土力學簡答題

土力學簡答題

1.何謂正常,固結(jié)粘土和超固結(jié)粘土，兩者的壓縮特性和強度特性有何區(qū)別？

答：把土在歷史上曾經(jīng)受到的最大有效應(yīng)力稱為前期固結(jié)應(yīng)力，以pc表示；而

把前期固結(jié)應(yīng)力與現(xiàn)有應(yīng)力po'之比稱為超固結(jié)比OCR,對天然土，OCR>1時，

該土是超固結(jié)；

當。CR=1時，則為正常固結(jié)土。

壓縮特性區(qū)別：當壓力增量相同時，正常固結(jié)土壓縮量比超固結(jié)土大。

強度特性區(qū)別：超固結(jié)土較正常固結(jié)土強度高

2.簡述影響土壓實性的因素？

答：土壓實性的影響因素主要有含水率、擊實功能、土的種類和級配以及粗粒含

量等。

對粘性土，含水率的影響主要表現(xiàn)為當含水率較低時，相同擊實功能下所獲得的

干密度較低，隨著含水率的增大，所得到的干密度會逐漸提高；當達到某含水率

時，對應(yīng)擊實功能下會得到最大干密度，對應(yīng)含水率稱為最優(yōu)含水率；隨著含水

率的提高，最大干密度反而會減小。

擊實功能的影響表現(xiàn)為：擊實功能越大，所得到的土體T密度也大；最優(yōu)含水率

隨擊實功能的增大而減小。

土類和級配的影響表現(xiàn)在：粘性土通常較無粘性土壓縮性大；粘粒含量大，壓縮

性大；級配良好，易于壓密，干密度大；

粗粒含量對壓實性有影響，大于5mm粒徑的粗粒含量大于25%—30%時，需對

輕型擊實試驗的結(jié)果進行修正。

3.地基破壞形式有哪幾種？各自會發(fā)生在何種土類地基？

答：有整體剪切破壞，局部剪切破壞和沖剪破壞。

地基破壞形式主要與地基土的性質(zhì)尤其是壓實性有關(guān)，一般而言，對于堅實或密

實的土具有較低的壓縮性，通常呈現(xiàn)整體剪切破壞.對于軟弱黏土或松沙地基具

有中高壓縮性，常常呈現(xiàn)局部剪切破壞或沖剪破壞。

4.其它條件相同情況下，超固結(jié)粘土的沉降一定小于正常固結(jié)粘土的沉降嗎？為

什么？

答：是的。

因為和正常固結(jié)粘土相比，超固結(jié)粘土孔隙比比正常固結(jié)土G，如果現(xiàn)有有效應(yīng)

力相同，則在某荷載增量作用下，超固結(jié)土是沿再壓縮曲線壓縮，而正常固結(jié)土

沿壓縮曲線壓縮。由于同一土質(zhì)，再壓縮曲線肯定比壓縮曲線緩，即再壓縮指數(shù)

比壓縮指數(shù)小，因此，超固結(jié)粘土沉降比正常固結(jié)土小。

5.土坡發(fā)生滑動的滑動面有哪幾種形式？分別發(fā)生在何種情況？沒有滲流的情

況下的粘性土坡的穩(wěn)定安全系數(shù)可以有哪兒種方法計算？

答：土坡發(fā)生滑動的滑動面有：圓弧、平面、復(fù)合滑動面。

圓弧滑動通常發(fā)生在較均質(zhì)的粘性土坡中；平面滑動通常發(fā)生在無粘性土坡中；

復(fù)合滑動面發(fā)生在土坡土質(zhì)很不均勻的土坡中。

沒有滲流的情況下，粘性土坡的穩(wěn)定安全系數(shù)計算方法有：6=0分析法、瑞典

條分法、簡化畢肖普法。

6.地基破壞的型式有哪幾種？未修正的太沙基極限承載力公式適用于哪種破壞

型式的地基？利用太沙基極限承載力公式具體說明地下水位的位置對承載力是

如何的影響？

答：有整體剪切破壞，局部剪切破壞和沖剪破壞。

未修正的太沙基極限承載力公式適用于整體剪切破壞的條形基礎(chǔ)的地基。

太沙基極限承載力公式。地下水位埋深較大時，式中第1、2項中的Y均不受影

響；若地下水位在基底處，則第1項中的丫應(yīng)用浮容重，承載力降低；若地下水

位上升到地面處或以上時，則第1、2項中的丫均應(yīng)用浮容重，承載力進一步降

低。

7、簡述太沙基有效應(yīng)力原理。

答案：（1）土的有效應(yīng)力等于總應(yīng)力減去孔隙水壓力。

⑵土的有效應(yīng)力控制了土的變形。

8、簡述土的破壞形式，各是什么？

答案：地基土破壞形式有三種，即整體剪切破壞（一般發(fā)生在密實砂土中）、局

部剪切破壞（一般發(fā)生在中等密砂中）和刺入破壞（一般發(fā)生在松砂中）。

9、用土的極限平衡理論說明說明主動土壓力與被動土壓力的概念。

答案：擋土墻在墻后填土壓力作用下，背離著填土方向移動，這時作用在墻上的

土壓力將由靜止土壓力逐漸減小，當墻后土體達到平衡，并出現(xiàn)連續(xù)滑動面土體

下滑，這時土奠力減至最小值，稱為主動土壓力。

擋土墻在外力作用下，向填土方向移動，這時作用在墻上的土壓力將由靜止土壓

力逐漸增大，當墻后土體達到極限平衡，并出現(xiàn)連續(xù)滑動面使土體向上隆起，這

時土壓力增至最大值，稱為被動土壓力。

10、土坡失穩(wěn)的根本原因是什么？

答案：外荷載的作用使土坡原有的應(yīng)力平衡狀態(tài)發(fā)生改變，喪失穩(wěn)定；土坡在各

種因素的綜合作用下，使構(gòu)成土坡的土體的抗剪強度降低。

11、粘性土和砂性土地基受荷后，其沉降特性有何不同？

答案：粘性土的透水性比砂性土的透水性差，所以在受荷后初期粘性土的沉降量

比砂性土的沉降量小。

12、粘性土與無粘性土物理狀態(tài)各是什么？如何表示和評價？

答案：無粘性土的物理性狀是指它的松散密實程度?？捎孟鄬γ芏龋―1）和標

準貫入試驗錘擊數(shù)來表示和評價。

粘性土的物理狀態(tài)是指它的軟硬程度。用液性指數(shù)（IL）來表示和評價。

13.試用荷載試驗的P~S曲線說明地基土發(fā)生整體剪切破壞的過程

答案：oa直線段：土的壓密階段；

ab曲線段：地基土出現(xiàn)局部范圍的剪切破壞并逐步發(fā)展；

be陡降段：地基土破壞。

14、何為庫侖定律？寫出數(shù)學表達式，并說明個符號的意義。

15、何謂壓縮層厚度（沉降計算深度），如何確定？當用分層總和法進行沉降計

算時如何對其進行分層？

答案：用于沉降計算的土層厚度。按應(yīng)力比法確定：或（軟土）。若Zn范圍內(nèi)

有巖石，則取至巖石頂面。

Zn的分層：土層界面和地下水位處為當然的分層界面，分層厚度取0.4b。

16、產(chǎn)生流砂現(xiàn)象的條件是什么？那些土易產(chǎn)生流砂？流砂的危害是什么？怎樣

防止？

答案：水自下向上流動G02r'。細、粉砂。試土體產(chǎn)生空洞、塌陷，承載力降

低。用井點降水、板樁法、投石法。

17、確定地基容許承載力有幾種主要方法？確定基礎(chǔ)尺寸時對中心和偏心受壓有

什么不同要求？

答案：有四種：規(guī)范法、理論公式、現(xiàn)場試驗、經(jīng)驗。

對中心受壓，對偏心受壓先不考慮偏心，按照中心受壓公式確定，在將其提高

10~40%,然后,按PmaxWl.2f驗算。

18.何謂正常固結(jié)粘土和超固結(jié)粘土，兩者的壓縮特性和強度特性有何區(qū)別？

把土在歷史上曾經(jīng)受到的最大有效應(yīng)力稱為前期固結(jié)應(yīng)力，以pc表示；而把前

期固結(jié)應(yīng)力與現(xiàn)有應(yīng)力po7之比稱為超固結(jié)比OCR,對天然土，OCR>1時，該

土是超固結(jié)；當OCR=1時，則為正常固結(jié)土.

壓縮特性區(qū)別：當壓力增量相同時，正常固結(jié)土壓縮量比超固結(jié)土大.

強度特性區(qū)別：超固結(jié)土較正常固結(jié)土強度高.

19.試比較朗肯士壓力理論與庫倫士壓力理論的異同點與優(yōu)缺點。

相同點：都要求擋土墻的移動是以使墻后填土的剪力達到抗剪強度（極限狀態(tài)下）

土壓力.都利用莫爾一庫侖強度理論；

不同點：朗墾理論是根據(jù)土體中各點處于平衡狀態(tài)的應(yīng)力條件直接求墻背上各點

的土壓力.要求墻背光滑，填土表面水平，計算結(jié)果偏大.而庫侖理論是根據(jù)墻

背與滑動面間的楔塊型處于極限平衡狀態(tài)的靜力平衡條件求總土工力.墻背可以

傾斜，粗糙填土表面可傾斜，計算結(jié)果主動壓力滿足要求，而被動壓力誤差較

大.朗肯理論是考慮墻后填土每點破壞，達極限狀態(tài)；庫侖理論則考慮滑動土體

的剛體的極限平衡；

朗肯土壓力理論優(yōu)點：公式簡單，易用；缺點：對墻壁傾斜、墻后填土面傾斜情

況不適用；庫倫土壓力理論優(yōu)點：對墻壁傾斜、墻后填土面傾斜情況適用；缺點：

不便考慮粘性土的情況；

20.地基破壞形式有哪幾種？各自會發(fā)生在何種土類地基？

有整體剪切破壞，局部剪切破壞和沖剪破壞.

地基破壞形式主要與地基土的性質(zhì)尤其是壓實性有關(guān)，一般而言，對于堅實或密

實的土具有較低的壓縮性，通常呈現(xiàn)整體剪切破壞.對于軟弱黏土或松沙地基具

有中高壓縮性，常常呈現(xiàn)局部剪切破壞或沖剪破壞.

1、用有效應(yīng)力原理解釋在附加作用力下土的有效應(yīng)力、孔隙壓力和沉降隨時

間的變化？14

2、地下水位的升降對土中芻重應(yīng)力有何影響？在工程實踐中，有哪些問題應(yīng)

充分考慮其影響？14

答：地下水下降，降水使地基中原水位以下的有效資中應(yīng)力增加與降水前比較猶

如產(chǎn)生了一個由于降水引起的應(yīng)力增量△分,它使土體的固結(jié)沉降加大，故引

起地表大面積沉降。

地下水位長期上升（如筑:壩蓄水）將減少土中有效自重應(yīng)力。

（1）、若地下水位上升至基礎(chǔ)底面以上，它對基礎(chǔ)形成浮力使地基土的承載

力下降。

（2）、地下水位上升，如遇到濕陷性黃土造成不良后果（塌陷）

（3）、地下水位上升，粘性土濕化抗剪強度降低。

3、按分層總和法計算地基的最終沉降量，有哪些基本假設(shè)？14

答：（1）地基土是均質(zhì)、各向同性的半無限空間體；

（2）地基土在豎向附加應(yīng)力作用下只產(chǎn)生豎向壓縮變形，不發(fā)生側(cè)向膨脹

變形。

（3）采用基底中心點下的附加應(yīng)力計算地基變形量。

（4）一般地基的沉降量可以認為等于基礎(chǔ)下某一深度范圍內(nèi)各土層壓縮量

的總和。

4、顆粒級配累積曲線在工程中有哪些用途？14

答：反映了土中各個粒組的相對含量，是直觀反映泥沙樣品顆粒級配組成

的幾何圖形，也是計算有關(guān)特征值和資料整編的重要依據(jù)，根據(jù)顆粒級配曲線

的坡度可以大致判斷土的均勻程度或級配是否良好。

5、說明影響土的滲透性系數(shù)的主要因素13

1）土的粒度成分；2）土的密實度；3）土的飽和度；4）土的結(jié)構(gòu)；5）水

的溫度；

6）土的構(gòu)造

6、圖示并說明無粘性土密砂和松砂在應(yīng)力.應(yīng)變曲線及體積.應(yīng)變曲線的差異。

答：圖2-3-1表示土的常規(guī)三軸壓縮試驗的一般結(jié)果，其中實線表示密實砂土

或超固結(jié)粘土，虛線表示松砂或正常固結(jié)粘土。

從圖（a）可以看到，正常固結(jié)粘土和松砂的應(yīng)力隨應(yīng)變增加而增加，但增加速

率越來越慢，最后逼近一漸近線；而在密砂和超固結(jié)土的試驗曲線中，應(yīng)力開始

隨應(yīng)變增加而增加，達到一個峰值之后，應(yīng)力隨應(yīng)變增加而下降，最后也趨于穩(wěn)

定。在塑性理論中，前者稱為應(yīng)變硬化（或加工硬化），后者稱為應(yīng)變軟化（或

加工軟化）。應(yīng)變軟化過程實際上是一種不穩(wěn)定過程，有時伴隨著應(yīng)力的局部化

——剪切帶的產(chǎn)出現(xiàn)，其應(yīng)力應(yīng)變曲線對一些影響因素比較敏感。而且由于其應(yīng)

力應(yīng)變間不成單值函數(shù)關(guān)系，所以反映土的應(yīng)變軟化的數(shù)學模型一般形式復(fù)雜,

難以準確反映這種應(yīng)力應(yīng)變特點；此外，反映應(yīng)變軟化的數(shù)值計算方法也有較大

難度。

圖2-34土的三軸試驗典型曲線

7、簡述地基土中應(yīng)力狀態(tài)的三個階段13

答：地基土中應(yīng)力狀態(tài)分為壓縮階段，剪切階段和隆起階段。

1）壓縮階段，又稱直線變形階段，這個階段的外加荷載較小，地基上以壓

縮變形為主，應(yīng)力與變形之間基本呈線性關(guān)系。地基中的應(yīng)力尚處在彈性平衡狀

態(tài)，地基中任一點的剪應(yīng)力均小于該點的剪應(yīng)強度。該階段的應(yīng)力一般可近似采

用彈性理論進行分析。

2）剪切階段，又稱塑性變形階段。在這一階段，從基礎(chǔ)兩側(cè)底邊緣開始，

局部區(qū)域土中剪應(yīng)力等于該處土的抗剪強度。土體處于塑性極限平衡狀態(tài)，隨著

荷載的增大，基礎(chǔ)下土的塑性變形區(qū)擴大。荷載-變形曲線的斜率增大。在這一

階段，雖然地基土的部分區(qū)域發(fā)生了塑性極限平衡，但塑性變形區(qū)并未在地基中

連成一片，地基基礎(chǔ)仍有一定的穩(wěn)定性，地基的安全度則隨著塑性變形的擴大而

降低。

3）隆起階段，又稱塑性流動階段，該階段基礎(chǔ)以下兩側(cè)的地基塑性變形區(qū)

貫通并連成一片，基礎(chǔ)兩側(cè)土體隆起，很小的荷載增量都會引起基礎(chǔ)大的沉降。

這個變形主要不是有土的壓縮引起，而是由地基土的塑性流動引起，是一種隨時

間不穩(wěn)定的變形，其結(jié)果是基礎(chǔ)向比較薄弱的一側(cè)傾斜，地基整體失去穩(wěn)定性。

8、解釋應(yīng)力歷史對土的壓縮性有何影響？13

答：在計算地基的固結(jié)沉降時，必須清楚土層所經(jīng)受的應(yīng)力歷史，處于正

常固結(jié)，欠固結(jié)或是超固結(jié)狀態(tài)，從而由原始壓縮曲線確定其壓縮性指標。

1）對于正常固結(jié)土，現(xiàn)場成土的歷史過程中已經(jīng)達到固結(jié)穩(wěn)定狀態(tài)，其先

期固結(jié)壓力px等于現(xiàn)在覆蓋土自重應(yīng)力pl,畫原始壓縮曲線得出C；

2）對于超固結(jié)土，覆蓋土層在歷史上原本是厚的沉積層且在土的自重作用

下達到穩(wěn)定狀態(tài)，后由于剝蝕作用而形成現(xiàn)在地表，Pc>Pl,ORC值越大表示固

結(jié)作用越大。由室內(nèi)回彈曲線與在壓縮曲線做原始再壓縮曲線，得到回彈指數(shù)

Ce,,再得出原始壓縮曲線，求出Cc；

3）對于欠固結(jié)土，由于自重作用下的尚未穩(wěn)定，只能近似地按正常固結(jié)土

一樣的方法求得原始壓縮曲線，從而確定壓縮指數(shù)Cc值。

9、含水量變化對粘性土狀態(tài)和強度的影響12

答:含水量變化可使土體具有不同的狀態(tài)。當含水量很大時土表現(xiàn)為漿液狀，

呈粘質(zhì)流動的液體，當施加剪力時，泥漿將連續(xù)的變形，土的抗剪強度極低；隨

著含水量的減少，土體變稠，逐漸變?yōu)榭伤軕B(tài)，土體顯示出一定的抗剪強度；含

水量再減少，土體進入半固態(tài)，強度繼續(xù)提高；再而成為固態(tài)，土體能承受較大

的剪應(yīng)力，在外力作用下不再具有塑性體特征，而呈現(xiàn)具有脆性的固體特征。

10、地下水升降對土中自重應(yīng)力的影響？12

答：地下水位升降，使地基土中自重應(yīng)力也相應(yīng)發(fā)生變化。如在軟土地區(qū)，

因大量抽取地下水，以致地下水位長期大幅度下降，使地基中有效自重應(yīng)力增加,

從而引起地面大面積沉降的嚴重后果；地下水水位上升，會引起地基承載力的減

少、濕陷性土的塌陷現(xiàn)象。（圖在課本90頁）。

11、一維固結(jié)微分方程的基本假設(shè)有哪些？如何得出解析解？適用在什么場合？

12

答：一維固結(jié)理論的基本假設(shè)如下：

（1）土層是均質(zhì)、各向同性和完全飽和的；

（2）土粒和孔隙水都是不可壓縮的

（3）土中附加應(yīng)力沿水平面是無限均勻分布的，因此土層的固結(jié)和土中水的

滲流都是豎向的；

（4）土中水的滲流服從于達西定律

（5）在滲透固結(jié)中，土的滲透系數(shù)k和壓縮系數(shù)儀都是不變的常數(shù)

（6）外荷是一次驟然施加的，在固結(jié)過程中保持不變

（7）土體變形完全是由土層中超孔隙水壓力消散引起的

2

尸dudu

Cy---Z-=---

建立一維固結(jié)微分方程擊2%然后、然后根據(jù)初始條件和邊界條件

求解微分方程得出解析解。

適用于荷載面積遠大于壓縮土層的厚度，地基孔隙水主要沿豎向滲流。

12、流砂與管涌現(xiàn)象有什么區(qū)別和聯(lián)系？

答：在向上的滲流力作用下，粒間有效應(yīng)力為零時，顆粒群發(fā)生懸浮、移動

的現(xiàn)象稱為流砂（土）現(xiàn)象。這種現(xiàn)象多發(fā)生在顆粒級配均勻的飽和細、粉砂和粉

土層中，一般具有突發(fā)性、尤?工程危害大。

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逐漸帶走,

最終導致土體內(nèi)形成貫通的滲流管道，造成土體塌陷，這種現(xiàn)象稱為管涌。它多

發(fā)生在砂性土中，且顆粒大小差別大，往往缺少某種粒徑，其破壞有個時間發(fā)展

過程，是一種漸進性質(zhì)破壞。

管涌和流砂的區(qū)別是：（1）流砂發(fā)生在水力梯度大于臨界水力梯度，而管涌

發(fā)生在水力梯度小于臨界水力梯度情況下；（2）流砂發(fā)生的部位在滲流逸出處,

而管涌發(fā)生的部位可在滲流逸出處，也可在土體內(nèi)部；（3）流砂發(fā)生在水流方向

向上，而管涌沒有限制。

13-,說明軟土地區(qū)抽取地下水引起的地面沉降的原因？

答：軟土是指天然含水量高，孔隙比大、壓縮性高?？辜魪姸鹊偷募毩Ｍ痢＞哂?/p>

天然含水量高、天然孔隙比大、透水性差等特點。軟土地區(qū)抽取地下水引起的地

下水位下降，就會在土層中產(chǎn)生向下的滲流，使地基中原水位以下的有效應(yīng)力增

加，與水位下降前比較猶如產(chǎn)生了一個由于水位下降引起的應(yīng)力增量，它使土體

的固結(jié)沉降加大，從而引起地表大面積沉降。

14、簡述管涌和潛蝕的原因及其防治方法？

答：在水流滲透作用下，土中的細顆粒在粗顆粒的孔隙中移動，以致流

失。隨著土的孔隙不斷擴大，土的滲流速度不斷增加，較粗的的顆粒也

相繼被水流逐漸帶走，最終導致土內(nèi)形成貫通的滲流管道，造成土體坍

塌，這種現(xiàn)象稱為管涌。在自然界中，在一定條件下同樣會發(fā)生上述滲

流破壞，為了與人類工程活動引起的管涌相區(qū)別，通常稱之為潛蝕。

潛蝕作用有機械潛蝕和化學潛蝕兩種，機械潛蝕是指滲流的機械力

將細小土粒沖走而形成的洞穴，化學潛蝕是指水流溶解了土中的易溶鹽

或膠結(jié)物使土變松散，細土顆粒被水沖走而形成洞穴。

土是否發(fā)生管涌，首先取決于土的性質(zhì)，管涌多發(fā)生在砂土中。其

特征是顆粒大小差別較大，往往缺少某種路徑，空隙直徑大而且互相連

通，無粘性土產(chǎn)生管涌必須具備兩個條件，一是幾何條件：土中粗顆粒

所構(gòu)成的孔道直徑必須大于細顆粒的直徑；二是水力條件：滲流力能夠

帶動細顆粒在孔隙間滾動或移動是發(fā)生管涌的水力條件。

防治方法：一是改變水力條件，降低水力梯度，如打板樁：二是改

變幾何條件，在滲流逸出部位鋪設(shè)反濾層是防治管涌破壞的有效措施。

15、比較瑞典條分法，畢肖普條分法及楊布條分法的異同點？

答：瑞典條分法，它忽略了土條兩側(cè)作用力，不能滿足所有的平衡條件，

故計算的穩(wěn)定安全系數(shù)比其他嚴格地方法可能偏低10%-20%,這種誤差

隨著滑弧圓心角和孔隙水應(yīng)力的增大而增大嚴重時可導致計算的安全系

數(shù)偏小一半。

畢肖普條分法，將土坡豎直條分后用抗滑剪應(yīng)力與土條的下滑力的

比值定義，其基于任意滑動而為一圓弧這一前提，考慮了土條兩側(cè)的作

用力，計算結(jié)果比較合理。

楊布條分法：亦稱非圓弧滑動法滑動切向力的面為任意曲線。將土

坡豎直分條后，也是用抗滑剪應(yīng)力與土條的下滑力的比值定義安全系數(shù),

假設(shè)滑動面上切向力等于滑動面上土所發(fā)揮的抗剪強度，且土條兩側(cè)法

向力的作用點位于土條底面以上1/3高度處，亦可以用圓弧滑動面。

16、簡述土的壓實原理和影響因素？09P288

答：壓實原理，在外力作用之下土的壓實機理，可以集合水膜潤滑及電化

學性質(zhì)等理論來解釋。一般認為，在粘性土中含水量較低時，由于土粒表

面的結(jié)合水膜較薄，土粒間距較小，粒間點作用力就以引力占優(yōu)勢，土粒

的相對位移阻力大，在壓實功能作用下，比較難以克服這種阻力，因此壓

實效果就差。隨著土中水含量增加，結(jié)合水膜增厚，土粒間距也逐漸加大，

這時斥力增加而引力相對減小，壓實功能比較容易克服粒間引力而使土粒

相互位移，趨于密實，壓實效果較好。但當土中水含量繼續(xù)增加時，雖能

使粒間引力較小，土中也會出現(xiàn)自由水，壓實時孔隙中過多的水分不易立

即排出，勢必阻止土粒的靠攏，同時排不出去的空氣，以封閉氣泡的形式

存在土體中，壓實時氣泡暫時減小，很大一部分壓實功能有孔隙氣承擔,

轉(zhuǎn)化為孔隙壓力，粒間所受的力減小，壓實僅能導致土粒更高程度的定向

排列，而土體幾乎不發(fā)生體積變化所以壓實效果反而下降。無粘性土的壓

實性雖然也與含水量有關(guān)，但沒有峰值點反映在壓實曲線上，也就不存在

最優(yōu)含水量問題，故最優(yōu)含水量的概念一般不適用于無粘性土。

影響土壓實性的主要因素:a含水量的影響；b土類及級配的影響（級

配不良的土，壓實后其干密度要比級配良好的低，這是因為在級配不良的

土體內(nèi)，較粗土粒形成的孔隙很少有較細土粒去填充而級配不均勻的土則

相反）；c擊實功能的影響（對于同一種土料，加大擊實功能，能克服較

大的粒間阻力，會使土的最大干密度增加，最優(yōu)含水量減?。?。

17、簡述土的凍脹性對路基的影響？09

答：土的凍脹性是指土的凍脹和凍融給建筑物或土木建筑物帶來危害的變

形特征。凍土的凍脹會使路基隆起，是柔性路面鼓包，開裂，使剛性路面

錯縫或折斷。土層凍融后，由于上部積聚的冰晶體融化，使土中含水量大

大增加，加之細粒土排水能力差，土層軟化，強度大大降低。路基土凍融

后，在車輛反復(fù)的碾壓下，易產(chǎn)生路面開裂、冒泥，即翻漿現(xiàn)象。

18、為什么粘性土和礫石土一般難以液化？09

答：粘性土具有粘聚力，即使超孔隙水壓力等于總應(yīng)力，有效應(yīng)力為0,

抗剪強度也不會完全消失，因此一般難以變化；礫石等粗粒土因為透水性

大，在振動荷載作用下超孔隙水壓力能迅速消散，不會造成孔隙水壓力積

累至總應(yīng)力而沒有有效應(yīng)力為0,也難以發(fā)生液化。

19、簡述地基破壞的形式及其特征？09

答：地基破壞模式有三種：整體剪切破壞、局部剪切破壞和沖切剪切破壞。

整體剪切破壞，是一種在基礎(chǔ)荷載作用下地基發(fā)生連續(xù)剪切滑動面的地基破壞模

式。它的破壞特征一地基在荷載作用下產(chǎn)生近似于線彈性變形（p-s曲線首段呈

線性）；當荷載達到一定數(shù)值時，在基礎(chǔ)的邊緣點下土體首先發(fā)生剪切破壞，隨

著荷載的繼續(xù)增加，剪切破壞區(qū)也逐漸擴大，p-s曲線由線性開始彎曲。當剪切

破壞區(qū)在地基中連成一片，成為連續(xù)的滑動面時，基礎(chǔ)就會急劇下沉并向一側(cè)傾

斜、傾倒，基礎(chǔ)兩側(cè)的地面向上隆起，地基發(fā)生整體剪切破坑，地基失去繼續(xù)承

載能力。P-s曲線具有明顯轉(zhuǎn)折點。

局部剪切破壞，是一種在基礎(chǔ)荷載作用下地基某一范圍內(nèi)發(fā)生剪切破壞區(qū)的

地基破壞模式。其破壞特征是，在載荷作用下，地基在基礎(chǔ)邊緣以下開始發(fā)生剪

切破壞后，隨著載荷的繼續(xù)增加，地基變形增大，剪切破壞繼續(xù)擴大，基礎(chǔ)兩側(cè)

土體有部分隆起，但剪切破壞區(qū)滑動面沒有發(fā)展的地面，基礎(chǔ)沒有明顯的傾斜，

倒塌。P-s曲線沒有明顯轉(zhuǎn)折點。

沖剪切破壞，是一種在荷載作用下地基土體發(fā)生垂直剪切破壞，是基礎(chǔ)產(chǎn)生

較大沉降的一種地基破壞模式，也稱刺入剪切破壞。其破壞特征是，在載荷作用

下基礎(chǔ)產(chǎn)生較大沉降，基礎(chǔ)周圍的部分土體也產(chǎn)生下陷，破壞時:基礎(chǔ)好像“刺

入”地基土層中，不出現(xiàn)明顯的破壞區(qū)和滑動面，基礎(chǔ)沒有明顯的傾斜，其p-s

曲線沒有轉(zhuǎn)折點。

20、簡述飽和土的有效應(yīng)力原理，有效應(yīng)力的工程意義？

答；通過土粒接觸點傳遞的粒間應(yīng)力，稱為土的有效應(yīng)力；通過土中孔隙傳

遞的應(yīng)力稱為孔隙壓力，包括孔隙水壓力和孔隙氣壓力。土中某點的有效應(yīng)力與

孔隙壓力之和，稱為總應(yīng)力。飽和土體中沒有孔隙氣壓力。飽和土中任意點的總

應(yīng)力總是等于有效應(yīng)力加上孔隙水壓力；或有效應(yīng)力總是等于總應(yīng)力減去孔隙水

壓力。此即飽和土的有效應(yīng)力原理。有效應(yīng)力的工程意義：有效應(yīng)力能充分的,

跟接近實際的反映土體的本構(gòu)關(guān)系，較總應(yīng)力更加參考研究.

21、簡述抗剪強度指標的影響因素？08

答：a土的性質(zhì)，即土的組成、土的狀態(tài)和土的結(jié)構(gòu)，這些性質(zhì)又與他的形

成環(huán)境和應(yīng)力歷史等因素有關(guān)；b當前所處的應(yīng)力狀態(tài)；c試驗方法，試驗時的

排水條件，剪切速率等；d試樣的不均一、試驗誤差等都會影響試驗的結(jié)果；其

中最重要的是試驗時的排水條件。

22、達西定律及其適用范圍？

達西定律描述：

Q=KAh/L=KAi（達西公式）

由水力學可知，通過某一斷面的流量Q等于流速V與過水斷面A的乘積，即：

Q=AV即V=Q/A

則可得達西定律可以寫為另一種形式，即：V=Q/A=KI

在層流狀態(tài)的滲流中，滲流流速v與水力梯度i的一次方成正比一一達西定

律（線性滲透定律）。

水力梯度i的定義：沿滲透途徑水頭損失與相應(yīng)滲透途徑長度的比值。

適用范圍：在一般情況下，砂土、粘土中的滲透速度很小，其滲流可以看作

是一種水流流線互相平行的流動一一層流，滲流運動規(guī)律符合達西定律，滲透速

度v與水力梯度i的關(guān)系可在v?i坐標系中表示成一條直線。粗顆粒土（如礫、

卵石等）由于其孔隙很大，當水力梯度較小時，流速不大，滲流可認為是層流，v-i

關(guān)系成線性變化，達西定律仍然適用。當水力梯度較大時，流速增大，滲流將過

渡為不規(guī)則的相互混雜的流動形式一一紊流，這時v-i關(guān)系呈非線性變化，達西

定律不再適用。

23、什么是粘性土的界限含水量？有什么主要指標？05

答：粘性土由一種狀態(tài)轉(zhuǎn)到另一種狀態(tài)的含水量叫界限含水量。界限含水量

分為縮

限，塑限和液限。土由可塑狀態(tài)到流動狀態(tài)的界限含水量稱為液限，用符號WL

表示；土由半固狀態(tài)轉(zhuǎn)到可塑狀態(tài)的界限含水量稱為塑限，用符號Wp表示；±

由半固體狀態(tài)不斷蒸發(fā)水分，則體積繼續(xù)逐漸縮小，直到體積不再收縮時，對應(yīng)

的極限含水量叫縮限，用符號WS表示。

24、簡述土壓力按擋土結(jié)構(gòu)位移方向的分類、各自特點與相互關(guān)系？05

答:根據(jù)擋土結(jié)構(gòu)位移情況和土體所處的應(yīng)力狀態(tài),土壓力可分為以下三種：

1.主動土壓力一一當擋土墻離開土體方向偏移至土體達到極限平衡時，作用在墻

上的土壓力稱為主動土壓力，用Ea表示；2.被動土壓力一一當擋土墻向土體方

向偏移至土體到達極限平衡狀態(tài)時，作用在擋土墻上的土壓力被稱為被動土壓力,

用Ep表示；3.靜止土壓力一一當擋土墻靜止不動時土體處于彈性平衡狀態(tài)時，

土對墻的壓力稱為靜止土壓力，用E。表示。相關(guān)關(guān)系；在相同條件下，土動土

壓力小于靜止土壓力，而靜止土壓力又小于被動土壓力，即Ea<Eo<Ep,而產(chǎn)生

被動土壓力所需的位移△p大大超過產(chǎn)生主動土壓力所需的位移Aa.

1何謂壓實度？試簡述土的壓實原理。

答：壓實度指現(xiàn)場測定的干密度與室內(nèi)標準擊實試驗測定的最大干密度的比值。

土的壓實原理：具有最優(yōu)含水量的土，其壓實效果最好。這是因為含水量較小，

土中水主要是強結(jié)合水，土粒周圍結(jié)合水膜很薄，使顆粒間具有很大的分子吸引

力，阻止土顆粒移動，壓實比較困難。當為含水量增大，土中包括強結(jié)合水和弱

結(jié)合水結(jié)合水膜變厚土粒間的聯(lián)結(jié)減弱而使土粒易于移動壓實效果就變好。

但當含水量繼續(xù)增大，以致土中出現(xiàn)自由水，壓實時孔隙中過多的水分不易立即

排出，勢必阻止土顆粒移動，所以壓實效果反而下降。

2比較直剪試驗優(yōu)缺點。

答：優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單，操作方便。

缺點：⑴剪切過程中試樣內(nèi)的剪應(yīng)變和剪應(yīng)力分布不均勻；⑵剪切面人為地

限制在上、下盒的接觸面上，而該平面并非是試樣抗剪最弱的剪切面。⑶剪切

過程中試樣面積逐漸減小，且垂直荷載發(fā)生偏心；但計算抗剪強度時卻按受剪面

積不變和剪應(yīng)力均勻分布計算。（4）不能嚴格控制排水條件，因而不能量測試樣

中的孔隙水壓力。⑸根據(jù)試洋破壞時的法向應(yīng)力和剪應(yīng)力，雖可算出大、小主

應(yīng)力、的數(shù)值，但中主應(yīng)力無法確定。

3請簡述壓縮模量ES的定義，以及它與一般材料彈性模量的區(qū)別。

答：在完全側(cè)限條件下，土體豎向附加壓力與相應(yīng)的應(yīng)變增量之比為土的壓縮

模量。它與一般材料彈性模量的區(qū)別：⑴土在壓縮試驗時，不能發(fā)生側(cè)向膨脹，

只能發(fā)生豎向變形；⑵土不是彈性體，不能恢賃到原來的位置，除了部分彈性

變形，還有相當部分不可恢復(fù)的殘余變形。

4試簡述對土的工程分類依據(jù)？

解：對于無粘性土，顆粒級配對其工程性質(zhì)起著決定性的作用，因此顆粒級配是

無粘性土工程分類的依據(jù)和標準。而對于粘性土，由于它與水作用十分明顯，土

粒的比表面積和礦物成分在很大程度上決定這種土的工程性質(zhì)，而體現(xiàn)土的比表

面積和礦物成分的指標主要有液限和塑性指物所以液限和塑性指數(shù)是對粘性土

進行分類的主要依據(jù)。

5比較三軸試驗優(yōu)缺點。

解：優(yōu)點：⑴試驗中能嚴格經(jīng)制試樣的排水條件，準確測定試樣在剪切過程孔

隙水壓力的變化從而定量獲得土中有效應(yīng)力的變化情況⑵與直剪試驗相比，

試樣中的應(yīng)力狀態(tài)相對地較為明確和均勻，不硬性指定破裂面位置；⑶除抗剪

強度指標外，還可測定，如土的靈敏度，IE力系數(shù)、孔隙水壓系數(shù)等力學指標。

缺點：⑴試樣制備和試驗操作比較復(fù)雜；⑵試樣中的應(yīng)力與應(yīng)變?nèi)匀徊痪?/p>

勻。⑶試驗一般都是在軸對稱的應(yīng)力應(yīng)變條件下進行的。

6流砂現(xiàn)象與管涌現(xiàn)象的異同點？

答:在向上的滲透水流作用下，表層土局部范圍內(nèi)的土體或顆粒群同時發(fā)生懸浮,

移動的現(xiàn)象稱為流土.在滲透水流作用下，土中的細顆粒在粗顆粒形成的孔隙中移

動，以致流失;隨著土的孔隙不斷被水流逐漸帶走，最終導致土體內(nèi)形成貫通的滲

流管道，造成土體塌陷,這種現(xiàn)象稱為管涌.

7怎樣分別確定土的三種模量？

答:土的三種模量：壓縮模量，變形模量，彈性模量。

壓縮模量是根據(jù)室內(nèi)側(cè)限壓縮試驗得到的；

變形模量是根據(jù)現(xiàn)場載荷試驗得到的；

彈性模量的測定方法有靜力法和動力法兩大類。

8何謂先期固結(jié)壓力？如何根據(jù)先期固結(jié)壓力來判斷天然土層固結(jié)狀態(tài)？

答:土層在歷史上曾經(jīng)受過的最大壓力稱為先期固結(jié)壓力.如果土層目前承受的上

覆自重壓力等于先期固結(jié)壓力，這種土稱為正常固結(jié)土;如上覆自重壓力小于先期

固結(jié)壓力，這種土稱為超固結(jié)土；如上覆自重壓力大于先期固結(jié)壓力，這種土稱

為欠固結(jié)土.

9簡述測量土的滲透性的試驗方法有哪些?

答：測量方法有：（1）常水頭法，（2）變水頭法，（3）現(xiàn)場抽排水法。

10簡述分層總和法的計算步驟。

答：計算步驟：（1）劃分計算分層，（2）計算各層土的自重應(yīng)力，（3）計算各層

土的附加應(yīng)力，（4）確定計算深度，（5）計算各層土的沉降量，（6）計算總的沉

降量

11按施工條件，如何選擇地基土的強度試驗方法及指標？

答：當施工的工期短，地基土來不及固結(jié)排水時，采用UU試驗；

當施工的工期長，地基土基本固結(jié)排水時，采用CD試驗；

介于以上兩種之間，采用CU試驗。

13側(cè)限滲壓模型有效應(yīng)力與孔隙水壓力隨時間的轉(zhuǎn)換過程

答：這一轉(zhuǎn)換過程可分為三個階段：

（l）t=0時，荷載全部由孔隙水來承擔，即u=o,a-0o

（2）t>0時，超靜孔隙水壓力逐漸消散，有效應(yīng)力增加，總應(yīng)力由土骨架和水共

同承擔，o=o'+u。

（3）時，超靜孔隙水壓力消散為零，此時外荷載全部由土骨架承擔，土的固

結(jié)過程完結(jié)，o-a,u=0?

14產(chǎn)生主動土壓力和被動土壓力的條件

答：主動土壓力產(chǎn)生的條件：擋土墻在土壓力作用下離開土體位移，墻后土體達

到極限平衡狀態(tài)時，作用在擋土墻上土壓力即為主動土壓力，它是土壓力

中的最小值。

被動土壓力產(chǎn)生的條件：擋土墻擠壓墻后土體，擋土墻向土體方向位移，

墻后土體達到極限平衡狀態(tài)時，作用在擋土墻上土壓力即為被動土壓力，

它是土壓力中的最大值。

產(chǎn)生被動土壓力所需要的位移量大大超過產(chǎn)生主動土壓力所需要的位移

量。

51、土質(zhì)強度問題：1、地基承載力與地基穩(wěn)定性的問題2、擋土墻及地下結(jié)構(gòu)

土壓力問題3、土坡穩(wěn)定型問題

52、抗剪強度測定指標：C、中試驗：

（1）室內(nèi)試驗：1、直接剪切試驗：快剪Q、固結(jié)快剪CQ、慢剪S

2、三軸壓縮試驗：不固結(jié)不排水剪UU、固結(jié)不排水剪CU、

固結(jié)排水剪CD

3、無側(cè)限抗壓強度試驗

（2）現(xiàn)場原位測試：十字板剪切試驗、大型直接剪切試驗

（3）野外試驗：十字板剪切試驗：適用飽和軟黏土

54、抗剪指標的選擇：1、建筑物施工速度快，而地基土的透水性和排水條件不

良時，可采用三軸儀不固結(jié)不排水試驗或直剪儀快剪試驗的結(jié)果2、如果

地基荷載增長速率較慢，地基土的透水性不太?。ㄈ绲退苄酝恋酿ね粒┮约?/p>

排水條件又較佳時，（黏土層中夾砂層）可以采用固結(jié)排水或慢剪試驗結(jié)果

3、介于兩種直剪，可采用固結(jié)不排水或固結(jié)快剪試驗結(jié)果

58、地基破壞的三個階段：線性變形階段、彈塑性變形階段、破壞階段

59、土壓力：1、靜止土壓力：大小不變、方向：不向任何方向移動

2、主動土壓力：大小：隨位移增大而減小。方向：離開土體的方

向、作用點：作用在墻上

3、被動土壓力：大小：隨著位移增大而增大方向：向著土體方

向、作用點：作用在墻上的土壓力

60、郎肯的假設(shè)條件：1、擋土墻的墻背垂直2、擋土墻的墻后填土表面水平3、

擋土墻的墻背光滑，墻和填土之間沒有摩擦力（墻背垂直、光滑、填涂面水

平）

63、減輕地基不均勻沉降的危害的措施：1、建筑物的體型力求簡單2、設(shè)置沉

降縫3、相鄰建筑物基礎(chǔ)間應(yīng)有一定的距離4、調(diào)整建筑物的局部標高5、

減輕建筑物自重6、調(diào)整荷載分布7、增強結(jié)構(gòu)的整體剛度和強度

65、正摩阻力：樁受軸向荷載作用后，樁相對于樁側(cè)土體向下移動，使土對樁產(chǎn)

生向上作用的摩阻力

負摩阻力：當樁周土體因某種原因發(fā)生下沉，且其沉降速率大于樁下沉時，

樁側(cè)土就相對于樁產(chǎn)生向下位移，而使土對樁產(chǎn)生向下作用的摩阻力

66、負摩阻力產(chǎn)生的條件：1、在樁附近地面大面積堆載，引起地面沉降；2、從

土層中抽取地下水或其它原因使地下水位下降，使土層產(chǎn)生自重固結(jié)下沉;

3、樁穿過欠壓密土層進入硬持力層，欠壓密土層產(chǎn)生自重固結(jié)下沉；4、

樁數(shù)很多的密集群樁打樁時，使樁周土中產(chǎn)生很大的超孔隙水壓力，打樁

停止后樁周土在固結(jié)作用下引起下沉；5、在黃土、凍土中的樁，因黃土濕

陷、凍土融化產(chǎn)生地面下沉。

1.什么是土的顆粒級配？什么是土的顆粒級配曲線？

2.土中水按性質(zhì)可以分為哪幾類？

3.土是怎樣生成的？有何工程特點？

4.什么是土的結(jié)構(gòu)？其基本類型是什么？簡述每種結(jié)構(gòu)土體的特點。

5.什么是土的構(gòu)造？其主要特征是什么？

6.試述強、弱結(jié)合水對土性的影響。

7.試述毛細水的性質(zhì)和對工程的影響。在那些土中毛細現(xiàn)象最顯著？

8.土顆粒的礦物質(zhì)按其成分分為哪兩類？

9.簡述土中粒度成分與礦物成分的關(guān)系。

10.粘土的活動性為什么有很大差異？

11.粘土顆粒為什么會帶電？

L【答】

土粒的大小及其組成情況，通常以土中各個粒組的相對含量（各粒組占

土粒總量的百分數(shù)）來表示，稱為土的顆粒級配（粒度成分）。根據(jù)顆分

試驗成果繪制的曲線（采用對數(shù)坐標表示，橫坐標為粒徑，縱坐標為小于

（或大于）某粒徑的土重（累計百分）含量）稱為顆粒級配曲線，它的坡

度可以大致判斷土的均勻程度或級配是否良好。

3.［答］

土是連續(xù)、堅固的巖石在風化作用下形成的大小懸殊的顆粒，經(jīng)過不同

的搬運方式，在各種自然環(huán)境中生成的沉積物。與一般建筑材料相比，土

具有三個重要特點：散粒性、多相性、自然變異性。

4.【答】

土的結(jié)構(gòu)是指由土粒單元大小、礦物成分、形狀、相互排列及其關(guān)聯(lián)關(guān)

系，土中水的性質(zhì)及孔隙特征等因素形成的綜合特征。基本類型一般分為

單粒結(jié)構(gòu)、蜂窩結(jié)（粒徑0.075飛.005mm）、絮狀結(jié)構(gòu)（粒徑＜0.005mm）。

單粒結(jié)構(gòu)：土的粒徑較大，彼此之間無連結(jié)力或只有微弱的連結(jié)力，

土粒呈棱角狀、表面粗糙。

蜂窩結(jié)構(gòu)：土的粒徑較小、顆粒間的連接力強，吸引力大于其重力，

土粒停留在最初的接觸位置上不再下沉。

絮狀結(jié)構(gòu)：土粒較長時間在水中懸浮，單靠自身中重力不能下沉，而是由

膠體顆粒結(jié)成棉絮狀，以粒團的形式集體下沉。

土的羲結(jié)構(gòu)，常稱之為土的構(gòu)造。是同一土層中的物質(zhì)成分和顆粒大小

等都相近的各部分之間的相互關(guān)系的特征。其主要特征是層理性、裂隙性

及大孔隙等宏觀特征。

6.【答】

強結(jié)合水影響土的粘滯度、彈性和抗剪強度，弱結(jié)合水影響土的可塑性。

7,［答］

毛血水是存在于地下水位以上，受到水與空氣交界面處表面張力作用

的自由水。土中自由水從地下水位通過土的細小通道逐漸上升。它不僅受

重力作用而且還受到表面張力的支配。毛細水的上升對建筑物地下部分的

防潮措施和地基特的浸濕及凍脹等有重要影響；在干旱地區(qū)，地下水中的

可溶鹽隨毛細水上升后不斷蒸發(fā)，鹽分積聚于靠近地表處而形成鹽漬土。

在粉土和砂土中毛細現(xiàn)象最顯著。

8.［答］

(1)二類是原生礦物:母巖經(jīng)物理風化而成，如石英、云母、長石；

(2)另一類是次生礦物：母巖經(jīng)化學風化而成，土中次生礦物主要是粘

土礦物，此外還有鋁鐵氧化物、氫氧化物和可溶鹽類等,常見的粘土礦物

有蒙脫石、伊里石、高嶺石；由于粘土礦物顆粒很細，比表面積很大，所

以顆粒表面具有很強的與水作用的能力，因此，土中含粘土礦物愈多，則

土的粘性、塑性和脹縮性也愈大。

9.【答］

粗薪粒土往往是巖石經(jīng)物理分化形成的原巖碎屑，是物理化學性質(zhì)比

較穩(wěn)定的原生礦物顆粒；細小土粒主要是化學風化作用形成的次生礦物顆

粒和生成過程中有機物質(zhì)的介入，次生礦物的成分、性質(zhì)及其與水的作用

均很復(fù)雜，是細粒土具有塑性特征的主要因素之一，對土的工程性質(zhì)影響

很大。

10.【答】

粘土顆粒(粘粒)的礦物成分主要有粘土礦物和其他化學膠結(jié)物或有

機質(zhì)，而粘土礦物是很細小的扁平顆粒，顆粒表面具有很強的與水相互作

用的能力，表面積(比表面)愈大，這種能力就愈強，由于土粒大小而造

成比表面數(shù)值上的巨大變化，必然導致土的活動性的極大差異，如蒙脫石

顆粒比高嶺石顆粒的比表面大幾十倍，因而具有極強的活動性。

11.【答】

研究表明，片狀粘土顆粒的表面，由于下列原因常帶有布平衡的負電

荷。①離解作用：指粘土礦物顆粒與水作用后離解成更微小的顆粒，離解

后的陽離子擴散于水中，陰離子留在顆粒表面；②吸附作用：指溶于水中

的微小粘土礦物顆粒把水介質(zhì)中一些與本身結(jié)晶格架中相同或相似的離

子選擇性地吸附到自己表面；③同晶置換：指礦物品格中高價的陽離子被

低價的離子置換,常為硅片中的Si"被A廣置換，鋁片中的Al“被置換，

因而產(chǎn)生過剩的未飽和的負電荷。④邊緣斷裂：理想晶體內(nèi)部是平衡的，

但在顆粒邊緣處，產(chǎn)生斷裂后，晶體連續(xù)性受到破壞，造成電荷不平衡。

1.試解釋起始水力梯度產(chǎn)生的原因。

6.流砂與管涌現(xiàn)象有什么區(qū)別和聯(lián)系？

7.滲透力都會引起哪些破壞？

1.【答】

起始水力梯度產(chǎn)生的原因是，為了克服薄膜水的抗剪強度T。（或者說為了

克服吸著水的粘滯阻力），使之發(fā)生流動所必須具有的臨界水力梯度度。

也就是說，只要有水力坡度，薄膜水就會發(fā)生運動，只是當實際的水力坡

度小于起始水力梯度時，薄膜水的滲透速度V非常小，只有憑借精密儀器

才能觀測到。因此嚴格的講，起始水力梯度I。是指薄膜水發(fā)生明顯滲流時

用以克服其抗剪強度T。的水力梯度。

6.【答】

在向上的滲流力作用下，粒間有效應(yīng)力為零時，顆粒群發(fā)生懸浮、移動的

現(xiàn)象稱為流砂（土）現(xiàn)象。這種現(xiàn)象多發(fā)生在顆粒級配均勻的飽和細、粉砂

和粉土層中，一般具有突發(fā)性、對工程危害大。

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逐漸

帶走，最終導致土體內(nèi)形成貫通的滲流管道，造成土體塌陷，這種現(xiàn)象稱

為管涌。它多發(fā)生在砂性土中，且顆粒大小差別大，往往缺少某種粒徑,

其破壞有個時間發(fā)展過程，是一種漸進性質(zhì)破壞。

具體地再說，管涌和流砂的區(qū)別是：（1）流砂發(fā)生在水力梯度大于臨界

水力梯度，而管涌發(fā)生在水力梯度小于臨界水力梯度情況下；（2）流砂

發(fā)生的部位在滲流逸出處，而管涌發(fā)生的部位可在滲流逸出處，也可在土

體內(nèi)部；（3）流砂發(fā)生在水流方向向上，而管涌沒有限制。

7.【答】

滲流引起的滲透破壞問題主要有兩大類：一是由于滲流力的作用，使土體

顆粒流失或局部土體產(chǎn)生移動，導致土體變形甚至失穩(wěn)；二是由于滲流作

用，使水壓力或浮力發(fā)生變化，導致土體和結(jié)構(gòu)物失穩(wěn)c前者主要表現(xiàn)為

流砂和管涌，后者主要則表現(xiàn)為岸坡滑動或擋土墻等構(gòu)造物整體失穩(wěn)。

1.何謂土中應(yīng)力？它有哪些分類和用途？

2.怎樣簡化土中應(yīng)力計算模型？在工程中應(yīng)注意哪些問題？

3.地下水位的升降對土中自重應(yīng)力有何影響？在工程實踐中，有哪些問

題應(yīng)充分考慮其影響？

4.基底壓力分布的影響因素有哪些？簡化直線分布的假設(shè)條件是什么？

5.如何計算基底壓力Q和基底附加壓力Q。？兩者概念有何不同？

6.土中附加應(yīng)力的產(chǎn)生原因有哪些？在工程實用中應(yīng)如何考慮？

7.在工程中，如何考慮土中應(yīng)力分布規(guī)律？

1.【答】

土體在自重、建筑物荷載及其它因素的作用下均可產(chǎn)生土中應(yīng)力。一般

來說土中應(yīng)力是指自重應(yīng)力和附加應(yīng)力。

土中應(yīng)力按其起因可分為自重應(yīng)力和附加應(yīng)力兩種。自重應(yīng)力是指土體

在自身重力作用下產(chǎn)生的尚未完成的壓縮變形，因而仍將產(chǎn)生土體或地基

的變形。附加應(yīng)力它是地基產(chǎn)生變形的的主要原因，也是導致地基土的強

度破壞和失穩(wěn)的重要原因。

土中應(yīng)力安土骨架和土中孔隙的分擔作用可分為有效應(yīng)力和孔隙應(yīng)力

兩種。土中有效應(yīng)力是指土粒所傳遞的粒間應(yīng)力。它是控制土的體積（變

形）和強度兩者變化的土中應(yīng)力。土中孔隙應(yīng)力是指土中水和土中氣所傳

遞的應(yīng)力。

2.【答】

我們把天然土體簡化為線性彈性體。即假設(shè)地基土是均勻、連續(xù)、各向

同性的半無限空間彈性體而采用彈性理論來求解土中應(yīng)力。

當建筑物荷載應(yīng)力變化范圍比較大，如高層建筑倉庫等筒體建筑就不能

用割線代替曲線而要考慮土體的非線性問題了。

3.【答】

地下水下降，降水使地基中原水位以下的有效自重應(yīng)力增加與降水

前比較猶如產(chǎn)生了一個由于降水引起的應(yīng)力增量△外,它使土體的固結(jié)沉

降加大，故引起地表大面積沉降。

地下水位長期上升（如筑壩蓄水）將減少土中有效自重應(yīng)力。

1、若地下水位上升至基礎(chǔ)底面以上，它對基礎(chǔ)形成浮力使地基土的承

載力下降。

2、地下水位上升，如遇到濕陷性黃土造成不良后果（塌陷）

3、地下水位上升，粘性土濕化抗剪強度降低。

4.【答】

基底壓力的大小和分布狀況與荷載的大小和分布、基礎(chǔ)的剛度、基

礎(chǔ)的埋置深度以及地基土的性質(zhì)等多種因素。

假設(shè)條件：剛性基礎(chǔ)、基礎(chǔ)具有一定的埋深，依據(jù)彈性理論中的圣

維南原理。

5.【答】

基地壓力P計算：4（中心荷載作用下）

尸一土絲

上一?。ㄆ暮奢d作

用下）

基地壓力片計算：

基地壓力P為接觸壓力。這里的“接觸”，是指基礎(chǔ)底面與地基土

之間的接觸，這接觸面，的壓力稱為基底壓力。

基底附加壓力片為作用在基礎(chǔ)底面的凈壓力。是基底壓力與基底處

建造前土中自重應(yīng)力之差，是引起地基附加應(yīng)力和變形的主要原因。

6.【答】

由外荷載引起的發(fā)加壓力為主要原因。需要考慮實際引起的地基變

形破壞、強度破壞、穩(wěn)定性破壞。

7?【答】

由于附加應(yīng)力擴散分布，他不僅發(fā)生在荷載面積之下，而且分布在

荷載面積相當大的范圍之下。所以工程中:

1、考慮相鄰建筑物時，新老建筑物要保持一定的凈距，其具體值依原

有基礎(chǔ)荷載和地基土質(zhì)而定，一般不宜小于該相鄰基礎(chǔ)底面高差的1

-2倍；

2、同樣道理，當建筑物的基礎(chǔ)臨近邊坡即坡肩時，會使土坡的下滑力

增加，要考慮和分析邊坡的穩(wěn)定性。要求基礎(chǔ)離開邊坡有一個最小

的控制距離a.

3、應(yīng)力和應(yīng)變時聯(lián)系在一起的，附加應(yīng)力大，地基變形也大；反之,

地基變形就小，甚至可以忽略不計。因此我們在計算地基最終沉降

量時，“沉降計算深度々”用應(yīng)力比法確定。

1.通過固結(jié)試驗可以得到哪些土的壓縮性指標？如何求得？

2.通過現(xiàn)場（靜）載荷試驗可以得到哪些土的力學性質(zhì)指標？

3.室內(nèi)固結(jié)試驗和現(xiàn)場載荷試驗都不能測定土的彈性模量，為什么？

4.試從基本概念、計算公式及適用條件等方面比較壓縮模量、變形模量

與彈性模量，它們與材料力學中楊氏模量有什么區(qū)別？

5.根據(jù)應(yīng)力歷史可將土（層）分為那三類土（層）？試述它們的定義。

6.何謂先期固結(jié)壓力？實驗室如何測定它？

7.何謂超固結(jié)比？如何按超固結(jié)比值確定正常固結(jié)土？

8.何謂現(xiàn)場原始壓縮曲線？三類土的原始壓縮曲線和壓縮性指標由實驗

室的測定方法有河不同？

9.應(yīng)力歷史對土的壓縮性有何影響？如何考慮？

1.【答】

壓縮系數(shù)壓縮指數(shù)壓縮模量

=Cc一分一叼

壓縮系數(shù)P「小壓縮指數(shù)序＞「回】

A1+e

Eg-P_i

壓縮模量&

2?【答】

可以同時測定地基承載力和土的變形模量。

3.【答】

土的彈性模量是指土體在側(cè)限條件下瞬時壓縮的應(yīng)力應(yīng)變模量。他的變

形包括了可恢復(fù)的彈性變形和不可恢復(fù)的殘余變形兩部分。而室內(nèi)固結(jié)

實驗和現(xiàn)場載荷試驗都不能提供瞬時荷載，它們得到的壓縮模量和變形

模量時包含殘余變形在內(nèi)的。和彈性模量由根本區(qū)別。

4.【答】

土的壓縮模量段的定義是土在側(cè)限條件下的豎向附加應(yīng)力與豎向應(yīng)

變之比值。

土的壓縮模量是通過土的室內(nèi)壓縮試驗得到的，

Es二二二

?-叼）/1+61a。

土的變形模量穌的定義是土體在無側(cè)限條件下的應(yīng)力與應(yīng)變的比值。

E_物（I-/?）

土的變形模量時現(xiàn)場原位試驗得到的，?！?/p>

土的壓縮模量和變形模量理論上是可以換算的：穌=尸.4。但影響

因素較多不能準確反映他們之間的實際關(guān)系。

土的彈性模量總的定義是土體在無側(cè)限條件下瞬時壓縮的應(yīng)力應(yīng)變

模量。

土的彈性模量由室內(nèi)三軸壓縮試驗確定。

5.【答】

正常固結(jié)土（層）在歷史上所經(jīng)受的先期固結(jié)壓力等于現(xiàn)有覆蓋土

重。

超固結(jié)土（層）歷史上曾經(jīng)受過大于現(xiàn)有覆蓋土重的先期固結(jié)壓

力。

欠固結(jié)土（層）先期固結(jié)壓力小于現(xiàn)有覆蓋土重。

6.【答】

天然土層在歷史上受過最大固結(jié)壓力（指土體在固結(jié)過程中所受的

最大豎向有效應(yīng)力），稱為先期固結(jié)壓力，或稱前期固結(jié)壓力。

先進行高壓固結(jié)試驗得到”尼尸曲線，在用A.卡薩格蘭德的經(jīng)驗作

圖法求得。

7.【答】

在研究沉積土層的應(yīng)力歷史時，通常將先期固結(jié)壓力與現(xiàn)有覆蓋土重之

比值定義為超固結(jié)比。

8.【答】

現(xiàn)場原始壓縮曲線是指現(xiàn)場土層在其沉積過程中由上覆蓋土重原本存

在的壓縮曲線，簡稱原始壓縮曲線。

室內(nèi)壓縮試驗所采用的土樣與原位土樣相比，由于經(jīng)歷了卸荷的過程,

而且試件在取樣、運輸、試件制作以及試驗過程中不可避免地要受到不同

程度的擾動，因此，土樣的室內(nèi)壓縮曲線不能完全代表現(xiàn)場原位處土樣的

孔隙比與有效應(yīng)力的關(guān)系。施黑特曼提出了根據(jù)土的室內(nèi)壓縮試驗曲線進

行修正得到土現(xiàn)場原始壓縮曲線。

1.成層土地基可否采用彈性力學公式計算基礎(chǔ)的最終沉浸量？

2.在計算基礎(chǔ)最終沉降量（地基最終變形量）以及確定地基壓縮層深度

（地基變形計算深度）時，為什么自重應(yīng)力要用有效重度進行計算？

3.有一個基礎(chǔ)埋置在透水的可壓縮性土層上，當?shù)叵滤簧舷掳l(fā)生變化

時，對基礎(chǔ)沉降有什么影響？當基礎(chǔ)底面為不透水的可壓縮性土層時，地

下水位上下變化時，對基礎(chǔ)有什么影響？

4.兩個基礎(chǔ)的底面面積相同，但埋置深度不同，若低級土層為均質(zhì)各向

同性體等其他條件相同，試問哪一個基礎(chǔ)的沉降大？為什么？

5.何謂超固結(jié)比？在實踐中，如何按超固結(jié)比值確定正常固結(jié)土？

6.正常固結(jié)土主固結(jié)沉降量相當于分層總和法單向壓縮基本公式計算的

沉降量，是否相等?

9.一維固結(jié)微分方程的基本假設(shè)有哪些？如何得出解析解

L【答】

不能。利用彈性力學公式估算最終沉降量的方法比較簡便，但這種方法

計算結(jié)果偏大。因為穌的不同。

2.【答】

固結(jié)變形有效自重應(yīng)力引起。

3.【答】

當基礎(chǔ)埋置在透水的可壓縮性土層上時：

地下水下降，降水使地基中原水位以下的有效資中應(yīng)力增加與降水前比

較猶如產(chǎn)生了一個由于降水引起的應(yīng)力增量△外,它使土體的固結(jié)沉降加

大，基礎(chǔ)沉降增加。

地下水位長期上升(如筑壩蓄水)將減少土中有效自重應(yīng)力。是地基

承載力下降，若遇見濕陷性土會引起坍塌。

當基礎(chǔ)埋置在不透水的可壓縮性土層上時：

當?shù)叵滤幌陆?，沉降不變。地下水位上升，沉降不變?/p>

4.【答】

引起基礎(chǔ)沉降的主要原因是基底附加壓力，附加壓力大，沉降就大。

弓=尸一但介2。八小三+(2。-3(S

因而當基礎(chǔ)面積相同時，其他條件也相同時?；A(chǔ)埋置深的時候基底

附加壓力大，所以沉降大。

當埋置深度相同時，其他條件也相同時，基礎(chǔ)面積小的基底附加應(yīng)力大,

所以沉降大。

5.【答】

在研究沉積土層的應(yīng)力歷史時，通常將先期固結(jié)壓力與現(xiàn)有覆蓋土重之比

值定義為超固結(jié)比。

超固結(jié)比值等于1時為正常固結(jié)土

6?【答】

不相同，因為壓縮性指標不同。

等于總應(yīng)力減去孔隙水壓力。此即飽和土中的有效應(yīng)力原理。土中的附加

應(yīng)力是指有效應(yīng)力。

9.【答】

一維固結(jié)理論的基本假設(shè)如下：

（1）土層是均質(zhì)、各向同性和完全飽和的；

（2）土粒和孔隙水都是不可壓縮的

（3）土中附加應(yīng)力沿水平面是無限均勻分布的，因此土層的固結(jié)和土中

水的滲流都是豎向的；

（4）土中水的滲流服從于達西定律

（5）在滲透固結(jié)中，土的滲透系數(shù)k和壓縮系數(shù)儀都是不變的常數(shù)

（6）外荷是一次驟然施加的，在固結(jié)過程中保持不變

（7）土體變形完全是由土層中超孔隙水壓力消散引起的

C8%_血

建立一維固結(jié)微分方程守二百然后、然后根據(jù)初始條件和邊界條件

求解微分方程得出解析解。

1.土的抗剪強度指標實質(zhì)上是抗剪強度參數(shù)，也就是土的強度指標，為

什么？

2.同一種土所測定的抗剪強度指標是有變化的，為什么？

3.何謂土的極限平衡條件？粘性土和粉土與無粘性土的表達式有何不

同？

4.為什么土中某點剪應(yīng)力最大的平面不是剪切破壞面？如何確定剪切破

壞面與小主應(yīng)力作用方向夾角？

5.試比較直剪試驗和三軸壓縮試驗的土樣的應(yīng)力狀態(tài)有什么不同？并指

出直剪試驗土樣的大主應(yīng)力方向。

6.試比較直剪試驗三種方法和三軸壓縮試驗三種方法的異同點和適用性。

7.根據(jù)孔隙壓力系數(shù)A、B的物埋意義，說明二軸UU和CU試驗中求A、B

兩系數(shù)的區(qū)別。

1.【答】土的抗剪強度可表達為。=8領(lǐng)①+c,①，。稱為抗剪強度指標，

抗剪強度指標實質(zhì)上就是抗剪強度參數(shù)。

2.【答】對于同一種土，抗剪強度指標與試驗方法以及實驗條件都有關(guān)

系，不同的試驗方法以及實驗條件所測得的抗剪強度指標是不同。

5一生5+5.

------=-------sinccos0

3.【答】(1)土的極限平衡條件：22即

2

5=cr3tan(45°+怖)+2ctan(45°+?戈

6=5tan，45。一日)一2ctan(45。-%

土處于極限平衡狀態(tài)時破壞面與大主應(yīng)力作用面間的夾角為%,且

%=45°

2

5=分血2(45。+—a3=cr1tanf45°--1

(2)當為無粘性土”=0)時，(2J或(2)

4.【答】因為在剪應(yīng)力最大的平面上，雖然剪應(yīng)力最大但是它小于

該面上的抗剪強度，，所以該面上不會發(fā)生剪切破壞。剪切破壞面與小主

應(yīng)力作用方向夾角％=45°+(p/2

5.【答】直剪試驗土樣的應(yīng)力狀態(tài)：03=0,5=。；三軸試驗土樣的應(yīng)力

狀態(tài)：5=0,5=。。直剪試驗土樣的大主應(yīng)力作用方向與水平面夾角為9

6.【答】

直剪試驗三軸壓縮試驗

成果表成果表

試驗方法試驗過程試驗方法試驗過程