土力学复习题及答案总结

第一章

1.风化作用对土颗粒形成有何影响？

影响土颗粒的粒径大小，矿物成分

1>物理风化（量变）——原生矿物——无粘性土

2>化学变化（质变）——次生矿物——粘性土

3>生物风化（动植物的活动）——有机质

2.搬运、沉积对土有何影响？

影响土的结构和构造。残积土（无搬运），颗粒表面粗糙多棱角粗细不均无层理，土质较好;运积土（有搬运）

3.粘土矿物对土体工程性质有何影响？

粘土矿物的结晶结构对土体性质的影响很大，根据结晶结构可分为高岭石、伊利石、蒙脱石，其粒径依次降低，比表面积依次增大，渗透性下降，强度下降，压缩性增加

4.自由水对土体变形和强度有何影响？

重力水：工程中主要关注对象，如渗流、孔隙水压力问题。重力水对土的强度、变形等均具有重要的影响。

毛细水的上升，降低了土的强度，沉降增加，加剧冻胀

第二章

1.影响土体力学性质的主要物理状态?

粗颗粒的松密程度，细颗粒的软硬程度影响土的强度，压缩性，地基承载力

2.为何要研究图的水理性质？

土的水理特性:极限含水量，塑性指数，液性指数反映了土的稠度状态和强度特性

3.液限能反映土体何种力学特性？地基承载力

4.塑限能反映土体何种力学特性？强度

5.塑性指数有何意义？液性指数有何意义？

塑性指数：表征粘性土处于塑性状态时含水量的变化范围，反映了矿物成分的亲水能力。

液性指数：反映了土的软硬状态

6.土体分类有哪些原则？

饱和与否、有机质的含量、土颗粒的大小、土的地质原因、土的形成年代、土的工程性质

7.粘性土（细粒土）如何分类？

塑性指数是细颗粒土分类的主要依据。分为亚沙土，亚粘土，粘土（56页）

8.砂土如何分类？

按粒组,级配分类：砾沙，粗砂，中砂，细砂，粉砂

9.分类意义

土的分类体系是根据土的工程性质差异将土划分成一定类别的，目的在于通过一种通用的鉴别标准，以便在不同图雷剑做出有价值的比较、评价、积累和学术经验的交流

第三章

1.影响土体渗透性的因素：

渗透流体的重度，粘滞度；

颗粒粒径与级配；

土的组构；

土的密度；

封闭气泡和细颗粒运动。

2.渗流速度与理论力学的速度概念的区别：渗流速度大小与水力梯度i成正比；理论力学中速度是位

移随时间的变化率。

3.水头为何需要基准面：因为水头的大小随选取的基准面不同而变化

4.达西定律适应条件：层流条件

5.流砂（流土）的形成条件：当土中向上的渗流力J=土的浮重度r’时，土间压力为0，土粒悬浮，

随水流一起流动

6.管涌的形成条件：在水流渗透作用下，土中的细颗粒在粗颗粒形成的孔隙中移动，以至流失；随着

土的孔隙不断扩大，渗流速度不断增加，较粗的颗粒也相继被水流逐渐带走，最终导致土体内形成贯通的渗流管道。

7.渗透变形的防治措施：

⑴流砂的防治

①减小或消除水头差

②增长渗流路径

③在向上渗流出口处地表用透水材料覆盖压重以平衡渗流力

④土层加固处理

⑵管涌的防治

①改变水力条件，降低水力梯度

②改变几何条件，在渗流逸出部位铺设反滤层

8.粘土为何会有起始水力梯度：由于吸着水具有较大的黏滞阻力，因此，只有当水力梯度达到某一数

值，克服了吸着水的黏滞阻力以后，才能发生渗流。

第四章

1.为什么研究土中应力

为建筑物基础进行变形、承载力和稳定性进行分析，土中应力状态的变化引起地基土的变形，导致建筑物的沉降、倾斜或水平位移，当应力超过地基土的强度时，地基就会丧失稳定性而破坏，造成建筑物的倒塌

2.为什么研究基底压力

在计算地基中的附加应力和变形以及设计基础结构时都需要计算基底压力

3.基底压力简化计算的原因

根据弹性理论中圣维南原理，在总荷载保持定值的前提下，地表下一定深度处，基底压力分布对土中应力分布的影响并不显著，而只决定于荷载合力的大小和作用点位置。

4.为什么研究自重应力

自重应力→确定土体的初始应力状态；

5.为什么研究附加应力

附加应力→确定外荷在土中产生应力增量及由此引起的土体变形。

6.有效应力原理有何意义和用途

意义：有效应力属于土颗粒骨架间的直接作用力, 只有有效应力会导致土体产生压缩变形、发生强度变化，土体变形、破坏研究的关键在于土体有效应力。

用途：v地基沉降计算，地下水位以下均采用土体有效自重应力

v有效应力丧失是砂土液化的根本原因，提高有效(固结)应力是防治振动液化的措施之一

v有效应力原理提出后，库仑强度理论改用有效应力表述

v粘性土抗剪强度指标通常分为总应力、有效应力指标

v地基承载力计算时均采用土体的有效容重

7.附加应力计算的假设条件

1>土的应力应变关系假设线性弹性体 2>连续介质假设 3>均质各向同性

8.影响基底压力的因素有哪些

基地压力的大小和分布状况与荷载的大小和分布，基础的刚度，基础的埋置深度以及地基土的性质等

第五章

1.为什么研究图的压缩性

由于：地基（土层）在建筑物的荷载作用下产生变形，建筑物基础亦随之沉降，尤其是当荷藏差异较大、或地基土层软弱不均时，往往导致建筑物基础出现过大的沉降，或者不均匀沉降，以致建筑物某些部位开裂、倾斜、甚至倒塌。因此：为了保证建筑物的安全和正常使用，有必要弄清荷载作用下土体的变形，这一土力学的重要问题之一。特别是，在地基基础设计中，要求地基土的变形量不超过允许值。

2.土的压缩变形如何组成

v土颗粒自身压缩；(固体颗粒弹模约9×l0 7 kPa)

v孔隙水及气体的压缩；(纯水的弹模约2×10 6 kPa)

v孔隙水及气体的排出。

3.单向压缩试验的目的、结果、意义

试验目的: 研究土的压缩性试验成果整理: 获得侧限压缩曲线意义：获得侧限压缩曲线（e-p 或是e-lgp曲线），根据压缩曲线趋确定土的压缩系数，压缩模量，压缩指数等压缩性指标，对而进一步研究建筑物的变形，保证建筑物的安全和正常使用

4.静载试验有何意义

获得现场地基土体的P～s曲线，进而确定地基承载力及土的变形模量

5.静载试验的经典结果有何特点

线性变形阶段：oa段，荷载小，主要产生压缩变形，荷载与沉降关系接近于直线，土中τ＜τf,地基处于弹性平衡状态

弹塑性变形阶段：ab段，荷载增加，荷载与沉降关系呈曲线，地基中局部产生剪切破坏，出现塑性变形区

破坏阶段：bc段，塑性区扩大，发展成连续滑动面，荷载增加，沉降急剧变化

6.压缩模量、变形模量、弹性模量的区别

E 0 Es E

?变形条件：无侧限侧限无侧限

?变形性质：含非弹性变形含非弹性变形弹性变形

?确定方法：现场试验室内侧限压缩室内三轴或无侧限压缩

土的变形模量E0是指土体在无侧限条件下的应力应变比值

土的压缩模量Es是指土体在侧限条件下的应力应变比值

土的弹性模量是土体在无侧限条件下的瞬时的应力应变模量

7.压缩、回弹、再压缩曲线有何特点、意义

特点：在室内压缩试验过程中，如加压到某一值 ( 相应于图中 e —p 曲线上的 b 点 ) 后不再加压，相反地，逐级进行卸压，则可观察到土样的回弹。若测得其回弹稳定后的孔隙比，则可绘制相应的孔隙比与压力的关系曲线 ( 如图中 bc 曲线所示 ) ，称为回弹曲线 ( 或膨胀曲线 ) 。由于土样已在压力作用下压缩变形，卸压完毕后，土样并不能完全恢复到相当于初始孔隙比 e 。的 a 点处，这就显示出土的压缩变形是由弹性变形和残余变形两部分组成的，而且以后者为主。如重新逐级加压，则可测得土样在各级荷载下再压缩稳定后的孔隙比，从而绘制再压缩曲线，如图中 cdf 所示。其中 df 段象是 ab 段的延续，犹如其间没有经过卸压和再压过程一样。在半对数曲线 ( 图４—5 中曲线 ) 中也同样可以看到这种现象。

意义：某些类型的基础，其底面积和埋深往往都较大，开挖基坑后地基受到较大的减压 ( 应力解除 ) 作用，因而发生土的膨胀，造成坑底回弹。因此，在预估基础沉降时，应该适当考虑这种影响。此外，利用压缩、回弹、再压缩的曲线，可以分析应力历史对土的压缩性的影响。

第九章

1. 为什么研究地基承载力？

①为了掌握地基的承载规律

②充分发挥地基的承载能力

③合理确定地基承载力

④确保地基不致因荷载作用而发生剪切破坏

⑤不致产生变行过大而影响建筑物的正常使用

2. 地基破坏的常见形式有哪些？

整体剪切破坏；局部剪切破坏；冲切剪切破坏。

3.地基承载力有哪些描述方法：荷载-沉降曲线（P-S曲线）

4.地基承载能力有哪些确定方法：原位试验法，理论公式法，规范表格法，当地经验法

第十章

5.为什么研究滑坡？

由于外界荷载作用或土坡环境变化导致土体内部剪应力加大造成滑坡，例如基坑开挖，降雨，或是由于外界各种因素影响导致土体抗剪强度降低，促使土坡失稳破坏如气候变化产生干裂，为保证建筑物的安全，稳固必须避免这种滑坡破坏的存在。

6.稳定性分析的内容？

根据土坡的滑动特点，选择整体圆弧法，瑞典条分法，和折线滑动法等方法，确定安全稳定系数从而分析出土体是否稳定。

7.引入安全系数的意义？

根据不同的方法求得稳定安全系数来近似确定土体是否稳定。

8.圆弧法的基本思路？

（1）假定滑动面为圆柱面及滑动土体为不变形的刚体

（2）忽略土条两侧面上的作用力

（3）未知量个数为（n+1）

(4) 利用土条底面法向力的平衡和整个滑动土条力矩平衡俩个条件求出各土条底面法向力Ni的大小和突破稳定系数K

第十一章

1.为什么研究击实性？

土体由于经过开挖，搬运及堆筑，原有结构遭到破坏，含水量发生变化，堆填时必然造成土体中留下很多孔隙，如不经分层压实，其均匀性差，抗剪强度低，压缩性大，水稳定性不良，往往难以满足工程的需要，土的压实是在动荷载下，使土颗粒克服粒间阻力重新排列，土中孔隙减小，密度增加进而在短时间内得到土体新的结构强度保证建筑物的安全

2.影响击实性的因素有哪些

（1）含水量的影响

（2）土类及级配的影响

（3）击实动能的影响

3.什么是液化原理？

根据饱和有效应力原理和无黏性土抗剪强度，公式第286页公式，当有效应力为0时暨抗剪为0时，没有黏聚力的饱和松散沙土就丧失了承载能力，这就是饱和砂土震动液化的基本原理

4.影响震动液化的因素

（1）土类

（2）土的初始密度

（3）初始固结压力

（4）往复应力强度与次数

5.液化防治措施

（1）采用桩基础或其他深基础，全补偿筏板基础，箱型基础防治

（2）采用地基处理方法防治。可以采用振冲，振动加密，挤密，碎石桩，强夯，胶结，设置排水系统等方法，处理地基，也可以用排液化土替换全部液化土层。