2022年《土力学》知识点总结.docx
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1、名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -学问点精编 第一章 土的物理性质 一 摸索题 1 土是如何生成的?它与其他材料的最大区分是什么?答:土是地壳岩石经受剧烈风化的产物,是各种矿物颗粒的集合体;与其他材料的最大区分是:一般的建筑材料可由设计人员指定品种或型号,品种或型号一旦确定,力学性质参数也就确定;土就不同,建筑物以自然土层作为地基;拟建地点是什么土,设计人员就以这种土作为设计对象,且由于土是自然历史的产物,性质很不匀称,而且复杂多变;土的应力 -应变关系是非线形的,而且不唯独;土的变形在卸荷后一般不能完全复原;土的强度也是变化的;土对扰动特殊
2、敏锐;2 土是由哪几部分组成的?答:自然界的土体由固相(固体颗粒)、液相(土中水)和气相(土中气体)组成,通常称为三相分散体系;3 什么叫土粒的颗粒级配?如何从级配曲线的陡缓判定土的工程性质?答:自然土体中包含大小不同的颗粒,为了表示土粒的大小及组成情形,通常以土中各个粒组的相对含量来表示,称为土的颗粒级配;依据曲线的坡度和曲率可判定土的级配情形;假如曲线平缓,表示土粒大小都有,即级配良好;假如曲线较陡,就表示颗粒粒径相差 不大,粒径较匀称,即级配不良;级配良好的土,较粗颗粒间的孔隙被较细的颗粒所填充,因而土的密实度较好;4 何谓土的结构?土的结构有几种?答:土的结构是指土在成土过程中所形成的
3、土粒的空间排列及其联结形式,与组成土的颗粒大小、颗粒外形、矿物成分和沉积条件有关;一般可归纳为单粒结构、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几个?哪些是直接测定的?如何测定?答:土的物理性质指标有:土的密度、土粒相对密度、土的含水量、土的干密度、土的饱和密度、土的有效密度、土的孔隙比和孔隙率等;土的密度(通过环刀法测定)、土粒相对密度(通过比重瓶法测定)和土的含水量(通过烘干法测定)是直接测定的物理性质指标;6 土的物理状态指标有几个?答:土的物理状态,对于无粘性土是指土的密实程度,对于粘性土就是指土的软硬程度,也称为粘性土的稠度;描述砂土密实状态的指标有:孔隙比和相对密度;
4、粘性土的稠度状态的指标有:液限、塑限、塑性指数和液性指数等;7 地基土如何按其工程性质进行分类?答:依据地基规范作为建筑地基上的土(岩)二 习题,可分为岩石、碎石土、砂土、粉土、粘性土和人工填土;31-1 一块原状土样,经试验测得土的自然密度 .1 67 kN m,含水量为 12.9% ,土粒相对密度 d s .2 67,求孔隙比 e、孔隙率 n和饱和度 rS ;d s 1 w w 2 . 67 1 0 . 129 解:( 1)e 1 1 0 . 8051 . 67(2)n e 0 . 805 44 6. %1 e 1 0 . 805wd s 0 . 129 2 . 67(3)S r 43 %
5、e 0 . 8051-2 某砂土土样的自然密度为 1.77g cm ,自然含水量为 3 9.8% ,土粒的相对密度为 2.67 ,烘干后测定最小孔隙比为 0.461 ,最大孔隙比为 0.943 ,试求自然孔隙比 e 和相对密度 D ,并评定该砂土的密实度;解:( 1)e d s 1 w w1 2 . 67 1 0 . 098 1 0 . 6561 . 77(2)Dr e max e .0 943 .0 656 0 . 595e max e min .0 943 .0 461判定该砂土的密实度为:中密1-3 粘性土的含水量w36.4%,液限w L48%,塑限wp25.4%,要求:运算该土的塑性指
6、数:依据塑性指数确定该土的名称;运算该土的液性指数;按液性指数确定土的状态;解:( 1)Ipw Lwp48 %25 4. %22 6.为粘土 第 1 页,共 8 页 细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -学问点精编(2)ILwwp36 . 425 . 40 . 49土的状态为可塑态w Lwp4825 . 4其次章土的渗透性一 摸索题1 什么是土的毛细性?什么是土的毛细现象?土的毛细现象对工程有什么影响?答:土的毛细性是指土能
7、够产生毛细现象的性质;土的毛细现象是指土中水在表面张力作用下,沿着微小孔隙向上及向其他方向移动的现象;对工程的影响如下:1) 毛细水的上升是引起路基冻害的因素之一;2) 对于房屋建筑,毛细水的上升会引起地下室过分潮湿;3) 毛细水的上升可能引起土的沼泽化和盐渍化,对建筑工程及农业经济都有很大影响;2 土层中的毛细水带分为几种?有什么特点?答:分为三种:正常毛细水带;毛细网状水带和毛细悬挂水带;正常毛细水带位于毛细水的下部,与地下潜水连通,它会随着地下水位的升降而做相应的移动;毛细网状水带位于毛细水带的中部,它可以在表面张力和重力作用下移动;毛细悬挂水带位于毛细水带的上部,当地表有大气降水补给时
8、,毛细悬挂水在重力作用下向下移动;3 何谓动力水?何谓临界水头梯度?答:我们把水流作用在单位体积土体中土颗粒上的力称为动水力,也称渗流力;它的作用方向与水流方向一样;当向上的动水力与土的有效重度相等时,这时土颗粒间的压力等于零,土颗粒将处于悬浮状态而失去稳固,这种现象就称为流沙现象;这时的水头梯度称为临界水头梯度;4 土发生冻胀的缘由是什么?影响冻胀的因素有哪些?答:使土发生冻胀的缘由是冻结使土中水分向冻结区迁移和积聚;影响因素有:土的因素;水的因素和温度因素;二 习题2-1 某基坑在细砂层中开挖,经施工抽水,待水位稳固后,实测水位从初始水位 5.5m 降到 3.0m ;渗流路径长 10m ;
9、依据场地勘察报告:3 2细砂层饱和重度 sat 18.7 kN m ,k 4.5 10 mm s ,试求渗透水流的平均速度 v和渗流力j,并判别是否会产生流砂现象;5.5 3.0解:i 0.25102 2v ki 4.5 10 0.25 1.125 10 mm s3j w i 10 0.25 2.5 kN m细砂层的有效重度 sat w 18.7 10 8.7 j 2.5所以不会因基坑抽水而产生流砂现象;第三章 土中的应力一 摸索题1 什么是土的自重应力和附加应力?讨论自重应力的目的是什么?答:地基中的自重应力是指土体本身的有效重力产生的应力;附加应力是由于外荷载(建筑荷载、车辆荷载、土中水的
10、渗流力、地震力等)的作用,在土体中产生的应力增量;讨论地基自重应力的目的是为了确定土体的初始应力状态;2 何谓基底压力?影响基底压力分布的因素有哪些?工程实践中对基底压力分布作了怎样的简化?答:基底压力:作用于基础底面传至地基的单位面积压力称为基底压力;由于基底压力作用于基础与地基的接触面上,也称为接触压力;其反作用力即地基对基础的作用力,称为地基反力;影响基底压力分布的因素有很多如:基础的外形、平面尺寸、刚度、埋深、基础上作用荷载的大小及性质、地基土的性质等;精确地确定基底压力是一个相当复杂的问题;目前在工程实践中,一般将基底压力分布近似按直线考虑,依据材料力学公式进行简化运算;3 在集中荷
11、载作用下地基中附加应力的分布规律是什么?答:在荷载面以下同一深度的水平面上,沿荷载轴线上的附加应力最大,向两边逐步减小;在荷载轴线上,里荷载面愈远,附加应力愈小;这是由于荷载作用在地基上时,产生应力扩散的结果;4 何谓角点法?应用角点法时应留意什么问题?细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 2 页,共 8 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -学问点精编 答:运算矩形面积受竖向均布荷载作用下,地基中任一点的附加应力时,可以加几条帮助线,通过需运算的点,将
12、矩形面积划分成 n 个矩 形,应用公式分别运算各划分的矩形上的荷载产生的附加应力,进行叠加,此法称为角点法;应用角点法时应留意:划分的每一个矩形,都有一个角点为所求应力的点;全部划分的各矩形面积的总和,应等于原有受荷的面积;所划分的每一个矩形面积中 L 为长边, b 为短边;6 对于上层硬下层软或上层软下层硬的双层地基,在软硬分界面上的应力分布较均质土有何区分?答:对于上层软下层硬的双层地基,此时,土层中的附加应力比均质土有所增加,即存在所谓的应力集中现象;岩层埋藏越浅,应力集中 的影响越明显;对于上层硬下层软的双层地基,就往往显现应力 . 二 习题 cz;3-1 有一多层地基地质剖面图如下列
13、图:试运算自重应力解:cz 1 1 h 1 18 2 36 kPacz21h 12h 23620156 kPa4150 kPa ,min50 kPa;cz31h 12h 23h 35611167 kPacz41h 12h 23h 34h 4wh w6712110299 kPa3-2 已知某工程为条形基础,长度为l=18b ,宽度为 b;在偏心荷载作用下,基础底面边缘处附加应力max挑选一种最简便方法,运算此条形基础中心点下,深度为:0,05.b1, .0 b,20.b3,.0 b处地基中的附加应力;.0 137解:最简便方法取:p 0max2min200100kPa2(1)l18,z0,查表得
14、:c1.0 25( 4)l18,z2,查表得:cbbbbz 14p 0c 11 0 0 k P az 44p 0c 454 8.kPa.0099(2)l18,z0.5 ,查表得:c 2.0239( 5)l18,z3 ,查表得:c5bbbbz24p0c 295 6.kPaz 54p0c539 . 6 kPa(3)l18,z,1查表得:c3.0 205bbz 34p 0c 382 kPa第四章土的压缩性及地基沉降一 摸索题1 为什么可以说土的压缩变形实际上是土的孔隙体积的减小?答:土的压缩性是指土在压力作用下体积缩小的特性;讨论说明,在工程实践中可能遇到的压力(600kPa )作用下,土粒与土中水
15、本身的压缩极为微小,可以忽视不计;因此,土的压缩被认为只是由于孔隙体积削减的结果;2 地基土的压缩摸量和变形摸量在概念上有什么区分?答:压缩摸量:土体在侧限条件下竖向压应力与竖向总应变之比;变形摸量:土体在侧向自由变形条件下竖向压应力与竖向总应变之比;3 什么叫正常固结土、超固结土和欠固结土?答:正常固结土:历史上所经受的先期固结压力等于现有上覆荷重的土层;超固结土:历史上所经受的先期固结压力大于现有上覆荷重的土层;欠固结土:历史上所经受的先期固结压力小于现有上覆荷重的土层;4 地基变形特点值分为几类?答:沉降量;沉降差;倾斜和局部倾斜;6 何谓地基变形运算的分层总和法?它有哪些基本假定?细心
16、整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 3 页,共 8 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 学问点精编 - - - - - - - - - - - - - - -答:分层总和法把地基土视为直线变形体,在外荷载作用下的变形只发生在有限厚度的范畴内,将压缩层厚度内的土体分层,分别求出各分层的应力,然后用土 的应力 -应变关系式求出各分层的变形量再总和起来即为地基的沉降量;分层总和法隐含了以下几个假定:土体单向压缩;采纳基础中心点下的 二 习题附加应力来进行变形运算;基坑开挖后地基土没有回弹;4-1 某厂房为框架结构,柱
17、基底面为正方形,边长 l b 4 m ,基础埋置深度为 d 1 m ;上部结构传至基础顶面荷载 P 1440 kN ;地基为粉质粘土,土的自然重度 16kN m ,土的自然孔隙比 3 e 0.97;地下水位深 3.4m ,地下水位以下土的饱和重度sat 18.2 kN m ;土的压缩系数:地下水位以上为 31 0.3MPa 1,地下水位以下为 2 0.25MPa 1;利用分层总和法运算柱基中点的沉降量;解: 运算地基土的自重应力 地基受压层深度 z n3基础底面 : cd d 16 kN m zn .6 0 m地下水面:cw 3 . 4 3 . 4 16 54 . 4 kPa 地基沉降运算分层
18、 基础底面接触压力 运算层每层厚度 hi 0 4. b 1 . 6 m;地下水位以上 2.4m 分两110 kPa 层,各 1.2m; 第三层 1.6m; 第四层因附加压力很小,可取 2m. 基础底面附加应力 地基沉降运算0 d 110 . 0 16 94 k P a地基中的附加应力 s i1 e 1 z h i 16 . 3 12 9. 9 6 . 1 44 3. mm基础底面为正方形用角点法运算,分成相等的四小块, 运算过程略4-2 建筑物荷载、基础尺寸和地基土的分布与性质同上题;地基土的平均压缩摸量:地下水位以上为 E s 1 5.5 MPa ,地下水位以下为E s 2 6.5 MPa
19、;地基土承载力标准值 kf 94 kPa ;用规范举荐法运算柱基中点的沉降量;解:地基受压层运算深度 nzzn b 2 . 5 0 . 4 ln b 4 2 . 5 .0 4 ln 4 7 8. m 柱基中点沉降量 sssp 0z 11p 0z 12z 1a 1e 10.8,E s 1Es21 . 194.24.08587 8.0 455.2 4.0858 103 .42 . 0591 . 4962 mm.556 . 5.5 5.654-3 厚度 H=10m 的粘土层,上覆透水层, 下卧不透水层, 上下层的压缩应力分别为:235kPa 和 157kPa ;已知粘土层的初始孔隙比压缩系数0.00
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