土力学复习题

⼒学复习题名词解释

饱和度 ：⼟孔隙中所含⽔的体积与⼟中孔隙体积的⽐值称为⼟的饱和度，以百分数表⽰。 孔隙⽐ ：指⼟中孔隙体积与⼟中固体颗粒总体积的⽐值，⽤⼩数表⽰

孔隙度 ：孔隙率指⼟中孔隙总体积与⼟的总体积之⽐，⽤百分数表⽰。 黏性⼟：粘性⼟是塑性指数I p ⼤于10的⼟。粉⼟ ：若⼟的塑性指数⼩于或等于10，粒径⼤于0.075的颗粒含量不超过总量的50％，则该⼟属于粉⼟渗流⼒ ：称单位体积⼟颗粒所受到的渗流作⽤⼒为渗流⼒或动⽔⼒。

{课件：渗透⽔流施于单位⼟体内⼟粒上的拖曳⼒称为渗流⼒（渗透⼒、动⽔压⼒）}

液限 ：⼟由可塑状态转到流动状态的界限含⽔量称为液限，或称为塑性上限或流限，⽤符号Wl 表⽰。塑限 ：⼟由可塑状态转为半固态的界限含⽔量称为塑限，⽤符号Wp 表⽰。基底附加压⼒ ：由于建筑物荷重使基底增加的压⼒称为基底附加压⼒基底压⼒：基础底⾯传递给地基表⾯的压⼒称为基底压⼒

压缩模量：指⼟体在侧限压缩条件下竖向附加压应⼒与竖向应变之⽐值，单位为MPa 。表⽰：ES变形模量 ：指⼟体在⽆侧限条件下应⼒与应变的之⽐值。表⽰：Eo

有效应⼒原理 ：饱和⼟中任意点的总应⼒总是等于有效应⼒加上孔隙⽔压⼒；或有效应⼒总是等于总应⼒减去孔隙⽔压⼒。此即饱和⼟中的有效应⼒原理。

有效应⼒：通过⼟粒接触点传递的粒间应⼒，称为⼟中有效应⼒，它是控制⼟的体积变形和强度变化的⼟中应⼒。地基固结（压密）度 ：是指地基⼟层在某⼀压⼒作⽤下，经历时间t 所产⽣的固结变形量和最终固结变形量之⽐值，或⼟层中（超）孔隙⽔压⼒的消散程度，亦称固结⽐或固结百分数。

临塑荷载 ：是指基础边缘地基中刚要出现塑性变形区时基底单位⾯积上所承担的荷载。临界荷载 ：是指允许地基产⽣⼀定范围塑性变形区所对应的荷载

（课件：允许塑性区有⼀定的开展范围⼜保证地基最⼤限度的安全承担结构荷载时的地基承载⼒）

压实度 ：定义为现场⼟质材料压实后的⼲密度Pd 室内试验标注最⼤⼲密度Pdmax 之⽐值，或称压实系数。表⽰：

()27v s V e V =-()v 100%28V n V =?-()

100%29w r v V S V =?-c ρλρ=d dmax （11-1）

超固结⽐ ：通常将先期固结压⼒与现有覆⼟重之⽐值定义为超固结⽐。OCR=Pc/P1

地基承载⼒特征值 ：定义为由载荷试验测定的地基⼟的压⼒-变形曲线线性变形段内规定的变形所对应的压⼒值，其最⼤值为⽐例界限值。简答题

1、 何谓塑性指数？建筑⼯程黏性⼟如何按塑性指数 分类 ？

是指液限与塑限的差值（省去%符号）即⼟处在可塑状态的含⽔量变化范围，⽤符号I P表⽰。 即I P=w L-w p

国家标准《岩⼟⼯程勘察规范》按塑性指数I P 将粘性⼟分为两类

I P >17为粘⼟，17≥I P >10为粉质粘⼟I P ≤10为粉⼟或砂类⼟。

2、 何谓液性指数？ 建筑⼯程黏性⼟软硬状态划分标准是什么？I L

表⽰。即

表2-3 黏性⼟的状态 3、 通过固结试验可以得到哪些⼟的压缩性指标？如何求得？1.压缩系数2压缩指数

3压缩模量（侧限压缩模量）

()⾼压缩性⼟低压缩性⼟⼟的压缩性越⼤。越⼤，曲线越陡，压缩指数曲线后段直线段的斜率4.02.0 5-5lg -lg -log - c c c 1221c><=C C C p p e e C p e ()1221-112- 5-4

-: M P a :[M P a ] : [M P a ] a e p e e e a p p p a p p -?==?压缩系数：曲线上某⼀压⼒段的割线斜率式中：压缩系数单位为；

相当于某深度处的⾃重应⼒；相当于某深度处的⾃重应⼒与附加应⼒之和；

1122 : :e p e p 相应于压缩稳定后的孔隙⽐；相应于压缩稳定后的孔隙⽐；

压缩模量指⼟在侧限压缩条件下竖向附加压应⼒与应变增量之⽐，单位为MPa 。4.变形模量

变形模量指⼟在⽆侧限条件下附加压应⼒与压缩应变之⽐。载荷试验

变形模量与压缩模量的关系

压缩模量指⼟在侧限压缩条件下应⼒与应变之⽐。变形模量指⼟在⽆侧限条件下应⼒与应变之⽐。5.⼟的弹性模量

弹性模量是指⼟体在⽆侧限条件下瞬时压缩的正应⼒与弹性正应变(即可恢复应变)的⽐值。

⼀般采⽤三轴仪进⾏三轴重复压缩试验，得到的应⼒-应变曲线上的初始切线模量E i 或再加荷模量E r 作为弹性模量。

4、 何谓管涌？发⽣的条件有哪些？

概念 ：指在渗透⽔流的作⽤下，⼟中的颗粒被⽔流逐渐带⾛，最终导致⼟体内形成贯通的渗流管道，造成⼟体坍塌的现象 条件：⼀般粘性⼟只会发⽣流⼟，⽽不会发⽣管涌，属于⾮管涌⼟

⽆粘性⼟中粗颗粒构成的孔隙直径⼤于细颗粒的直径时，才可能让细颗粒在其中移动，这是发⽣管涌的必要条件5、 何谓流砂？发⽣的条件有哪些？

概念：将这种在向上的渗流⼒作⽤下，粒间有效应⼒为零时，颗粒群发⽣悬浮、移动的现象称为流砂现象或流⼟现象。 条件：当△h 增⼤到某⼀数值时，向上的渗流⼒克服了重⼒，⼟体就要发⽣浮起或受到破坏。6、 何谓压缩系数？如何评定⼟的压缩性？

⼟的压缩系数的定义是⼟体在侧限条件下孔隙⽐减⼩量与有效应⼒增量的⽐值（MPa-1即e-p 曲线中某⼀压⼒段的割线斜率。7、 分层总和法和应⼒⾯积法中计算深度 z n 是如何确定的？

分层总和法：地基压缩层深度的下限，取地基附加应⼒等于⾃重应⼒的20%处，即σz=0.2σc 处；在该深度以下如有较⾼压缩性⼟层，则应计算⾄σz=0.1σc 处核算精度均为±5kpa;

地基压缩层深度范围内的分层厚度可取0.4b （b 为基础短边宽度）左右，成层⼟的层⾯和地下⽔位⾯都是⾃然的分层⾯。（课件：确定压缩层厚度满⾜σz=0.2σc 的深度点可作为压缩层的下限；对于软⼟则应满⾜σz=0.1σc ；各天然⼟层界⾯和地下⽔位必须作为分层界⾯；各分层厚度必须满⾜ H i ≤0.4B （B 为基础短边宽度）应⼒⾯积法

按上式所确定的地基变形计算深度下如有较软弱⼟层时，尚应向下继续计算， 直⾄软弱⼟层中所取规定厚度△z 的计算变形值满⾜上式为⽌。

当⽆相邻荷载影响，基础宽度在1－30m 范围内时，基础中点的地基变形计算深度，也可按上列简化公式计算（3）在地基变形计算深度范围内存在基岩层时，zn 可取⾄基岩表⾯；

当存在较厚的坚硬黏性⼟层，其孔隙⽐⼩于0.5，压缩模量⼤于50MPa ，或存在较厚的密实砂卵⽯层， 1-2-11-2-11-1-2-121210.5MPa ≥ MPa

5.0 ≤0.1MPa MPa 1.0 kPa 200kPa 100a a a a p p ⾼压缩性⼟中等压缩性⼟低压缩性⼟标准：作为判断⼟的压缩性的压缩系数时的到通常⽤压⼒间隔由<<==-()166)ln 4.05.2()2(--=b b z n ()1560.025)1(1-'?≤'?∑=n i is s

其压缩模量⼤于80MPa 时，可取⾄该层⼟表⾯分层：按⾃然⼟层及地下⽔位界⾯8、 导致⼟坡滑动失稳的原因有哪些？

影响⼟坡滑动的因素复杂多变，但其根本原因在于⼟体内部某个滑动⾯上的剪应⼒达到了它的抗剪强度，使稳定平衡遭到破坏。因此，导致⼟坡滑动失稳的原因可有以下两种：（1）外界荷载作⽤或⼟坡环境变化等导致⼟体内部剪应⼒加⼤

（2）由于外界各种因素影响导致⼟体抗剪强度降低，促使⼟坡失稳破坏。9、 何谓地基极限承载⼒？⽐较普朗德尔 、赖斯纳和太沙基 p u 公式的异同点

地基极限承载⼒是指地基剪切破坏发展即将失稳时所能承受的极限荷载，亦称地基极限荷载普朗特尔：基本假定：（1）基础底⾯光滑

（2）地基⼟⽆重量(γ=0)（3）基础置于地基表⾯(q =0)

公式：Pu=cNc （假定γ=0，q =0，所以Pu 只与c 、φ有关。 c 、φ：⼟的抗剪强度指标）赖斯纳:

是考虑基础埋深q =γd 的影响，对普朗特尔的公式修正得到的普朗特尔-赖斯纳公式，

但该公式没有考虑地基⼟的重量，没有考虑基础埋深范围内侧⾯⼟的抗剪强度等得影响，故与实际仍有较⼤差距。公式：Pu=cNc+qNq太沙基：

（1）地基⼟有重量，即γ≠0。（2）基地粗糙

（3）不考虑基底以上填⼟的抗剪强度，把他、它仅看成作⽤在基底⽔平⾯上的超载（4）在极限荷载作⽤下基础发⽣整体剪切破坏（5）假定地基中滑动⾯的形状如图所⽰。公式：

{课件：基本假定：

（1）地基⼟有重量，即γ≠0。

（2）地基基础间摩擦⼒很⼤。当地基破坏时，基础底下的⼟楔体aba1处于弹性平衡状态，称为刚性核。ab ⾯与⽔平⾯呈φ⾓

（3）地基破坏时沿着bc1d 曲⾯滑动，出现连续的滑动⾯(整体剪切破坏)。

c1d ⾯与⽔平⾯的夹⾓为45o-φ/2。a1c1d 为朗肯被动区，bc1为对数螺旋线过渡区。（4）将基础底⾯以上的地基⼟看作均布荷载q =γd 。}φ()

19132u c qp bN cN qN γγ=++-10 、试分析⼟料、含⽔量及击实功能对⼟压实性的影响。（1）含⽔量：太⼲不能压实，太湿容易形成“橡⽪⼟”。

（2）⼟类及级配：含粗粒越多的⼟样其最⼤⼲密度越⼤，⽽最优含⽔量越⼩；级配不良不易压实（3）击实功能

压实功能愈⼤，得到的最优含⽔量愈⼩，相应的最⼤⼲密度愈⾼含⽔量超过最优含⽔量以后，压实功能的影响减⼩含⽔量较⾼时，曲线趋近于饱和曲线

☆11 、试述⼟的振动液化机理及其影响因素。

⼟特别是饱和松散砂⼟、粉⼟，在振动荷载作⽤下，⼟中（超）孔隙⽔压⼒逐渐累积，有效应⼒下降，

当孔隙⽔压⼒累积⾄总应⼒时，有效应⼒为零，⼟粒处于悬浮状态，表现出类似于⽔的性质⽽完全丧失其抗剪强度，这种现象称为⼟的振动液化。

根据饱和⼟有效应⼒原理和⽆黏性⼟抗剪强度公式，，当有效应⼒为零即抗剪强度为零时，没有黏聚⼒的饱和松散砂⼟就丧失了承载能⼒，这就是饱和砂⼟振动液化的基本原理。⼟液化的影响因素主要有

1⼟类⼀般情况下塑性指数⾼的黏⼟不易液化，低塑性和⽆塑性的⼟易于液化。在振动作⽤下发⽣液化的饱和⼟，⼀般平均粒径⼩于2mm，黏粒含量低于10%-15%，塑性指数低于7

2⼟的初始密实度当⼟的初始密实度越⼤，在振动⼒作⽤下，⼟越不容易产⽣液化。3初始固结压⼒周围压⼒越⼤，在其他条件相同的情况下，越不容易发⽣液化。

4往复应⼒强度与次数就同⼀种⼟类⽽⾔，往复应⼒越⼩，则需越多的振动次数才可产⽣液化，反之，则在很少振动次数时，就可产⽣液化。

12 、简述均布条形荷载下地基中附加应⼒的分布规律。

（1）σ z不仅发⽣在荷载⾯积之下，⽽且分布在荷载⾯积以外相当⼤的范围之下，这就是所谓地基附加应⼒的扩散分布；

（2）在距离基础底⾯（地基表⾯）不同深度Z处的各个⽔平⾯上，以基底中⼼点下轴线处的为σ z最⼤，随着距离中轴线愈远愈⼩；

（3）在荷载分布范围内任意点沿垂线的σ z值，随深度愈向下愈⼩，在荷载边缘以外任意点沿垂线的σ z值，随深度从零开始向下先加⼤后减⼩。