第4章 路基土的性质-3

(整理)土力学及路基工程

土力学及路基工程复习题 第一章 一、下列知识点可出单项选择题或填空题 单选题知识点： 1、基坑开挖时，如在基坑内排水或降水有困难，可采用水下灌注混凝土。 2、根据经验对稳定性较差的淤泥、粉沙等土层，如无渗水，喷射混凝土层厚度为3~8cm。 4、铁路常用的钢板桩围堰类型是单层。 5、填筑土围堰时尽可能使土密实，必要时需在外坡上铺设树枝、草皮或片石，防止冲刷。 6、土围堰适用于流速缓慢，基底不渗水的情况，且水深不超过2m。 7、建筑物的基础通常建筑在天然地基上。 8、如建筑物所在的地基土质很差，采用了不同方法进行加固，使土的结构和性质已经不是天然状态，这类地基则称为人工地基。 9、根据经验对一般土质，如无渗水，喷射混凝土层厚度为3~8cm。 10、板桩因受长度的限制，一般适用于深度不超过5~6m的基坑。 11、修筑围堰时，还要考虑因修筑围堰使河流过水断面减小，流速增大而引起河床的集中冲刷。 12、基坑内各类支撑结构所承受的荷载主要是坑壁土压力和水压力。 13、离心吸泥机是靠旋转叶片所产生的离心力来吸泥水，其吸程约为3~4m。 14、基坑开挖时，坑边应在基础的襟边之外每边各增加富余量30~60cm。 15、双瓣式抓土斗适用于开挖基坑中的泥沙。 16、基坑内各类支撑结构所承受的荷载主要是坑壁土压力和水压力。 17、如基础是在岩层上砌筑，板桩应尽量打入岩层内，使下端有一支承点；如岩层坚硬，打不下去，则板桩下部只能考虑算作悬臂梁。 19、开挖基坑时，如土的湿度能引起坑壁坍塌，坑壁坡度应采用该湿度下土的天然坡度。 20、钢板桩具有很大的优越性，适应性很强，其中应用范围最广的是槽型。 22、为保证桥梁墩台基坑开挖后地基土结构不受破坏，规定最后一层需用人工开挖的土层距基底设计标高约30cm。 23、直升导管法灌注混凝土时，应始终保持导管下口低于管中混凝土面以下1.0m。 24、围堰建成后，就可开挖基坑如河床的土质透水性大，水抽不干，或因抽水会引起涌砂时，可采取水下挖土。 25、用砖、石、混凝土等材料砌筑的基础，因材料的抗拉性能差，截面要求具有足够的强度，基础在受力时本身几乎不产生变形，这类基础称为刚性基础。 26、汇水井井壁要加以支护，同时为保证井底的土在抽水时不被带走，需在井底铺一层粗砂或碎石。 27、离心吸泥机是靠旋转叶片所产生的离心力来吸泥水，其吸程约为3~4m。 28、在卵石土层中，卵石含量在60％以上、粒径小于300mm时应用的吸泥机是水力吸石筒。 29、由于井点系统在工作过程中的各种水头损失，如需降低水位更深一些，可采用二级轻型井点，但降低水深不超过10m。 填空题知识点： 30、制作板桩的材料有木、钢、和钢筋混凝土。 32、为保证基坑内旱地施工，对地下水位在基坑底以上者，可采取集水明排和井点法降水。 33、单层钢板桩围堰适用修筑中小面积基坑，常用于水中桥梁基础。

土的物理性质指标

第一章 土的物理性质及工程分类 第一节 土的组成与结构 一、 土的组成 天然状态下的土的组成（一般分为三相） ⑴ 固相：土颗粒—构成土的骨架决定 土的性质—大小 、形状、 成分、组成、排列 ⑵ 液相：水和溶解于水中物质 ⑶ 气相：空气及其他气体 （1）干土=固体+气体（二相） （2）湿土=固体+液体+气体（三相） （3）饱和土=固体+液体（二相） 二、土的固相 （一）、土的矿物成分和土中的有机质。 土粒的矿物成分不同、粗细不同、形状不同、土的性质也不同 矿物成分取决于（1）成土母岩的成分 （2）所经受的风化作用①物理风化——原生矿物（化学成分无变化） ②化学风化——次生胯矿物（化学成分变化） 次生矿物（1）三大黏土矿物①高岭石（土） ②伊利石（土） ③蒙脱石（土） （2）水溶盐①难溶：CaCO 3 ②中溶：石膏 CaSO4.2H2O ③易溶：NaCl kcl CaCl2 K Na 的 SoO42- CO 3 2- 2.各粒组中所含的主要矿物成分 土颗粒据粒组范围划分不同的粒组名称 石英、长石——砾石、砂的主要矿物成分——性质稳定、强度高 云母——薄片状——强度低、压缩性大、易变形 粘土矿物——亲水性、粘聚性、可塑性、膨胀性、收缩性 （1） 蒙脱石——透水性小多个晶体层——结构不稳定、颗粒最小、亲水性 （2） 伊利石——介于两者之间，较接近蒙脱石 （3） 高岭石——颗粒相对较大——亲水性较弱晶体结构较稳定 ρd 粘土中的水溶盐 3.土中的有机质——亲水性强，压缩性大，强度低 （二）土的粒组划分 （三）土的颗粒级配 1． 颗粒大小分析试验——颗分试验 方法（1）筛分法：适用60—0.075mm 的粗粒土 （2）密度计法：适用小于0.075mm 的细粒土 2． 颗粒级配曲线——半对数坐标系 3． 级配良好与否的判别 （一） 定性判别（1）坡度渐变——大小连续——连续级配 （级配曲线）（2）水平段（台阶）——缺乏某些粒径——不连续级配 （4） 曲线形状平缓——粒径变化范围大——不均匀——良好 （5） 曲线形状较陡——变化范围小——均匀——不良 （二） 定量判别 （1）不均匀系数 10 60d d C u

01第一章土的物理性质与工程分类

课题: 第一章土的物理性质及工程分类 一、教学目的：1.了解土的生成和工程力学性质及其变化规律； 2.掌握土的物理性质指标的测定方法和指标间的相互转换； 3.熟悉土的抗渗性与工程分类。 二、教学重点：土的组成、土的物理性质指标、物理状态指标。 三、教学难点：指标间的相互转换及应用。 四、教学时数： 6 学时。 五、习题：

第一章土的物理性质及工程分类 一、土的生成与特性 1.土的生成 工程领域土的概念：土是指覆盖在地表的没有胶结和弱胶结的颗粒堆积物，土与岩石的区分仅在于颗粒胶结的强弱，土和石没有明显区分。 土的生成:岩石在各种风化作用下形成的固体矿物、流体水、气体混合物。 不同风化形成不同性质的土，有下列三种： （1）物理风化：只改变颗粒大小，不改变矿物成分。由物理风化生成土为粗粒土（如块碎石、砾石、砂土），为无粘性土。 （2）化学风化：矿物发生改变，生成新成分—次生矿物。由化学风化生成土为细粒土，具有粘结力（粘土和粘质粉土），为粘性土。 （3）生物风化：动植物与人类活动对岩体的破坏。矿物成分没有变化。 2.土的结构和构造 （1）土的结构 定义：土颗粒间的相互排列和联结形式称为土的结构。 1)种类： ●单粒结构：每一个颗粒在自重作用下单独下沉并达到稳态。 ●蜂窝结构：单个下沉，碰到已下沉的土颗粒，因土粒间分子引力大于重力不再下沉，形成大孔隙蜂窝状结构。 ●絮状结构：微粒极细的粘土颗粒在水中长期悬浮，相互碰撞吸引形成小链环状土集粒。小链之间相互吸引，形成大链环，称絮状结构。 图1.1 土的结构 3）工程性质： 密实的单粒结构工程性质最好，蜂窝结构与絮状结构如被扰动破坏天然结构，则强度低、压缩性高，不可用做天然地基。

土力学与基础工程

、黏性土的抗剪强度的库仑线是过坐标原点的直线。( ) A. 正确 B. 错误 错误:【B】 2、土的压缩模量和变形模量都是有侧限的前提下获得的。( ) A. 正确 B. 错误 错误:【B】 3、地基破坏都是某点的剪应力达到抗剪强度，塑性区逐渐扩展而引起的。( ) A. 正确 B. 错误 错误:【A】 4、真空预压法处理软弱土地基和堆载预压法一样，排水固结需要的时间很长，同时需要大量的堆载材料。( ) A. 正确 B. 错误 错误:【B】 5、钢筋混凝土墙下条形基础的肋部配置纵向钢筋和箍筋，是为了承受不均匀沉降引起的纵向弯曲应力。( ) A. 正确 B. 错误 错误:【A】 6、按静荷载试验方法确定单桩竖向极限承载力时，挤土桩在设置后可立即开始荷载试验。( ) A. 正确 B. 错误 错误:【B】 7、地基土体产生压缩变形是指土粒和水的压缩量，而不是孔隙减小的缘故。( ) A. 正确 B. 错误 错误:【B】

8、地基的平均固结度与时刻无关，是一常量。( ) A. 正确 B. 错误 错误:【B】 9、单桩竖向静荷载试验的极限承载力必须进行统计，计算参加统计的桩极限承载力平均值，当极差超过平均值的30%时可取平均值为单桩竖向极限承载力。( ) A. 正确 B. 错误 错误:【B】 10、土中自由水包括重力水和毛细水，毛细水一般黏性土上升的高度较小，而砂土上升的高度较大。( ) A. 正确 B. 错误 错误:【B】 11、采用换填垫层法处理软弱土地基时，对湿陷性黄土地基也可选用碎石等渗水材料作为垫层材料。( ) A. 正确 B. 错误 错误:【B】 12、对软弱土地基进行堆载预压法处理时，对主要以变形控制的建筑和主要以地基承载力控制的建筑，卸载的条件是相同的。( ) A. 正确 B. 错误 错误:【B】 13、摩擦端承桩属于摩擦型桩。( ) A. 正确 B. 错误 错误:【B】 14、地基土的库仑-莫尔强度理论中，莫尔应力圆与库仑强度线相割的应力状态是可能存在的。( ) A. 正确

01第一章 土的物理性质及工程分类

兰州交通大学博文学院教案 课题: 第一章土的物理性质及工程分类 一、教学目的：1.了解土的生成和工程力学性质及其变化规律； 2.掌握土的物理性质指标的测定方法和指标间的相互转换； 3.熟悉土的抗渗性与工程分类。 二、教学重点：土的组成、土的物理性质指标、物理状态指标。 三、教学难点：指标间的相互转换及应用。 四、教学时数： 6 学时。 五、习题：

第一章土的物理性质及工程分类 一、土的生成与特性 1.土的生成 工程领域土的概念：土是指覆盖在地表的没有胶结和弱胶结的颗粒堆积物，土与岩石的区分仅在于颗粒胶结的强弱，土和石没有明显区分。 土的生成:岩石在各种风化作用下形成的固体矿物、流体水、气体混合物。 不同风化形成不同性质的土，有下列三种： （1）物理风化：只改变颗粒大小，不改变矿物成分。由物理风化生成土为粗粒土（如块碎石、砾石、砂土），为无粘性土。 （2）化学风化：矿物发生改变，生成新成分—次生矿物。由化学风化生成土为细粒土，具有粘结力（粘土和粘质粉土），为粘性土。 （3）生物风化：动植物与人类活动对岩体的破坏。矿物成分没有变化。 2.土的结构和构造 （1）土的结构 定义：土颗粒间的相互排列和联结形式称为土的结构。 1)种类： ●单粒结构：每一个颗粒在自重作用下单独下沉并达到稳态。 ●蜂窝结构：单个下沉，碰到已下沉的土颗粒，因土粒间分子引力大于重力不再下沉，形成大孔隙蜂窝状结构。 ●絮状结构：微粒极细的粘土颗粒在水中长期悬浮，相互碰撞吸引形成小链环状土集粒。小链之间相互吸引，形成大链环，称絮状结构。 图1.1 土的结构 3）工程性质： 密实的单粒结构工程性质最好，蜂窝结构与絮状结构如被扰动破坏天然结构，则强度低、压缩性高，不可用做天然地基。

第一章土的物理性质及工程分类及答案

第一章土的物理性质及工程分类 一、思考题 1、土是由哪几部分组成的？ 2、建筑地基土分哪几类？各类土的工程性质如何？ 3、土的颗粒级配是通过土的颗粒分析试验测定的，常用的方法有哪些？如何判断土的级配情况？ 4、土的试验指标有几个？它们是如何测定的？其他指标如何换算？ 5、粘性土的含水率对土的工程性质影响很大，为什么？如何确定粘性土的状态？ 6、无粘性土的密实度对其工程性质有重要影响，反映无粘性土密实度的指标有哪些？ 二、选择题 1、土的三项基本物理性质指标是（） A、孔隙比、天然含水率和饱和度 B、孔隙比、相对密度和密度 C、天然重度、天然含水率和相对密度 D、相对密度、饱和度和密度 2、砂土和碎石土的主要结构形式是（） A、单粒结构 B、蜂窝结构 C、絮状结构 D、层状结构 3、对粘性土性质影响最大的是土中的( ) A、强结合水 B、弱结合水 C、自由水 D、毛细水 4、无粘性土的相对密实度愈小，土愈（） A、密实 B、松散 C、居中 D、难确定 5、土的不均匀系数C u 越大，表示土的级配（） A、土粒大小不均匀，级配不良 B、土粒大小均匀，级配良好 C、土粒大小不均匀，级配良好 6、若某砂土的天然孔隙比与其能达到的最大孔隙比相等，则该土（） A、处于最疏松状态 B、处于中等密实状态 C、处于最密实状态 D、无法确定其状态 7、无粘性土的分类是按（） A、颗粒级配 B、矿物成分 C、液性指数 D、塑性指数 8、下列哪个物理性质指标可直接通过土工试验测定（） A、孔隙比 e B、孔隙率 n C、饱和度S r D、土粒比重 d s 9、在击实试验中，下面说法正确的是（） A、土的干密度随着含水率的增加而增加 B、土的干密度随着含水率的增加而减少 C、土的干密度在某一含水率下达到最大值，其它含水率对应干密度都较小 10、土粒级配曲线越平缓，说明（）

(精心整理)201209学期土力学与基础工程作业1-4..

1、201209学期土力学与基础工程作业1 2、201209学期土力学与基础工程作业2 3、201209学期土力学与基础工程作业3 4、201209学期土力学与基础工程作业4 ------------------------------------------------------------------------------------

201209学期土力学与基础工程作业1 单项选择题 第1题粘性土的可塑性状态与流动状态的界限含水量是（）。 A、塑限 B、液限 C、塑性指数 D、液性指数 答案：B 第2题土的含水量的定义是（）。 A、水的重量与土体总重量之比 B、水的体积与土体总体积之比 C、水的重量与干土的重量之比 答案：C 第3题土的饱和度是指（）之比。 A、土粒体积与孔隙体积 B、土中水的体积与孔隙体积 C、土中水的体积与土粒体积 答案：B 第4题当地下水自上向下渗流时,土层中骨架应力将（）。 A、不变 B、减小 C、增大 答案：C 第5题地下水位以下的地基土层自重应力应按（）计算。 A、浮容重 B、饱和重度 C、湿重度 答案：A 第6题利用“角点法”叠加原理求解基础下任意深度处的附加应力时，以下说法正确的是（）。 A、该点必须落在新划分的基础焦点上 B、L和B均为划分前的尺寸 C、当点落在基础底面的边界上时，不需要用角点法 答案：A 第7题土的级配中不均匀系数和曲率系数表达式中d60的含义是（）。 A、粒径为60mm的土的含量的百分数 B、累积百分含量为60%的土的粒径 C、百分含量为60%的土的粒径 答案：B 判断题 第8题颗粒级配曲线越陡，土粒越均匀，级配良好。（） 正确

土力学发展史

土力学发展史 18世纪欧美国家在产业革命推动下，社会生产力有了快速发展，大型建筑、桥梁、铁路、公路的兴建，促使人们对地基土和路基土的一系列技术问题进行研究。1773年法国 科学家C.A.库仑（Coulomb）发表了《极大极小准则在若干静力学问题中的应用》，介绍了刚滑楔理论计算挡土墙墙背粒料侧压力的计算方法；法国学者H.达西（Darcy，1855）创立了土的层流渗透定律；英国学者W.T.M.朗肯（Rankine，1857），发表了土压力塑性平衡理论；法国学者J.布辛奈斯克（Boussinesq，1885）求导了弹性半空间（半无限体）表面竖 向集中力作用时土中应力、变形的理论解。这些古典理论对土力学的发展起了很大的推动作用，一直沿用至今。 20世纪20年代开始，对土力学的研究有了迅速的发展。瑞典K.E.彼得森（Petterson，1915）首先提出的，后由瑞典W.费兰纽斯（Fellenius）及美国D.W.泰勒（Taylor）进一步发展的土坡稳定分析的整体圆弧滑动面法；法国学者L.普朗德尔（Prandtl,1920）发表了 地基剪切破坏时的滑动面形状和极限承载力公式；1925年美籍奥地利人K.太沙基（Terzaghi）写出了第一本《土力学》专著，他是第一个重视土的工程性质和土工试验的人，他所创导出的饱和土的有效应力原理，将土的主要力学性质，如应力-变形-强度-时间各因素相互联系起来，并有效地用于解决一系列的土工问题，从此土力学成为一门独立的学科；L.伦杜利克（Rendulic，1936）发现土的剪胀性，土的应力-应变非线性关系，土具有加工硬化与软化的性质。有关土力学论著和教材方面，象雨后春笋般地蓬勃发展，例如前苏联学者H.M.格 尔谢万诺夫（Герсеванов，1931）出版了《土体动力学原理》专著；苏联学者H.A.崔托维奇（Цытович，1935，…）写出了《土力学》教材；K.太沙基（Terzaghi，K.and Peck，R.B.，1948）又出版了《工程实用土力学》教材；苏联学者B.B.索科洛夫斯 基（Cоколовский，1954）出版了《松散介质静力学》一书；美籍华人吴天行1966

第一章 土的物理性质及工程分类

第一章土的物理性质及工程分类 ?选择题 1、土颗粒的大小及其级配，通常是用粒径级配曲线来表示的。级配曲线越陡表示。 （A）土粒大小较均匀，级配不好 （B）土粒大小不均匀，级配不良 （C）土粒大小不均匀，级配良好 2、土的九个三相比例指标中为实测指标。 （A）含水量、孔隙比、饱和度（B）密度、含水量、孔隙比 （C）土粒比重、含水量、密度 3、计算自重应力时，对地下水位以下的土层一般采用。 （A）天然重度（B）饱和重度（C）有效重度 4、矩形基础，短边b=2m，长边l=4m ，在长边方向作用一偏心荷载F+G=1000kN 。试问当pmin=0时，最大压应力为。 （A）120 kN/m2 （B）150 kN/m2 （C）200 kN/m2 5、地下水位突然从基础底面处上升1m时，土中的应力有何变化？ (A) 没有影响(B) 应力减小(C) 应力增加 6、土的强度是特指土的。 （A）抗剪强度（B）抗压强度（C）抗拉强度 7、某土的抗剪强度指标为c、?，该土受剪时将首先沿与小主应力作用面成的面被剪破。 （A）450（B）450 +?/2 （C）450－?/2 （D）450 +? ?问答题： 1、塑性指数的定义和物理意义是什么？Ip大小与土颗粒粗细有何关系？ 2、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？ 3、土的抗剪强度是怎么产生的？简述土的密度和含水量对土的内摩擦角有何影 响？ 4、简述极限平衡状态的概念，并说明什么是土的极限平衡条件？

计算题： 1.一个饱和原状土样，体积为140cm3，质量为238g，土粒比重为 2.70， 求解土样的孔隙比、含水率和干密度。 2.某饱和土的天然重度为18.44kN/m3，天然含水量为36.5%，液限34%， 塑限16%。确定该土的名称。 3、某基础底面尺寸为20m×10m，其上作用有24000kN竖向荷载，计算：（1） 若为轴心荷载，求基底压力；（2）若合力偏心距ey＝0，ex=0.5m，求基底压力；（3）若偏心距ex≥1.8m 时，基底压力又为多少。 4、某方形基础受中心垂直荷载作用，b=1.5m，d=2.0m，地基为坚硬粘土， γ=18.2kN/m3，c=30kPa,φ=22°，试分别按p1/4，太沙基公式确定地基的承载力(安全系数取3)。

土力学期末知识点的总结

第一章土的物理性质和工程分类 土是由完整坚固岩石经风化、剥蚀、搬运、沉积而形成的；第四纪沉积物有：残积物；坡积物；洪积物；冲积物；海相沉积物；湖沼沉积物；冰川沉积物；风积物。 答：强度低；压缩性大；透水性大。 1）散体性2）多相性3）成层性4）变异性【其自身特性是：强度低，压缩性大，透水性大】 土的三相组成：固体，液体，气体。有关系。当含水量增加时，其抗剪强度降低。 工程上常用不同粒径颗粒的相对含量来描述土的颗粒组成情况，这种指标称为粒度成分。 和弱结合水）；自由水（包括重力水和毛细水） y与土粒粒径x的关系为y=0.5x，则该土的曲率系数为1.5，不均匀系数为6，土体级配不好（填好、不好、一般）。 沿着细小孔隙向上或其它方向移动的现象；对工程危害主要有：路基冻害；地下室潮湿；土地的沼泽化而引起地基承载力下降。 ）土的密度测定方法：环刀法；2）土的含水量测定方法：

烘干法；3）土的相对密度测定方法：比重瓶法 =m/v；土粒密度ρ=ms/vs；含水量；ω=mω/ms；干密度ρd=ms/v；饱和密度ρsat=（mw+ms）/v；浮重度γ’=γsat-γw；孔隙比e=vv/vs；孔隙率n=vv/v；饱和度Sr=vw/vv； 60cm3，质量300g，烘干后质量为260g，则该土样的干密度为4.35g/ cm3。 粘性土可塑性大小可用塑性指数来衡量。用液性指数来描述土体的状态。 1.塑限：粘性土由半固态变到可塑状态的分界含水量，称为塑限。用“搓条法”测定； 2.液限：粘性土由可塑状态变化到流动状态的分界含水量，称为液限。用“锥式液限仪”测定； 3.塑性指数：液限与塑性之差。 （1）粘性土受扰动后强度降低，而静止后强度又重新增长的性质，称为粘性土的触变性；粘性土的触变性有利于预制桩的打入；而静止时又有利于其承载力的恢复。 殊性土 第二章地下水在土体中的运动规律 1.基坑开挖采用表面直接排水可能发生流沙现象；原因是动水力方向与土体重力方向相反，当土颗粒间的压力等于0时，处于悬浮状态而失稳，则产生流沙现象；处理方法为采用人工降低地下水位的方法进行施工。 2.路堤两侧有水位差时可能产生管涌现象；原因是水在砂性土中渗流时，土中的一些细小颗粒在动水力作用下被水流带走；处理方法为在路基下游边坡的水下部分设置反滤层。

土力学

浅谈冻融作用对土物理力学性质的影响和研究 摘要：冻融过程中土结构由于受冷生作用的影响，导致冻融后其物理力学性质发生变化。在寒区进行路堑开挖、新削边坡和路基修建等工程活动时，会使土体新近暴露于冻融作用之下，在相关的变形和稳定性分析中，必须考虑其物理力学性质的变化。随着青藏公路和铁路的修建以及其他冻土地区工程建设的广泛开展，我国的寒区岩土工程建设将遇到同样的问题。目前，冻融作用对土物理性质影响的研究已经比较深入，而冻融作用对土力学性质的影响却缺乏系统的研究，也没有综合的规律性提出，有待进一步深入研究 关键词：冷生作用；冻融作用；成冰方式；冻融特性。 正文：冻土、以及冻融作用概述 冻土是指含有冰包裹体的土壤和岩石，是一种含冰晶的特殊土水体系。冻土是一种特殊的土类。其特殊性主要表现在其性质与温度密切相关。常规土类的性质主要受其颗粒的矿物和机械成分、容重以及含水量的控制，只要这些因素确定，土的性质就基本稳定，因此多半表现为静态特性。但是，冻土则不同，冻土的特性除与上述因素有关外，还要受含冰量的控制，而含冰量与温度直接相关。一般来说土在冻结时，由于土中水冻结成冰，体积增大，使土体膨胀。土中部分液态水变成固态冰后，虽然水和冰的化学成分一致，但他们的物理力学已经发生根本性的改变。首先是容重有所变化（冰容重比水要小），其次是其状态发生了变化（液态水变为固态冰），再次是冻结后由于冰胶结的强烈作用，土体变得更为坚硬。但是在人类的生产活动范围内（一般小于20m），由于气候随季节变化，温度的变化是不可避免的，从而使得土中水的状态也不断变化（或者是含冰量的变化、或者是其状态在液固态之间的转化），则其物理力学性质也随之变化。因此冻土的性质在随时间变化，表现为动态特征。所以冻土是一种对温度十分敏感且性质不稳定的土体。冻土融化时，尤其是冻土融化后，土的含水量、容重、以及相应的抗剪强度、压缩性等都有所不同 1.2 冻融作用 在冻土工程中，两种最主要的冻害问题便是冻胀和融沉。随着地层温度的下降，在热交换的过程中，土体温度达到土中水结晶点，便产生冻结；伴随着土中孔隙水和外给水结晶体、透镜体、冰夹层等形成的冰侵入体，土体积增大，导致地表不均匀上升，这就是冻胀现象。当土层温度上升时，冻结面的土体产生融化，伴随着土体中冰侵入体的消融，出现沉陷，同时使土体处于饱和或过饱和状态而引起地基承载力的降低，称之为土的融沉现象。在冻融过程中，土体的性质发生了较大的变化，直接影响着地下工程（地基）及上部建筑物的稳定，如使道路出现裂缝、沉陷、结构断裂、基础上拔等。同时，在寒区建筑物的建设破坏了冻土区原有的水热收支平衡，使冻土温度场、水分场、应力场发生变化，加剧了地基土体的冻融过程而可能造成更严重的冻害。因此在各种寒区工程的生产活动中都必须充分考虑冻土的性质及其随冻融状态的不同而产生的变化。另外，随着社会经济及科学技术的不断发展、人口的逐渐增长和土地使用压力日趋增加，开发地下空间已成为人类扩大生存范围的重要手段和发展趋势。冻土墙止水性好、强度高等优点使得越来越多的城市地下工程中都采用人工冻结法来处理软弱地基的加固以及隔绝地基与地下水的联系等问题。但由于冻结施工改变了底层原有温度场的分布，会引发一定范围的地层冻胀和融沉，这种变形在城市地下工程中对地基土的工程性质和周围建筑物都将产生不良影响，将导致建筑物结构出现不均匀隆起或沉降。研究各种因素与冻胀、融沉变形

第一章 土的物理性质及分类

第一章土的物理性质及分类 1—1 概述 土的定义： 土是连续，坚固的岩石在风化作用下形成的大小悬殊的颗粒，经过不同的搬运方式，在各种自然环境中生成的沉积物。 土的三相组成： 土的物质成分包括有作为土骨架的固态矿物颗粒、孔隙中的水及其溶解物质以及气体。因此，土是由颗粒(固相)、水(液相)和气(气相)所组成的三相体系。 第二节土的生成 一、地质作用的概念 地质作用--导致地壳成分变化和构造变化的作用。 根据地质作用的能量来源的不同，可分为内力地质作用和外力地质作用 内力地质作用: 由于地球自转产生的旋转能和放射性元素蜕变产生的热能等，引起地壳物质成分、内部构造以及地表形态发生变化的地质作用。如岩浆作用、地壳运动(构造运动)和变质作用。 外力地质作用： 由于太阳辐射能和地球重力位能所引起的地质作用。它包括气温变化、雨雪、山洪、河流、湖泊、海洋、冰川、风、生物等的作用。 风化作用--外力(包括大气、水、生物)对原岩发生机械破碎和化学变化的作用。 沉积岩和土的生成--原岩风化产物（碎屑物质），在雨雪水流、山洪急流、河流、湖浪、海浪、冰川或风等 外力作用下，被剥蚀，搬运到大陆低洼处或海洋底部沉积下来，在漫长的地质年代里，沉积的物质逐渐加厚，在覆盖压力和含有碳酸钙、二氧化硅、氧化铁等胶结物的作用下，使起初沉积的松软碎屑物质逐渐压密、脱水、胶结、硬化生成新的岩石，称为沉积岩。未经成岩作用所生成的所谓沉积物，也就是通常所说的“土”。 风化、剥蚀、搬运及沉积--外力地质作用过程中的风化、剥蚀、搬运及沉积，是彼此密切联系的。 二、矿物与岩石的概念 岩石--一种或多种矿物的集合体。

矿物--地壳中天然生成的自然元素或化合物，它具有一定的物理性质、化学成份和形态． (一) 造岩矿物 组成岩石的矿物称为造岩矿物。 矿物按生成条件可分为原生矿物和次生矿物两大类。 区分矿物可以矿物的形状、颜色、光泽、硬度、解理、比重等特征为依据。 （二）岩石 岩石的主要特征包括矿物成分、结构和构造三方面。 岩石的结构—岩石中矿物颗粒的结晶程度、大小和形状、及其彼此之间的组合方式。 岩石的构造--岩石中矿物的排列方式及填充方式。 岩浆岩、沉积岩、变质岩是按成因划分的三大岩类 三地质年代的概念 地质年代--地壳发展历史与地壳运动，沉积环境及生物演化相对应的时代段落。 相对地质年代--根据古生物的演化和岩层形成的顺序，所划分的地质年代。 四第四纪沉积物(层) 不同成因类型的第四纪沉积物，各具有一定的分布规律和工程地质特征，以下分别介绍其中主要的几种成因类型。 (一)残积物、坡积物和洪积物 1．残积物 残积物是残留在原地未被搬运的那 一部分原岩风化剥蚀后的产物，而 另一部分则被风和降水所带走。 2．坡积物 坡积物是雨雪水流的地质作用将高处岩石风化产物缓慢地洗刷剥蚀、顺着斜坡向下逐渐移动、沉积在较平缓的山坡上而形成的沉积物。 3．洪积物(Q”) · 由暴雨或大量融雪骤然集聚而成的暂时性山洪急流，具有很大的剥蚀和搬运能力。

土力学及基础工程复习题集

一、填空题： 1、土是的产物，是矿物颗粒的松散集合体。 2、公路桥涵设计采用的作用分为、和。 3、土一般为三相土，即由、和三部分组成。 4、若不均匀系数C u≥5，为，若不均与系数C u<5，为。 5、土的结构可分为三种类型，分别为、和。 6、粘性土在某一含水率时的稀稠程度或软硬程度称为。 7、表明粘性土处在可塑状态时的含水率变化的围，可作为判定土的软硬程度的指标。 8、粘性土的达西定律表达式为。 9、水透过孔隙流动的现象称为，土可以被水透过的性质称为土的。 10、当基础对地基的压力一定时，深埋基础可以减小基底附加压力，这种方法在工程上称为。 11、土的压缩随时间变化的过程称为土的。 12、当压缩系数a1-2≥0.5MPa-1时，土为。 13、土体抵抗剪切破坏的极限能力称为土的。 14、砂性土的库仑定律表达式为。 15、粘性土的库仑定律表达式为。 16、粘性土的抗剪强度由和。 17、土坡中的一部分土体相对于另一部分土体产生向下滑动，以致丧失原有稳定性的现象称为。 18、土坡稳定安全系数K= 。 19、当β=φ时，K=1，土坡处于极限平衡状态，此时的坡角β称为。 20、试验研究表明地基剪切破坏一般可分为、和。 21、地基整体剪切破坏可分为、和。 22、对于摩擦桩，土对桩的阻力包括和。 二、单选题： 1、（）是被强电场力紧紧地吸附在土粒表面附近的水膜。 A. 强结合水 B. 弱结合水 C. 重力水 D. 毛细水 2、（）的上升可能使地基浸湿，使地下室受潮或使地基、路基产生冻胀，造成土地盐渍化等问题。 A. 强结合水 B. 弱结合水 C. 重力水 D. 毛细水 3、单位体积天然土的总质量称为天然土的（）。 A. 质量密度 B. 干密度 C. 饱和密度 D. 浮密度 4、土中的孔隙完全被水所充满，单位饱和土体的密度称为（）。 A. 质量密度 B. 干密度 C. 饱和密度 D. 浮密度 5、下列指标中哪项指标可作为判定无粘性土密实状态的指标。（） A.相对密实度 B.饱和密度 C.塑性指数 D.液性指数 6、下列指标中哪项指标可作为判定土的软硬程度的指标。（） A.干密度 B. 稠度 C. 塑性指数 D. 液性指数 7、满足条件（）的土为级配良好的土。

土的物理性质

第一章土的物理性质 第一节土的成因和工程特性 第二节土的组成及结构构造 一、名词解释 1粒径：土粒的直径大小。 2粒组：实际工程中常按粒径大小将土粒分组，粒径在某一范围之内的分为一组。 3粒径级配：各粒组的质量占土粒总质量的百分数。 4筛分法：适用粒径大于0.075mm的土。利用一套孔径大小不同的标准筛子，将称过质量的干土过筛，充分筛选，将留在各级筛上的土粒分别称重，然后计算小于某粒径的土粒含量。 5土的结构：指土中颗粒之间的联系和相互排列形式。 6土的构造：指同一土层中成分和大小都相近的颗粒或颗粒集合体相互关系的特征。 7土的有效粒径（d10）：小于某粒径的土粒质量累计百分数为10％时，相应的粒径。 二、填空题 1.平缓大好良好 2．压缩性高承载力低渗透性强 3.单粒结构蜂窝结构絮状结构4.Cu≥5且Cc＝1～3 5.固液 6固，液，气 7.缺乏某些粒径——不连续级配 8.不均匀系数Cu。 9. 小 10. B，A 11.二相土三相土二相土 三、选择题 1．C 2．C 3．B 4．B 5．A 6．C 7．A 第三节土的物理性质指标 一、名词解释 1.土的含水量ω：是指土中水的质量和土粒质量之比或重力之比。 2.土的密度ρ：指单位体积土的质量。 ρ：土中孔隙完全被水充满时单位体积土的质量。 3.饱和密度 sat 4.干密度ρd：单位体积土中土粒的质量。 5.土粒相对密度 Gs: 是土粒的质量与同体积纯蒸馏水在4℃时的质量之比。 6.孔隙比e:是指土中孔隙的体积与土粒体积之比。 7.孔隙率n:是指土中孔隙的体积与土的总体积之比。 8.土的饱和度Sr：是指土中水的体积与孔隙体积之比。

第一章土的物理性质与工程分类-第一章土的物理性质及工程分

第一章土的物理性质及工程分类 第一节土的组成与结构 一、土的组成 天然状态下的土的组成（一般分为三相） ⑴固相：土颗粒--构成土的骨架,决定土的性质--大小、形状、成分、组成、排列 ⑵液相：水和溶解于水中物质 ⑶气相：空气及其他气体 （1）干土=固体+气体（二相） （2）湿土=固体+液体+气体（三相） （3）饱和土=固体+液体（二相） 二、土的固相——矿物颗粒 土粒粒径大小及矿物成分不同，对土的物理力学性质有着较大影响。如当土粒粒径由粗变细时，土的性质可从无粘性变化到有粘性。 （一）土的粒组划分 工程上将物理力学性质较为接近的土粒划分为一个粒组，粒组与粒组之间的分界尺寸称为界限粒径。土颗粒根据粒组范围划分不同的粒组名称： 六大粒组：块石（漂石）、碎石（卵石）、角粒（圆粒）、砂粒、粉粒、粘粒 界限粒径分别是：200mm、20mm、2mm、0.075mm、0.005mm,见下表。 表1-1 粒组划分标准（GB 50021—94） （二）土的颗粒级配 自然界的土通常由大小不同的土粒组成，土中各个粒组重量（或质量）的相对含量百分比称为颗粒级配，土的颗粒级配曲线可通过土的颗粒分析试验测定。 1.颗粒大小分析试验 方法（1）筛分法：适用60—0.075mm的粗粒土 （2）密度计法：适用小于0.075mm的细粒土 2.颗粒级配曲线——半对数坐标系 3.级配良好与否的判别 1)定性判别（1）坡度渐变——大小连续——连续级配 （级配曲线）（2）水平段（台阶）——缺乏某些粒径——不连续级配 （1）曲线形状平缓——粒径变化范围大——不均匀——良好

（2） 曲线形状较陡——变化范围小——均匀——不良 2) 定量判别：不均匀系数 10 60 d d C u = 103060d d d 分别表示级配曲线上纵坐标为60% 30% 10%时对应粒径 不均匀系数越大，土粒越不均匀，工程上把5u C 大于的土看作是不均匀的，级配良好。 （三）土的矿物成分和土中的有机质 土中矿物成分可分为原生矿物和次生矿物两大类。 1.原生矿物——岩石经物理风化作用而成的颗粒（化学成分无变化），成分与母岩相同。原生矿物性质稳定。块石、碎石、角粒矿物成分与原生矿物相同，砂粒是原生矿物的单矿物颗粒，如：石英、长石——砾石、砂的主要矿物成分——性质稳定、强度高 云母——薄片状——强度低、压缩性大、易变形 粉粒的矿物成分是多样的主要有原生矿物的石英，次生矿物的难溶盐类 2.次生矿物——原生矿物经化学风化作用而成的新矿物（化学成分变化）。如三氧化二铝、三氧化二铁、次生二氧化硅及各种粘土矿物。粘粒几乎都是次生矿物的粘土矿物、氧化物、难溶盐及腐植质。 粘土矿物——亲水性、粘聚性、可塑性、膨胀性、收缩性。粘土矿物分为： ①高岭石（土）：遇水后膨胀性与可塑性较小，颗粒相对较大——亲水性较弱，晶体结构较稳定。 ②伊利石（土）：性质介于高岭土与蒙脱土之间，接近蒙脱土。 ③蒙脱石（土）：遇水后膨胀性与可塑性极大，透水性小，多个晶体层——结构不稳定、颗粒最小、亲水性。 水溶盐①难溶：CaCO 3 ②中溶：石膏 CaSO 4.2H 2O ③易溶：NaCl kCl CaCl 2 K Na 的 SO 42- CO 32- 3.土中的有机质——亲水性强，压缩性大，强度低 三、土中水 土中水分为结合水和自由水两大类。 1.结合水：是吸附在土粒表面的结合水膜。土粒表面带负电荷，吸附电场范围内的水分子及水分子中的阳离子，越靠近土粒表面吸附作用越强，结合水从内向外可分为固定层和扩散层。 强结合水：处于固定层中，性质接近于固体，不能传递水压，具有极大的粘滞性、弹

土力学第4 5章作业答案

第四章土中应力 4-8某建筑场地的地层分布均匀，第一层杂填土厚1.5m ，γ=17kN/m 3；第二层粉质黏土厚4m ， γ=19kN/m 3，d s =2.73，ω=31%，地下水位在地面下2m 深处；第三层淤泥质黏土厚8m ，γ=18.2kN/m 3，d s =2.74，ω=41%；第四层粉土厚3m ， γ=19.5kN/m 3，d s =2.72，ω=27%；第五层砂岩未钻穿。试计算各层交界处的竖向自重应力σc ，并绘出σc 沿深度分布图。 解：（1）求 e V V W 1w s s w s 11s s s s w s e e V W W 代入上式得： ) 1() (s w s ，从而得： 32 kN/m 191.9 33 kN/m 197.8 34 kN/m 709.9 （2）求自重应力分布 kPa 0c0 kPa 5.255.17111c1 h kPa 0.355.0195.25211c h h 水kPa 169.675.3191.90.3542c 2c ）（水h kPa 745.1328197.8169.6733 c23c h kPa 872.1613709.9745.13244 c3c4 h 上kPa 872.306)0.30.85.3(10872.161w w c4c4 h 下

4-9某构筑物基础如右图所示，在设计地面标高处 作用有偏心荷载680kN ，偏心距 1.31m ，基础埋深为2m ，底面尺寸为4m ×2m 。试求基底平均压力p 和边缘最大压力p max ，并绘出沿偏心方向的基底压力分布图。解：（1）合力的偏心距e e F e G F )(m 891.010008.8902242068031.1680 G F e F e ＞m 667.06 l 基底出现部分拉力区（2）则应用 891.023) (2max l b G F p 计算p max kPa 57.300654.62000 891.02423)22420680(2max p （3）基底平均压力p kPa 29.150109.1231000 23 e l b G F A G F p 或kPa 29.1502 57 .3002max p p 4-10某矩形基础的底面尺寸为4m ×2.4m ，设计地面下埋 深为 1.2m （高于天然地面0.2m ），设计地面以上的荷载为1200kN ，基底标高处原有土的加权平均重度为18kN/m 3。试求基底水平面1点及2点下各3.6m 深度M 1点及M 2点处的地基附加应力σz 值。 解：（1）基底压力 kPa 1492.1204 .241200G d A F A G F p （2）基底附加应力 kPa 1310.118149m 0 d p p

土力学在工程管理中的应用

土力学在工程管理中的应用 土力学与地基基础是普通本科院校工程管理专业一门必修的专 业基础课，同时也是一门实践性和理论性均较强的学科。该课程从 大的方面来讲包括两部分：一是土力学，一是基础工程。前者包括 土力学发展史、土的形成及演化、土的渗流、土的物理性质及力学 指标、土的有效应力、强度及变形特性、土压力；后者包括浅基础、地基承载力、桩基础及基坑工程等。涉及工程地质、水力学、材料 力学、弹性力学及钢筋混凝土结构等学科，知识点多、内容广泛、 经验公式较多而理论公式推导复杂，特别是对于工程管理专业的学生，力学基础偏薄弱，且理论学时偏少，我们更应该了解到土力学 的应用。 我国在工程建筑中使用土有着悠久的历史，秦长城、隋朝大运河、明清故宫等我过古代劳动人民在工程实践中对土的认识已经积 累了相当的经验。但是土力学作为一门独立的学科在我国的研究起 步较晚。在解放前，我国工程建设极少，高等院校开设土力学的课 程也寥寥无几，建国后，我国在水利水电、铁道公路、工业与明勇 建筑等工程需要迅速发展，促使这门学科在我国不断发展。20世纪50年代，陈宗基院士关于土的流变学和粘土结构的研究，黄文熙院士对土的野花的讨论以及考虑土的侧向变性的地基沉降极端方法的 提出，对现代土力学的发展都有所推动。1957年，中国土木工程协会设立了土力学及基础工程委员会，1978年成立了土力学及基础工程学会。近年来，随着我国房屋建筑、交通工程、水电工程、石油 开采等大型工程的建设，对一大批设计土力学的困难问题进行了深 入研究攻关，取得了许多成果。 土力学与建筑工程管理

“高楼万丈平地起”，任何建筑物、构筑物都不能是没有地基的“空中楼阁”，特别是随着社会发展，越来越多高层建筑、高塔、 多功能复杂的建筑物的出现对地基提出了越来越高的要求，地基和 基础的的安全、稳定至关重要，土作为低下结构的周围介质或环境，其稳定性及其结构相互作用自然成为了主要的研究对象。可以说， 土力学在现代建筑工程中管理发挥着举足轻重的作用。 土力学与道路工程 土力学在道路工程中主要表现为路基和路面两个部分。公路路基是土体构筑物，汉天然土地基和人工填土陆地两大部分，路基应具 有足够的承载能力和抗变形能力，能够经受车辆荷载的反复作用为 不产生结构性破坏和过量的沉降变形，同时还应具有较好的抗渗透 性和谁稳定性，降低谁的浸入及软化作用，保证路基长期处于稳定 状态，而路基的稳定是路面稳定的一个保证。在我国，皖西地区的 膨胀土易吸水膨化软化，失水收缩干裂，东北地区和青藏地区突击 的冻胀与翻浆，软土路基排水等问题都土力学学科的研究和发展。 随着我国高等级级公路和高铁的迅速发展，对路基路面提出了更高 的要求，土力学也将发挥更重要的作用。 土力学与桥梁工程 基础常常是建桥成败的关键，长期以来，在桥墩基础的结构动力设计和特性分析中，主要采取的是土力学近似方法。对于超静定的 大跨度桥梁结构，基础的沉降、倾斜活水平位移是引起结构过大次 生应力的重要因素；在软土地区高速公路建设中的“桥头跳车”是 影响工程质量的技术难题，解决这一难题的技术关键在于图和处理 好桥墩与高路堤之间沉降差，这涉及和高路堤的沉降计算与控制、 填土的碾压质量控制以及阮籍的加固处理等问题。 总结

土力学与基础工程

一、单选( 每题参考分值2.5分) 1、若土体中的前期固结压力超过了现有的土自重应力，则该土为( ) 正常固结土 B. 高压缩性土 C. 超固结土 D. 欠固结土 错误:【C】 桩基础适用于地基上部土层土质太差而下层土质较好的情况 B.

桩基础适用于存在可液化土层的情况 C. 当上层软弱土层很厚，桩底不能达到坚实土层时，选择桩基础应考虑沉降问题。 D. 桥梁及港口工程多采用低承台桩基础 错误:【D】 3、以下四项特点中，属于三轴剪切试验缺点的是( ) 能严格控制排水条件和测定孔隙水压力 B. 剪切面不是人为固定 C. 应力状态比较明确 D.

主应力方向固定不变 错误:【D】 4、确定地基承载力的诸方法中，最可靠的方法是( ) 动力触探 B. 静载荷试验 C. 经验公式计算 D. 理论公式计算 错误:【B】

墙后填土是理想的散粒体 B. 滑动破坏面是通过墙踵的平面 C. 滑动土楔体是刚体 D. 墙背直立光滑 错误:【D】 6、太沙基提出的地基极限承载力公式是针对以下哪种情况推导的？（） 中心受压矩形基础 B. 中心受压条形基础

C. 偏心受压矩形基础 D. 偏心受压条形基础 错误:【B】 7、以下工程问题中，不与土的抗剪强度直接相关的是（） 砌体厂房的墙体因地基不均匀沉降而轻微开裂 B. 建筑物下的地基土产生整体滑动，造成上部结构破坏。 C. 土坝、路堤等填方边坡出现滑坡 D.

挡土墙墙背后土体滑动，导致挡土墙倾覆。 错误:【A】 对经常受水平荷载作用的高层建筑和高耸建筑，应验算其基础的稳定性。 B. 对建造在斜坡上或边坡附近的建筑物和构筑物，应验算其基础的稳定性。 C. 以上两种情况验算基础稳定性时，只需考虑基础是否沿基底滑动或倾覆，不必考虑基础是否和地基一起滑动而丧失稳定性。 D. 对地下水埋藏较浅的建筑物地下室，应进行抗浮稳定性验算。 错误:【C】 9、工程中用来评价砂土密实程度的指标是( )