土力学与地基基础知识重点汇总整编.doc

.\ 地基基础部分 1.土由哪几部分组成？ 土是由岩石风化生成的松散沉积物，一般而言，土是由固体颗粒、液态水和空隙中的气体等三部分组成。 2.什么是粒径级配？粒径级配的分析方法主要有哪些？ 土中土粒组成，通常以土中各个粒组的相对含量（各粒组占土粒总质量的百分数）来表示，称为土的粒径级配。 对于粒径小于或等于60mm、大于0.075的土可用筛分法，而对于粒径小于0.075的土可用密度计法或移液管法分析。 3.什么是自由水、重力水和毛细水？ 自由水是存在于土粒表面电场范围以外的水，它可以分为重力水和毛细水。 重力水存在于地下水位一下的土骨架空隙中，受重力作用而移动，传递水压力并产生浮力。 毛细水则存在于地下水位以上的孔隙中，土粒之间形成环状弯液面，弯液面与土粒接触处的表面张力反作用于土粒，成为毛细压力，这种力使土粒挤紧，因而具有微弱的粘聚力或称为毛细粘聚力。 4.什么是土的结构？土的主要结构型式有哪些？ 土的结构主要是指土体中土粒的排列和联结形式，它主要分为单粒结构、蜂窝结构和絮状结构三种基本类型。 5.土的物理性质指标有哪些？哪些是基本物理性质指标？哪些是换算指标？ P6 6.熟练掌握土的各个物理性质指标的概念，并能够进行相互换算。 P7-8 7.无粘性土和粘性土的物理特征是什么？ 无粘性土一般指具有单粒结构的碎石土和砂土。天然状态下无粘性土具有不同的密实度。密实状态时，压缩小，强度高。疏松状态时，透水性高，强度低。 粘性土粒之间存在粘聚力而使土具有粘性。随含水率的变化可分别划分为固态、半固态、可塑及流动状态。 8.什么是相对密度？ P9 9.什么是界限含水量？什么是液限、塑限含水量？ 界限含水率：粘性土由一种状态转换到另一种状态的分界含水率； 液限：由流动状态转为可塑状态的界限含水率； 塑限：有可塑状态转为半固态的界限含水率； 缩限：由半固态转为固态的界限含水率。 10.什么是塑性指数和液性指数？他们各反映粘性土的什么性质？ P10 11.粗粒土和细粒土各采用什么指标进行定名？ 粗粒土：粒径级配 细粒土：塑性指数 12.什么是动水力（或渗透力）？动水力的量纲是什么？ 地下水渗流时对土颗粒产生压力，单位体积内骨架受到的力称为动水力，亦称渗透力。P14 动水力的量纲是体积。 13.什么是自重应力、附加应力及基底附加应力？ 由土体受到自身重力作用而存在的应力称为自重应力。 由建筑物在土中引起的应力增量称为附加应力。 基底压力与基底处建造前土中自重应力之差。（基坑开挖后的基底压力因扣除原先存在的土自重压力，才是基底新增加的压力，即基地附加压力，用p0表示。P21 公式2-15） 14.饱和土的有效应力原理表达式为何？什么是有效应力？为什么土的变形与强度变化仅与有效应力有关？ P16 土粒承受和传递的粒间应力，通称有效应力。 P16 15.掌握基底压力的简化计算方法。 P20 公式2-12 16.掌握地基附加应力的计算方法。 P21 17.什么是压缩系数和压缩模量？它们如何反映土的压缩性？压缩系数与压缩模量有什么关系？ 将孔隙比之差e1 – e2 与相应的压力p2 – p1的比值称为压缩系数a，也称压缩曲线的斜率。 压缩系数越大，土的压缩性越高。 在侧限条件下，土样受压力方向上的压应力变量与相应压应变变量的比值称为压缩模量，用Es表示。 压缩模量越大，土的压缩性越低。 压缩模量与压缩系数成反比，压缩系数愈小则压缩模量愈大，表示土的压缩性低。 18.地基变形特征有哪些？ P25 地基变形特征可分为四种：沉降量、沉降差、倾斜、局部倾斜。 沉降量：指基础底面中心的沉降量。 沉降差：指两相邻单独基础的沉降量的差值。 倾斜：指基础倾斜方向两端点的沉降差与其两端距离的比值。 局部倾斜：指承重结构沿纵墙6-10m内基础两点间的沉降差与其距离的比值。 19.掌握土体压缩量计算的三套公式。 P25 20.掌握分层总和法沉降计算的基本步骤。 P25 21.分层总和法和“规范法”计算地基沉降时，各采用什么方法确定压缩层厚度？ 22.什么是渗透固结？ 在工程应用中，土孔隙中的水随时间迁移而逐渐被挤出，孔隙体积缩小，这一过程称为土的渗透固结。 23.土的抗剪强度指标（参数）是什么？ P29 24.根据试验时土的排水条件不同，直接剪切试验和三轴压缩试验各有哪些试验方法？为什么要分这些试验方法？根据实际工程情况，应能正确选用这些不同的试验方法。 P30-32 直接剪切实验：快剪，固结快剪，慢剪。 三轴剪切：非固结不排水剪切，固结不排水剪切，固结排水剪切 25.直接剪切试验和三轴压缩试验各有哪些优缺点？ P30-31 直接：人为地限制剪切面，而不是真实的土样最脆弱的剪切面。 在剪切过程中，剪切面实际上逐渐缩小，应力分布不均匀。有误差 26.无侧限抗压强度试验常用来测定什么？ 饱和软粘土的不排水抗剪强度。 27.掌握土的极限平衡条件关系式。能够运用土的极限平衡条件关系判断土体所处的应力状态。 P32-33 28.地基变形有哪几个阶段？ 地基变形一般分为三个阶段：线性压密阶段、塑性变形阶段、失稳阶段。 29.什么是地基承载力？ 地基承载力是指地基承受荷载压力的能力。 30.掌握根据无粘性土坡坡角与内摩擦角的关系，判断无粘性土坡稳定性的方法。 P43 31.均质粘性土坡圆弧滑动面的形式有哪些？ 坡脚圆，坡面圆，中点圆 粘性土坡分析方法：整体圆弧滑动法，瑞典条分法 32.根据挡土墙墙背的倾斜方向，重力式挡土墙可分为哪几种形式？ 仰斜式挡土墙、垂直式挡土墙、俯斜式挡土墙。 33.土压力有哪几种？什么是静止土压力、主动土压力和被动土压力？在相同条件下，三种土压力大小关系以及产生三种土压力所需的墙体位移大小关系为何？ 土压力有三种：静止土压力、主动土压力和被动土压力。 一般挡土墙的刚度很大，在土压力作用下不向任何方向移动或转动而保持原来的位置，此时作用在墙背上的土压力称为静止土压力。 挡土墙在墙后土压力的作用下向前移动或转动，土随着下滑，当到达一定位移时，墙后土体达到极限平衡状态，此时作用在墙背上的土压力称为主动土压力。 挡土墙在外力作用下向后移动或转动，是墙后土体向后位移，当位移在某一时刻，墙后土体处于平衡状态，此时作用在墙背上的土压力被称为被动土压力。 34.朗肯土压力理论和库仑土压力理论的假设各有哪些？ 郎肯土压力理论基本假设： 挡土墙墙背垂直；墙后填土表面水平；挡土墙背面光滑。 库仑土压力理论基本假设： 墙后的填土是理想的散粒体（粘聚力c=0）；滑动破坏面为一平面。 35.掌握朗肯主动和被动土压力的计算方法。 P49-50 36.什么是刚性基础？浅基础主要有哪些类型？ 刚性基础：通常是指无钢筋基础，由于材料抗弯抗拉能力很小，故常设计成轴心受压基础，基础设计应符合台阶高宽比允许值和刚性角要求。 浅基础： 以材料：刚性基础，刚筋混凝土基础 按结构形式分为：条形基础、单独基础、联合基础、交梁基础、筏板基础、箱型基础。 37.什么是基础埋置深度？基础埋置深度的确定需要考虑哪些因素？ 基础埋置深度是指基础底面至地面（室外地坪）的距离。 考虑因素： 工程地质条件、地下水的影响、土的冻胀影响、相邻基础的影响、地下沟管的影响。 38.基础埋置深度最小埋深不宜小于多少？ 一般不小于0.5m。 39.地基承载力的影响因素有哪些？ ①土的成因与堆积年代，如冲积土和洪积土的承载力比较大，堆积年代越久，承载力越高； ②土的物理力学性质是影响土的承载力最重要的直接因素，如密度越大，承载力越大； ③地下水的影响，如地下水上升，则对土产生浮力作用，承载力降低； ④基础的埋置深度和底面尺寸对承载力也产生影响，如基础埋深越深，则承载力增加。 40.掌握规范经验公式计算地基承载力方法。 41.对于偏心受压基础，在验算地基承载力时，基底压力应满足什么条件？ 42.掌握轴心荷载作用下基础底面积的确定方法。 P61 43.减少建筑物地基不均匀沉降的措施主要有哪几类？其中结构措施又主要包括哪些？P70-71 建筑措施： 平面力求简单 设计合理的建筑物的长高比 保持相邻建筑物之间的距离 合理布置纵横墙 设置沉降缝 结构措施： 减轻建筑物自重 加强建筑物整体刚度和强度 加强基础刚度 减少基底附加压力（补偿设计） 44.什么是桩基础？ P75 图8-1 一般由设置于土中的桩和承接上部结构的承台组成 45.按承载力情况进行分类，桩有哪几种？ 摩擦桩、端承桩。 46.按成桩方式进行分类，桩有哪几种？ 非挤土桩、部分挤土桩、挤土桩。 47.什么是桩侧负摩阻力？ 当土层相对桩侧向下位移，产生于桩侧的向下的摩擦阻力称为负摩擦阻力。 48.如何防止或减小桩侧负摩阻力？ ①对于填土，先保证其密实度，填土表面沉降稳定后成桩； ②对可能产生负摩擦阻力的桩身进行表面涂层处理，以减少摩擦阻力； ③对于湿陷性黄土地基，采用强力压实，消除上部或全部土层的自重湿陷性； ④采用其他施工方便的有效措施。 49.桩基础设计有哪些程序？ 根据地质剖面和土的特性，选择桩的工作类型为端桩或摩擦桩； 根据当地具体条件，选择桩的材料； 确定桩的长度和单桩垂直承载力； 确定桩的数量和平面布置形式。 50.桩的质量检验有哪些方法？ 开挖检查、钻芯法、声波检测法、动测法。 工程地质部分 1.工程地质学的具体任务是什么？ 评价工程地质条件，阐明地上和地下建筑工程兴建和运行的有利和不利因素，选定建筑场地和适宜的建筑形式，保证规划，设计，施工，使用，维修顺利进行。 从地质条件与工程建筑相互作用的角度出发，论证和预测有关工程地质问题发生的可能性、发生的规模和发展趋势。 提出及建议改善、防治或利用有关工程地质条件的措施，加固岩土体和防治地下水的方案。 研究岩体、土体分类和分区及区域性特点 研究人类工程活动与地质环境之间的相互作用于影响 2.什么是地基、基础？ 地基：在土和岩层中修建建筑物，承受建筑物全部重量的那部分土和岩层。 强度、变形、稳定性 基础：地基的下部组成部分，又称下部结构。 强度、刚度、耐久性 3.地球表面的海域和陆地面积各为多少？ 海域70.8％ 陆地29.2％ 4.什么是地质作用？地质作用的动力来源是什么？ 地质作用：塑造地壳面貌的自然作用。 动力来源：由地球内部放射性元素蜕变产生内热； 来自太阳辐射热，以及地球旋转力和重力。 5.什么是矿物？自然界产出的矿物，已知的有多少？造岩矿物又有多少？ 矿物是天然产出的均匀固体。它是各种地质作用的产物，是岩石的基本组成部分。 自然界产出的矿物，已知的有3000种左右。 主要造岩矿物不超过数十种。 6.什么是岩石？岩石按其形成方式分为几大类？什么是火成岩（岩浆岩）、沉积岩和变质岩？ 岩石：地壳的基本组成物质，是内、外力地质作用的产物，岩石是由矿物组成的。 岩石按其形成方式分为火成岩（岩浆岩）、沉积岩和变质岩三大类。 火成岩（岩浆岩）： 沉积岩：因沉积物固结变硬而形成的岩石 变质岩：原先生成的火成岩、沉积岩和变质岩经高温高压及化学活动性很强的气体和液体作用后，在固态状态下，发生矿物成分或结构构造的改变形成新的岩石。 7.什么是相对地质年代和绝对地质年代？地质年代和年代地层的单位及大小顺序为何？ 相对地质年代：表示地质事件发生的先后顺序。 绝对地质年代：表示地质事件发生至今的年龄。 地质年代单位：宙、代、纪、世。 年代底层单位：宇、界、系、统。 8.第四纪的下限为何？什么是新构造运动？ 第四纪的下限一般定为二百万年。 把第四纪以来发生的地壳运动称为新构造运动。 9.第四纪沉积物包括哪些？ 残积物、坡积物、洪积物、冲积物、湖泊沉积物、海洋沉积物、冰碛与冰水沉积物、风积物。 10.什么是地质构造？地层产状的三要素为何？ 地质构造：构造运动时岩层发生变形和变位，形成的产物称为地质构造。 三要素：走向、倾向、倾角 11.什么是褶皱、节理、断层和活断层？ 褶皱：岩层受力而发生弯曲变形 节理：岩层受力破裂后，沿破裂面无明显位移者（岩石中的裂隙） 断层：岩层受力破裂后，沿破裂面两侧岩块有明显位移，这种断裂构造 活断层：指现在正在活动或在最近地质时期发生过活动的断层。 12.节理按成因和其形成的力学性质，各可以分为哪些？ 成因：原生节理（岩石成岩过程中形成的节理） 次生节理（岩石成岩后形成的节理） 力学性质：张节理、剪节理 13.按地下水埋藏条件，地下水有哪些类型？ 上层滞水（包气带中局部隔水层之上的重力水） 潜水（埋藏在地面以下第一个稳定隔水层之上具有自由水面的重力水） 承压水（充满于两个隔水层之间的重力水） 14.地下水的补给来源和排泄方式各有哪些？ 补给来源：大气降水补给、地表水补给、含水层之间的补给、人工补给 排泄：蒸发、泉水溢出、向地表水体泄流、含水层之间的补给、人工排泄 15.达西定律的适用条件是什么？ 雷诺数Re≦10地下水层流运动 16.如何验算基坑突涌？ 基坑突涌：当基坑下伏有承压含水层时，开挖基坑减小了底部隔水层的厚度，当隔水层较薄经受不住承压水头压力作用时，承压水的压力会冲破基坑底板，这种工程地质性质。 地下水对混凝土的腐蚀：结晶类腐蚀、分解类腐蚀、结晶分解复合类腐蚀。 地基沉降：指过量抽取地下水所引起的含水层与隔水层发生固结压缩而产生地面沉降。 17.什么是风化作用？风化作用的类型有哪些？什么是物理、化学和生物风化作用？ 风化作用：出露地表的岩石在太阳辐射作用下并与水圈、大气圈和生物圈接触，发生物理、化学性质的变化的作用 类型：物理风化、化学风化、生物风化 物理风化：指地表岩石因温度变化和孔隙中的水的冻融以及盐类的结晶而产生的机械崩解过程。（热力风化、冻融风化） 化学风化：指岩石在水、水溶液和空气中的氧与二氧化碳等的作用下所发生的溶解、水化、水解、碳酸化和氧化等一系列复杂的化学变化。 生物风化：指生物在其生长于分解过程中，直接或间接的对岩石矿物所起的物理和化学风化作用。 18.什么是河漫滩、河流阶地？ 河漫滩：靠近主槽、洪水时淹没、平水时出露的滩地。 河流阶地：地壳构造运动与河流的侵蚀、沉积作用综合作用下形成的。 19.什么是岩溶和岩溶作用？ 岩溶（喀斯特）：碳酸盐岩地区一系列特殊的地貌过程和水文现象。 岩溶作用：凡是以地下水为主、地表水为辅，以化学过程为主、机械过程为辅的对可溶性岩石的破坏欲改造作用。 20.什么是石芽和溶沟？ 地表水流沿着坡面上的节理裂隙流动，溶蚀和冲蚀出许多凹槽和坑洼，凹槽为溶沟，沟间的突起为石芽 21.对于岩石而言，岩溶作用的条件为何？ 岩石的可溶性、透水性 水的溶蚀力、流动性 20.什么是崩塌、泥石流和滑坡？ 崩塌：陡峻的斜坡上，被裂隙切割的巨大岩块，在重力作用下突然脱离母岩向下倾倒、翻滚、坠落的现象。 泥石流：是泥、砂、石块等碎屑物与水、气形成的运动性物流，它发生在山区，是由暴雨或溶血所激发，固体碎屑与水共同在重力作用下发生的暂时性洪流。 滑坡：是斜坡土体、岩体或其他碎屑堆积物沿一定的滑动面做整体的下滑的现象。 22.影响岩体工程性质的主要因素有哪些？ 岩石强度、岩体完整性 风化程度、水的影响 23.我国主要的特殊土有哪些？ 黄土、红粘土、软土、膨胀土、冻土、盐渍土 软土（一般指天然含水量大、压缩性高、承载力低的一种软塑到流塑状态的粘性土） 淤泥和淤泥质土（指在静水或缓慢的流水环境中沉积，经生物化学作用形成的粘性土） 冻土（指温度低于零摄氏度且含有冰的各类土） 24.工程地质勘察分为哪几个阶段？ 选址勘察（可行性勘察）、初步勘察、详细勘察 25.工程地质勘察分级取决于什么因素？ 工程的安全等级、场地的复杂程度、地基的复杂程度 26.主要的工程地质现场原位测试方法有哪些？ 静力载荷试验、触探试验、剪切试验、地基土动力特性试验 27.如何根据静载荷试验成果确定地基承载力？ 根据绘制的p-s曲线： a.当p-s曲线有明显的比例界限是，去改拐点所对应的荷载值 b.当极限荷载能够确定，且该值小雨对应的比例界限荷载的2倍时，取极限荷载的一半。 c.不能按上述两点确定时 P116 28.什么是静力触探？常用的静力触探探头有哪些？静力触探试验成果，在工程上有哪些应用？ 静力触探：通过一定的机械装置，将某种规格的金属探头用静力压入土层中，同时用传感器或直接量测仪表测试土层对探头的贯入阻力，以此来判断、分析、确定地基土的物理力学性质。 常用触探探头：单桥探头（测定一个触探指标Ps比贯入阻力） 双桥探头（锥尖阻力、侧壁摩阻力） 应用：根据贯入阻力曲线的形态特征或数值变化幅度划分土层 评定地基土的强度参数 评定土的变形指标 评定地基土的承载力 估算单桩承载力 29.什么是标准贯入试验？标准贯入试验成果在工程上有哪些应用？ 标准贯入试验：（动力触探类型之一）利用规定重量的穿心锤，从恒定高度上自由落下，将一定规格的探头打入土中，根据打入的难易程度判别土的性质。 应用：评定砂土的密实度 评定砂土抗剪强度指标 评定粘性土的状态 评定粘性土的不排水抗剪强度 评定地基土承载力 地基土的液化判别 评定土的变形模量和压缩模量 估算单桩承载力 30.如何根据公式判断地基土的震动液化？