土力學復習題及答案總結

第一章1. 風化作用對土顆粒形成有何影響？ 影響土顆粒的粒徑大小，礦物成分1 物理風化（量變）原生礦物無粘性土2 化學變化（質變）次生礦物粘性土3 生物風化（動植物的活動）有機質2. 搬運、沉積對土有何影響？ 影響土的結構和構造。殘積土（無搬運），顆粒表面粗糙多棱角粗細不均無層理，土質較好;運積土（有搬運）3. 粘土礦物對土體工程性質有何影響？ 粘土礦物的結晶結構對土體性質的影響很大，根據(jù)結晶結構可分為高嶺石、伊利石、蒙脫石，其粒徑依次降低，比表面積依次增大，滲透性下降，強度下降，壓縮性增加4. 自由水對土體變形和強度有何影響？ 重力水：工程中主要關注對象，如滲流、孔隙水壓 力問題。重力水對土的強度、變形等均具有重要的影響。 毛細水的上升，降低了土的強度，沉降增加，加劇凍脹第二章1. 影響土體力學性質的主要物理狀態(tài)? 粗顆粒的松密程度，細顆粒的軟硬程度影響土的強度，壓縮性，地基承載力2. 為何要研究圖的水理性質？ 土的水理特性:極限含水量，塑性指數(shù)，液性指數(shù)反映了土的稠度狀態(tài)和強度特性3. 液限能反映土體何種力學特性？地基承載力4. 塑限能反映土體何種力學特性？強度5. 塑性指數(shù)有何意義？液性指數(shù)有何意義？ 塑性指數(shù)：表征粘性土處于塑性狀態(tài)時含水量的變化范圍，反映了礦物成分的親水能力。 液性指數(shù)：反映了土的軟硬狀態(tài)6. 土體分類有哪些原則？ 飽和與否、有機質的含量、土顆粒的大小、土的地質原因、土的形成年代、土的工程性質7. 粘性土（細粒土）如何分類？塑性指數(shù)是細顆粒土分類的主要依據(jù)。分為亞沙土，亞粘土，粘土（56頁）8. 砂土如何分類？ 按粒組,級配分類：礫沙，粗砂，中砂，細砂，粉砂9. 分類意義 土的分類體系是根據(jù)土的工程性質差異將土劃分成一定類別的，目的在于通過一種通用的鑒別標準，以便在不同圖雷劍做出有價值的比較、評價、積累和學術經(jīng)驗的交流第三章1. 影響土體滲透性的因素：滲透流體的重度，粘滯度；顆粒粒徑與級配；土的組構；土的密度；封閉氣泡和細顆粒運動。2. 滲流速度與理論力學的速度概念的區(qū)別：滲流速度大小與水力梯度i成正比；理論力學中速度是位移隨時間的變化率。3. 水頭為何需要基準面：因為水頭的大小隨選取的基準面不同而變化4. 達西定律適應條件：層流條件5. 流砂（流土）的形成條件：當土中向上的滲流力J=土的浮重度r時，土間壓力為0，土粒懸浮，隨水流一起流動6. 管涌的形成條件：在水流滲透作用下，土中的細顆粒在粗顆粒形成的孔隙中移動，以至流失；隨著土的孔隙不斷擴大，滲流速度不斷增加，較粗的顆粒也相繼被水流逐漸帶走，最終導致土體內形成貫通的滲流管道。7. 滲透變形的防治措施：1 流砂的防治 減小或消除水頭差 增長滲流路徑 在向上滲流出口處地表用透水材料覆蓋壓重以平衡滲流力 土層加固處理2 管涌的防治 改變水力條件，降低水力梯度 改變幾何條件，在滲流逸出部位鋪設反濾層8. 粘土為何會有起始水力梯度：由于吸著水具有較大的黏滯阻力，因此，只有當水力梯度達到某一數(shù)值，克服了吸著水的黏滯阻力以后，才能發(fā)生滲流。第四章1. 為什么研究土中應力 為建筑物基礎進行變形、承載力和穩(wěn)定性進行分析，土中應力狀態(tài)的變化引起地基土的變形，導致建筑物的沉降、傾斜或水平位移，當應力超過地基土的強度時，地基就會喪失穩(wěn)定性而破壞，造成建筑物的倒塌2. 為什么研究基底壓力 在計算地基中的附加應力和變形以及設計基礎結構時都需要計算基底壓力3. 基底壓力簡化計算的原因根據(jù)彈性理論中圣維南原理，在總荷載保持定值的前提下，地表下一定深度處，基底壓力分布對土中應力分布的影響并不顯著，而只決定于荷載合力的大小和作用點位置。4. 為什么研究自重應力自重應力確定土體的初始應力狀態(tài)； 5. 為什么研究附加應力 附加應力確定外荷在土中產(chǎn)生應力增量及由此引起的土體變形。6. 有效應力原理有何意義和用途 意義：有效應力屬于土顆粒骨架間的直接作用力,只有有效應力會導致土體產(chǎn)生壓縮變形、發(fā)生強度變化，土體變形、破壞研究的關鍵在于土體有效應力。 用途：v地基沉降計算，地下水位以下均采用土體有效自重應力 v有效應力喪失是砂土液化的根本原因，提高有效(固結)應力是防治振動液化的措施之一 v有效應力原理提出后，庫侖強度理論改用有效應力表述 v粘性土抗剪強度指標通常分為總應力、有效應力指標 v地基承載力計算時均采用土體的有效容重7. 附加應力計算的假設條件 1土的應力應變關系假設線性彈性體 2連續(xù)介質假設 3均質 各向同性8. 影響基底壓力的因素有哪些 基地壓力的大小和分布狀況與荷載的大小和分布，基礎的剛度，基礎的埋置深度以及地基土的性質等第五章1. 為什么研究圖的壓縮性 由于：地基（土層）在建筑物的荷載作用下產(chǎn)生變形，建筑物基礎亦隨之沉降，尤其是當荷藏差異較大、或地基土層軟弱不均時，往往導致建筑物基礎出現(xiàn)過大的沉降，或者不均勻沉降，以致建筑物某些部位開裂、傾斜、甚至倒塌。因此：為了保證建筑物的安全和正常使用，有必要弄清荷載作用下土體的變形，這一土力學的重要問題之一。特別是，在地基基礎設計中，要求地基土的變形量不超過允許值。2. 土的壓縮變形如何組成v土顆粒自身壓縮；(固體顆粒彈模約9l0 7 kPa) v孔隙水及氣體的壓縮；(純水的彈模約210 6 kPa) v孔隙水及氣體的排出。3. 單向壓縮試驗的目的、結果、意義 試驗目的: 研究土的壓縮性 試驗成果整理: 獲得側限壓縮曲線 意義：獲得側限壓縮曲線（e-p或是e-lgp曲線），根據(jù)壓縮曲線趨確定土的壓縮系數(shù)，壓縮模量，壓縮指數(shù)等壓縮性指標，對而進一步研究建筑物的變形，保證建筑物的安全和正常使用4. 靜載試驗有何意義 獲得現(xiàn)場地基土體的Ps曲線， 進而確定地基承載力及土的變形模量5. 靜載試驗的經(jīng)典結果有何特點 線性變形階段：oa段，荷載小，主要產(chǎn)生壓縮變形，荷載與沉降關系接近于直線，土中f,地基處于彈性平衡狀態(tài) 彈塑性變形階段：ab段，荷載增加，荷載與沉降關系呈曲線，地基中局部產(chǎn)生剪切破壞，出現(xiàn)塑性變形區(qū) 破壞階段：bc段，塑性區(qū)擴大，發(fā)展成連續(xù)滑動面，荷載增加，沉降急劇變化 6. 壓縮模量、變形模量、彈性模量的區(qū)別E 0 Es E變形條件： 無側限 側限 無側限變形性質： 含非彈性變形 含非彈性變形 彈性變形確定方法： 現(xiàn)場試驗 室內側限壓縮 室內三軸或無側限壓縮土的變形模量E0是指土體在無側限條件下的應力應變比值土的壓縮模量Es是指土體在側限條件下的應力應變比值土的彈性模量是土體在無側限條件下的瞬時的應力應變模量7. 壓縮、回彈、再壓縮曲線有何特點、意義 特點：在室內壓縮試驗過程中，如加壓到某一值 ( 相應于圖 中 e p 曲線上的 b 點 ) 后不再加壓，相反地，逐級進行卸壓，則可觀察到土樣的回彈。若測得其回彈穩(wěn)定后的孔隙比，則可繪制相應的孔隙比與壓力的關系曲線 ( 如圖中 bc 曲線所示 ) ，稱為 回彈曲線 ( 或膨脹曲線 ) 。由于土樣已在壓力 作用下壓縮變形，卸壓完畢后，土樣并不能完全恢復到相當于初始孔隙比 e 。的 a 點處，這就顯示出土的壓縮變形是由 彈性變形 和 殘余變形 兩部分組成的，而且以后者為主。如重新逐級加壓，則可測得土樣在各級荷載下再壓縮穩(wěn)定后的孔隙比，從而繪制再壓縮曲線，如圖中 cdf 所示。其中 df 段象是 ab 段的延續(xù)，猶如其間沒有經(jīng)過卸壓和再壓過程一樣。在半對數(shù)曲線 ( 圖 5 中 曲線 ) 中也同樣可以看到這種現(xiàn)象。 意義：某些類型的基礎，其底面積和埋深往往都較大，開挖基坑后地基受到較大的減壓 ( 應力解除 ) 作用，因而發(fā)生土的膨脹，造成坑底回彈。因此，在預估基礎沉降時，應該適當考慮這種影響。此外，利用壓縮、回彈、再壓縮的曲線，可以分析應力歷史對土的壓縮性的影響 。第九章1. 為什么研究地基承載力？ 為了掌握地基的承載規(guī)律 充分發(fā)揮地基的承載能力 合理確定地基承載力 確保地基不致因荷載作用而發(fā)生剪切破壞 不致產(chǎn)生變行過大而影響建筑物的正常使用2. 地基破壞的常見形式有哪些？整體剪切破壞； 局部剪切破壞； 沖切剪切破壞。3.地基承載力有哪些描述方法：荷載-沉降曲線（P-S曲線）4.地基承載能力有哪些確定方法：原位試驗法，理論公式法，規(guī)范表格法，當?shù)亟?jīng)驗法第十章5. 為什么研究滑坡？ 由于外界荷載作用或土坡環(huán)境變化導致土體內部剪應力加大造成滑坡，例如基坑開挖，降雨，或是由于外界各種因素影響導致土體抗剪強度降低，促使土坡失穩(wěn)破壞如氣候變化產(chǎn)生干裂，為保證建筑物的安全，穩(wěn)固必須避免這種滑坡破壞的存在。6. 穩(wěn)定性分析的內容？ 根據(jù)土坡的滑動特點，選擇整體圓弧法，瑞典條分法，和折線滑動法等方法，確定安全穩(wěn)定系數(shù)從而分析出土體是否穩(wěn)定。7. 引入安全系數(shù)的意義？ 根據(jù)不同的方法求得穩(wěn)定安全系數(shù)來近似確定土體是否穩(wěn)定。8. 圓弧法的基本思路？ （1）假定滑動面為圓柱面及滑動土體為不變形的剛體 （2）忽略土條兩側面上的作用力 （3）未知量個數(shù)為（n+1） (4) 利用土條底面法向力的平衡和整個滑動土條力矩平衡倆個條件求出各土條底面法向力Ni的大小和突破穩(wěn)定系數(shù)K第十一章1. 為什么研究擊實性？ 土體由于經(jīng)過開挖，搬運及堆筑，原有結構遭到破壞，含水量發(fā)生變化，堆填時必然造成土體中留下很多孔隙，如不經(jīng)分層壓實，其均勻性差，抗剪強度低，壓縮性大，水穩(wěn)定性不良，往往難以滿足工程的需要，土的壓實是在動荷載下，使土顆粒克服粒間阻力重新排列，土中孔隙減小，密度增加進而在短時間內得到土體新的結構強度保證建筑物的安全2. 影響擊實性的因素有哪些 （1）含水量的影響 （2）土類及級配的影響 （3）擊實動能的影響3. 什么是液化原理？ 根據(jù)飽和有效應力原理和無黏性土抗剪強度，公式第286頁公式，當有