土力學(xué)期末總復(fù)習(xí)(含考試試題)

1、土 力 學(xué) 總 復(fù) 習(xí) 20052005年年1212月月2020日日 土 力 學(xué) 內(nèi)容復(fù)習(xí)內(nèi)容復(fù)習(xí) 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(jì)算；沉降與時(shí)間的關(guān)系沉降計(jì)算；沉降與時(shí)間的關(guān)系 n強(qiáng)度問題：強(qiáng)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(dá)西定律滲透特性：達(dá)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(qiáng)度特性：莫爾庫(kù)侖強(qiáng)度理論強(qiáng)度特性：莫爾庫(kù)侖

2、強(qiáng)度理論 基本知識(shí)基本知識(shí) n土的三個(gè)特點(diǎn)：土的三個(gè)特點(diǎn)： 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(jì)算：土的應(yīng)力計(jì)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(diǎn)內(nèi)容重點(diǎn)內(nèi)容 n土的滲透定律和滲透破壞問題 達(dá)西定律、一維滲流計(jì)算達(dá)西定律、一維滲流計(jì)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(jì)算以及與時(shí)間關(guān)系 土的壓縮性指標(biāo)與分層總和法計(jì)算沉降量土的壓縮性指標(biāo)與分層總和法計(jì)算沉降量 滲流固結(jié)理論、沉降量與時(shí)間的關(guān)系滲流固結(jié)理論、沉降量與時(shí)間的關(guān)系 n土的抗剪

3、強(qiáng)度 莫爾庫(kù)倫強(qiáng)度理論、極限平衡條件莫爾庫(kù)倫強(qiáng)度理論、極限平衡條件 三軸試驗(yàn)與抗剪強(qiáng)度指標(biāo)三軸試驗(yàn)與抗剪強(qiáng)度指標(biāo) 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(shí)性土的壓實(shí)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(fēng)化作用：風(fēng)化作用：物理、化學(xué)、生物物理、化學(xué)、生物 n搬運(yùn)沉積方式：搬運(yùn)沉積方式：殘積土、運(yùn)積土殘積土、運(yùn)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(jí)配：粒組，分析方

4、法，級(jí)配曲線粒徑級(jí)配：粒組，分析方法，級(jí)配曲線 級(jí)配良好：級(jí)配良好：CuCu，Cc; Cc; 特征粒徑特征粒徑 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(qiáng)、弱強(qiáng)、弱) )、自由水、自由水( (重力、毛細(xì)重力、毛細(xì)) ) 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(diǎn)重點(diǎn) 1.3 土的物理狀態(tài)土的物理狀態(tài) n物理性質(zhì)指標(biāo)物理性質(zhì)指標(biāo) 三相草圖三相草圖 試驗(yàn)指標(biāo)：密度試驗(yàn)指標(biāo)：密度 、土粒比重、土粒比重GsGs、含水量、含水量ww 常用指標(biāo)：常用指標(biāo)：e,

5、 n, w, Sr, , Gs, sat, d, n物理狀態(tài)指標(biāo)物理狀態(tài)指標(biāo) 粗粒土：密實(shí)度粗粒土：密實(shí)度相對(duì)密度相對(duì)密度 細(xì)粒土：稠度細(xì)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(diǎn)：各物理量定重點(diǎn)：各物理量定 義義 重點(diǎn)重點(diǎn) minmax max r ee ee D pL p L I 1.4 土的結(jié)構(gòu)土的結(jié)構(gòu) n粗粒土：粗粒土：?jiǎn)瘟＝Y(jié)構(gòu)單粒結(jié)構(gòu) n細(xì)粒土：細(xì)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(biāo)（了解）：結(jié)構(gòu)性指標(biāo)（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

6、變性 第一章 土的物理性質(zhì) 1.5 土的壓實(shí)性土的壓實(shí)性 n細(xì)粒土：細(xì)粒土： 相應(yīng)于一定壓實(shí)功存在最優(yōu)含水量、最大干密度相應(yīng)于一定壓實(shí)功存在最優(yōu)含水量、最大干密度 壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)：壓實(shí)度壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)：壓實(shí)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(shí)全干和飽和狀態(tài)容易壓實(shí) 壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)：相對(duì)密度壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)：相對(duì)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(jí)配組成粗粒土：級(jí)配組成 細(xì)粒土：礦物成分、親水性細(xì)粒土：礦物成分、親水性 ( ( Ip ) ) n分類標(biāo)準(zhǔn)（了解）：分類標(biāo)準(zhǔn)（了解）： 水電部：粒徑級(jí)配、塑性圖水電部：粒徑級(jí)

7、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(jí)配、塑性指數(shù)建設(shè)部：粒徑級(jí)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(diǎn)： 土的物理性質(zhì)指標(biāo)定義式土的物理性質(zhì)指標(biāo)定義式 土的粒徑級(jí)配曲線土的粒徑級(jí)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(biāo)土的物理狀態(tài)指標(biāo) 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(dá)西定律：達(dá)西定律：v = k i v = k i ，

8、適用條件：層流適用條件：層流 n滲透系數(shù)滲透系數(shù) 測(cè)定方法：常水頭、變水頭試驗(yàn)測(cè)定方法：常水頭、變水頭試驗(yàn) 影響因素：粒徑級(jí)配、礦物成分、飽和度影響因素：粒徑級(jí)配、礦物成分、飽和度 第二章 土的滲透性與滲流問題 重點(diǎn)重點(diǎn) 重點(diǎn)：一維滲流計(jì)重點(diǎn)：一維滲流計(jì) 算算 2.3 滲透力與滲透變形 n滲透力：滲透力： 孔隙水對(duì)土骨架的拖曳力孔隙水對(duì)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 / / w w 管涌：管涌：Cu10C

9、u10， iiiicr cr 第二章 土的滲透性與滲流問題 重點(diǎn)重點(diǎn) 第二章 土的滲透特性 重點(diǎn)： 達(dá)西定律：達(dá)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(jì)算多層土一維滲流計(jì)算 流網(wǎng)：等勢(shì)線概念；特征及應(yīng)用流網(wǎng)：等勢(shì)線概念；特征及應(yīng)用 土體受力分析；滲透力的計(jì)算：土體受力分析；滲透力的計(jì)算： j = i w w 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(jì)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(jì)算土體的自重應(yīng)力計(jì)算 3.3 地基中的附加應(yīng)力計(jì)算地基中的附加應(yīng)力

10、計(jì)算 3.4 基底壓力計(jì)算基底壓力計(jì)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(jì)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 n應(yīng)力莫爾圓符號(hào)規(guī)定應(yīng)力莫爾圓符號(hào)規(guī)定 壓為正、逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)為正壓為正、逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)為正 第三章 土體中的應(yīng)力計(jì)算 3.2 土體的自重應(yīng)力計(jì)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

11、體中的應(yīng)力計(jì)算 iisz H szsysx K 0 z sz 重點(diǎn)重點(diǎn) 3.3 地基中的附加應(yīng)力計(jì)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(diǎn)法：矩形、條形基礎(chǔ)荷載角點(diǎn)法：矩形、條形基礎(chǔ)荷載 n影響因素：影響因素：各向異性應(yīng)力集中、應(yīng)力擴(kuò)散各向異性應(yīng)力集中、應(yīng)力擴(kuò)散 第三章 土體中的應(yīng)力計(jì)算 3.4 基底壓力計(jì)算 n簡(jiǎn)化計(jì)算：簡(jiǎn)化計(jì)算：圣維南原理線性分布圣維南原理線性分布 重點(diǎn)重點(diǎn) 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

12、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(jì)算有效應(yīng)力和孔隙水壓力計(jì)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(jì)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(diǎn)重點(diǎn) 第三章 土體中的應(yīng)力計(jì)算 重點(diǎn)： 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(jì)算豎直方向自重應(yīng)力的計(jì)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:

13、 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(jì)算；兩種隔離體總應(yīng)力、有效應(yīng)力的計(jì)算；兩種隔離體 孔壓計(jì)算孔壓計(jì)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(jì)算 第四章 土的壓縮性和地基沉降量計(jì)算 4.1 變形特性測(cè)試方法變形特性測(cè)試方法 4.2 一維壓縮性及其指標(biāo)一維壓縮性及其指標(biāo) 4.2 地基最終沉降量的計(jì)算地基最終沉降量的計(jì)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(cè)試方法變形特性測(cè)試方法 第四章 土的壓縮性和地基沉降量計(jì)算 一、常規(guī)三軸試驗(yàn)（

14、方法） 二、側(cè)限壓縮試驗(yàn)（方法） 三、普遍應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系及本構(gòu)模型（特點(diǎn)） 四、現(xiàn)場(chǎng)原位試驗(yàn)（了解） 4.2 一維壓縮性及其指標(biāo) n土的壓縮性：土的壓縮性：壓縮性指標(biāo)壓縮性指標(biāo) 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量計(jì)算 重點(diǎn)重點(diǎn) (e0, ) (0.42e0, ) Cc, Ce=Const 4.3 地基最終沉降量的計(jì)算地基最終沉降量的計(jì)算 n基本假設(shè)基本假設(shè) 結(jié)果影響結(jié)果影響 修正

15、修正 材料力學(xué)：基底壓力線性分布材料力學(xué)：基底壓力線性分布 彈性力學(xué)：均勻連續(xù)各向同性彈性介質(zhì)彈性力學(xué)：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(diǎn)下應(yīng)力分布側(cè)限應(yīng)變條件，基礎(chǔ)中點(diǎn)下應(yīng)力分布 主固結(jié)沉降：公式不計(jì)入主固結(jié)沉降：公式不計(jì)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(jì)算單一土層的沉降量計(jì)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(jì)算 重點(diǎn)重點(diǎn) i i ii i i i i H e ee H e e S 1 21 1 11 si SS 2 2 z u C t u v w v a ek C )1 ( 1 固結(jié)系數(shù)固結(jié)系數(shù) t H C T v v 2

16、 時(shí)間因素時(shí)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(jì)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(diǎn)的固結(jié)度一點(diǎn)的固結(jié)度 土層平均固結(jié)度土層平均固結(jié)度 重點(diǎn)：土層平均固結(jié)度重點(diǎn)：土層平均固結(jié)度 計(jì)算公式計(jì)算公式 a ek C HtCT TfU USS w v vv vt tt )1 ( . 4 /. 3 )(. 2 . 1 1 2 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

17、 量測(cè)量測(cè) 求解求解 S),( , , 332211 tS StStSt CH t v t v S tCHS, ? , t SCHS tv 123 321 SAeS AeU v v BT t BT t )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(yàn)結(jié)果室內(nèi)試驗(yàn)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(jì)算 重點(diǎn)重點(diǎn) 第四章第四章 土的壓縮性和地基沉降量計(jì)算土的壓縮性和地基沉降量計(jì)算 重點(diǎn)： 土的壓縮性：土的壓縮性：壓縮性指標(biāo)壓縮性指標(biāo) 分層總和法計(jì)算最終沉降量分層總和法計(jì)算最終沉降量 基本原理：基本原理：假設(shè)假設(shè) 計(jì)算

18、方法：計(jì)算方法：epep曲線；曲線；elgpelgp曲線曲線 沉降與時(shí)間的關(guān)系：沉降與時(shí)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(jì)算：固結(jié)度沉降計(jì)算：固結(jié)度 時(shí)間時(shí)間 第四章 土的壓縮性和地基沉降量計(jì)算 第五章 土的抗剪強(qiáng)度 5.1 土體破壞與強(qiáng)度理論土體破壞與強(qiáng)度理論 5.2 土的抗剪強(qiáng)度的測(cè)定試驗(yàn)土的抗剪強(qiáng)度的測(cè)定試驗(yàn) 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(qiáng)度指標(biāo)土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo) 5.5 土的動(dòng)強(qiáng)度與砂土的振動(dòng)液化土的動(dòng)強(qiáng)度與砂土的振動(dòng)液化 5.1 土體破壞與強(qiáng)度理論 土的抗剪強(qiáng)度土的抗剪強(qiáng)度 土的強(qiáng)度主要是抗剪強(qiáng)度土的強(qiáng)

19、度主要是抗剪強(qiáng)度 莫爾莫爾- -庫(kù)倫強(qiáng)度理論（三條內(nèi)容）庫(kù)倫強(qiáng)度理論（三條內(nèi)容） 直剪試驗(yàn)與庫(kù)倫公式直剪試驗(yàn)與庫(kù)倫公式 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(kù)倫破壞準(zhǔn)則庫(kù)倫破壞準(zhǔn)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(qiáng)度機(jī)理土的抗剪強(qiáng)度機(jī)理 摩擦強(qiáng)度與粘聚強(qiáng)度摩擦強(qiáng)度與粘聚強(qiáng)度 tgc f )2/45(2)2/45( 2 13 tgctg f 2/45 第五章 土的抗剪強(qiáng)度 重點(diǎn)重點(diǎn) 室內(nèi)試驗(yàn)室內(nèi)試驗(yàn) 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)

20、排水、固結(jié)不排水、不排水 單軸壓縮試驗(yàn)：?jiǎn)屋S壓縮試驗(yàn)： 3 = 0的不排水三軸試驗(yàn)的不排水三軸試驗(yàn) 其他試驗(yàn)其他試驗(yàn) 野外測(cè)試野外測(cè)試 十字板試驗(yàn)：十字板試驗(yàn)：測(cè)試軟粘土不排水強(qiáng)度指標(biāo)測(cè)試軟粘土不排水強(qiáng)度指標(biāo) 1.其他現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)其他現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn) 5.2 土的抗剪強(qiáng)度的測(cè)定試驗(yàn) 第五章 土的抗剪強(qiáng)度 重點(diǎn)：不同類型三軸試驗(yàn)重點(diǎn)：不同類型三軸試驗(yàn) 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(qiáng)度包線與破壞主應(yīng)力線強(qiáng)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(qiáng)度的唯一性關(guān)系抗剪強(qiáng)度的唯一性關(guān)系 應(yīng)力莫爾圓平移 應(yīng)力點(diǎn)平移 5.3 應(yīng)力路徑與破壞主應(yīng)力線