土力学复习题.doc

土力学复习题
名词解释

饱和度 ：土孔隙中所含水的体积与土中孔隙体积的比值称为土的饱和度，以百分数表示。

孔隙比 ：指土中孔隙体积与土中固体颗粒总体积的比值，用小数表示

孔隙度 ：孔隙率指土中孔隙总体积与土的总体积之比，用百分数表示。

黏性土：粘性土是塑性指数Ip大于10的土。

粉土 ：若土的塑性指数小于或等于10，粒径大于0.075的颗粒含量不超过总量的50％，则该土属于粉土

渗流力 ：称单位体积土颗粒所受到的渗流作用力为渗流力或动水力。
{课件：渗透水流施于单位土体内土粒上的拖曳力称为渗流力（渗透力、动水压力）}

液限 ：土由可塑状态转到流动状态的界限含水量称为液限，或称为塑性上限或流限，用符号Wl表示。

塑限 ：土由可塑状态转为半固态的界限含水量称为塑限，用符号Wp表示。

基底附加压力 ：由于建筑物荷重使基底增加的压力称为基底附加压力

基底压力：基础底面传递给地基表面的压力称为基底压力

压缩模量：指土体在侧限压缩条件下竖向附加压应力与竖向应变之比值，单位为MPa。表示：ES

变形模量 ：指土体在无侧限条件下应力与应变的之比值。表示：Eo

有效应力原理 ：饱和土中任意点的总应力总是等于有效应力加上孔隙水压力；或有效应力总是等于总应力减去孔隙水压力。此即饱和土中的有效应力原理。

有效应力：通过土粒接触点传递的粒间应力，称为土中有效应力，它是控制土的体积变形和强度变化的土中应力。

地基固结（压密）度 ：是指地基土层在某一压力作用下，经历时间t所产生的固结变形量和最终固结变形量之比值，或土层中（超）孔隙水压力的消散程度，亦称固结比或固结百分数。

临塑荷载 ：是指基础边缘地基中刚要出现塑性变形区时基底单位面积上所承担的荷载。

临界荷载 ：是指允许地基产生一定范围塑性变形区所对应的荷载
（课件：允许塑性区有一定的开展范围又保证地基最大限度的安全承担结构荷载时的地基承载力）

压实度 ：定义为现场土质材料压实后的干密度Pd室内试验标注最大干密度Pdmax之比值，或称压实系数。表示：

超固结比 ：通常将先期固结压力与现有覆土重之比值定义为超固结比。OCR=Pc/P1

地基承载力特征值 ：定义为由载荷试验测定的地基土的压力-变形曲线线性变形段内规定的变形所对应的压力值，其最大值为比例界限值。

简答题
1、  何谓塑性指数？建筑工程黏性土如何按塑性指数 分类 ？
是指液限与塑限的差值（省去%符号）即土处在可塑状态的含水量变化范围，用符号IP
表示。 即IP=wL-wp
国家标准《岩土工程勘察规范》按塑性指数IP将粘性土分为两类
IP>17为粘土，17≥IP>10为粉质粘土
IP≤10为粉土或砂类土。
2、  何谓液性指数？ 建筑工程黏性土软硬状态划分标准是什么？
是指黏性土天然含水量和塑限的差值与塑性指数之比，用符号IL
表示。即

表2-3 黏性土的状态
状 态
坚 硬

硬 塑
可 塑

软 塑

流速
液性
指数

IL<0

0<IL≤0.25

0.25<IL≤0.75

0.75<IL≤1

IL>1.0

3、  通过固结试验可以得到哪些土的压缩性指标？如何求得？
1.压缩系数

2压缩指数

3压缩模量（侧限压缩模量）
压缩模量指土在侧限压缩条件下竖向附加压应力与应变增量之比，单位为MPa。
4.变形模量
· 变形模量指土在无侧限条件下附加压应力与压缩应变之比。
· 载荷试验
变形模量与压缩模量的关系
压缩模量指土在侧限压缩条件下应力与应变之比。
变形模量指土在无侧限条件下应力与应变之比。
5.土的弹性模量
弹性模量是指土体在无侧限条件下瞬时压缩的正应力与弹性正应变(即可恢复应变)的比值。
一般采用三轴仪进行三轴重复压缩试验，得到的应力-应变曲线上的初始切线模量Ei或再加荷模量Er作为弹性模量。
4、  何谓管涌？发生的条件有哪些？
概念 ：指在渗透水流的作用下，土中的颗粒被水流逐渐带走，最终导致土体内形成贯通的渗流管道，造成土体坍塌的现象
条件：一般粘性土只会发生流土，而不会发生管涌，属于非管涌土
无粘性土中粗颗粒构成的孔隙直径大于细颗粒的直径时，才可能让细颗粒在其中移动，这是发生管涌的必要条件
5、  何谓流砂？发生的条件有哪些？
概念：将这种在向上的渗流力作用下，粒间有效应力为零时，颗粒群发生悬浮、移动的现象称为流砂现象或流土现象。
条件：当△h增大到某一数值时，向上的渗流力克服了重力，土体就要发生浮起或受到破坏。
6、  何谓压缩系数？如何评定土的压缩性？
土的压缩系数的定义是土体在侧限条件下孔隙比减小量与有效应力增量的比值（MPa-1即e-p曲线中某一压力段的割线斜率。

7、  分层总和法和应力面积法中计算深度 z n 是如何确定的？
分层总和法：地基压缩层深度的下限，取地基附加应力等于自重应力的20%处，即σz=0.2σc处；在该深度以下如有较高压缩性土层，则应计算至σz=0.1σc处核算精度均为±5kpa;地基压缩层深度范围内的分层厚度可取0.4b（b为基础短边宽度）左右，成层土的层面和地下水位面都是自然的分层面。
（课件：确定压缩层厚度满足σz=0.2σc的深度点可作为压缩层的下限；对于软土则应满足σz=0.1σc；各天然土层界面和地下水位必须作为分层界面；各分层厚度必须满足 Hi≤0.4B（B为基础短边宽度）
应力面积法

按上式所确定的地基变形计算深度下如有较软弱土层时，尚应向下继续计算，直至软弱土层中所取规定厚度△z的计算变形值满足上式为止。

当无相邻荷载影响，基础宽度在1－30m范围内时，基础中点的地基变形计算深度，也可按上列简化公式计算
（3）在地基变形计算深度范围内存在基岩层时，zn可取至基岩表面；当存在较厚的坚硬黏性土层，其孔隙比小于0.5，压缩模量大于50MPa，或存在较厚的密实砂卵石层，其压缩模量大于80MPa时，可取至该层土表面
分层：按自然土层及地下水位界面
8、  导致土坡滑动失稳的原因有哪些？
影响土坡滑动的因素复杂多变，但其根本原因在于土体内部某个滑动面上的剪应力达到了它的抗剪强度，使稳定平衡遭到破坏。因此，导致土坡滑动失稳的原因可有以下两种：
（1）外界荷载作用或土坡环境变化等导致土体内部剪应力加大
（2）由于外界各种因素影响导致土体抗剪强度降低，促使土坡失稳破坏。
9、  何谓地基极限承载力？比较普朗德尔 、赖斯纳和太沙基 p u 公式的异同点
地基极限承载力是指地基剪切破坏发展即将失稳时所能承受的极限荷载，亦称地基极限荷载
普朗特尔：基本假定：
（1）基础底面光滑
（2）地基土无重量(γ=0)
（3）基础置于地基表面(q=0)
公式：Pu=cNc（假定γ=0，q=0，所以Pu只与c、φ有关。 c、φ：土的抗剪强度指标）
赖斯纳:
是考虑基础埋深q=γd的影响，对普朗特尔的公式修正得到的普朗特尔-赖斯纳公式，但该公式没有考虑地基土的重量，没有考虑基础埋深范围内侧面土的抗剪强度等得影响，故与实际仍有较大差距。
公式：Pu=cNc+qNq
太沙基：
（1）地基土有重量，即γ≠0。
（2）基地粗糙
（3）不考虑基底以上填土的抗剪强度，把他、它仅看成作用在基底水平面上的超载
（4）在极限荷载作用下基础发生整体剪切破坏
（5）假定地基中滑动面的形状如图所示。

公式：

{课件：基本假定：
（1）地基土有重量，即γ≠0。
（2）地基基础间摩擦力很大。当地基破坏时，基础底下的土楔体aba1处于弹性平衡状态，称为刚性核。ab面与水平面呈φ角
（3）地基破坏时沿着bc1d曲面滑动，出现连续的滑动面(整体剪切破坏)。c1d面与水平面的夹角为45º-f/2。a1c1d为朗肯被动区，bc1为对数螺旋线过渡区。
（4）将基础底面以上的地基土看作均布荷载q=gd。}
φ

10 、试分析土料、含水量及击实功能对土压实性的影响。
（1）含水量：太干不能压实，太湿容易形成“橡皮土”。
（2）土类及级配：含粗粒越多的土样其最大干密度越大，而最优含水量越小；级配不良不易压实
（3）击实功能
• 压实功能愈大，得到的最优含水量愈小，相应的最大干密度愈高
• 含水量超过最优含水量以后，压实功能的影响减小
• 含水量较高时，曲线趋近于饱和曲线
☆11 、试述土的振动液化机理及其影响因素。
土特别是饱和松散砂土、粉土，在振动荷载作用下，土中（超）孔隙水压力逐渐累积，有效应力下降，当孔隙水压力累积至总应力时，有效应力为零，土粒处于悬浮状态，表现出类似于水的性质而完全丧失其抗剪强度，这种现象称为土的振动液化。
根据饱和土有效应力原理和无黏性土抗剪强度公式， ，当有效应力为零即抗剪强度为零时，没有黏聚力的饱和松散砂土就丧失了承载能力，这就是饱和砂土振动液化的基本原理。
土液化的影响因素主要有
1土类 一般情况下塑性指数高的黏土不易液化，低塑性和无塑性的土易于液化。在振动作用下发生液化的饱和土，一般平均粒径小于2mm，黏粒含量低于10%-15%，塑性指数低于7
2土的初始密实度 当土的初始密实度越大，在振动力作用下，土越不容易产生液化。
3初始固结压力 周围压力越大，在其他条件相同的情况下，越不容易发生液化。
4往复应力强度与次数 就同一种土类而言，往复应力越小，则需越多的振动次数才可产生液化，反之，则在很少振动次数时，就可产生液化。
12 、简述均布条形荷载下地基中附加应力的分布规律。
（1）s z不仅发生在荷载面积之下，而且分布在荷载面积以外相当大的范围之下，这就是所谓地基附加应力的扩散分布；
（2）在距离基础底面（地基表面）不同深度Z处的各个水平面上，以基底中心点下轴线处的为s z最大，随着距离中轴线愈远愈小；
（3）在荷载分布范围内任意点沿垂线的s z值，随深度愈向下愈小，在荷载边缘以外任意点沿垂线的s z值，随深度从零开始向下先加大后减小。

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