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复习思考题
1-1．土由哪几部分组成？分别对土的性质有何影响？
土是由固体颗粒、水和气体所组成的三相体系。
土的固相成分的比例越高，其压缩性越小，抗剪强度越大，承载力越高。
固态水是指土中的水在温度降至 0°C以下时结成的冰。水结冰后体积会增大，使土体产生冻胀，破坏土的结构，冻土融化后会使土体强度大大降低。气态水是指土中出现的水蒸气，一般对土的性质影响不大。
土中气体常与大气连通或以封闭气泡的形式存在于未被水占据的土孔隙中，前者在受压力作用时能够从孔隙中挤出，对土的性质影响不大；后者在受压力作用时被压缩或溶解于水中，压力减小时又能有所复原，对土的性质有较大影响，如透水性减小、弹性增大，延长变形稳定的时间等。土中液态水与土颗粒之间的相互作用对土的性质影响很大，而且土颗粒越细影响越大，其主要有结合水和自由水两大类。
1-2．土的物理性质指标有哪些？哪些是试验指标？哪些是导出指标？
物理指标：工程上将组成土的三相之间重量与重量、重量与体积、体积与体积比例关系称为土的物理性质指标。
试验指标：土的重度γ，土的含水量w，土粒相对密度（亦称土粒比重）ds
导出指标：土的干重度γd，土的饱和重度γsat，土的有效重度（浮重度）γ′，土的孔隙比e，土的孔隙率n，土的饱和度Sr。
1-3．何谓粒组？粒组如何划分？
自然界中的土都是由大小不等的土粒组成的散粒混合体，土的粒径发生变化，其主要工程特性也相应发生变化。粒组是粒径和性质相近的岩土颗粒的组别。土粒按其粒径范围，划分为若干粒组。
1-4．土中水的存在形态有哪些？对土的工程性质影响如何？
土中水按其形态可分为固态水、液态水、气态水。
固态水是指土中的水在温度降至 0°C以下时结成的冰。水结冰后体积会增大，使土体产生冻胀，破坏土的结构，冻土融化后会使土体强度大大降低。
气态水是指土中出现的水蒸气，一般对土的性质影响不大。
液态水与土颗粒之间的相互作用对土的性质影响很大，而且土颗粒越细影响越大，其主要有结合水（强结合水、弱结合水）和自由水（毛细水、重力水）两大类。强结合水具有很大的黏滞性、弹性和抗剪强度，当黏土中只含有强结合水时呈坚硬状态。弱结合水也不传递静水压力，呈黏滞状态，此部分水对黏性土的物理力学性质影响很大，黏性土在一定含水量范围内具有可塑性。毛细水位于地下水位以上的透水层中，容易湿润地基造成地陷，特别在寒冷地区要注意因毛细水上升产生冻胀现象，地下室要采取防潮措施。在地下水位以下的土，受重力水的浮力作用，土中的应力状态会发生改变。施工时，重力水对于基坑开挖、排水等方面会产生较大影响。
1-5．无粘性土最主要的物理状态指标是什么？评定碎石土、砂土密实度的方法有哪些？
无粘性土最主要的物理状态指标是密实度。
碎石土：①根据重型圆锥动力触探锤击数N63.5将碎石土的密实度划分为松散、稍密、中密和密实；②野外鉴别方法.
沙土：①用孔隙比e为标准判断；②用相对密度Dr为标准判断。
1-6．粘性土的物理状态指标是什么？其主要影响因素是什么？
粘性土的物理状态指标土的软硬程度或称粘性土的稠度。主要影响因素为水。
1-7．何谓液限、塑限？它们与土的天然含水量是否有关？
土由流动状态转变到可塑状态时的界限含水量称为液限（也称为流限或塑性上限）；土由可塑状态转变到半固态时的界限含水量称为塑限（也称为塑限下限）；与土的天然含水量是无关。
1-8．地基岩土分为几类？各类土划分的依据是什么？
《建筑地基基础设计规范》（GB 50007—2002）把建筑地基的岩土分为岩石、碎石土、砂土、粉土、粘性土和人工填土六类。
岩石是指颗粒间牢固连接，呈整体或具有节理裂隙的岩体。碎石土是指粒经大于2mm的颗粒含量超过全重50%的土。砂土是指粒经大于2mm的颗粒含量不超全重50%，且粒径大于0.075mm的颗粒含量超过全重50%的土。粉土是指粒径大于0.075mm的颗粒含量不超过全重50%，且塑性指数IP≤10的土。粘性土是指塑性指数IP＞10的土。人工填土是指因人类活动堆填而形成的土。
1-9．地基处理的目的是什么？常用的地基处理方法有哪些？其适用范围？
当建筑物建造在软弱地基或不良地基上，可能会出现承载力不足、沉降或沉降差过大、地基液化、地基渗漏、管涌等一系列地基问题。地基处理的目的就是针对上述问题，采取相应的措施，改善地基条件，以保证建筑物的安全与正常使用。
常用的处理方法有：换土垫层；碾压与夯实；排水固结；振密与挤密；置换与拌入等。
1-10．机械压实法包括哪些方法？其适用条件是什么？
机械压实法一般包括机械碾压、振动击实、重锤夯实等。常用于地下水位以上的大面积填土和杂填土地基的压实。
1-11．强夯法适宜于处理哪些地基？其作用机理是什么？
强夯法适用于碎石土、砂土、低饱和度的粉土与粘性土、湿陷性黄土、杂填土及人工填土等地基的施工，对淤泥和淤泥质土等饱和粘性土地基，需经试验证明施工有效时方可采用。
作用机理：强夯法主要是将势能转化为夯击能，在地基中产生强大的动应力和冲击波，纵波（压缩波）使土层液化，产生超静水压力，土粒之间产生位移；横波（剪切波）剪切破坏土粒之间的连接，使土粒结构重新排列密实。
1-12．试述换土垫层法的作用与适用范围，砂石垫层的施工要点？
作用：提高地基的承载力；减少地基沉降量；加速软弱土层的排水固结；防止冻胀和消除膨胀土地基的胀缩作用；消除湿陷性黄土的湿陷性。
适用范围：适用于淤泥、淤泥质土、湿陷性黄土、素填土、杂填土地基、暗塘等的浅层处理，用于消除黄土湿陷性、膨胀土胀缩性、冻土冻胀性。当采用大面积填土作为建筑地基时，尚应按国家有关规范的规定执行。多用于多层或低层建筑的条形基础或独立基础的情况，亦可用于地坪、料场道路工程，换土的宽度与深度有限，既经济又安全。
施工要点：（1）施工机械应根据不同的换填材料选择。粉质粘土、灰土宜采用平碾、振动碾或羊足碾；砂石等宜用振动碾。当有效压实深度内土的饱和度小于并接近60％时，可采用重锤夯实。
（2）施工方法、分层厚度、每层压实遍数等宜通过试验确定。一般情况下，分层铺厚度可取200～300mm。但接近下卧软土层的垫层底层应根据施工机械设备及下卧层土质条件的要求具有足够的厚度。严禁扰动垫层下的软土。
（3）素填土和灰土垫层土料的施工含水量宜控制在最优含水量±2.0％范围。灰土应拌合均匀并应当日铺填夯压，且压实后3天内不得受水浸泡。垫层竣工后，应及时进行基础施工和基坑回填。
（4）重锤夯实的夯锤宜采用圆台形，锤重宜大于2t，锤底面单位静压力宜在15～20kPa。夯锤落距宜大于4m。重锤夯实宜一夯挨一夯顺序进行。在独立柱基坑内，宜先外后里顺序夯击；同一基坑底面标高不同时，应先深后浅逐层夯实。同一夯点夯击一次为一遍，夯击宜分2～3遍进行，累计夯击10～15次，最后两遍平均夯击下沉量应控制在：砂土不超过5～10mm；细颗粒土不超过10～20mm。
1-13．试述排水固结法的加固机理及适用条件。
加固机理：在建筑物建造以前，对建筑场地施加预压，使土中孔隙水排出，孔隙体积逐渐减小，地基逐渐固结沉降，强度逐渐提高，达到解决建筑物地基稳定和变形问题。
适用条件：适用于处理各类淤泥、淤泥质土及冲填土等饱和粘性土地基。砂井堆载法适用于存在连续薄砂层的地基，对有机质土则不适宜。真空预压法适用于能在加固区形成稳定负压边界条件的软土地基。降低地下水位法、真空预压法和电渗法由于不增加剪应力，地基不会产生剪切破坏，故适用于很软弱的粘土地基。
1-14．挤密法和振冲法的适用范围是什么？砂石挤密桩的设计与施工要点？
适用范围：挤密砂桩常用来加固松砂地基、松散的杂填土地基及粘粒含量不多的粘性土地基。而挤密土桩及灰土桩常用来加固湿陷性黄土地基。
砂石挤密桩的设计与施工要点：
设计要点：
①处理范围 砂石桩处理范围应大于基底范围，处理宽度宜在基础外缘加宽l～3排桩。对可液化地基，在基础外缘扩大宽度不应小于可液化土层厚度1／2，并不应小于5m。
②桩直径及平面布置 砂石桩直径可根据地基土质情况和成桩设备等因素确定，一般为300～800mm，对饱和粘性土地基宜选用较大的直径。平面布置宜采用等边三角形或正方形。
③桩间距 砂石桩的间距应通过现场试验确定。对粉土和砂土地基，不宜大于砂石桩直径的4.5倍；对粘性土地基不宜大于砂石桩直径的3倍。
④桩长 砂石桩桩长可根据工程要求和工程地质条件通过计算确定，且不宜小于4m。
⑤垫层 砂石桩顶部宜铺设一层厚度为300～500mm的砂石垫层。
施工要点：
①施工设备 砂石桩施工可采用振动沉管、锤击沉管或冲击成孔等成桩法。当用于消除粉细砂及粉土液化时，宜用振动沉管成桩法。
②施工顺序 对砂土地基宜从外围或两侧向中间进行，对粘性土地基宜从中间向外围或隔排施工。在既有建（构）筑物邻近施工时，应按背离建（构）筑物方向进行。
③施工要求 施工前应进行成桩工艺和成桩挤密试验。当成桩质量不能满足设计要求时，应在调整设计与施工有关参数后，重新进行试验或改变设计方案。施工时桩位水平偏差不应大于0.3倍套管外径，套管垂直度偏差不应大于l％。
1-15．灌浆法加固地基的机理有哪些？
①渗透灌浆
②挤密灌浆
③劈裂灌浆
④电动化学灌浆
1-16．托换法的含义？托换法是如何分类的？
含义：托换法是对既有建筑物的地基和基础进行处理和加固，或在既有建筑物基础下需要修建地下工程，以及邻近新建工程而影响既有建筑物的安全等问题的处理方法的总称。
（1）按托换性质分类
按托换的性质可分为：既有建筑物地基设计不符合要求；既有建筑物增层、扩建或改建；邻近修建地下工程、新建工程或深基坑开挖等。
（2）按托换目的分类
按托换目的可分为：补救性托换、预防性托换和维持性托换三种。
①补救性托换是指既有建筑物基础下地基土不能满足承载力和变形要求，或因拟对既有建筑物进行增层改造、扩建或改建等而使基础下地基土不能满足承载力和变形要求时，需扩大既有建筑物基础底面积或加深基础至比较好的持力层上，或需对地基进行处理的托换工程。
②预防性托换是指，虽然既有建筑物的地基土能满足地基承载力和变形要求，但由于在其邻近要修建较深的新建筑物基础，包括深基坑开挖和隧道穿越，可能危及既有建筑物的安全使用，用托换技术对既有建筑物的地基基础所采取的预防性措施。
③维持性托换是指，在新建的建筑物基础上预先设置可装设顶升的措施（如预留安放千斤顶位置），以适应事后产生不容许出现的地基差异沉降值时，设置千斤顶调整差异沉降。
（3）按托换方法分类
按托换方法可分为：桩式托换法、灌浆托换法和基础加固法三种。
①桩式托换法 所有采用桩的形式进行托换的方法都称为桩式托换法，包括坑式静压桩托换、锚杆静压桩托换、灌注桩托换和树根桩托换等。桩式托换适用于软弱粘性土、松散砂土、饱和黄土、湿陷性黄土、素填土和杂填上等地基。
②灌浆托换法 灌浆托换法采用气压或液压将各种有机或无机化学浆液注入土中，使地基固化，起到提高地基土承载力、消除湿陷性或防渗堵漏等作用。根据灌浆材料的不同，可分为水泥灌浆法、硅化法和碱液法等。灌浆托换法适用于既有建筑物的地基处理。灌浆托换属于原位处理，施工较为方便，浆料硬化快，加固体强度高，一般可实现不停产加固。但是，因材料价格一般较高，一般仅用于浅层加固处理，加固深度通常为3～5m。且宜与其他托换方法进行经济技术比较后，再决定是否采用。
③基础加固法 采用水泥浆或环氧树脂等浆液灌浆，或加大基础底面面积、增大基础深度使基础支承在较好的土层上的加固方法，统称基础加固法。可分为灌浆法、加大基础托换法和坑式托换法等。适用于建筑物基础支承能力不足的既有建筑物的基础加固。
（4）按托换时间分类
按托换时间可分为：临时性托换和永久性托换。
综合练习题
1-1．某教学楼地基勘探中用环刀取100cm3原状土样，用天平称得湿土质量为185g，烘干后称得质量为155g，已知土粒相对密度Gs＝2.66，试计算土样的重度、含水量、孔隙比、孔隙率、饱和度、饱和重度、有效重度和干重度。
【解】：（1）计算土样的三相组成部分的重量与体积：
土样总重量 W＝0.185×10＝1.85N
土粒重量 Ws＝0.155×10＝1.55N
土样中水的重量 Ww＝W - Ws＝1.85-1.55＝0.3N
土粒体积由得： cm3
孔隙体积 Vv＝V -Vs＝100-58.27＝41.73cm3
水的体积 cm3
气体体积 Va＝Vv –Vw＝41.73-30＝11.73cm3
（2）确定土的各物理性质指标：
土的含水量：
土的重度：kN/ m3
土的干重度：kN/ m3
孔隙比：
饱和度：
土的饱和重度：kN/m3
土的有效重度：kN/m3
2-2．某住宅地基土样试验中，测得土样的含水量w＝19.6％，干重度γd＝16.8kN/m3，土粒相对密度＝2.7，试计算重度γ、孔隙比e、饱和度Sr、饱和重度γsat和有效重度γ′。
【解】：假设土体积100 cm3
（1）计算土样的三相组成部分的重量与体积：
土粒重量：Ws＝γd×V＝16.8×1000×100×10-6=1.68N
水的重量：Ww=w×Ws =19.6％×1.68=0.33N
土体总重量：W= Ws + Ww =1.68+0.33=2.01N
水体积：Vw= Ww /γw =0.33/10×1000=33cm3
土体体积： cm3
空隙体积：Vv＝V -Vs＝100-62.22＝37.78cm3
（2）确定土的各物理性质指标：
土的重度：kN/ m3
孔隙比：
饱和度：
土的饱和重度：
土的有效重度：kN/m3
3-3．某土样颗粒分析结果见表1-23所示，标准贯入试验锤击数N＝31，试确定该土样的名称和状态。
表1－23 颗粒筛分试验结果表
粒径（mm）
20～2
2～0.5
0.5～0.25
0.25～0.075
0.075～0.05
＜0.05
粒组含量（％）
12.1
17.7
36.4
19.2
10.1
4.5
【解】：由表可知，砂土是指粒经大于2mm的颗粒含量不超全重50%，且粒径大于0.075mm的颗粒含量超过全重50%的土，故属于沙土。
且12.1％<50%，(12.1+17.7)％<50%，(12.1+17.7＋36.4)％>50%，故属于中沙。
标准贯入试验锤击数N＝31>30，故处于密实状态。
4-4．某住宅小区甲、乙两个钻孔土样的物理性质试验结果见下表1－24，试分析判断下列结论的正确性。
表1－24 甲、乙试样物理性质指标
土样
w(％)
Gs
wL(％)
wP(％)
Sr
甲
44.6
2.71
31.0
13.5
1.0
乙
25.0
2.65
15.6
6
1.0
（1）甲土样比乙土样天然重度大；
（2）甲土样比乙土样粘粒含量多；
（3）甲土样比乙土样干重度大；
（4）甲土样比乙土样孔隙率大。
【解】：（1）假设土体体积100cm3
甲： ，
，
乙： ，
，
错。
（2）甲：
乙：
因为“粘粒含量愈多，土的比表面积愈大，土中结合水含量高，塑性指数就大”，17.5>9.6，所以正确。
（3）甲：
乙：
错。
（4）甲：
乙：
正确。
复习思考题
2-1．自重应力与附加应力是如何形成的？分析地基变形的主要原因？
建筑物修建以前，地基中由土体本身的有效重量而产生的应力即为土的自重应力。而建筑物修建以后，新增的建筑物荷载将使地基中原有的应力状态发生变化，从而引起附加应力。
如果地基应力和变形过大，不仅会使建筑物发生不能允许的过大沉降，甚至会使地基土体发生整体失稳而破坏。
2-2．自重应力与附加应力在地基中的分布规律有何不同？如何计算?
自重应力分布规律：（1）自重应力分布线的斜率是该土层的重度；（2）自重应力在均质等容重地基中随深度呈直线分布；（3）自重应力在成层不同容重地基中呈折线分布；（4）自重应力在成层地基中转折点位于在土层分界面处和地下水位处。在深度z处土的自重应力为：
（1）均质地基
（2）成层地基
附加应力分布规律：（1）在竖向集中力P作用线上（即），附加应力随着深度z的增加而递减；
（2）在r＞0的竖直线上，在地表处的附加应力＝0，随着深度z的增加，从零逐渐增大，但到一定深度后，又随着深度z的增加而减小。
（3）当z=常数的水平面上的，附加应力随着r的增大而减小。如果地面上有几个竖向集中力作用时，则地基中任意点M处的附加应力可以分别求出各集中力对该点所引起的附加应力，然后进行叠加。
（4）若在空间将相同点连成曲面，其空间曲面的形状如泡状，故称为应力泡。
在均匀的、各向同性的半无限弹性体表面作用一竖向集中荷载P时，半无限体内任意点M（x、y、z）的竖向正应力σz（不考虑弹性体的体积力）可由布西奈斯克（J．V．Boussinesq，1885）解计算:
如果地面上有几个竖向集中力作用时，则地基中任意点M处的附加应力可以分别求出各集中力对该点所引起的附加应力，然后进行叠加。
2-3．地下水位的升降是否会引起土中自重应力的变化？
处于地下水位以下的土，它实际所受到的应力是有效应力或有效重量，必须采用土的有效重度来计算。在地下水位以下，若埋藏有不透水层（如基岩层、连续分布的硬粘性土层），考虑不透水层中不存在水的浮力，层面及层面以下土的自重应力按上覆土层的水土总重计算。地下水位的升降会引起土中自重应力的变化。例如，软土地区地下水位较高，大量抽取地下水会造成地下水位大幅度下降，使原水位以下土体中的浮力消失，自重应力增加，新增加的自重应力将会引起下方土体新的压缩变形，以致造成地表大面积下沉；地下水位上升，会使原水位以上土体中的浮力增加，有效自重应力减少，，不仅会软化土质，引起基坑边坡塌方，还会使土粒间的摩擦力降低，从而地基土的承载力随之下降。
2-4．什么是基底压力、基底附加压力？两者大小如何计算？
基底压力是指建筑物上部结构荷载和基础自重通过基础传递给地基，作用于基础底面传至地基的单位面积压力，称为基底压力。也称基底接触压力。其简化计算方法见课本P51－54。
基底附加压力是作用在基础底面的压力与基底处建造前土中自重应力之差。计算方法：。
2-5．竖直偏心荷载作用时的基底压力是如何分布的？大小如何计算？
（1）当e＜l/6时，基底压力呈梯形分布；
（2）当e＝l/6时，基底压力呈三角形分布；
（3）当e＞l/6时，呈三角形分布。
计算方法见课本P52－54。
2-6．如何用角点法计算地基中任意点的附加应力？
对于矩形基础角点下任意深度处的附加应力，可按课本P56－P57计算。对于非角点下任意深度处的附加应力，可以利用角点下的应力方法和应力叠加原理，按课本P57计算。
综合练习题
2-1．某土层及其物理指标如图2-17所示，计算土中自重应力。
求出各分层处自重应力后，练成直线即可。
地下水位标高处：
细沙层底面：
粘土层底面：
2-2．已知矩形基础底面尺寸b=4m，l=10m，作用在基础底面中心的荷载N=400kN， M=240kNm（偏心方向在短边上），求基底压力最大值与最小值。
（偏心方向在短边上）
2-3．如图2-18所示，矩形面积（ABCD）上作用均布荷载p=100kPa，试用角点法计算G点下深度6m处M点的竖向应力值。
采用角点法。
矩形AHGE，l/b=(10+2)/(5+3)=1.5，z/b=6/8=0.75，查表2-4，并采用插值法，kAHGE=0.217
矩形BIGE，l/b=(5+3)/2=4，z/b=6/2=3，查表2-4，kBIGE=0.093
矩形DGGF，l/b=(10+2)/3=4，z/b=6/3=2，查表2-4，kDHGF=0.135
矩形CIGF，l/b=3/2=1.5，z/b=6/2=3，查表2-4，并采用插值法，kCIGF=0.061
复习思考题
3-1．何谓土的压缩性？引起土压缩的主要原因是什么？工程上如何评价土的压缩性？
土在压力作用下体积缩小的特性称为土的压缩性。
从土的三相组成来看不外乎有以下三个方面：①土颗粒本身的压缩；②土孔隙中不同形态的水和气体的压缩；③孔隙中部分水和气体被挤出，土颗粒相互移动靠拢使孔隙体积减小。
工程实践中，常采用p=100～200kPa压力区间相对应的压缩系数来评价土的压缩性。《地基基础设计规范》（GB50007—2002）按的大小将地基土的压缩性分为以下三类：
当≥0.5MPa-1时，为高压缩性土；
当0.5MPa-1＞≥0.1MPa-1时，为中压缩性土；
当＜0.1MPa-1时，为低压缩性土。
3-2．何谓土的固结与固结度？
土的压缩随时间而增长的过程称为土的固结。土在固结过程中某一时间t的固结沉降量St与固结稳定的最终沉降量S之比称为固结度Ut。
3-3．地基变形特征有哪几种？
《建筑地基基础设计规范》（GB50007—2002）将地基变形依其特征分为以下四种：
（1）沉降量：指单独基础中心的沉降值；
（2）沉降差：指两相邻单独基础沉降量之差；
（3）倾斜：指单独基础在倾斜方向上两端点的沉降差与其距离之比。
（4）局部倾斜：指砌体承重结构沿纵墙6～10m内基础两点的沉降差与其距离之比。
综合练习题
3-1．某土样的侧限压缩试验结果如下表3－8：
表3－8
p(Mpa)
0
0.05
0.1
0.2
0.3
0.4
e
0.93
0.85
0.8
0.73
0.67
0.65
要求：
（1）绘制压缩曲线，求压缩系数并评价土的压缩性；
（2）当土自重应力为0.05Mpa，土自重应力和附加应力之和为0.2Mpa时，求土压缩模量Es。
【解】：（1） 以压力p为横坐标，孔隙比e为纵坐标，可以绘出压缩曲线。
P/kPa
e
土体压缩指标：，故土体为高压缩性土。
（2）
3-2．某独立柱基础如图3-12所示，基础底面尺寸为3.2m×2.3m,基础埋深d=1.5m,作用于基础上的荷载F=950kN,试用《建筑地基基础设计规范》法计算基础最终沉降量。
【解】
（1）基底压力：
基底附加压力：
（2）无相邻荷载影响，基础宽度1～30m计算深度可如下计算：
，可取5.8m。将地基土按压缩性分层分为1层。
（3）计算各分层的压缩量；
0
－
－
－
－
－
－
－
5.8
1.4
2.52
0.167
0.969
0.969
8
16.0
16.0
（4）计算基础总沉降量。
查表3-3，
复习思考题
4-1．何谓土的抗剪强度？同一种土的抗剪强度是不是一个定值？
土的抗剪强度是指在外力作用下，土体内部产生剪应力时，土对剪切破坏的极限抵抗能力。工程实际中地基土体因自然条件、受力过程及状态等诸多因素的影响，试验时必须模拟实际受荷过程，所以土的抗剪强度并非是一个定值。不同类型的土，其抗剪强度不同，即使同一类土，在不同条件下的抗剪强度也不相同。
4-2．土的抗剪强度由哪两部分组成？什么是土的抗剪强度指标？
土的抗剪强度的构成有二个方面：即内摩擦力与粘聚力。
土的抗剪强度指标包括：c（称为土的粘聚力）和φ（φ称为土的内摩擦角，tanφ为土的内摩擦系数）。
4-3．为什么土粒愈粗，内摩擦角中愈大？土粒愈细，粘聚力c愈大？土的密度和含水量对c与φ值影响如何？
存在于土体内部的摩擦力由两部分组成：一是剪切面上颗粒与颗粒之间在粗糙面上产生的摩擦力；另一个是由于颗粒之间的相互嵌入和互锁作用产生的咬合力。土颗粒越粗，内摩擦角φ越大。
土的密度和含水量对c与φ值影响如何？（书中没有相关部分内容的阐述）
4-4．土体发生剪切破坏的平面是否为剪应力最大的平面？在什么情况下，剪切破坏面与最大剪应力面一致？
土中某点达到剪切破坏状态的应力条件必须是法向应力和剪应力的某种组合符合库仑定律的破坏准则，而不是以最大剪应力τmax达到了抗剪强度τf作为判断依据，亦即剪切破坏面并不一定发生在最大剪应力的作用面上，而是在与大主应力作用面成某一夹角的平面上。
当土的内摩擦角为0时，剪切破坏面与最大剪应力面一致。
4-5．什么是土的极限平衡状态？土的极限平衡条件是什么？
当土中剪应力等于土的抗剪强度时，土体达到临界状态，称为极限平衡状态。此时土中大小主应力与土的抗剪强度指标之间的关系，称为土的极限平衡条件，当土体处于极限平衡状态时，土中该点的极限应力圆与抗剪强度线相切。
4-6．为什么土的抗剪强度与试验方法有关？如何根据工程实际选择试验方法？
同一种土在不同排水条件下进行试验，可以得出不同的抗剪强度指标，即土的抗剪强度在很大程度上取决于试验方法。
不排水剪试验是模拟建筑场地土体来不及固结排水就较快地加载的情况。在实际工作中，对渗透性较差，排水条件不良，建筑物施工速度快的地基土或斜坡稳定性验算时，可以采用这种试验条件来测定土的抗剪强度指标。
固结—不排水剪试验是模拟建筑场地土体在自重或正常载荷作用下已达到充分固结，而后遇到突然施加载荷的情况。对一般建筑物地基的稳定性验算以及预计建筑物施工期间能够排水固结，但在竣工后将施加大量活载荷（如料仓、油罐等）或可能有突然活载荷（如风力等）情况，就应用固结—不排水剪试验的指标。
固结—排水剪试验是模拟地基土体已充分固结后开始缓慢施加载荷的情况。在实际工程中，对土的排水条件良好（如粘土层中夹砂层）、地基土透水性较好（低塑性粘性土）以及加荷速率慢时可选用。但因工程的正常施工速度不易使孔隙水压力完全消散，试验过程既费时又费力，因而较少采用。
4-7．什么是地基承载力特征值？怎样确定？地基承载力特征值与土的抗剪强度指标有何关系？
地基承载力特征值是指在保证地基稳定条件下，地基单位面积上所能承受的最大应力。地基承载力特征值可由载荷试验或其他原位测试、公式计算、并结合工程实践经验等方法综合确定。
当偏心距e小于或等于0.33倍基础底面宽度时，通过试验和统计得到土的抗剪强度指标标准值后，可按计算地基土承载力特征值。
综合练习题
4-1．某土样进行三轴剪切试验，剪切破坏时，测得σ1=500kPa, σ3=100kPa剪切破坏面与水平面夹角为60°求：（1）土的c、φ值。（2）计算剪切破坏面上的正应力和剪应力。
【解】
αcr=60°，2α=120°
角ADO=60°，角φ=30°。
R=AD=0.5(σ1－σ3)＝200
0.5*(+σ3+R)=R，0.5*(+100+200)=200，c=57.7kPa
AO’=(+100+200)*cos30°=346.4
正应力σ= AO’con30°－＝346.4 con30°－100＝200kPa
剪应力τ＝AO’sin30°＝173.2kPa
或者：正应力
正应力
4-2．某条形基础下地基土中一点的应力为：σz=500kPa，σx=500kPa, τzx=40kPa,已知土的c＝0，φ=30°，问该点是否剪切破坏？σz和σx不变，τzx增至60 kPa，则该点又如何？
【解】τzx=40kPa时：
在同一坐标系中画出抗剪强度曲线和摩尔应力圆，可知，该点没有发生剪切破坏。
同理，τzx=60kPa时：
在同一坐标系中画出抗剪强度曲线和摩尔应力圆，可知，该点没有发生剪切破坏。
4-3．某土的内摩擦角和粘聚力分别为φ=25°，c＝15 kPa ，若σ3=100kPa，求：（1）达到极限平衡时的大主应力σ1？（2）极限平衡面与大主应力面的夹角？（3）当σ1=300kPa时，土体是否被剪切破坏？
【解】（1）达到极限平衡时，有：
（2）
（3）在同一坐标系中画出抗剪强度曲线以及摩尔应力圆：
由图可知，土体已发生剪切破坏。
复习思考题
5-1．什么是主动土压力、被动土压力和静止土压力？三者的关系是什么？
当挡土墙静止不动，土体处于弹性平衡状态时，土对墙背的压力称为静止土压力，一般用E0表示。当挡土墙向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，一般用Ea表示。当挡土墙向土体方向偏移至土体达到极限平衡状态时，作用在挡土墙背上的土压力称为被动土压力，一般用Ep表示。
三者关系：Ea< E0<Ep。
5-2．说明土的极限平衡状态是什么意思？挡土墙应如何移动，才能产生主动土压力？
假设挡土墙放松对墙后土体的约束，墙后土体在土压力作用下在水平方向得到均匀地伸展，竖向应力sz不变，水平应力sx逐渐减少以至达到最小值pa时，即土体达到了极限平衡状态(称为主动朗肯状态)。
当挡土墙向离开土体方向偏移至土体达到极限平衡状态时，土对墙体产生主动土压力。
5-3．朗肯土压力理论和库仑土压力理论有何区别？
与朗肯理论相比，库伦理论考虑了如下影响因素：
①墙背倾斜，具有倾角a；
②墙背粗糙，与填土摩擦角为d；
③填土表面有倾角b等。
5-4．挡土墙为何经常在下暴雨期间破坏？
当墙后填土中有水时，需考虑地下水位以下的填土由于浮力作用使有效重量减轻引起的土压力减小，水下填土部分采用浮容重进行计算。在计算作用在墙背上的总压力中应包括水压力的作用。当暴雨过后，挡土墙后填土空隙间大量充水，造成作用在墙背上的总压力增大，从而可能导致挡土墙的破坏。
5-5．挡土墙设计中需要验算什么内容，各有什么要求？
挡土墙的验算包括：稳定性验算；地基的承载力验算和墙身的强度验算。
稳定性验算包括抗倾覆稳定验算和抗滑移稳定验算，且均需满足各自的安全系数要求。地基承载力验算方法及要求与天然浅基础验算一致，需满足：基底平均压应力不大于地基承载力设计值；基底最大压应力不大于1.2倍地基承载力设计值。墙身强度验算应根据墙身材料按照砌体结构、素混凝土结构或者钢筋混凝土结构的计算方法进行计算。
5-6．当重力式挡土墙抗滑稳定性不满足时，应采取哪些工程措施？
① 修改挡土墙截面尺寸，使增大G值；
② 挡土墙底部做成砂石垫层，加大摩阻力以提高μ值；
③ 挡土墙底部做成逆坡阻滑，以利于滑动面上部分反力来抗滑；
④ 挡土墙底部墙踵处做混凝土拖板，利用拖板上的土重来抗滑。
综合练习题
5-1. 某挡土墙高6米，墙背直立光滑，填土面水平，作用有均布荷载，墙后填土为粘性土,物理力学指标如下:，,。试计算墙背所受主动土压力大小、方向及作用点，并绘出土压力沿墙高分布图。
【解】可知条件符合朗肯条件。
土压力系数
墙顶处土压力强度：
墙底处土压力强度：
③临界深度z0 ：
④绘制土压力强度分布图并计算其面积Ea：
主动土压力大小Ea ：
主动土压力方向： 水平向左
主动土压力作用点：
5-2. 用朗肯土压力公式计算如图5-33所示挡土墙的主动土压力分布及合力。已知填土为砂土，填土面作用均布荷载q=20kpa。
【解】①各层土的土压力系数
第一层
第二层
②各土层顶、底墙背上的土压力
第一层顶：
第一层底：
第二层顶：
第二层底：
③按比例绘制挡土墙后土压力分布图。
主动土压力合力：
合力作用位置离挡土墙底距离：
5-3. 挡土墙高4.5m，墙背倾斜角a＝100（俯斜），填土坡角b＝150，填土为砂土，g ＝17.5kN/m3，f ＝300，填土与墙背的摩擦角d ＝，试按库仑理论求主动土压力及作用点。
【解】
主动土压力：
作用点距墙底处。
复习思考题
6-1．新近沉积土的形成时代及其工程特性是什么？
全新世晚期（Q42）形成的土，多分布在地表附近，其工程性质较差，明显区别于第四纪一般土类，称为新近沉积土。新近沉积土由于沉积时间短，呈欠压密状态、强度相对较低，且分布变化比较大而且不均匀，同时与工程建设关系密切。
6-2．常见的不良地质作用有哪些？特点是什么？
岩溶，岩溶对建(构)筑物稳定性和安全性有很大影响，有许多建筑在岩溶化岩层上的建筑物，由于没有掌握岩溶的发育规律和进行适当处理，以致造成严重事故。
滑坡，一般江、河、湖（水库）、海、沟的斜坡，前缘开阔的山坡，铁路、公路和工程建筑物的边坡等都是易发生滑坡的地貌部位。大规模的滑坡，可以堵塞河道，摧毁公路，破坏厂矿，掩埋村庄，对山区建设和交通设施危害很大。
危岩和崩塌，危岩体一般存在于高陡边坡及陡崖上，其失稳、运动而形成崩塌，是山丘地区常见的地质灾害类型之一。规模巨大的崩塌也称山崩。危岩体的孕育过程是渐进的，直到失稳发展成崩塌时才具有突变性，因此，潜在威胁严重。崩塌直接威胁到危岩体前方的居民、公路、铁路、航道及其相应的建 ( 构) 筑物的安全与营运。
泥石流，泥石流是指在山区或者其他沟深谷壑、地形险峻的地区，因为暴雨、冰雪融水或其他自然灾害引发的携带有大量泥沙以及石块的特殊洪流。泥石流危害程度比单一的崩塌、滑坡和洪水的危害更为广泛和严重。
采空区，采空区是指地下矿产被采出后留下的空洞区。
6-3．地下水按埋藏条件可分为哪几种类型？它们有什么不同？
地下水按埋藏条件分为：包气带水、潜水、承压水。包气带水，是指地表面与潜水面之间的非饱和带中的地下水，它一般分为两种：一是土壤层内的结合水和毛细水；一是局部隔水层（不透水或透水相对微弱的岩土层称为隔水层）上的重力水，又称上层滞水。上层滞水的分布范围有限，其来源主要是由大气降水补给。上层滞水危害工程建设，常常突然涌入基坑，危害基坑施工安全。
潜水，是指地表以下，第一个稳定隔水层以上具有自由水面的地下水。潜水一般埋藏在第四纪沉积层及基岩的风化层中。潜水的自由水面称潜水面，潜水面相对于基准的高程称潜水位，地面至潜水面间的距离为潜水埋藏深度。
承压水，是指充满于上下两个隔水层之间的承受有静水压力的地下水。当井凿穿上部隔水层时，井中水位在压力作用下会上升超过含水层的顶面而稳定在一定的高度上，这时的地下水面称承压水面，它的标高称承压水位或测压水位，承压水面不是真正的地下水面，它只是一个压力面。从承压水位到含水层顶板的距离称承压水头。承压水是良好的供水水源，但承压水的水头压力能引起基坑突涌，破坏坑底的稳定性。
6-4．简述岩土工程勘察方法，并说明勘察各阶段及其主要任务。
工业与民用建筑工程的设计分为场址选择、初步设计和施工图三个阶段。为了提供各设计阶段所需的工程地质资料，勘察工作也相应分为选址勘察、初步勘察和详细勘察三个阶段。对一些面积不大且工程地质条件简单的场地，或有建筑经验的地区，可以简化勘察阶段；而对于大、深、难工程，或有特殊施工要求的工程，当工程地质条件复杂时，尚需开展施工勘察。各勘察阶段的任务和工作内容简述如下：
1.选址勘察
通过搜集、分析已有资料，进行现场踏勘，了解场地的地层岩性、地质构造、岩石和土的性质、地下水情况
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