土力学课后题答案教学提纲

土力学课后题答案

土力学课后习题与答案

思考题1

1-1 什么叫土？土是怎样形成的？粗粒土和细粒土的组成有何不同？

1-2 什么叫残积土？什么叫运积土？他们各有什么特征？

1-3 何谓土的级配？土的粒径分布曲线是怎样绘制的？为什么粒径分布曲线用半对数坐标？

1-4 何谓土的结构？土的结构有哪几种类型？它们各有什么特征？

1-5 土的粒径分布曲线的特征可以用哪两个系数来表示？它们定义又如何？

1-6 如何利用土的粒径分布曲线来判断土的级配的好坏？

1-7 什么是吸着水？具有哪些特征？

1-8 什么叫自由水？自由水可以分为哪两种？

1-9 什么叫重力水？它有哪些特征？

1-10 土中的气体以哪几种形式存在？它们对土的工程性质有何影响？

1-11 什么叫的物理性质指标是怎样定义的？其中哪三个是基本指标？1-12 什么叫砂土的相对密实度？有何用途？

1-13 何谓粘性土的稠度？粘性土随着含水率的不同可分为几种状态？各有何特性？

1-14 何谓塑性指数和液性指数？有何用途？

1-15 何谓土的压实性？土压实的目的是什么？

1-16 土的压实性与哪些因素有关？何谓土的最大干密度和最优含水率？1-17 土的工程分类的目的是什么？

1-18 什么是粗粒土？什么叫细粒土？

思考题2

2-1 土中的应力按照其起因和传递方式分哪几种？怎么定义？

2-2 何谓自重应力，何谓静孔隙水应力？计算自重应力应注意些什么？2-3 何谓附加应力，空间问题和平面问题各有几个附加应力分量？计算附加应力时对地基做了怎样的假定？

2-4 什么叫柔性基础？什么叫刚性基础？这两种基础的基底压力有何不同？

2-5 地基中竖向附加应力的分布有什么规律？相邻两基础下附加应力是否会彼此影响？

2-6 附加应力的计算结果与地基中实际的附加应力能否一致，为什么？2-7 什么是有效应力？什么是孔隙应力？其中静孔隙应力如何计算？

2-8 你能熟练掌握角度法和叠加原理的应用吗？会计算各种荷载条件下地

基中任意点的竖向附加应力吗？

思考题3

3-1 何谓达西定律，达西定律成立的条件有哪些？

3-2 实验室内测定渗透系数的方法有几种？它们之间又什么不同？

3-3 流网有什么特征？

3-4 渗透变形有几种形式？各有什么特征？

3-5 什么是临界水力梯度？如何对其进行计算？

3-6 孔隙水应力在静水条件下和在稳定渗流作用下有什么不同？如何利用

流网确定渗流作用的孔隙水压力。

3-7 根据达西定律计算出的流速和土水中的实际流速是否相同？为什么？ 3-8 拉普拉斯方程是由哪两个基本定律推导出的？你认为土的透水系数是

各向同性的吗？

思考题4

4-1 引起土体压缩的主要原因是什么？

4-2 试述土的各压缩性指标的意义和确定方法。

4-3 分层总和法计算基础的沉降量时，若土层较厚，为什么一般应将地基

土分层？如果地基土为均质，且地基中自重应力和附加应力均为（沿高度）均匀分布，是否还有必要将地基分层？

4-4 分层总和法中，对一软土层较厚的地基，用i 1i 2i i 1i S (e e )H /(1e )=-+或

i vi i 1i S a pH /(1e )=?+计算各分层的沉降时，用哪个公式的计算结果更准

确？为什么？

4-5 基础埋深d 〉0时，沉降计算为什么要用基底净压力？

4-6 地下水位上升或下降对建筑物沉降有没有影响？

4-7 工程上有一种地基处理方法——堆载预压法。它是在要修建建筑物的

地基上堆载，经过一段时间之后，移去堆载，再在该地基上修建筑

物。试从沉降控制的角度说明该方法处理地基的作用机理。

4-8 土层固结过程中，孔隙水压力和有效应力是如何转换的？他们间有何

关系？

4-9 固结系数v C 的大小反映了土体的压缩性有何不同？为什么？

4-10 超固结土与正常固结土的压缩性有何不同？为什么？

思考题5

5-1 什么叫土的抗剪强度？

5-2 库仑的抗剪强度定律是怎样表示的,砂土和粘性土的抗剪强度表达式

有何不同？

5-3 为什么说土的抗剪强度不是一个定值？

5-4 何谓摩尔—库仑破坏准则？何为极限平衡条件？

5-5 土体中发生剪切破坏的平面是不是剪应力最大的平面？在什么情况下，破坏面与最大剪应力面是一致的？

5-6 测定土的抗剪强度指标主要有哪几种方法？试比较它们的优缺点？

5-7 何谓灵敏度和触变性？

5-8 影响砂土抗剪强度的因素有哪些？

5-9 何谓砂土液化？

5-10 试述正常固结粘土在，，三种实验中的应力—应变、孔隙水应力—应变（或体变—应变）和强度特性。

5-11 试述超固结粘土在，，三种实验中的应力—应变、孔隙水应力—应变（或体变—应变）和强度特性。

5-12 试述正常固结粘土和超固结粘土的总应力强度包线与有效强度包线的关系。

思考题6

6-1 何谓主动土压力、静止土压力和被动土压力？试举实际工程实例。

6-2 试述三种典型土压力发生的条件。

6-3 为什么主动土压力是主动极限平衡时的最大值？而被动土压力是被动极限平衡时的最小值？

6-4 朗肯土压力理论和库仑土压力理论各采用了什么假定？分别会带来什么样的误差？

6-5 朗肯土压力理论和库仑土压力理论是如何建立土压力计算公式的？它们在什么样的条件下具有相同的计算结果？

6-6 试比较说明朗肯土压力理论和库仑土压力理论的优缺点和存在的问题？

思考题7

7-1 控制边坡稳定性的因素有哪些？

7-2 为什么说所有计算安全系数的极限平衡分析方法都是近似的方法？由它计算的安全系数与实际值相比，假设抗剪强度指标是真值，计算结果是偏高还是偏低？

7-3 简化毕肖普条分法与瑞典条分法的主要差别是什么? 为什么对同一问题毕肖普法计算的安全系数比瑞典法大?

7-4 不平衡推力法与杨布法有什么区别？他们可以用于圆弧滑动分析吗？7-5 为什么不同工程和不同工期容许安全系数不同？

思考题8

8-1 进行地基基础设计时，地基必须满足哪些条件？为什么？

8-2 地基发生剪切破坏的类型有哪些？其中整体剪切破坏的过程和特征有哪些？

8-3 确定地基承载力的方法有哪几类？

8-4 按塑性开展区方法确定地基承载力的推导是否严谨？为什么？

8-5 确定地基极限承载力时,为什么要假定滑动面？各种公式假定中.你认为哪些假定合理？哪些假定可能与实际有较大的差异？

8-6 试分别就理论方法和规范方法分析研究影响地基承载力的因素有哪些？其影响的结果分别怎样？

8-7 若存在较弱下卧层,为什么要对其进行承载力验算？

土力学答案

思考题1

1-1 土是松散颗粒的堆积物。

地球表层的整体岩石在大气中经受长期风化作用后形成形状不同，大小不一的颗粒，这些颗粒在不同的自然环境条件下堆积（或经搬运沉积），即形成了通常所说的土。

粗粒土中粒径大于0.075㎜的粗粒组质量多于总质量50%，细粒土中粒径小于0.075㎜的细粒组质量多于或等于总质量50%。

1-2 残积土是指岩石经风化后仍留在原地未经搬运的堆积物。残积土的明显特征是，颗粒多为角粒且母岩的种类对残积土的性质有显著影

响。母岩质地优良，由物理风化生成的残疾土，通常是坚固和稳定

的。母岩质地不良或经严重化学风化的残积土，则大多松软，性质易变。

运积土是指岩石风化后经流水、风和冰川以及人类活动等动力搬运离开生成地点后的堆积物。由于搬运的动力不同，分为坡积土、冲积

土、风积土、冰碛土和沼泽土等。坡积土一般位于坡腰或坡脚，上部与残积土相连，颗粒分选现象明显，坡顶粗坡下细；冲积土具有一定程度的颗粒分选和不均匀性；风积土随风向有一定的分选性，没有明显层里，颗粒以带角的细砂粒和粉粒为主，同一地区颗粒较均匀，黄土具有湿陷性；冰碛土特征是不成层，所含颗粒粒径的范围很宽，小至粘粒和粉粒，大至巨大的漂石，粗颗粒的形状是次圆或次棱角的有时还有磨光面；沼泽土分为腐植土和泥炭土，泥炭土通常呈海绵状，干密度很小，含水率极高，土质十分疏松，因而其压缩性高、强度很低而灵敏度很高。

1-3 土中各种大小的粒组中土粒的相对含量称为土的级配。

粒径分布曲线是以土粒粒径为横坐标（对数比例尺），小于某粒径土质量占试样总质量的百分数为纵坐标绘制而成的曲线。

由于土的粒径相差悬殊，因此横坐标用对数坐标表示，以突出显示细小颗粒粒径。

1-4 土的结构是指土的物质组成（主要指土里，也包括孔隙）在空间上

的相互排列及土粒间联结特征的总和。

土的结构通常包括单粒、分散、絮状三种结构。

单粒结构比较稳定，孔隙所占的比例较小。对于疏松情况下的砂土，

特别是饱和的粉细砂，当受到地震等动力荷载作用时，极易产生液化而丧失其承载能力；分散结构的片状土粒间相互接近于平行排列，粒间以面-面接触为主；絮状结构的特征是土粒之间以角、边与面的接触或变与边的搭接形式为主，这种结构的土粒呈任意排列，具有较大的孔隙，因此其强度低，压缩性高，对扰动比较敏感，但土粒间的联结强度会由于压密和胶结作用逐渐得到增强。

1-5 粒径分布曲线的特征可用不均匀系数u C 和曲率系数c C 来表示。

定义为： d d u C 1060= d

d d c C 60

102)(30= 式中：d 10，d 30和d 60

为粒径分布曲线上小于某粒径的土粒含量分别为10%，30%和60%时所对应的粒径。

1-6 土的级配的好坏可由土中的土粒均匀程度和粒径分布曲线的形状来

决定，而土粒的均匀程度和曲线的形状又可用不均匀系数和曲率系数来衡量，对于纯净的砾、砂，当u C 大于或等于5，而且c C 等于1~3

时，它的级配是良好的；不能同时满足上述条件时，它的级配是不良的。

1-7 吸着水是由土颗粒表面电分子力作用吸附在土粒表面的一层水。

吸着水比普通水有较大的粘滞性，较小的能动性和不同的密度。距土颗粒表面愈近电分子引力愈强，愈远，引力愈弱。又可分为强吸着水和弱吸着水。

1-8 离开土颗粒表面较远，不受土颗粒电分子引力作用，且可自由移动

的水成为自由水。自由水又可分为毛细管水和重力水两种。

1-9 在重力或水位差作用下能在土中流动的自由水称为重力水。

重力水与普通水一样，具有溶解能力，能传递静水和动水压力，对土

颗粒有浮力作用。它能溶蚀或析出土中的水溶盐，改变土的工程性

质。

1-10 存在于土中的气体可分为两种基本类型：一种是与大气连通的气体；

另一种是与大气不通的以气泡形式存在的封闭气体。

土的饱和度较低时，土中气体与大气相连通，当土受到外力作用时，气体很快就会从孔隙中排出，土的压缩稳定和强度提高都较快，对土的性质影响不大。但若土的饱和度较高，土中出现封闭气泡时，封闭气泡无法溢出，在外力作用下，气泡被压缩或溶解于水中，而一旦外力除去后，气泡就又膨胀复原，所以封闭的气泡对土的性质有较大的影响。土中封闭气泡的存在将增加土的弹性，它能阻塞土内的渗流通道使土的渗透性减小，并能延长土体受力后变形达到稳定的历时。

1-11 土的一些物理性质主要决定于组成土的固体颗粒、孔隙中的水和气体

这三相所占的体积和质（重）量的比例关系，反映这种关系的指标称为土的物理性质指标。土的物理性质指标是根据组成土的固体颗粒、孔隙中的水和气体这三相所占的体积和质（重）量的比例关系来定义的。含水率、密度和土粒比重是基本指标。

1-12 相对密实度是以无粘性土自身最松和最密两种极限状态作为判别的基准，定义为：e e e e D r min max 0max

--=

相对密实度常用来衡量无粘性土的松紧程度。

1-13 稠度是指粘性土的干湿程度或在某一含水率下抵抗外力作用而变形或

破坏的能力，是粘性土最主要的物理状态指标。

随含水率的不同可分为流态、可塑态、半固态和固态。

流态时含水率很大，不能保持其形状，极易流动；可塑态时土在外力作用下可改变形状但不显著改变其体积，也不开裂，外力卸除后仍能保持已有的形状；半固态时粘性土将丧失其可塑性，在外力作用下不产生较大的变形且容易破碎。固态时含水率进一步减小，体积不再收缩，空气进入土体，使土的颜色变淡。

1-14 液限和塑限之差的百分数值（去掉百分号）称为塑性指数，用I P 表

示，取整数，即：w w I P L P -=

粘性土的状态可用液性指数来判别，其定义为： I w w w w w w I P P P L P L

-=--=

塑性指数是反映粘性土性质的一个综合性指标。一般地，塑性指数越高，土的粘粒含量越高，所以常用作粘性土的分类指标。液性指数表征乐土的天然含水率与界限含水率之间的相对关系，表达了天然土所处的状态。

1-15土的压实性是指在一定的含水率下，以人工或机械的方法，使土能够压实到某种密实程度的性质。

为了保证填土有足够的强度，较小的压缩性和透水性，在施工中常常需要压实填料，以提高土的密实度和均匀性。

1-16影响土压实性的因素很多，主要有含水率、击实功能、土的种类和级配以及粗粒含量等。

当含水率较小时，土的干密度随着含水率的增加而增大，而当干密度随着含水率的增加达到某一值后，含水率的继续增加反而使干密度减小，干密度的这一最大值称为该击数下的最大干密度，此时相应的含水率称为最优含水率。

1-17 为了能大致判别土的工程特性和评价土作为地基或建筑材料的适宜性，有必要对土进行科学的分类。

1-18 试样中粒径大于0.075㎜的粗粒组质量多于总质量50%的土称为粗粒土。

试样中粒径小于0.075㎜的细粒组质量多于或等于总质量50%的土称为细粒土。

思考题2

2-1土体的应力，按引起的原因分为自重应力和附加应力两种；按土体中土骨架和土中孔隙（水、气）的应力承担作用原理或应力传递方式可分为有效应力和孔隙应（压）力。有效应力是指由土骨架传递（或承担）的应力。孔隙应力是指由土中孔隙流体水和气体传递（或承担）的应力。自重应力是指由土体自身重量所产生的应力。附加应力是指由外荷（静的或动的）引起的土中应力。

2-2自重应力是指由土体自身重量所产生的应力。

由静水位产生的孔隙水应力称为静孔隙水应力。

土体自重应力应由该点单位面积上土柱的有效重量来计算，如果存在地下水，且水位与地表齐平或高于地表，则自重应力计算时应采用浮重度，地下水位以下的土体中还存在静孔隙水应力。

2-3 附加应力是指由外荷（静的或动的）引起的土中应力。

空间问题有三个附加应力分量，平面问题有两个附加应力分量。

计算地基附加应力时，假定地基土是各向同性的、均匀的、线性变

形体，而且在深度和水平方向上都是无限的。

2-4实际工程中对于柔性较大（刚度较小）能适应地基变形的基础可以视为柔性基础。