《土力学期末总复习》PPT课件.ppt

土 力 学20112011年年1111月月2323日日土力学期末考试土力学期末考试1.土力学有一定难度，侧重基础部分土力学有一定难度，侧重基础部分2.学位课，希望大家重视学位课，希望大家重视3.考试原则：考试原则：l 难度难度一般一般不会超过作业和课堂教学内容不会超过作业和课堂教学内容l 不要求死记硬背，但一些公式必须不要求死记硬背，但一些公式必须记记土力学期末考试土力学期末考试4.成绩比例成绩比例l 期末考试期末考试 70%；l 习题习题 15%l 试验试验 150%5.考试内容：考试内容：重点：基本概念，约占重点：基本概念，约占50l选择题选择题 10题，题，10分分l填空题填空题 20个空格，每空个空格，每空1分，共分，共20分分l简答题简答题 5题，每题题，每题6分分l 计算题计算题4题，题，40分分计算题：计算题：1.强度计算强度计算2.沉降计算：由附加应力求沉降沉降计算：由附加应力求沉降3.挡土墙计算：有水、有超载、有分层挡土墙计算：有水、有超载、有分层4.固结度计算固结度计算土土 力力 学学内内 容容 复复 习习土力学的三大理论土力学的三大理论土中应力分布理论土中应力分布理论自重应力、基底附加应力和地基中附加应力的计算自重应力、基底附加应力和地基中附加应力的计算固结理论固结理论太沙基一维固结理论、有效应力原理、沉降计算、沉太沙基一维固结理论、有效应力原理、沉降计算、沉降与时间的关系降与时间的关系强度理论强度理论 极限平衡条件、摩尔库仑强度理论，三轴试验极限平衡条件、摩尔库仑强度理论，三轴试验E应用应用土压力，边坡稳定，地基承载力，渗透变形土压力，边坡稳定，地基承载力，渗透变形基本知识基本知识n土的三个特点：土的三个特点：碎散性、多相性、天然性碎散性、多相性、天然性n土的物理性质：土的物理性质：组成、状态、结构组成、状态、结构n土的应力计算：土的应力计算：自重应力、附加应力、有效应力原理自重应力、附加应力、有效应力原理重点内容重点内容n地基沉降量计算以及与时间关系土的压缩性指标与分层总和法计算沉降量土的压缩性指标与分层总和法计算沉降量渗流固结理论、沉降量与时间的关系渗流固结理论、沉降量与时间的关系n土的抗剪强度莫尔库伦强度理论、极限平衡条件莫尔库伦强度理论、极限平衡条件三轴试验与抗剪强度指标三轴试验与抗剪强度指标第第2章章 土的物理性质和工程分类土的物理性质和工程分类n2.1 概概 述述n2.2 土的生成土的生成n2.3 土的组成、结构与构造土的组成、结构与构造n2.4 土的物理性质指标土的物理性质指标n2.5 土的物理状态指标土的物理状态指标n2.6 土的压实特性土的压实特性n2.7 土的工程分类土的工程分类土的三相组成土的三相组成n固体颗粒固体颗粒粒径级配：粒组，分析方法，级配曲线粒径级配：粒组，分析方法，级配曲线级配良好：级配良好：CuCu，Cc;Cc;特征粒径特征粒径矿物成分：原生、次生矿物成分：原生、次生(高岭、伊利、蒙脱高岭、伊利、蒙脱)颗粒形状和比表面积颗粒形状和比表面积n土中水土中水结合水结合水(强、弱强、弱)、自由水、自由水(重力、毛细重力、毛细)n土中气土中气(一般了解一般了解)第第2章章 土的物理性质及工程分类土的物理性质及工程分类土的物理状态土的物理状态n物理性质指标物理性质指标三相草图三相草图试验指标：密度试验指标：密度、土粒、土粒比重比重GsGs、含水量、含水量ww常用指标：常用指标：e,n,w,Sr,Gs,sat,d,n物理状态指标物理状态指标无粘性土：密实度无粘性土：密实度相对密度相对密度粘性土：粘性土：稠度稠度 液性指数液性指数 粘性大小粘性大小塑性指数塑性指数重点：各物理量定义重点：各物理量定义第第2章章 土的物理性质及工程分类土的物理性质及工程分类土的压实性土的压实性细粒土：细粒土：相应于一定压实功能存在最优含水量、最大干密相应于一定压实功能存在最优含水量、最大干密度度压实标准：压实密度压实标准：压实密度粗粒土：粗粒土：不存在最优含水量不存在最优含水量全干和饱和状态容易压实全干和饱和状态容易压实压实标准：相对密度压实标准：相对密度第第2章章 土的物理性质及工程分类土的物理性质及工程分类 土的工程分类土的工程分类分类依据：分类依据：无粘性土：颗粒级配组成无粘性土：颗粒级配组成粘性土：矿物成分、亲水性粘性土：矿物成分、亲水性 (Ip)分类标准（了解）：分类标准（了解）：水电部：粒径级配、塑性图水电部：粒径级配、塑性图(塑性指数、液限塑性指数、液限)建设部：粒径级配、塑性指数建设部：粒径级配、塑性指数第第2章章 土的物理性质及工程分类土的物理性质及工程分类重点：重点：土的物理性质指标定义式土的物理性质指标定义式土的粒径级配曲线土的粒径级配曲线土的物理状态指标土的物理状态指标 第一章 土的物理性质第第2章章 土的物理性质及工程分类土的物理性质及工程分类第第3章章 土的渗透性及渗流土的渗透性及渗流渗透力：渗透力：孔隙水对土骨架的拖曳力孔隙水对土骨架的拖曳力方向与渗流方向一致方向与渗流方向一致土体受力分析：土体受力分析：土骨架、土水整体为隔离体土骨架、土水整体为隔离体渗透破坏：渗透破坏：流土：表层土、向上渗流，流土：表层土、向上渗流，i icr cr/ww管涌：管涌：Cu10Cu10，iii icr cr土体受力分析；渗透力的计算：土体受力分析；渗透力的计算：j=j=i i ww流土的发生条件，临界水力坡降流土的发生条件，临界水力坡降重点重点第第4 4章章 土体中应力的计算土体中应力的计算4.1 4.1 概述概述4.2 4.2 土体土体自重应力的计算自重应力的计算4.3 4.3 基底压力的计算基底压力的计算4.4 4.4 地基地基附加应力附加应力 地基中的应力状态地基中常见的应力状态：地基中常见的应力状态：侧限应力状态：自重应力侧限应力状态：自重应力平面应变状态：附加应力平面应变状态：附加应力空间应力状态：附加应力空间应力状态：附加应力第第4 4章章 土体中应力的计算土体中应力的计算土体的自重应力计算E水平地基中的自重应力：水平地基中的自重应力：侧限应力状态侧限应力状态均质地基均质地基成层地基成层地基地下水位的影响地下水位的影响 E均质土坝的自重应力均质土坝的自重应力（一般了解）（一般了解）重点重点第第4 4章章 土体中应力的计算土体中应力的计算地基中的附加应力计算集中力作用：集中力作用：均质等向线弹性均质等向线弹性布氏解应力泡、应力分布特征布氏解应力泡、应力分布特征分布荷载作用分布荷载作用附加应力系数、影响因素附加应力系数、影响因素角点法：矩形、条形基础荷载角点法：矩形、条形基础荷载影响因素：影响因素：各向异性应力集中、应力扩散各向异性应力集中、应力扩散重点重点第第4 4章章 土体中应力的计算土体中应力的计算有效应力原理饱和土体的有效应力原理：饱和土体的有效应力原理：有效应力和孔隙水压力计算有效应力和孔隙水压力计算自重应力情况：自重应力情况：静水位静水位 稳定渗流条件稳定渗流条件 两种隔离体取法：土水整体、土骨架两种隔离体取法：土水整体、土骨架P73P73例题例题渗透力产生有效应力渗透力产生有效应力重点重点第第4 4章章 土体中应力的计算土体中应力的计算重点：重点：E自重应力：自重应力：垂直；水下用浮容重垂直；水下用浮容重竖直方向自重应力的计算竖直方向自重应力的计算E基底接触应力的计算及应力分布图基底接触应力的计算及应力分布图E附加应力：附加应力：布氏解；叠加原理；影响因素布氏解；叠加原理；影响因素:L/B,z/B:L/B,z/B，(x/B)(x/B)E有效应力原理：有效应力原理：总应力、有效应力的计算；总应力、有效应力的计算；孔压计算孔压计算 静水压力、渗流中孔压、超静孔压静水压力、渗流中孔压、超静孔压(孔压系数孔压系数)第第4 4章章 土体中应力的计算土体中应力的计算第第5 5章章 土的压缩性和固结理论土的压缩性和固结理论5.1 概述概述 5.2 固结试验和土的压缩性指标固结试验和土的压缩性指标5.3 土的变形模量与弹性模量土的变形模量与弹性模量5.4 应力历史对应力历史对土的压缩性影响土的压缩性影响5.5 饱和土的单向固结理论饱和土的单向固结理论一维压缩性及其指标土的压缩性：土的压缩性：压缩性指标压缩性指标epep曲线；压缩系数；侧限压缩模量曲线；压缩系数；侧限压缩模量elgpelgp曲线；先期固结压力；压缩指数曲线；先期固结压力；压缩指数压缩模量压缩模量变形模量变形模量重点重点第第5 5章章 土的压缩性和固结理论土的压缩性和固结理论应力历史对地基沉降的影响应力历史对地基沉降的影响土的回弹曲线和再压缩曲线土的回弹曲线和再压缩曲线应力历史的概念应力历史的概念（前期固结压力）（前期固结压力）天然土层的应力历史天然土层的应力历史（OCROCR）第第5 5章章 土的压缩性和固结理论土的压缩性和固结理论固结系数固结系数时间因素时间因素饱和土体渗流固结理论饱和土体渗流固结理论n一维渗流固结微分方程及其解答一维渗流固结微分方程及其解答假设条件假设条件渗流固结微分方程渗流固结微分方程微分方程解答微分方程解答n固结度的概念固结度的概念一点的固结度一点的固结度土层平均固结度土层平均固结度重点：土层平均固结度重点：土层平均固结度第第5 5章章 土的压缩性和固结理论土的压缩性和固结理论计算公式计算公式问题问题1：已知：已知 求解求解 问题问题2：已知：已知 求解求解 问题问题3：已知：已知 量测量测 求解求解渗流固结的工程问题：渗流固结的工程问题：室内试验结果室内试验结果工程问题工程问题饱和土体渗流固结理论饱和土体渗流固结理论重点重点第第5 5章章 土的压缩性和固结理论土的压缩性和固结理论土的压缩性和地基沉降量计算土的压缩性和地基沉降量计算重点：土的压缩性：土的压缩性：压缩性指标压缩性指标分层总和法计算最终沉降量分层总和法计算最终沉降量基本原理：基本原理：假设假设计算步骤：计算步骤：epep曲线；曲线；elgpelgp曲线曲线沉降与时间的关系：沉降与时间的关系：土层平均固结度土层平均固结度UtUt；TvTv、CvCv沉降计算：固结度沉降计算：固结度 时间时间第第6 6章章 地基最终沉降量的计算地基最终沉降量的计算地基最终沉降量的计算地基最终沉降量的计算n基本假设基本假设 结果影响结果影响 修正修正材料力学：基底压力线性分布材料力学：基底压力线性分布弹性力学：均匀连续各向同性弹性介质弹性力学：均匀连续各向同性弹性介质侧限应变条件，基础中点下应力分布侧限应变条件，基础中点下应力分布主固结沉降：公式不计入主固结沉降：公式不计入S Sd d和和S Ss s的影响的影响n单一土层的沉降量计算单一土层的沉降量计算n分层总和法分层总和法重点重点第第6 6章章 地基最终沉降量的计算地基最终沉降量的计算第第7 7章章 土的抗剪强度及参数的确定土的抗剪强度及参数的确定n7.1 莫尔莫尔-库伦强度理论库伦强度理论n7.2 土的极限平衡条件土的极限平衡条件 n7.3 抗剪强度指标的测定方法抗剪强度指标的测定方法 n7.4 抗剪强度指标与选用抗剪强度指标与选用n7.5 土的孔隙压力系数土的孔隙压力系数n7.6 土的应力路径土的应力路径n7.7 无粘性土的抗剪强度无粘性土的抗剪强度土体破坏与强度理论土的抗剪强度土的抗剪强度土的强度主要是抗剪强度土的强度主要是抗剪强度莫尔莫尔-库伦强度理论（三条内容）库伦强度理论（三条内容）直剪试验与库伦公式直剪试验与库伦公式应力状态与莫尔圆应力状态与莫尔圆莫尔莫尔-库伦破坏准则库伦破坏准则土的极限平衡应力状态土的极限平衡应力状态土破坏与否的判断土破坏与否的判断滑裂面的位置滑裂面的位置土的抗剪强度机理土的抗剪强度机理摩擦强度与粘聚强度摩擦强度与粘聚强度重点重点第第7章章 土的抗剪强度及参数的确定土的抗剪强度及参数的确定室内试验室内试验1.直剪仪：直剪仪：慢剪、固结快剪、快剪慢剪、固结快剪、快剪 2.三轴仪：三轴仪：固结排水、固结不排水、不固结不排水固结排水、固结不排水、不固结不排水3.无侧限抗压仪：无侧限抗压仪：3=0的不排水三轴试验的不排水三轴试验4.其他试验其他试验野外测试野外测试1.十字板试验：十字板试验：测试软粘土不排水强度指标测试软粘土不排水强度指标2.其他现场试验其他现场试验土的抗剪强度的测定试验重点：不同类型三轴试验重点：不同类型三轴试验第第7 7章章 土的抗剪强度及参数的确定土的抗剪强度及参数的确定一一.应力路径应力路径二二.p-q平面上的应力路径与莫尔圆平面上的应力路径与莫尔圆 三三.强度包线与破坏主应力线强度包线与破坏主应力线sin =tg；a=c cos 四四.总应力路径与有效应力路径总应力路径与有效应力路径 总应力状态与有效应力状态总应力状态与有效应力状态 总应力路径与有效应力路径总应力路径与有效应力路径应力莫尔圆平移应力点平移应力路径与破坏主应力线第第7 7章章 土的抗剪强度及参数的确定土的抗剪强度及参数的确定一一.总应力指标与有效应力指标总应力指标与有效应力指标二二.三轴试验强度指标三轴试验强度指标（不同试验方法之间的差别）（不同试验方法之间的差别）三三.直剪试验强度指标直剪试验强度指标四四.土的强度指标的工程应用土的强度指标的工程应用 一般采用峰值强度；大变形问题采用残余强度一般采用峰值强度；大变形问题采用残余强度不同现场地基情况与施工条件不同现场地基情况与施工条件cd，dcu，u=0ccu，cu;c，土的抗剪强度指标重点重点第第7章章 土的抗剪强度及参数的确定土的抗剪强度及参数的确定砂土液化及液化机理：砂土液化及液化机理：孔压急剧升高；瞬间丧失承载能力孔压急剧升高；瞬间丧失承载能力影响砂土液化的因素：影响砂土液化的因素：饱和度、组成、状态、结构等；粉细砂、粉土饱和度、组成、状态、结构等；粉细砂、粉土砂土液化的工程防治：砂土液化的工程防治：加固、围封、桩加固、围封、桩/深基础深基础土的动强度与砂土的振动液化第第7章章 土的抗剪强度及参数的确定土的抗剪强度及参数的确定重点：重点：莫尔库伦强度理论莫尔库伦强度理论库仑公式，强度指标库仑公式，强度指标极限平衡条件极限平衡条件总应力指标与有效应力指标总应力指标与有效应力指标莫尔圆与应力路径莫尔圆与应力路径强度指标：三轴试验强度指标间的关系强度指标：三轴试验强度指标间的关系CDCD，CUCU，UUUU砂土的液化：砂土的液化：定义定义第第7章章 土的抗剪强度及参数的确定土的抗剪强度及参数的确定第第8章章 土压力和挡土墙土压力和挡土墙8.1 挡土墙上的土压力及工程应用挡土墙上的土压力及工程应用8.2 静止土压力计算静止土压力计算8.3 郎肯土压力理论郎肯土压力理论8.4 库仑土压力理论库仑土压力理论8.5 常见情况的土压力计算常见情况的土压力计算F土压力类型土压力类型 三种土压力的定义，大小及位移三种土压力的定义，大小及位移F郎肯主动土压力郎肯主动土压力 原理、计算公式及滑动面的确定原理、计算公式及滑动面的确定 无粘性土和粘性土计算时的区别无粘性土和粘性土计算时的区别 应力分布图应力分布图F库仑土压力理论库仑土压力理论 基本原理基本原理 与郎肯土压力的区别与郎肯土压力的区别重点重点第第8章章 土压力和挡土墙土压力和挡土墙常见情况的土压力计算：常见情况的土压力计算：填土表面作用均布荷载填土表面作用均布荷载墙后填土分层墙后填土分层墙后填土中有地下水墙后填土中有地下水重点重点第第8章章 土压力和挡土墙土压力和挡土墙地基变形与稳定地基变形与稳定 地基的破坏形式（概念清晰）地基的破坏形式（概念清晰）地基临塑荷载和临界荷载地基临塑荷载和临界荷载 概念和公式：概念和公式：Pcr，P1/3，P1/4，P1/5第第9章章 地基承载力地基承载力重点！重点！太沙基地基极限承载力太沙基地基极限承载力原理和公式原理和公式按现场试验确定地基承载力按现场试验确定地基承载力试验特征，试验特征，PS曲线曲线第第9章章 地基承载力地基承载力土坡稳定及其影响因素土坡稳定及其影响因素无粘性土坡的稳定性分析无粘性土坡的稳定性分析稳定安全系数稳定安全系数KS的定义的定义粘性土坡的稳定性分析粘性土坡的稳定性分析土坡稳定分析中的孔隙水压力土坡稳定分析中的孔隙水压力第第10章章 土坡稳定性分析土坡稳定性分析考考 试试时间：时间：11月月27日上午，星期日日上午，星期日地点：另行通知地点：另行通知