)變狀態(tài)：附加應(yīng)力平面應(yīng)變狀態(tài)：附加應(yīng)力一般應(yīng)力狀態(tài)：附加應(yīng)力一般應(yīng)力狀態(tài)：附加應(yīng)力

10、n應(yīng)力莫爾圓符號規(guī)定應(yīng)力莫爾圓符號規(guī)定 壓為正、逆時針旋轉(zhuǎn)為正壓為正、逆時針旋轉(zhuǎn)為正第三章 土體中的應(yīng)力計算3.2 土體的自重應(yīng)力計算n水平地基中的自重應(yīng)力：水平地基中的自重應(yīng)力：側(cè)限應(yīng)力狀態(tài)側(cè)限應(yīng)力狀態(tài)均質(zhì)地基均質(zhì)地基成層地基成層地基地下水位的影響地下水位的影響 n第三章 土體中的應(yīng)力計算iiszHszsysxK0zsz重點重點 3.3 地基中的附加應(yīng)力計算n集中力作用：集中力作用：均質(zhì)等向線彈性均質(zhì)等向線彈性布氏解應(yīng)力泡、應(yīng)力分布特征布氏解應(yīng)力泡、應(yīng)力分布特征n分布荷載作用分布荷載作用附加應(yīng)力系數(shù)、影響因素附加應(yīng)力系數(shù)、影響因素角點法：矩形、條形基礎(chǔ)荷載角點法：矩形、條形基礎(chǔ)荷載n影響因素

11、：影響因素：各向異性應(yīng)力集中、應(yīng)力擴散各向異性應(yīng)力集中、應(yīng)力擴散第三章 土體中的應(yīng)力計算 3.4 基底壓力計算n簡化計算：簡化計算：圣維南原理線性分布圣維南原理線性分布重點重點 3.5 有效應(yīng)力原理n飽和土體的有效應(yīng)力原理：飽和土體的有效應(yīng)力原理：兩條內(nèi)容兩條內(nèi)容n有效應(yīng)力和孔隙水壓力計算有效應(yīng)力和孔隙水壓力計算自重應(yīng)力情況：自重應(yīng)力情況： 靜水位靜水位 穩(wěn)定滲流條件穩(wěn)定滲流條件 兩種隔離體取法：土水整體、土骨架兩種隔離體取法：土水整體、土骨架附加應(yīng)力情況：孔壓系數(shù)附加應(yīng)力情況：孔壓系數(shù)A A和和B B第三章 土體中的應(yīng)力計算u 滲透力產(chǎn)生有效應(yīng)力滲透力產(chǎn)生有效應(yīng)力重點重點第三章 土體中的應(yīng)力

12、計算重點：自重應(yīng)力：自重應(yīng)力：水平、垂直；水下用浮容重水平、垂直；水下用浮容重豎直方向自重應(yīng)力的計算豎直方向自重應(yīng)力的計算附加應(yīng)力：附加應(yīng)力：布氏解；疊加原理；影響因素布氏解；疊加原理；影響因素: L/B, z/B: L/B, z/B，(x/B)(x/B)有效應(yīng)力原理：有效應(yīng)力原理：總應(yīng)力、有效應(yīng)力的計算；兩種隔離體總應(yīng)力、有效應(yīng)力的計算；兩種隔離體孔壓計算孔壓計算 靜水壓力、滲流中孔壓、超靜孔壓靜水壓力、滲流中孔壓、超靜孔壓( (孔壓系數(shù)孔壓系數(shù)) )第三章 土體中的應(yīng)力計算第四章 土的壓縮性和地基沉降量計算4.1 變形特性測試方法變形特性測試方法4.2 一維壓縮性及其指標一維壓縮性及其指標

13、4.2 地基最終沉降量的計算地基最終沉降量的計算4.3 飽和土體的滲流固結(jié)理論飽和土體的滲流固結(jié)理論4.1 變形特性測試方法變形特性測試方法第四章 土的壓縮性和地基沉降量計算一、常規(guī)三軸試驗（方法）二、側(cè)限壓縮試驗（方法）三、普遍應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系及本構(gòu)模型（特點）四、現(xiàn)場原位試驗（了解）4.2 一維壓縮性及其指標n土的壓縮性：土的壓縮性：壓縮性指標壓縮性指標epep曲線；壓縮系數(shù)；側(cè)限壓縮模量曲線；壓縮系數(shù)；側(cè)限壓縮模量elgpelgp曲線；先期固結(jié)壓力；壓縮指數(shù)曲線；先期固結(jié)壓力；壓縮指數(shù)n先期固結(jié)壓力的圖解法先期固結(jié)壓力的圖解法n原位壓縮曲線的推求原位壓縮曲線的推求第四章 土的壓縮性和地基沉降

14、量計算重點重點(e0, ) (0.42e0, ) Cc, Ce=Const4.3 地基最終沉降量的計算地基最終沉降量的計算n基本假設(shè)基本假設(shè) 結(jié)果影響結(jié)果影響 修正修正材料力學：基底壓力線性分布材料力學：基底壓力線性分布彈性力學：均勻連續(xù)各向同性彈性介質(zhì)彈性力學：均勻連續(xù)各向同性彈性介質(zhì)側(cè)限應(yīng)變條件，基礎(chǔ)中點下應(yīng)力分布側(cè)限應(yīng)變條件，基礎(chǔ)中點下應(yīng)力分布主固結(jié)沉降：公式不計入主固結(jié)沉降：公式不計入S Sd d和和S Ss s的影響的影響n單一土層的沉降量計算單一土層的沉降量計算n分層總和法分層總和法第四章 土的壓縮性和地基沉降量計算重點重點iiiiiiiiHeeeHeeS121111siSS22z

15、uCtuvwvaekC)1 (1固結(jié)系數(shù)固結(jié)系數(shù)tHCTvv2時間因素時間因素4.4 飽和土體滲流固結(jié)理論飽和土體滲流固結(jié)理論第四章 土的壓縮性和地基沉降量計算n一維滲流固結(jié)微分方程及其解答一維滲流固結(jié)微分方程及其解答假設(shè)條件假設(shè)條件滲流固結(jié)微分方程滲流固結(jié)微分方程微分方程解答微分方程解答n固結(jié)度的概念固結(jié)度的概念一點的固結(jié)度一點的固結(jié)度土層平均固結(jié)度土層平均固結(jié)度重點：土層平均固結(jié)度重點：土層平均固結(jié)度計算公式計算公式aekCHtCTTfUUSSwvvvvttt)1 (. 4/. 3)(. 2. 112問題問題1：已知：已知 求解求解問題問題2：已知：已知 求解求解問題問題3：已知：已知 量

16、測量測 求解求解S),(,332211tSStStStCHtvtvStCHS,?,tSCHStv123321SAeSAeUvvBTtBTt)1 (1滲流固結(jié)的工程問題：滲流固結(jié)的工程問題：室內(nèi)試驗結(jié)果室內(nèi)試驗結(jié)果工程問題工程問題4.4 飽和土體滲流固結(jié)理論飽和土體滲流固結(jié)理論第四章 土的壓縮性和地基沉降量計算重點重點第四章第四章 土的壓縮性和地基沉降量計算土的壓縮性和地基沉降量計算重點：土的壓縮性：土的壓縮性：壓縮性指標壓縮性指標分層總和法計算最終沉降量分層總和法計算最終沉降量基本原理：基本原理：假設(shè)假設(shè)計算方法：計算方法：epep曲線；曲線；elgpelgp曲線曲線沉降與時間的關(guān)系：沉降與時

17、間的關(guān)系：土層平均固結(jié)度土層平均固結(jié)度UtUt；TvTv、CvCv沉降計算：固結(jié)度沉降計算：固結(jié)度 時間時間第四章 土的壓縮性和地基沉降量計算第五章 土的抗剪強度5.1 土體破壞與強度理論土體破壞與強度理論5.2 土的抗剪強度的測定試驗土的抗剪強度的測定試驗5.3 應(yīng)力路徑與破壞主應(yīng)力線應(yīng)力路徑與破壞主應(yīng)力線5.4 土的抗剪強度指標土的抗剪強度指標5.5 土的動強度與砂土的振動液化土的動強度與砂土的振動液化5.1 土體破壞與強度理論土的抗剪強度土的抗剪強度土的強度主要是抗剪強度土的強度主要是抗剪強度莫爾莫爾- -庫倫強度理論（三條內(nèi)容）庫倫強度理論（三條內(nèi)容）直剪試驗與庫倫公式直剪試驗與庫倫公

18、式應(yīng)力狀態(tài)與莫爾圓應(yīng)力狀態(tài)與莫爾圓莫爾莫爾- -庫倫破壞準則庫倫破壞準則土的極限平衡應(yīng)力狀態(tài)土的極限平衡應(yīng)力狀態(tài)土破壞與否的判斷土破壞與否的判斷滑裂面的位置滑裂面的位置土的抗剪強度機理土的抗剪強度機理摩擦強度與粘聚強度摩擦強度與粘聚強度tgcf)2/45(2)2/45(213tgctgf2/45第五章 土的抗剪強度重點重點室內(nèi)試驗室內(nèi)試驗直剪儀：直剪儀：慢剪、固結(jié)快剪、快剪慢剪、固結(jié)快剪、快剪 三軸儀：三軸儀：固結(jié)排水、固結(jié)不排水、不排水固結(jié)排水、固結(jié)不排水、不排水單軸壓縮試驗：單軸壓縮試驗： 3 = 0的不排水三軸試驗的不排水三軸試驗其他試驗其他試驗野外測試野外測試十字板試驗：十字板試驗：測

19、試軟粘土不排水強度指標測試軟粘土不排水強度指標1.其他現(xiàn)場試驗其他現(xiàn)場試驗5.2 土的抗剪強度的測定試驗第五章 土的抗剪強度重點：不同類型三軸試驗重點：不同類型三軸試驗一一. . 應(yīng)力路徑應(yīng)力路徑二二. p-q平面上的應(yīng)力路徑與莫爾圓平面上的應(yīng)力路徑與莫爾圓 三三. . 強度包線與破壞主應(yīng)力線強度包線與破壞主應(yīng)力線sin = tg ；a = c cos 四四. 總應(yīng)力路徑與有效應(yīng)力路徑總應(yīng)力路徑與有效應(yīng)力路徑 總應(yīng)力狀態(tài)與有效應(yīng)力狀態(tài)總應(yīng)力狀態(tài)與有效應(yīng)力狀態(tài) 總應(yīng)力路徑與有效應(yīng)力路徑總應(yīng)力路徑與有效應(yīng)力路徑五五. 粘性土密度粘性土密度-有效應(yīng)力有效應(yīng)力-抗剪強度的唯一性關(guān)系抗剪強度的唯一性關(guān)系應(yīng)力莫爾圓平移應(yīng)力點平移5.3 應(yīng)力路徑與破壞主應(yīng)力線第五章 土的抗剪強度一一.