河海大學(xué)土力學(xué)復(fù)習(xí)知識(shí)點(diǎn)

1、名師精編優(yōu)秀資料第一章土的結(jié)構(gòu)：粗粒土的結(jié)構(gòu)（單粒結(jié)構(gòu)）,細(xì)粒土的結(jié)構(gòu)（蜂窩結(jié)構(gòu)/絮凝結(jié)構(gòu)）土的構(gòu)造：層理構(gòu)造、裂隙構(gòu)造、分散構(gòu)造土的壓實(shí)性：影響因素：1）含水量2 ）擊實(shí)功（能）3 ） 土類及級(jí)配特殊土：軟土、紅黏土、黃土、膨脹土、多年凍土、鹽漬土人工填土：素填土、雜填土、沖填土常見的粘土礦物： 蒙脫石、伊利石、高嶺石；三者的親水性、膨脹性和收縮性依次降低粒組:介于一定粒度范圍內(nèi)的土粒。界限粒徑：劃分粒組的分界尺寸顆粒級(jí)配：土中各粒組的相對(duì)含量就稱為土的顆粒級(jí)配。（d > 0.075mm時(shí)，用篩分法；d <0.075，沉降分析）顆粒級(jí)配曲線：曲線平緩，表示粒徑大小相差懸殊，土粒不

2、均勻，即級(jí)配良好。不均勻系數(shù)：CU=d60/d 10，反映土粒大小的均勻程度，Cu越大表示粒度分布范圍越大，土粒越不均勻，其級(jí)配越好。曲率系數(shù)：CC=d302/（d 60*d 10），反映累計(jì)曲線的整體形狀，Cc越大，表示曲線向左凸，粗粒越多。（d60為小于某粒徑的土重累計(jì)百分量為60%，d30 、d10分別為限制粒徑、中值粒徑、有效粒徑）強(qiáng)結(jié)合水：緊靠于土顆粒的表面，受電場(chǎng)作用很大，安全不能移動(dòng)，表現(xiàn)出固態(tài)特性弱結(jié)合水：強(qiáng)結(jié)合水外，電場(chǎng)作用范圍內(nèi)的水，是一種粘質(zhì)水膜，受力時(shí)可以從水膜厚處向薄處移動(dòng)，也可因電場(chǎng)引力從一個(gè)土粒周圍轉(zhuǎn)移到另 個(gè)土粒周圍，在重力作用下不會(huì)發(fā)生移動(dòng)。毛細(xì)水：受到水與空

3、氣交界面處表面張力的作用，存在于地下水位以上透水層中的自由水。重力水：地下水面以下，土顆粒電分子引力范圍以外的水 ，僅受重力作用.傳遞靜水壓力產(chǎn)生浮托力。毛細(xì)現(xiàn)象：指土中水在表面張力作用下，沿細(xì)的孔隙向上及其它方向移動(dòng)的現(xiàn)象。相對(duì)密實(shí)度：Dr二emax ee - emaxmin界限含水量：粘性土由一種狀態(tài)轉(zhuǎn)到另外一種狀態(tài)的分界含水量。 液限（L ）:粘性土由可塑狀態(tài)轉(zhuǎn)到流動(dòng)狀態(tài)的界限含水量。塑限（P）:粘性土由半固態(tài)轉(zhuǎn)到可塑狀態(tài)的界限含水量。塑性指數(shù)：液限與塑限之差（去掉 %稱為塑性指數(shù)，用下式表示：Ip =（wl - wp）x：1°0反映粘粒含量的多少，反映粘性土處在可塑狀態(tài)的含水

4、量變化范圍。液性指數(shù)（I l）:Il二' 一 二 '反映土的軟硬成度。他 _CCpI P最優(yōu)含水量：在一定壓實(shí)功作用下，使土最容易壓實(shí)，并能達(dá)到最大干密度時(shí)的含水量。物理狀態(tài)指標(biāo)：三個(gè)基本物理指標(biāo)：天然密度（環(huán)刀法），比重或相對(duì)密度（比重瓶法），含水量（烘干法）換算指標(biāo)：天然密度p :天然狀態(tài)下土單位體積的質(zhì)量 （g/cm3）干密度p d : 土單位體積中固體顆粒部分的質(zhì)量（g/cm3）飽和密度p sat : 土孔隙中充滿水時(shí)的單位體積質(zhì)量（g/cm3）有效密度p :單位土體積中土粒的有效質(zhì)量（g/cm3）土粒相對(duì)密度（比重）ds : 土的固體顆粒質(zhì)量與同體積4C時(shí)純水的質(zhì)量之

5、比含水量w : 土中水的質(zhì)量與土粒質(zhì)量之比 （）孔隙比e : 土中孔隙體積與土顆粒體積之比孔隙率n : 土中孔隙體積與總體積之比（）飽和度Sr :土中水的體積與孔隙體積之比（）第二章何謂附加應(yīng)力？地基中的附加應(yīng)力分布有何特點(diǎn)？ 答：建筑物荷載在地基中增加的應(yīng)力稱為附加應(yīng)力。地基中的附加應(yīng)力分布有一下規(guī)律：1）在地面下任意深度的水平面上。各點(diǎn)的附加應(yīng)力非等值，在集中力作用線上的附加應(yīng)力最大，向兩側(cè)逐漸減小。2）距離地面越深，附加應(yīng)力分布的區(qū)域越廣，在同一豎向線上的附加應(yīng)力隨深度而變化。超過某一深度后，深度越大，附加應(yīng)力越少。附加應(yīng)力：在建筑物等外荷載作用下，土體中各點(diǎn)產(chǎn)生的應(yīng)力增量。自重應(yīng)力：建

6、筑物修建以前，地基中由土體本身的有效重量所產(chǎn)生的應(yīng)力。角點(diǎn)法：利用角點(diǎn)下的應(yīng)力計(jì)算公式和應(yīng)力疊加原理推求地基中任意點(diǎn)的附加應(yīng)力的方法稱為角點(diǎn)法。第三章管涌：水在砂性土中滲流時(shí)，細(xì)小顆粒在動(dòng)水力的作用下，通過粗顆粒形成的孔隙，而被水流帶走的現(xiàn)象叫管涌。流砂或流土：當(dāng)厶h增大到某一數(shù)值（有效重度）時(shí)，向上的滲流力克服了土體向下的重力，土體浮起而處于懸浮狀態(tài)失去穩(wěn)定，土粒隨水流動(dòng)的現(xiàn)象。管涌、流土兩者之間區(qū)別二維流網(wǎng)的特點(diǎn)：1）流線與等勢(shì)線互相正交；2 ）流網(wǎng)為曲邊正方形； 3 ）任意兩相鄰等勢(shì)線之間的水頭損失相等；4）任意兩相鄰流線間的單位滲流亮相等影響滲透系數(shù)的因素有哪些 ？1）土粒大小與級(jí)配：

7、細(xì)粒含量愈多，土的滲透性愈小，例如砂土中粉粒及粘粒含量愈多時(shí)，砂土的滲透系數(shù)就會(huì)大大減小。2）土的密實(shí)度：同種土在不同密實(shí)狀態(tài)下具有不同的滲透系數(shù)，土的密實(shí)度增大，孔隙比降低，滲透系數(shù)相應(yīng)減小。3）土中封閉氣體含量：土中封閉氣體阻塞滲流通道，使土的滲透系數(shù)降低。封閉氣體含量愈多，土的滲透系數(shù)愈小。4）土的礦物成分 ：粘土礦物的結(jié)合水占據(jù)孔隙蒙脫土膨脹，阻塞孔隙；淤泥不透水一一含有機(jī)質(zhì)。一一滲透系數(shù)減小第四章固結(jié)度：地基在荷載作用下，經(jīng)歷了時(shí)間 t的沉降量St與最終沉降量s之比值稱為固結(jié)度，它表示時(shí)間 t地基完成的固結(jié)程度。達(dá)同一固結(jié)度，單面排水 時(shí)間是雙面排水時(shí)間的 4倍。土的壓縮性：土在壓力

8、作用下體積縮小的特性。土的壓縮變形快慢與土的滲透性有關(guān)：透水性大的無粘性土，壓縮過程短；透水性小的粘性土，壓縮時(shí) 間長(zhǎng)。土的固結(jié)：土體在外力作用下，壓縮隨時(shí)間增長(zhǎng)的過程。滲透固結(jié)：土體中由附加應(yīng)力引起的超靜水壓力隨時(shí)間逐漸消散，附加應(yīng)力轉(zhuǎn)移到土骨架上，骨架上的有效應(yīng)力逐漸增加，土體發(fā)生固結(jié)的過程稱為滲透固結(jié)。壓縮性指標(biāo)：壓縮系數(shù)：當(dāng)壓力變化范圍不大時(shí)，孔隙比的變化值與壓力的變化值的比值。壓縮指數(shù)：土體在側(cè)限條件下孔隙比減小量與有效壓應(yīng)力常用對(duì)數(shù)增量的比值壓縮模量：土體在完全側(cè)限條件下，豎向附加應(yīng)力與相應(yīng)的應(yīng)變?cè)隽恐日f明：土的壓縮模量 Es與土的的壓縮系數(shù) a成反比，Es愈大，a愈小，土的壓縮

9、性愈低載荷試驗(yàn)：由加荷穩(wěn)壓裝置、反力裝置、觀測(cè)裝置三部分組成。變形模量：指土體在無側(cè)限條件下，單軸受壓時(shí)的應(yīng)力與應(yīng)變之比，用Eo表示彈性模量：無側(cè)限條件下彈性階段豎向應(yīng)力與應(yīng)變之比。E0與Es關(guān)系應(yīng)力歷史：土在形成的地質(zhì)年代中經(jīng)受應(yīng)力變化的情況應(yīng)力路徑：在外力作用下土中某一點(diǎn)的應(yīng)力變化過程在應(yīng)力坐標(biāo)圖中的軌跡。超固結(jié)比：把土在歷史上曾經(jīng)受到的最大有效應(yīng)力稱為前期固結(jié)應(yīng)力，以Pc表示；而把前期固結(jié)應(yīng)力與現(xiàn)有應(yīng)力Po,之比稱為超固結(jié)比 OCR，對(duì)天然土,OCR>1時(shí)，該土是超固結(jié)土，當(dāng) OCR = 1時(shí)，則為正常固結(jié)土。地基變形與時(shí)間的關(guān)系：主要取決于土的滲透性和土層厚度；飽和土的滲透固結(jié)過

10、程，就是孔隙水壓力向有效應(yīng)力轉(zhuǎn)化的過程。簡(jiǎn)述飽和土的滲透固結(jié)過程？答：飽和土的滲流固結(jié)過程如下：(1) 土體孔隙中自由水逐漸排出；(2) 土體孔隙體積逐漸減??；(3) 由孔隙水承擔(dān)的壓力逐漸轉(zhuǎn)移到土骨架來承受，成為有效應(yīng)力。粘性土沉降組成：瞬時(shí)沉降：加載后地基瞬時(shí)發(fā)生的沉降；采用彈性理論，采用不排水變形模量主固結(jié)沉降：飽和與接近飽和的粘性土在基礎(chǔ)荷載作用下，隨著超靜孔隙水壓力的消散，土骨架產(chǎn)生變形所引起的沉降；次固結(jié)沉降：主固結(jié)結(jié)束后，在有效應(yīng)力不變的條件下，土骨架仍隨時(shí)間發(fā)生變形利用S-Igt曲線，次固結(jié)指數(shù)進(jìn)行計(jì)算最終沉降量的計(jì)算方法(分層總和法)基本假定：地基是均質(zhì)、各向同性的半無限線性

11、變形體，可按彈性理論計(jì)算土中應(yīng)力，附加應(yīng)力計(jì)算時(shí)取基礎(chǔ)中心點(diǎn)下的附加應(yīng)力進(jìn)行計(jì)算(2)在壓力作用下，地基土不產(chǎn)生側(cè)向變形，可采用側(cè)限條件下的壓縮性指標(biāo)分層總和法的計(jì)算步驟：(1) 分層分層原則hi乞0.4b；天然土層面及地下水位處(2) 繪制基礎(chǔ)中心點(diǎn)下地基中自重應(yīng)力和附加應(yīng)力分布曲線(3) 確定地基沉降計(jì)算深度按照 Gn/Gzn乞0.2 (軟土取0.1)確定(4) 計(jì)算各分層土的平均自重應(yīng)力和平均附加應(yīng)力(5) 計(jì)算各分層沉降量(6) 計(jì)算基礎(chǔ)最終沉降量有效應(yīng)力原理：總應(yīng)力由有效應(yīng)力及孔隙水壓力組成；土的變形和強(qiáng)度只與有效應(yīng)力有關(guān)太沙基一維固結(jié)理論的基本假定：(1) 土體是均質(zhì)彈性，完全飽和

12、；(2) 土粒和水不能壓縮； 水的滲出以及土的壓縮只能沿豎向發(fā)生；(4)水的滲流服從 Darcy定理,且滲透系數(shù)k不變； 孔隙比的變化與有效應(yīng)力的變化成正比，壓縮系數(shù)a不變;(6)外荷載一次瞬時(shí)施加.靈敏度：在不排水條件下，原狀土的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度與重塑土的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度之比，用St表示。土的觸變性：在土的含水量和密度不變的情況下，土因重塑而軟化，又因靜置而逐漸硬化，強(qiáng)度有所恢復(fù)的性質(zhì)。第五章庫侖定律：當(dāng)土所受法向應(yīng)力不很大時(shí)，土的抗剪強(qiáng)度與法向應(yīng)力可近似用線性關(guān)系表示，這一表征土體抗剪強(qiáng)度與法向應(yīng)力的公式即為庫侖定律表達(dá) 式土的抗剪強(qiáng)度的組成摩擦力滑動(dòng)摩擦：剪切面土粒間表面粗糙所產(chǎn)生的摩擦咬合

13、摩擦：土粒間相互嵌入所產(chǎn)生的咬合力 ，其引起土的剪脹顆粒的破碎與重排列 粘聚力：由土粒間的膠結(jié)作用和各種物理-化學(xué)鍵力作用的結(jié)果，其大小與土的礦物組成和壓密程度有關(guān)靜電引力：包括庫侖力侖力和離子-靜電力范德華力：物質(zhì)的極化分子與相鄰另一極化分子間通過相反的偶極吸引膠結(jié)力：土或水中碳、硅、鉛、鐵等氧化物對(duì)土顆粒形成膠結(jié)作用，其粘聚力可達(dá)幾百千帕表觀粘聚力：如毛細(xì)力、非飽和土中吸力等影響抗剪強(qiáng)度的因素有哪些 ？摩擦力：剪切面上的法向總應(yīng)力、土的初始密度、土粒級(jí)配、土粒形狀以及表面粗糙程度粘聚力：土中礦物成分、粘粒含量、含水量以及土的結(jié)構(gòu)土體中發(fā)生剪切破壞的平面，是不是剪應(yīng)力最大的平面？在什么情況下

14、，剪切破壞面與最大剪應(yīng)力面是一致的？ 土體中發(fā)生剪切破壞的平面一般不是剪應(yīng)力最大的平面。當(dāng)土的莫爾破壞包線與 二軸平行時(shí)，即-f二常數(shù)時(shí)，剪切破壞平面與最大剪應(yīng)力面是一致的。莫爾-庫倫強(qiáng)度理論：以庫倫公式作為抗剪強(qiáng)度公式 ，根據(jù)剪力是否達(dá)到抗剪強(qiáng)度作為破壞準(zhǔn)則的理論就稱為莫爾-庫倫強(qiáng)度理論 直剪試驗(yàn)與三軸試驗(yàn)的優(yōu)缺點(diǎn)直剪試驗(yàn)：優(yōu)點(diǎn)：直剪儀構(gòu)造簡(jiǎn)單，操作簡(jiǎn)單，在一般工程中應(yīng)用廣泛。缺點(diǎn)：a.不能嚴(yán)格控制排水條件，不能量測(cè)試驗(yàn)過程中試樣的孔隙水壓力。b. 剪切面不是沿土樣最薄弱的面剪切破壞。c. 剪切過程中剪切面上的剪應(yīng)力分布不均勻，剪切面積隨剪切位移的增加而減小。三軸試驗(yàn)：優(yōu)點(diǎn)：a.試驗(yàn)中能嚴(yán)格

15、控制試樣的排水條件，準(zhǔn)確測(cè)定試樣在剪切過程孔隙水壓力的變化，從而定量獲得土中有效應(yīng)力的變化情況; b.與直剪試驗(yàn)相比，試樣中的應(yīng)力狀態(tài)相對(duì)地較為明確和均勻，不硬性指定破裂面位置；C.除抗剪強(qiáng)度指標(biāo)外，還可測(cè)定，如土的靈敏度，壓力系數(shù)、孔隙水壓系數(shù)等力學(xué)指標(biāo)。缺點(diǎn)：a.試驗(yàn)儀器較復(fù)雜，操作技術(shù)要求高，且試樣制備比較麻煩。b.試驗(yàn)是在軸對(duì)稱情況下進(jìn)行的，不能考慮中主應(yīng)力的影響。試驗(yàn)方法適用條件不排水剪（快剪）地基土的透水性和排水條件不良，建筑物施工速度較快排水剪（慢剪）地基土的透水性好，排水條件較佳，建筑物加荷速率較慢固結(jié)不排水剪（固結(jié)快剪）建筑物竣工后較久，荷載又突然增大，或地基條件等介于上述兩

16、種情況之間飽和粘性土不同排水條件下的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)1. 不固結(jié)不排水剪（UU）:試驗(yàn)過程中試樣含水量和體積保持不變，加壓過程中只引起試樣的孔隙水壓力變化,而有效應(yīng)力不變，故抗剪強(qiáng)度亦不變。2. 固結(jié)不排水剪（CU）:固結(jié)過程中試樣含水量和體積減小，剪切過程中保持不變，只是孔隙水壓力改變，破壞時(shí)孔隙水壓力完全由試樣受剪引起。3. 固結(jié)排水剪（CD）:整個(gè)試驗(yàn)過程中始終打開排水閥門，讓試樣充分排水固結(jié)，保持孔隙水壓力為零，有效應(yīng)力等于總應(yīng)力。第六章被動(dòng)土壓力：擋土墻在外力作用下向墻背方向移動(dòng)時(shí)，墻擠壓土體，墻后土壓力逐漸增大，當(dāng)達(dá)到某一位移時(shí)，墻后土體開始上隆，滑動(dòng)楔體內(nèi)應(yīng)力處 于被動(dòng)極限平衡狀態(tài)，

17、此時(shí)作用在墻背上的土壓力稱為被動(dòng)土壓力。主動(dòng)土壓力：當(dāng)擋土墻沿墻趾向離開填土方向轉(zhuǎn)動(dòng)或平行移動(dòng)位移量達(dá)到一定量時(shí)，滑動(dòng)面上的剪應(yīng)力等于抗剪強(qiáng)度，墻后土達(dá)到主動(dòng)極限平衡狀態(tài)， 填土中開始出現(xiàn)滑動(dòng)面，這時(shí)作用在墻背上的土壓力就稱為主動(dòng)土壓力。三種土壓力與位移之間的關(guān)系？三種土壓力之間的大小關(guān)系?主動(dòng)土壓力：產(chǎn)生主動(dòng)土壓力的條件為：擋土墻向前遠(yuǎn)離填土的方向移動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)，由轉(zhuǎn)動(dòng)或移動(dòng)量達(dá)到一定值，土體內(nèi)潛在滑動(dòng)面上的剪應(yīng)力達(dá)到土 的抗剪強(qiáng)度，則作用于擋土墻上的壓應(yīng)力最小，即為主動(dòng)土壓力Ea。被動(dòng)土壓力：產(chǎn)生被動(dòng)土壓力的條件：擋土墻受外力作用向著填土方向移動(dòng)時(shí)，墻后一部分土體產(chǎn)生向上滑動(dòng)趨勢(shì)。當(dāng)墻移動(dòng)至一

18、定位置時(shí)，土體內(nèi) 潛在滑動(dòng)面上的剪應(yīng)力也達(dá)到抗剪強(qiáng)度值。此時(shí)，土體作用于擋土墻上的壓力達(dá)到最大值，即被動(dòng)土壓力Ep，靜止土壓力：墻靜止不動(dòng)，墻后土體處于彈性平衡狀態(tài)時(shí)，作用在墻背的土壓力 E0朗肯土壓力的基本假定是？庫倫土壓力的基本假定是？(1) 朗肯土壓力基本原理朗肯研究自重應(yīng)力作用下，半無限土體內(nèi)各點(diǎn)的應(yīng)力從彈性平衡狀態(tài)發(fā)展為極限平很狀態(tài)的條件，提出計(jì)算擋土墻土壓力的理論。假設(shè)條件a擋土墻背垂直b.墻后填土表面水平c 擋墻背面光滑即不考慮墻與土之間的摩擦力。(2) 庫倫土壓力依據(jù)的原理：楔體平衡理論基本假定：a墻后的填土是理想散粒體b. 滑動(dòng)破壞面為通過墻踵的平面c. 滑動(dòng)土楔為一剛塑性體

19、，本身無變形朗肯土壓力與庫倫土壓力的優(yōu)缺點(diǎn)朗肯土壓力理論：應(yīng)用半空間中的應(yīng)力狀態(tài)和極限平衡理論計(jì)算土壓力，概念比較明確，公式簡(jiǎn)單，應(yīng)用方便，對(duì)于粘性土和無粘性土都可以用該公式 直接計(jì)算，故在工程中得到青睞。但為了使墻后填土中的應(yīng)力狀態(tài)符合半空間應(yīng)力狀態(tài)，必須假設(shè)墻背是直立光滑的，填土面是水平的，因而使其 應(yīng)用范圍受到限制，并由于該理論忽略了墻背與填土之間摩擦的影響，使計(jì)算的主動(dòng)土壓力偏大，被動(dòng)土壓力偏小。庫侖土壓力理論：根據(jù)墻后滑動(dòng)土楔的靜力平衡條件推導(dǎo)得出土壓力計(jì)算公式，考慮了墻背與土之間的摩擦力，并可用于墻背傾斜，填土面傾斜的情況,但由于該理論假設(shè)填土是無粘性土，因此不能用庫侖公式直接計(jì)算

20、粘性填土的土壓力。庫侖土壓力理論假設(shè)墻后填土破壞時(shí)，破裂面是一平面，而實(shí)際上是一曲面，因此，庫侖土壓力理論計(jì)算結(jié)果與按曲面的計(jì)算結(jié)果有出入，這種偏差在計(jì)算被動(dòng)土壓力時(shí)尤為嚴(yán)重朗肯與庫侖土壓力理論的適用性（1）朗肯理論求得的是墻背各點(diǎn)土壓力強(qiáng)度分布，而庫侖理論求得的是墻背上的總土壓力（2）朗肯理論適用于填土表面為水平的無粘性土或粘性土的土壓力計(jì)算（3）庫侖理論只適用于填土表面為水平或傾斜的無粘性土，對(duì)粘性土只能用圖解法計(jì)算被動(dòng)土壓力的計(jì)算常采用朗肯理論（4）擋土墻在滿足墻背直立光滑且填土面水平的條件下，庫侖土壓力理論與朗肯土壓力理論計(jì)算得到的土壓力是一致的第七章土坡發(fā)生滑動(dòng)的滑動(dòng)面有哪幾種形式？分別發(fā)生在何種情況？在進(jìn)行邊坡穩(wěn)定分析時(shí)常采用哪些條分法？土坡發(fā)生滑動(dòng)的滑動(dòng)面有：圓弧、平面、復(fù)合滑動(dòng)面（1分）。圓弧滑動(dòng)通常發(fā)生在較均質(zhì)的粘性土坡中；平面滑動(dòng)通常發(fā)生在無粘性土坡中；復(fù)合滑