湖南大學(xué)土力學(xué)復(fù)習(xí)資料

朽木易折，金石可鏤。千里之行，始于足下。第頁/共頁名詞解釋:1、潛蝕：在滲流情況下，地下水對巖土的礦物、化學(xué)成分產(chǎn)生溶蝕、溶濾后這些成分被帶走以及水流將細(xì)小顆粒從較大顆粒的空隙中直接帶走，這種作用稱為潛蝕，前者稱化學(xué)潛蝕，后者稱機(jī)械潛蝕。2、管涌：水在砂性土中滲流時，細(xì)小顆粒在動水力的作用下，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)Δh增大到某一數(shù)值(有效重度)時,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,土粒隨水流動的現(xiàn)象3、靈巧度：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，用表示。4、固結(jié)度：地基在荷載作用下，經(jīng)歷了時光的沉降量與總算沉降量之比值稱為固結(jié)度，它表示時光地基完成的固結(jié)程度。<達(dá)同一固結(jié)度，單面排水時光是雙面排水時光的4倍>7、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)。8、角點法：利用角點下的應(yīng)力計算公式和應(yīng)力疊加原理推求地基中隨意點的附加應(yīng)力的主意稱為角點法。9、滲透固結(jié)：土體中由附加應(yīng)力引起的超靜水壓力隨時光逐漸消散，附加應(yīng)力轉(zhuǎn)移到土骨架上，骨架上的有效應(yīng)力逐漸增強(qiáng)，土體發(fā)生固結(jié)的過程稱為滲透固結(jié)。10、壓縮系數(shù)：壓縮曲線上，當(dāng)壓力變化范圍不大時，孔隙比的變化值與壓力的變化值的比值，即：15、超固結(jié)比：土層目前的自重應(yīng)力等于先期固結(jié)壓力的土層\超固結(jié)土\欠固結(jié)土16、庫侖定律：當(dāng)土所受法向應(yīng)力不很大時，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17、相對密實度: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()：粘性土由可塑狀態(tài)轉(zhuǎn)到流動狀態(tài)的界限含水量。塑限()：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：。反映粘粒含量的多少,反映粘性土處在可塑狀態(tài)的含水量變化范圍。液性指數(shù)(IL):反映土的軟硬成度18、最佳含水量：在一定壓實功作用下，使土最容易壓實，并能達(dá)到最大干密度時的含水量。19、附加應(yīng)力：在建造物等外荷載作用下，土體中各點產(chǎn)生的應(yīng)力增量。自重應(yīng)力:建造物修建以前，地基中由土體本身的有效分量所產(chǎn)生的應(yīng)力。20、臨塑荷載pcr：指地基土中將要而尚未浮上塑性變形區(qū)（即彈性變形階段改變?yōu)閺椝苄宰冃坞A段）時的基地壓力。極限荷載pu：地基承受基礎(chǔ)荷載的極限壓力。21、強(qiáng)結(jié)合水：緊靠于土顆粒的表面，受電場作用很大，無安全不能移動，表現(xiàn)出固態(tài)特性弱結(jié)合水：強(qiáng)結(jié)合水外，電場作用范圍內(nèi)的水，是一種粘質(zhì)水膜，受力時可以從水膜厚處向薄處移動，也可因電場引力從一個土粒周圍轉(zhuǎn)移到另一個土粒周圍，擔(dān)在重力作用下不會發(fā)生移動。毛細(xì)水:受到水與空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的現(xiàn)象。22、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稱為顆粒級配:土中各粒組的相對含量就稱為土的顆粒級配。（d>0.075mm時，用篩分法；d<0.075，沉降分析）顆粒級配曲線：曲線平緩，表示粒徑大小相差懸殊，土粒不勻稱，即級配良好。不勻稱系數(shù):Cu=d60/d10，反映土粒大小的勻稱程度，Cu越大表示粒度分布范圍越大，土粒越不勻稱，其級配越好。曲率系數(shù):Cc=d302/(d60*d10)，反映累計曲線的整體形狀，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百分量為60%，d30、d11分離為限制粒徑、中值粒徑、有效粒徑）23.土的結(jié)構(gòu):指土顆?；蚣象w的大小和形狀、表面特征，羅列形式以及他們之間的銜接特征(單粒結(jié)構(gòu)、蜂窩結(jié)構(gòu)、絮凝結(jié)構(gòu))土的構(gòu)造：指土層的層理、裂隙和大孔隙等宏觀特征。（層理構(gòu)造、裂隙構(gòu)造、凝聚構(gòu)造）24、土的壓實性:影響因素：1）含水量2）擊實功（能）3）土類及級配異常土：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土的凍脹因素：1）土因素2）水因素3）溫度因素即：在持續(xù)負(fù)溫作用下，地下水位較高處的粉礦、粉土、粉質(zhì)黏土等土層凍脹危害大。26、二維流網(wǎng)的特點：1)流線與等勢線互相正交；2）流網(wǎng)為曲邊正方形；3）隨意兩相鄰等勢線之間的水頭損失相等；4）隨意兩相鄰流線間的單位滲流亮相等27、影響滲透系數(shù)的因素有哪些?1）土粒大小與級配: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，砂土的滲透系數(shù)就會大大減小。2）土的密實度：同種土在不同密實狀態(tài)下具有不同的滲透系數(shù)，土的密實度增大，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)合水占領(lǐng)孔隙。蒙脫土膨脹，阻塞孔隙；淤泥不透水——含有機(jī)質(zhì)?！獫B透系數(shù)減小28、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)29、土的壓縮性：土在壓力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，壓縮時光長。30、土的固結(jié)：土體在外力作用下，壓縮隨時光增長的過程。31、壓縮性指標(biāo)：壓縮系數(shù):曲線上任一點的切線斜率a表示了相應(yīng)于壓力P作用下的壓縮性壓縮指數(shù)：土體在側(cè)限條件下孔隙比減小量與有效壓應(yīng)力常用對數(shù)增量的比值壓縮模量：土體在徹低側(cè)限條件下，豎向附加應(yīng)力與相應(yīng)的應(yīng)變增量之比說明：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，土的壓縮性愈低載荷實驗：由加荷穩(wěn)壓裝置、反力裝置、觀測裝置三部分組成。變形模量：指土體在無側(cè)限條件下，單軸受壓時的應(yīng)力與應(yīng)變之比，用E0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)歷應(yīng)力變化的情況應(yīng)力路徑:在外力作用下土中某一點的應(yīng)力變化過程在應(yīng)力坐標(biāo)圖中的軌跡。地基變形與時光的關(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)過程，就是孔隙水壓力向有效應(yīng)力轉(zhuǎn)化的過程。粘性土沉降組成:瞬時沉降:加載后地基瞬時發(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:飽和與臨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,土骨架仍隨時光發(fā)生變形.利用S-lgt曲線,次固結(jié)指數(shù)舉行計算4、太沙基一維固結(jié)理論的基本假定:土體是均質(zhì)彈性,徹低飽和;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;水的滲流順從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;外荷載一次瞬時施加.5、土的抗剪強(qiáng)度的組成⑴摩擦力滑動摩擦:剪切面土粒間表面粗糙所產(chǎn)生的摩擦咬合摩擦:土粒間互相嵌入所產(chǎn)生的咬合力,其引起土的剪脹顆粒的破碎與重羅列⑵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)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？被動土壓力：墻推土內(nèi)移達(dá)到極限平衡狀態(tài)，此時作用在墻背上的土壓力稱為被動土壓力。主動土壓力：土推墻外移達(dá)到極限平衡狀態(tài)，這時作用在墻背上的土壓力就稱為主動土壓力。靜止土壓力：墻靜止不動,墻后土體處于彈性平衡狀態(tài)時,作用在墻背的土壓力E0Ea<Eo<Ep7、檔土墻的驗算抗壓抗拉強(qiáng)度及抗剪強(qiáng)度驗算驗算時，墻身斷面位置應(yīng)取最不利的位置計算，如斷面急劇變化或轉(zhuǎn)折處，普通在墻身與基礎(chǔ)接觸處應(yīng)力可能最大8、地基變形的三個階段：線性、彈塑性、破壞階段，三個階段各自的特點有哪些？典型p-s曲線：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(guān)系臨近于直線,土中t<tf,地基處于彈性平衡狀態(tài).2.彈塑性變形階段ab段:荷載與沉降關(guān)系呈曲線,地基中局部產(chǎn)生剪切破壞,浮上塑性變形區(qū);3.破壞階段bc段:塑性區(qū)擴(kuò)大,發(fā)展成延續(xù)滑動面,荷載增強(qiáng),沉降急劇變化.9、條分法分析步驟：1.按比例繪制土坡剖面圖;2.任選一點O為圓心,以O(shè)a為半徑(R)作圓弧ab得滑動圓弧面；3.將滑動面以上土體豎直分為寬度相等的若干土條并編號；抗剪力Si為：4.計算作用在土條ef上的剪切力Ti和抗剪力Si。土條自重Gi和荷載Qi在滑動面ef上的法向反力Ni和切向反力Ti分離為：抗剪力Si為：5.計算穩(wěn)定性系數(shù)(沿囫圇滑動面上的抗剪力與剪切力之比)Ks。6.假定幾個可能的滑動面（例陳惠發(fā)法）,分離計算相應(yīng)的Ks值,其中Ksmin對應(yīng)的滑動面則為最危險滑動面。1、何謂附加應(yīng)力？地基中的附加應(yīng)力分布有何特點？答：建造物荷載在地基中增強(qiáng)的應(yīng)力稱為附加應(yīng)力。地基中的附加應(yīng)力分布有一下邏輯：1)附加應(yīng)力自基底起，隨深度呈曲線衰減2)附加應(yīng)力具有一定蔓延性。它不僅分布在基底范圍內(nèi)，而且分布在基底荷載面積以外的相當(dāng)大的范圍之3）基底下隨意深度水平面上的附加應(yīng)力，在基地中軸線上最大，隨居中軸線距離越遠(yuǎn)而越小2、簡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?。唬?）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。3、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，剪切破壞面與最大剪應(yīng)力面是一致的？答：土體中發(fā)生剪切破壞的平面普通不是剪應(yīng)力最大的平面。當(dāng)土的莫爾破壞包線與軸平行時，即時，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,按照剪力是否達(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)度理論控制總算沉降量的計算主意(分層總和法,規(guī)范法的基本假定及其計算過程)二者之間的比較基本假定:(1)地基是均質(zhì)、各向同性的半無限線性變形體(2)地基在外荷載作用下只產(chǎn)生豎向變形，不產(chǎn)生側(cè)向膨脹變形(3)采用基地中央下的附加應(yīng)力計算地基變形量分層總和法的計算步驟:(1)分層分層原則;天然土層面及地下水位處(2)繪制基礎(chǔ)中央點下地基中自重應(yīng)力和附加應(yīng)力分布曲線(3)決定地基沉降計算深度按照(軟土取0.1)決定(4)計算各分層土的平均自重應(yīng)力和平均附加應(yīng)力(5)計算各分層沉降量(6)計算基礎(chǔ)總算沉降量規(guī)范法的計算步驟:1）求基底壓力和基底附加壓力2）決定沉降計算深度,不存在相鄰荷載時初步取(Zn=b(2.5-0.4lnb)3）沉降計算4）求平均附加應(yīng)力系數(shù),計算每層沉降量5）校驗Zn(按照決定6）計算并計算總算沉降量與及p0與fak的關(guān)系有關(guān)規(guī)范法與分層總和法的比較:相同點:基本假定:規(guī)范法是基于分層總和法的基礎(chǔ)之上引進(jìn)平均附加應(yīng)力系數(shù)及經(jīng)驗修正系數(shù)的一種簡化計算主意,兩者的基本假定相同.不同點：比較項分層總和法規(guī)范法計算公式計算深度依(軟土取0.1)決定不存在相鄰荷載時初步取(Zn=b(2.5-0.4lnb)校驗Zn(按照決定分層厚度;天然土層面及地下水位處每層土及地下水位處壓縮模量每一計算分層均不同同一土層不變經(jīng)驗系數(shù)無有經(jīng)驗修正系數(shù)繁瑣程度及決定確性繁瑣,硬土結(jié)果偏小,軟土結(jié)果偏大容易,考慮了大量的工程實際經(jīng)驗,結(jié)果教確切6．直剪實驗與三軸實驗的優(yōu)缺點直剪實驗：優(yōu)點：設(shè)備容易、操作方便、結(jié)果便宜收拾、測試時光短缺點：試樣的應(yīng)力狀態(tài)復(fù)雜、應(yīng)變不勻稱、不能控制排水條件、剪切面固定三軸實驗：優(yōu)點：應(yīng)力狀態(tài)和應(yīng)力路徑明確、排水條件清晰，可控制、可量測孔隙水壓力、了解土中有效應(yīng)力變化情況、破壞面不是人為固定的缺點：設(shè)備相對復(fù)雜、現(xiàn)場無法實驗、實驗在23軸對稱條件下舉行、與土體實際受力情況可能不符7、物理狀態(tài)指標(biāo):三個基本物理指標(biāo):天然密度（環(huán)刀法）,比重或相對密度（比重瓶法）,含水量（烘干法）換算指標(biāo)：天然密度ρ:天然狀態(tài)下土單位體積的質(zhì)量(g/cm3)干密度ρd:土單位體積中固體顆粒部分的質(zhì)量(g/cm3)飽和密度ρsat:土孔隙中彌漫水時的單位體積質(zhì)量(g/cm3)有效密度ρ:單位土體積中土粒的有效質(zhì)量(g/cm3)土粒相對密度(比重)ds:土的固體顆粒質(zhì)量與同體積4℃時純水的質(zhì)量之比含水量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(%)8、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．擋墻背面光潔即不考慮墻與土之間的摩擦力。（2）庫倫土壓力根據(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.滑動破壞面為通過墻踵的平面c.滑動土楔為一剛塑性體，本身無變形3.朗肯土壓力與庫倫土壓力的優(yōu)缺點朗肯土壓力理論:應(yīng)用半空間中的應(yīng)力狀態(tài)和極限平衡理論計算土壓力，概念比較明確，公式容易，應(yīng)用方便，對于粘性土和無粘性土都可以用該公式直接計算，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)墻背是豎立光潔的，填土面是水平的，因而使其應(yīng)用范圍受到限制，并因為該理論忽略了墻背與填土之間摩擦的影響，使計算的主動土壓力偏大，被動土壓力偏小。庫侖土壓力理論:按照墻后滑動土楔的靜力平衡條件推導(dǎo)得出土壓力計算公式，考慮了墻背與土之間的摩擦力，并可