土力学报告
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土质学与土力学实验报告
专业___________
班级___________
实验小组__________
姓名___________
学号___________
石家庄经济学院
2005年12 月
前言
为培养新型的具有创新能力的人才，教育者首先要树立全新的人才观。对高校的学生，必须提出“高素质、创造性”的要求。素质包含思想道德素质、文化素质、专业素质和身体心理素质等方面；而创造性则体现创新精神和创新能力的综合，这就是21世纪我们高校迫切要造就的人才品质。。结合我校的办学特点和国家经济建设对人才的迫切需要，充分利用和发挥我校的办学优势。近年来，我校新增了土木工程本科专业．为满足新专业对人才的培养及学科同相互渗透与融会的要求．根据土木工程专业新的教学大纲和学科建设的总体要求．以及相关专业的教学需要，遵照学校教材建设的指导意见，加强课程的综合性和实践性教学。总结我们多年来的教学和生产实践经验。参照中华人民共和国发【1999】148号文颁布的［土工试验方法标准］及中华人民共和国水利部发布《土工试验规程》（SL237－1999）规范．编写了本《土质学与土力学试验指导书》.通过试验教学。培养学生的实际工作技能、动手能力和创新能力．使学生了解和掌握岩土力学试验的规范要求和基本工作技能，以适应毕业生就业的需要和国家及用人单位对人才的要求。
根据土木工程专业新的教学大纲和学科建设的总体要求，以及相关专业的教学要求，进行课程体系的进一步优化，加强课程的综合性和实践性，培养学生的创新能力。遵照2001年学院教材建设会议精神，经过努力编写完成了《土质学与土力学试验指导书》。
结合“河北省高校本科教学水平评估”的要求及我院土木类各专业教学上的需要，在《土质学与土力学实验指导书》的基础上编写了该报告册，旨在使教学规范化、科学化。在编写过程中，尽量做到与现行规范一致，结合生产实践单位土工实验室的具体规定，以其实用性和先进性最大程度地为教学服务。
实验报告册主要内容将土质学、土力学、地基与基础涉及到的有关土工的试验的实验报告编辑成册。每个实验内容包括试验目的、试验原理、试验步骤、记录格式及思考题等部分。引进面向21世纪教材的新内容。重点内容包括土的颗粒分析、土的重度试验、土的含水量试验、土的塑限试验、土的液限试验、土的击实试验、土的压缩固结试验、土的剪切试验和土的三轴剪切等。
本报告册严格按照教学大纲要求，力求简明扼要，通俗易懂，方便适用。
报告册由在编写过程中，得到了土木工程教研室全体教师及实验员的大力支持，并参考了许多兄弟院校的教材，引用了某些内容，在此表示衷心的感谢。
由于时间仓促，编者水平有限，不足之处，恳请指正。
编者
2005年12月
目录
开样记录……………………………………………………………
试验一土的粒度成分测定………………………………………
试验二土的密度试验……………………………………………
试验三土的含水量试验…………………………………………
试验四土的比重试验……………………………………………
试验五粘性土的液限、塑限的测定……………………………
试验六*渗透定律试验……………………………………………
试验七土的侧限压缩试验………………………………………
实验八测定土的压缩性指标(二)(高压固结仪法)………
实验九测定土的抗剪强度指标(一)(直接剪切试验法)…
实验十测定土的抗剪强度指标(二)(三轴剪切试验法)
实验十一测定土的抗剪强度指标(三)(无侧限抗压强度试验法) 实验十二测定土的击实性指标(击实仪法)……………
土工试验开样记录工程名称________________ 钻孔号__________ 实验日期______________ 天气情况__________
试验一土的粒度成分测定一、实验目的
二、基本原理
三、仪器设备
四、操作步骤
五、记录格式
一、颗粒分析试验
筛析法（筛分法）
密度计法（比重计法）
六、误差分析
七、思考题
1.什么是颗粒分析?颗分有什么意义?
2.实验室进行颗粒分析的方法有几种?各适用条件是什么?
3.如何做累积百分曲线?曲线的陡缓程度说明什么问题?
4.用筛析法进行颗分时，如何保证实验精度？
试验二土的密度试验一、实验目的
二、基本原理
三、仪器设备
四、操作步骤
五、记录格式
密度试验记录表(蜡封法)
工程名称钻孔编号
土样说明试验日期
试验者计算者
校核者
二、密度试验（环刀法）
六、思考题
1.什么是土的重度、天然重度、水下重度、干重度？
2.开土样时怎样准确测定环刀内土的体积？削土刀是否能用力反复刮平土面？
3.简述天平的使用规则。
试验三土的含水量（率）试验
一、实验目的
二、基本原理
三、仪器设备
四、操作步骤
五、记录格式
含水率试验
六、思考题
1.土的含水量的测定方法有几种？各自适用条件是什么？
2.如何使用烘箱和干燥器？该试验的温度应控制在多少度？ 3土样盒为什么要上下都编号？
4.土样烘干后能否立即称重？为什么？
试验四土的比重试验
一、实验目的
二、基本原理
三、仪器设备
四、操作步骤
五、记录格式
四、比重试验（比重瓶法）
六、思考题
1.如何测定土的比重？比重与重度、密度有什么异同？
2.比重瓶有何特点？瓶塞上的小孔有何用途？
3.如何保证比重测定的精度？
试验五粘性土的液限、塑限的测定一、实验目的
二、基本原理
三、仪器设备
四、操作步骤
五、记录格式
液塑限实验
班级
姓名土样编号
实验日期
六、思考题
1.什么是土的界限含水量？土有几种界限含水量？其物理意义是什么？
2.用平衡锥法测定土的液限时，如何将土调拌均匀？试样杯中土样的装入过程有什么要求？
3.用搓条法测定土的塑限时，为什么不能无压滚动？
4.能否用电吹风的热风将土中含水率降低？
5.该实验为什么要取两个以上的平行样？
试验六渗透定律试验*一、实验目的
二、基本原理
三、仪器设备
四、操作步骤
高等土力学读书报告
高等土力学读书报告 姓名：杨耀辉 学院：水利与土木工程学院 专业：水利工程 学号： 1338020126
无粘性土颗粒组成的类型与基本性质 一 无粘性土颗粒组成类型与分类 1．颗粒组成 颗粒组成是研究无粘性土基本性质的主要依据，通常以各粒径含量的累积曲线或分布曲线表示。 均匀土：分布曲线是单峰形式，各粒径都有一定的含量，峰值粒径含量占绝对优势，其破坏形式主要是流土破坏。 单峰形：峰值远离中值，呈左偏峰，出现双峰时右峰较低，两峰连续，谷点里粒径至少占4%至5%，曲线无明显平缓段，集中在某段，无峰值。 不均匀土：级配连续和级配不连续。 双峰形：双峰间有间断，有的相连接，但最低点粒径含量小于或等于3%，累积曲线呈椅子形，出现台阶。 2．均匀土的区分原则和方法 均匀土特点：级配不良，压实性差，孔隙率大，稳定性差。 太沙基指出5,1.0< 质仍取决于粗料。但随细料的含量的增加，混合料密度增加，孔隙相应减小，到细料超出一定含量时，混合料性质就取决于细料。最优级配的细料含量P=25%到30%。 混合料中开始参与骨架作用的细料含量 21n n n = ；并考虑到无粘性土一般21s s ρρ=；得出细料含量与孔隙率的关系 理想状态下的计算式： ()2 222 1 1 1n n n P d s d ?+?-?= ρρρ 其中 ()1 111 s d n ρρ?-=； 在理想状态下： n n n P --= 12。 为使P 含量与实际相符，就要考虑粗料孔隙体积被撑开的影响，由实验分 析知2n 随n 增大而增大，且223n n =?；我们取粗料孔隙率为0.3，则2 233.0n n += ∴ n n n P --+= 133.02 但在实际中，混合料中细料是多少要撑开粗料孔隙的，所以理论计算的P 要小于实际中的。 实际值小于它时表明细料没填满粗料孔隙； 实际值大于它时细料填满粗料孔隙且与粗料共同组成骨架； 当实际值等于它时认为混合料有最优级配料。 渗透系数与细料含量的关系； P 〈30%时填不满孔隙，对渗透系数起控制作用的是粗料。 P 〉30%时孔隙与细料产生关系。 P 〉70%时粗料只起填充作用，对渗透系数的影响减少直到消失。 4.级配连续土的基本性质 级配连续土的性质： Cu>10 1 地基基础部分 1.土由哪几部分组成？ 土是由岩石风化生成的松散沉积物，一般而言，土是由固体颗粒、液态水和空隙中的气体等三部分组成。 2.什么是粒径级配？粒径级配的分析方法主要有哪些？ 土中土粒组成，通常以土中各个粒组的相对含量（各粒组占土粒总质量的百分数）来表示，称为土的粒径级配。 对于粒径小于或等于60mm、大于0.075的土可用筛分法，而对于粒径小于0.075的土可用密度计法或移液管法分析。 3.什么是自由水、重力水和毛细水？ 自由水是存在于土粒表面电场范围以外的水，它可以分为重力水和毛细水。 重力水存在于地下水位一下的土骨架空隙中，受重力作用而移动，传递水压力并产生浮力。毛细水则存在于地下水位以上的孔隙中，土粒之间形成环状弯液面，弯液面与土粒接触处的表面张力反作用于土粒，成为毛细压力，这种力使土粒挤紧，因而具有微弱的粘聚力或称为毛细粘聚力。 4.什么是土的结构？土的主要结构型式有哪些？ 土的结构主要是指土体中土粒的排列和联结形式，它主要分为单粒结构、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哪些？哪些是基本物理性质指标？哪些是换算指标？ P6 6.熟练掌握土的各个物理性质指标的概念，并能够进行相互换算。 P7-8 7.无粘性土和粘性土的物理特征是什么？ 无粘性土一般指具有单粒结构的碎石土和砂土。天然状态下无粘性土具有不同的密实度。密实状态时，压缩小，强度高。疏松状态时，透水性高，强度低。 粘性土粒之间存在粘聚力而使土具有粘性。随含水率的变化可分别划分为固态、半固态、可塑及流动状态。 8.什么是相对密度？ P9 9.什么是界限含水量？什么是液限、塑限含水量？ 界限含水率：粘性土由一种状态转换到另一种状态的分界含水率； 液限：由流动状态转为可塑状态的界限含水率； 塑限：有可塑状态转为半固态的界限含水率； 缩限：由半固态转为固态的界限含水率。 10.什么是塑性指数和液性指数？他们各反映粘性土的什么性质？ P10 11.粗粒土和细粒土各采用什么指标进行定名？ 粗粒土：粒径级配 细粒土：塑性指数 园林学院 土力学实验报告 学生姓名 学号2009041001 专业班级土木工程091 指导教师李西斌 组别第三组 成绩 实验目录 前言 (1) 实验一含水量试验 (2) 实验二密度实验 (5) 实验三液限和塑限试验 (7) 实验四固结试验 (13) 实验五直接剪切试验 (18) 前言 土是矿物颗粒所组成的松散颗粒集合体，其物理力学性质与其他材料不同；土力学是利用力学的基本原理和土工试验技术来研究土的强度和变形及其规律性的一门应用学科。 土的天然含水率、击实性、压缩性、抗剪强度是水利工程中的四大问题，他们的好坏与否直接关系到水利工程的经济效益与安全问题，因此在工程中作好土料的指标实验，确定出相应标对水利工程具有十分重要的意义。 实验一 含水量试验 一、概述 土的含水率 是指土在温度105~110℃下烘干至恒量时所失去的水质量与达 到恒量后干土质量的比值，以百分数表示。 含水率是土的基本物理性质指标之一，它反映了土的干、湿状态。含水率的变化将使土物理力学性质发生一系列变化，它可使土变成半固态、可塑状态或流动状态，可使土变成稍湿状态、很湿状态或饱和状态，也可造成土在压缩性和稳定性上的差异。含水率还是计算土的干密度、孔隙比、饱和度、液性指数等不可缺少的依据，也是建筑物地基、路堤、土坝等施工质量控制的重要指标。 二、实验原理 土样在在105℃～110℃温度下加热，土中自由水会变成气体挥发，土恒重后， 即可认为是干土质量s m ，挥发掉的水分质量为w s m m m =-。 三、实验目的 测定土的含水量，供计算土的孔隙比、液性指数、饱和度等不可缺少的一个基本指标。并查表可确定地基土的允许承载力 四、实验方法 含水率实验方法有烘干法、酒精燃烧法、比重法、碳化钙气压法、炒干法等，其中以烘干法为室内实验的标准方法。在此仅用烘干法来测定。 烘 烘干法是将实样放在温度能保持105~110℃的烘箱中烘至恒量的方法，是室内测定含水率的标准方法。 （一）仪器设备 （1）保持温度为105~110℃的自动控制电热恒温烘箱； （2）称量200g 、最小分度值0.01g 的天平； （3）玻璃干燥缸； 一、密度试验(环刀法) （一）试验目的 测定土的湿密度，以了解土的疏密和干湿状态，供换算土的其它物理性质指标和工程设计以及控制施工质量之用。 （二）试验原理 土的湿密度ρ是指土的单位体积质量，是土的基本物理性质指标之一，其单位为g/cm 3。环刀法是采用一定体积环刀切取土样并称土质量的方法，环刀内土的质量与体积之比即为土的密度。密度试验方法有环刀法、蜡封法、灌水法和灌砂法等。对于细粒土，宜采用环刀法；对于易碎裂、难以切削的土，可用蜡封法；对于现场粗粒土，可用灌水法或灌砂法。 （三）仪器设备 1．环刀：内径6～8cm ，高2～3cm 。 2．天平：称量500g ，分度值0.01g 。 3．其它：切土刀、钢丝锯、凡士林等。 （四）操作步骤 1．量测环刀：取出环刀，称出环刀的质量，并涂一薄层凡士林。 2．切取土样：将环刀的刀口向下放在土样上，然后用切土刀将土样削成略大于环刀直径的土柱，将环刀垂直下压，边压边削使土样上端伸出环刀为止，然后将环刀两端的余土削平。 3．土样称量：擦净环刀外壁，称出环刀和土的质量。 （五）试验注意事项 1．称取环刀前，把土样削平并擦净环刀外壁； 2．如果使用电子天平称重则必须预热，称重时精确至小数点后二位。 （六）计算公式 按下列计算土的湿密度： V m m V m 2 1-=＝ ρ 式中：ρ—密度，计算至0.01g/cm 3 ； m —湿土质量，g ； m 1—环刀加湿土质量，g ； m 2—环刀质量，g ； V —环刀体积，cm 3 。 密度试验需进行二次平行测定，其平行差值不得大于0.03g/cm 3 ，取其算术平均值。 密度试验(灌砂法) （一）试验目的 现场测定粗粒土的密度。 （二）试验仪器 1．密度测定器：由容砂瓶、灌砂漏斗和底盘组成（1-1）。 灌砂漏斗高135mm、直径165mm，尾部有孔径为13mm的圆柱形阀门；容砂瓶容积为4L，容砂瓶和灌砂漏斗之间用螺纹接头联接。 底盘承托灌砂漏斗和容砂瓶。 1-1密度测定器 2．天平：称量10kg，最小分度值5g，称量500g，最小分度值0.1g。 （三）操作步骤： 1按规定挖好试坑尺寸，并称试样质量。 2向容砂瓶内注满砂，关阀门，称容砂瓶，漏斗和砂的总质量，准确至10g。 3将密度测定器倒置（容砂瓶向上）于挖好的坑口上，打开阀门，使砂注入试坑。在注砂过程中不应震动。当砂注满试坑时关闭阀门，称容砂瓶、漏斗和余砂的总质量，准确至10g，并计算注满试坑所用的标准砂质量。 （四）计算公式 容砂瓶的容积，应按下式计算。 《土力学与基础工程》复习题 一、单项选择题 1、在均质土层中，土的竖向自重应力沿深度的分布规律是（??）? A．均匀的? B．折线的?C．曲线的? D．直线的? 2、在荷载作用下，土体抗剪强度变化的原因是（??）? A．附加应力的变化?? B．总应力的变化?? C．有效应力的变化? ?D．自重应力的变化 3．在土中对土颗粒产生浮力作用的是????(????)? A．强结合水????B．弱结合水??C．毛细水??????D．重力水 4、原状土试样的无侧限抗压强度与重塑土样的无侧限抗压强度之比称为土的????(????)?。 A．液化指标????B．强度提高系数????C．固结系数????D．灵敏度 5、刚性基础台阶允许宽高比的大小除了与基础材料及其强度等级有关外，还与????(????)?。 A．基底压力有关????????? ?B．地基土的压缩模量有关 ?C．基础的底面尺寸有关??? ?D．持力层的承载力有关? 6、在荷载分布范围内，地基中附加应力随深度愈向下（）。 A、始终不变 B、愈大 C、愈小 D、而无法确定 7、土体中一点的最危险破坏面为（）度。 A、45 B、45+ψ/2 C、60 D、90 8、一般在密砂和坚硬的粘土中最有可能发生地基破坏模式是（）。 A、整体剪切破坏模式 B、局部剪切破坏模式 C、冲切剪切破坏模式 D、延性破坏模式 9、某场地人为地被挖走了5米，则该场地为（）土。 A、正常固结土 B、超固结土 C、软固结土 D、欠固结土 10、基础下垫层的厚度一般为（）㎜。 A、150 B、200 C、100 D、50 11、衡量土的颗粒级配是否良好，常用（?????）指标判定。? A、不均匀系数??????? B、含水量?????? C、标贯击数??????? D、内摩擦角? 12、中心荷载作用的条形基础底面下地基土中最易发生塑性破坏的部位是?（????）。? A、中间部位?????????????????????? B、边缘部位? C、距边缘1/4基础宽度的部位????????? D、距边缘1/3基础宽度的部位? 13、下列因素中，与无粘性土的土坡稳定性相关的因素是（?????）。? A、滑动圆弧的圆心位置????????? B、滑动圆弧的半径? C、土坡的坡高????????????????? D、土坡的坡角? 14、钢筋砼柱下条形基础的肋梁高度不可太小，一般宜为柱距的（?????）? 土力学 实验报告 姓名 班级 学号 含水量实验 一、实验名称：含水量实验 二、实验目的要求 含水量反映了土的状态，含水量的变化将使土的一系列物理力学性质指标 也发生变化。测定土的含水量，以了解土的含水情况，是计算土的孔隙比、液性指数、饱和度和其他物理力学性质指标不可缺少的一个基本指标。 三、试验原理 土样在100~105℃温度下加热，途中自由水首先会变成气体，之后结合水也会脱离土粒的约束，此时土体质量不断减少。当图中自由水和结合水均蒸发脱离土体，土体质量不再变化，可以得到固体矿物即土干的重。土恒重后，土体质量即可被认为是干土质量m s ，蒸发掉的水分质量为土中水质量m w =m-m s 。 四、仪器设备 烘箱、分析天平、铝制称量盒、削土刀、匙、盛土容器等。 五、试验方法与步骤 1.先称量盒的质量m 1，精确至0.01g 。 2.从原状或扰动土样中取代表性土样15~30g （细粒土不少于15g ，砂类土、有机质土不少于50g ），放入已称好的称量盒内，立即盖好盒盖。 3.放天平上称量，称盒加湿土的总质量为m 0+m ，准确至0.01g 。 4.揭开盒盖，套在盒底，通土样一样放入烘箱，在温度100~105℃下烘至质量恒定。 5.将烘干后的土样和盒从烘箱中取出，盖好盒盖收入干燥器内冷却至室温。 6.从干燥器内取出土样，盖好盒盖，称盒加干土质量m 0+m s （准确至0.01g ） 。 六、试验数据记录与成果整理 含水量试验（烘干法）记录 计算含水量：%100) () ()(000?++-+= s s m m m m m m w 实验日期 盒质量 m 0/g 盒+湿土质 量（m 0+m ）/g 盒+干土质 量（m 0+m s ） /g 水质量/g 干土质量m s /g 含水量w/% 1 2 3 4=2-3 5=3-1 4/5 土力学与基础工程复习重点 第一章绪论 （1）地基：支承基础的土体或岩体。 （2）天然地基：未经人工处理就可以满足设计要求的地基。 （3）人工地基：若地基软弱、承载力不能满足设计要求，则需对地基进行加固处理。（4）基础：将结构承受的各重作用传递到地基上的结构组成部分。 第二章土的性质及工程分类 （1）土体的三相体系：土体一般由固相（固体颗粒）、液相（土中水）和气相（气体）三部分组成。 （2）粒度：土粒的大小。 （3）界限粒径：划分粒组的分界尺寸。 （4）颗粒级配：土中所含各粒组的相对量，以土粒总重的百分数表示。 （5）土的颗粒级配曲线。 （6）土中的水和气（p9） （7）工程中常用不均匀系数u C 和曲率系数c C 来反映土颗粒级配的不均匀程度。 1060d d C u = 60 102 30d d d C c ?=） （ 的粒径，称中值粒径。 占总质量小于某粒径的土粒质量—的粒径，称有效粒径；占总质量小于某粒径的土粒质量—的粒径，称限定粒径；占总质量小于某粒径的土粒质量—%30%10%60301060d d d 不均匀系数u C 反映了大小不同粒组的分布情况，曲率系数c C 描述了级配曲线分布整体形态。 工程上对土的级配是否良好可按如下规定判断： 1.对于级配连续的土：5>u C ，级配良好：5u C 和3~1=c C 两个条件时，才为级配良好，反之则级配不良。 颗粒分析实验：确定土中各个粒组相对含量的方法称为土的颗粒分析实验。对于粒径大于0.075mm 的粗粒土，可用筛分法。对于粒径小于0.075mm 的细粒土，则可用沉降分析法（水分法）。 （7）土的物理性质指标 三个基本实验指标 1.土的天然密度ρ 土单位体积的质量称为土的密度（单位为3 3 //m t cm g 或），即V m = ρ。 （2.10） 高等土力学读书报告 学院：土木工程 专业：结构工程 指导教师： 姓名： 学号： 2015.12.30 本学期学了土的应力与应变，强度理论，全量理论，增量理论，模型理论，滑线场理论及极限分析。以下对这些理论做简要回顾。 应力应变 土的应力应变关系十分复杂，除了时间外，还有温度、湿度等影响因素。其中时间是一个主要影响因素。与时间有关的土的本构关系主要是指反映土流变性的理论。而在大多数情况下，可以不考虑时间对土的应力——应变和强度（主要是抗剪强度）关系的影响。土的强度是土受力变形发展的一个阶段，即在微小的应力增量作用下，土单元会发生无限大（或不可控制）的应变增量。因而它实际上是土的本构关系的一个组成部分。 由于土是岩石风化而成的碎散颗粒的集合体，一般包含有固、液、气三相，在其形成的漫长的地质过程中，受风化、搬运、沉积、固结和地壳运动的影响，其应力应变关系十分复杂，并且与诸多因素有关。其中主要的应力应变特性是其非线性、弹塑性和剪胀（缩）性。主要的影响因素是应力水平（Stresslevel、应力路径（Strespath）和应力历史（Stresshistor），亦称3S影响 土的强度理论 土在外力作用下达到屈服或破坏时的极限应力。由于剪应力对土的破坏起控制作用，所以土的强度通常是指它的抗剪强度。 确定强度的原则土的强度一般是由它的应力-应变关系曲线上某 些特征应力来确定的，如屈服应力、破坏应力(或峰值应力)等，这些特征应力值与土的种类和物理条件(如加载时间、加载速率和排水条件等)有关。在不考虑加载时间或加载速率对土强度影响的常规试验中,对于不同的土，大体上可获得三种典型的应力-应变关系曲线,一种是当应力随应变增大直至峰值时,土体出现破裂，随着应变进一步增大，应力由峰值逐渐降低，最后达到稳定应力值。对此，人们取峰值应力作为破坏强度，取最后稳定应力值作为破坏后的强度。第二种是当应力达到最大值后，应力虽然不增加，但应变继续增加，对此，也可取最大应力值作为破坏强度。第三种是，在较大应变下，应力仍未达到最大值，而是随 土力学与地基基础考试试题 一、填空题（每小题1分，共10分） 1、根据地质成因条件的不同，有以下几类土：、、、等等。 2、颗粒分析试验对于粒径小于或等于60mm，大于0.075mm的土，可用测定。 3、当动水压力等于或大于土的有效重度时，土粒处于悬浮状态，土粒随水流动，这种现象称为。 4土方开挖遵循、、和的原则。 5深基坑土方开挖方案主要有、、、等。 6 边坡系数是以土方与之比表示。 8 铲运机的特点是能综合完成、、和等土方施工工序。 9 常用的机械压实方法有、、等。 10 碾压法适用于的填土工程。 二、选择题（单选，每小题3分，共30分） 1.土的含水量越大土质越是松软，（） A压缩性高，强度高B压缩性低，强度高 C压缩性高，强度低D压缩性低，强度低 2.填土的压实就是通过夯击、碾压、震动等动力作用使（）减少而增加其密实度。 A土体的孔隙B土体的比重C土体中的水D土体颗粒 3.土压实的目的是为了减少其（），增加土的强度。 A渗透性B压缩性C湿陷性D膨胀性 4、土的天然含水量是指( )之比的百分率。 A．土中水的质量与所取天然土样的质量 B．土中水的质量与土的固体颗粒质量 C．土的孔隙与所取天然土样体积 D．土中水的体积与所取天然土样体积 5、在土方填筑时，常以土的( )作为土的夯实标准。 A．可松性 B．天然密度 C．干密度 D．含水量6、填土的密实度常以设计规定的( )作为控制标准。 A．可松性系数 B．孔隙率 C．渗透系数 D．压实系数 7、基坑(槽)的土方开挖时，以下说法中不正确的是( )。 A．当土体含水量大且不稳定时，应采取加固措施 B．一般应采用“分层开挖，先撑后挖”的开挖原则 C．开挖时如有超挖应立即填平 D．在地下水位以下的土，应采取降水措施后开挖 8、填方工程中，若采用的填料具有不同透水性时，宜将透水性较大的填料( )。 A．填在上部 B．填在中间 C．填在下部 D．与透水性小的填料掺杂 9、填方工程施工( )。 A．应由下至上分层填筑 B．必须采用同类土填筑 C．当天填土，应隔天压实 D．基础墙两侧应分别填筑 10、观察验槽的内容不包括( )。 A．基坑(槽)的位置、尺寸、标高和边坡是否符合设计要求 B．是否已挖到持力层 C．槽底土的均匀程度和含水量情况 D．降水方法与效益 三、名词解释（每小题5分，共20分） 界限含水量： 最优含水率： 钻探： 验槽： 姓名：教学点班级学号： 南华大学 城市建设学院土力学实验报告 2012/05/21 实验一：土的重度、含水率试验 实验名称：土的重度、含水量实验实验成绩： 实验同组人：罗**、白**、方**、王**、张**、符** 实验教师签名： 实验地点：城建西301 实验日期：2012年 03 月 28 日 实验目的： 1.熟悉土工实验中环刀、天平、烘箱等基本设备的操作方法； 2.通过本试验掌握土体的天然含水率试验方法，了解含水率指标在工程中的应用，并配合其它试验计算土的干密度、孔隙比及饱和度等其它指标； 3.通过本试验掌握土体的天然密度试验方法，了解天然密度指标在工程中的应用，并配合其它试验计算土的干密度、孔隙比及饱和度等其它指标。并初步了解土体密度大小与土的松紧程度、压缩性、抗剪强度的关系。 实验原理： 土体中的自由水和弱结合水在105℃～110℃的温度下全部变成水蒸气挥发，土体粒质量不再发生变化，此时的土重为土颗粒质量加上强结合水质量，将挥发掉的水份质量与干土质量之比为土体含水率。即土体含水率是指土颗粒在105℃～110℃的温度下烘干（或酒精烧干）至恒重时所失去的水份质量与烘干土质量的比值，用百分数表示。 单位体积土体质量称做土的密度，定义式为： p 0=m /V 式中：ρ －土样湿密度（g/cm3）； m －土样质量（g）； V－土样体积（cm3）。 实验室内直接测量的密度为湿密度(对原状土称作天然密度)。 ω0=m w/m s 式中：ω —土样含水率(％)； m w —土体所失去水分的质量(g)； m s —烘干后土颗粒质量(g)。 实验仪器设备（实验条件）： 1.恒温烘箱：恒温范围在105℃～110℃，温度控制精度高于±2℃； 2.天平：称量200g，最小分度值0.01g； 3.其它工具：铝盒(称量盒)、开土刀、干燥器、温度计等。 （a）环刀：内径61.8mm和79.8mm，高20mm； （b）天平：称量500g，最小分度值0.1g的天平； （c）其它工具：切土刀，玻璃板、钢丝锯，凡士林等 实验过程（内容、步骤、原始数据等）： (1)实验内容： 土力学与基础工程复习题 一、简答题 1、“甲土含水量比乙土大，则甲土的饱和度也比乙土的大”是否正确？说明理由。 2、简述有效应力原理的内容。 3、影响土压力的因素有哪些？ 4、什么是地基承载力的特征值？ 5、说明土的天然容重、饱和容重、浮容重、干容重的物理概念，试比较同一种土的数值大小？ 6、何谓地基土的前期固结压力？如何根据其与地基土现有上覆荷重的大小比较来确定三种应力历史类型的地基土？ 7、简要介绍莫尔—库伦强度理论。 8、什么是地基、基础？什么叫天然地基？ 9、桩基础设计计算步骤如何 10、说明桩侧负摩阻力产生的条件和场合 11、浅基础埋深选择主要应考虑哪些条件？ 12、试述地基特征变形的种类。 13、试述影响单桩轴向承载力的因素？ 14、试述影响地基承载力的主要因素？ 15、试述三轴剪切（压缩）试验的三种方法与实际中哪些条件相近。 16、地基土的破坏类型有哪几种？什么叫临塑荷载？ 17、淤泥等软土的一般工程特征有哪些？换土垫层法中垫层的作用是什么？ 答案： 1. “甲土含水量比乙土大，则甲土的饱和度也比乙土的大” 此种说法不正确，在理解这个问题的时候要注意含水量是质量之间的比值，而饱和度是体积之间的比值，在相同孔隙体积的情况下上述说法成立，假设在相同土粒质量的情况下甲土孔隙体积比乙土大得多的时候，孔隙水所占体积相对孔隙体积就很难确定大小关系。 2. 有效应力原理要点： （1）土中总应力σ等于有效应力'σ与孔隙压力u 之和。即：μσσ+=' （2）土中有效应力控制土的体积和强度的变化。 3. 影响土压力的因素包括：墙的位移方向和位移量，墙后土体所处的应力状态，墙体材料、高度及结构形式；墙后土体的性质，填土表面的形状，墙和地基之间的摩擦特性，地基的变形等。 4、地基承载力的特征值是指由载荷试验测定的地基土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。 5.天然容重是天然状态下单位体积土的重量；饱和容重是土的孔隙中都充满水时的单位体积土的重量；浮容重是指扣除地下水对土的浮力以后的土体重量与土的总体积之比；干容重是土的固重量与土的总体积之比； 大小关系依次为：饱和容重＞天然容重＞干容重＞有效容重。 6. 前期固结压力：天然土层在形成历史上沉积固结过程中受到过的最大固结压力 超固结比（OCR ）：先期固结压力和现在所受的固结压力之比，根据OCR 值可将土层分为正常固结土，超固结土和欠固结土。 OCR ＝1，即先期固结压力等于现有的固结压力，正常固结土 OCR 大于1，即先期固结压力大于现有的固结压力，超固结土 OCR 小于1，即先期固结压力小于现有的固结压力，欠固结土。 7、莫尔认为材料的破坏是剪切破坏，当任一平面上的剪应力等于材料的抗 高等土力学读书报告 对地基下沉问题的讨论 姓名刘兴顺 学号2014210046 年级2014 专业桥梁与隧道工程系（院）建筑工程学院指导教师陈颖辉 2015年5月26日 摘要 本论文主要是本人对高等土力学的学习总结，并根据工程中遇到的问题用土力学的知识进行分析（由于本人没有实际的工程经验，现主要是对比比较著名的一些工程）。土力学是研究土体在力的作用下的应力-应变或应力-应变-时间关系和强度的应用学科，是工程力学的一个分支。为工程地质学研究土体中可能发生的地质作用提供定量研究的理论基础和方法。主要用于土木、交通、水利等工程。本论文主要结合中外建筑物倾斜（意大利比萨斜塔和中国苏州虎丘塔）与地基严重下沉（中国上海展览中心馆和墨西哥市艺术馆）来讨论其中关于土力学的乱放，并运用土力学的方法进行分析。 关键词：高等土力学；工程实例；地基基础 ABSTRACT This thesis is mainly my learning of advanced soil mechanics summary,and according to the problems encountered in engineering with the knowledge of soil mechanics analysis (because I didn't have the practical engineering experience,now is mainly contrast compared to the well-known engineering).Soil mechanics is a branch of engineering mechanics,which is applied to study the stress-strain,stress-strain,time and strength of the stress strain time relationship and strength of the soil..To provide the theoretical basis and methods for quantitative study of geological effects that may occur in the engineering geology..Mainly used in civil engineering,transportation,water conservancy and other projects.This paper mainly combines(Leaning Tower of Pisa,Italy and China Suzhou Huqiu tower and ground sinking heavily(China Shanghai Exhibition Center Museum and Mexico City Museum of Art) inclined buildings at home and abroad is to discuss the misplacing on soil mechanics,and using the method of soil mechanics analysis. Key words:advanced soil mechanics;engineering examples;foundation foundation 土力学及地基基础标准预测试卷（一） （考试时间150分钟） 第一部分选择题 一、单项选择题（本大题共10小题，每小题2分，共20分）在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，请将其代码填写在题后的括号内。错选、多选或未选均无分。 1．用粒径级配曲线法表示土样的颗粒组成情况时，若曲线越陡，则表示土的 ( ) A．颗粒级配越好 B．颗粒级配越差 C．颗粒大小越不均匀 D．不均匀系数越大 2．判别粘性土软硬状态的指标是 ( ) A．塑性指数 B．液性指数 C．压缩系数 D．压缩指数 3．产生流砂的充分而必要的条件是动水力 ( ) A．方向向下 B．等于或大于土的有效重度 C．方向向上 D．方向向上且等于或大于土的有效重度 4．在均质土层中，土的竖向自重应力沿深度的分布规律是 ( ) A．均匀的 B．曲线的 C．折线的 D．直线的 5．在荷载作用下，土体抗剪强度变化的原因是 ( ) A．附加应力的变化 B．总应力的变化 C．有效应力的变化 D．自重应力的变化 6．采用条形荷载导出的地基界限荷载P1/4用于矩形底面基础设计时，其结果 ( ) A．偏于安全 B．偏于危险 C．安全度不变 D．安全与否无法确定 7．无粘性土坡在稳定状态下（不含临界稳定）坡角β与土的内摩擦角φ之间的关系是( ) A．β<φB．β=φ C．β>φ D．β≤φ 8．下列不属于工程地质勘察报告常用图表的是 ( ) A．钻孔柱状图 B．工程地质剖面图 C．地下水等水位线图 D．土工试验成果总表 9．对于轴心受压或荷载偏心距e较小的基础，可以根据土的抗剪强度指标标准值φk、Ck 按公式确定地基承载力的特征值。偏心距的大小规定为（注：Z 为偏心方向的基础边长） ( ) A．e≤ι/30 B．e≤ι/10 C．e≤b/4 D．e≤b/2 10.对于含水量较高的粘性土，堆载预压法处理地基的主要作用之一是 ( ) A．减小液化的可能性 B．减小冻胀 C．提高地基承载力 D．消除湿陷性 第二部分非选择题 二、填空题（本大题共10小题，每小题1分，共10分）请在每小题的空格中填上正确答案。错填、不填均无分。 11.建筑物在地面以下并将上部荷载传递至地基的结构称为____。 12.土的颗粒级配曲线愈陡，其不均匀系数C u值愈____。 13.人工填土包括素填土、冲填土、压实填土和____。 土力学与基础工程作业 2015-2016学年度第一学期 一、选择题 1.对土骨架产生浮力作用的水是（A） (A)重力水(B) 毛细水 (C) 强结合水(D)弱结合水 2.土粒大小及级配，通常用颗粒级配曲线表示，土的颗粒级配曲线越平缓，则表示（C）。 (A)土粒大小均匀，级配良好；(B) 土粒大小不均匀，级配不良；(C) 土粒大小 不均匀，级配良好。 3.毛细水上升高度决定于土粒粒度，下列哪种土毛细水上升高度最大（B ）。 (A)粘性土； (B)粉土； (C)砂土。 4有一非饱和土样，在荷载作用下，饱和度由80%增加至95%。试问土样的重度γ和含水率怎样改变？( A) (A)γ增加，减小 (B) γ不变，不变(C)γ增加，增加 5.土的液限是指土进入流动状态时的含水率，下述说法哪种是对的？( C) (A)天然土的含水率最大不超过液限 (B) 液限一定是天然土的饱和含水率 (C)天然土的含水率可以超过液限，所以液限不一定是天然土的饱和含水率 6. 粘性土的塑性指数越大，表示土的（C ）。 (A)含水量w越大； (B)粘粒含量越高； (C) 粉粒含量越高； (D) 塑限Wp越高。 7.下列哪一种土样更容易发生流砂？（B ） A.砂砾或粗砂 B.细砂或粉砂 C.粉质黏土 D.黏土 8. 下列因素中，与无粘性土的土坡稳定性相关的因素是（D ） (A)滑动圆弧的圆心位置 (B)滑动圆弧的半径 (C)土坡的高度（D）土坡的坡角 9．评价地基土压缩性高低的指标是（A） (A)压缩系数；(B)固节系数；(C)沉降影响系数； (D)参透系数10．所谓临界荷载，就是指：（ C ） （A）地基持力层将出现塑性区的荷载； （B）地基持力层中出现连续滑动面时的荷载； （C）地基持力层中出现某一允许大小塑性区时的荷载 二、简答题 1.土是由哪几个部分组成的？各相变化对土的性质有什么影响？ 答：土是由固体矿物、液体水和气体三部分组成的三相系。固相物质分无机 土力学读书报告 一、土的工程特性有哪些。 1、土的结构有哪些，这些结构都有哪些特点，对土的工程特性有何影响？ 土的结构是在成土的过程中逐渐形成的，它反映了土的成分、成因和年代对土的工程性质的影响，其结构按其颗粒的排列和联结可分为三种基本类型。a、单粒结构，单粒结构是碎石土和砂土的结构特征。其特点是土粒间没有联结存在，或联结非常微弱，可以忽略不计。疏松状态的单粒结构在荷载作用下，特别在振动荷载作用下会趋向密实，土粒移向更稳定的位置，同时产生较大的变形；密实状态的单粒结构在剪应力作用下会发生剪胀，即体积膨胀，密度变松。单粒结构的紧密程度取决于矿物成分、颗粒形状、粒度成分及级配的均匀程度。片状矿物颗粒组成的砂土最为疏松；浑圆的颗粒组成的土比带棱角的容易趋向密实；土粒的级配愈不均匀，结构愈紧密。b、蜂窝状结构，蜂窝状结构是以粉粒为主的土的结构特征。粒径在0.02~0.002 mm左右的土粒在水中沉积时，基本上是单个颗粒下沉，在下沉过程中、碰上已沉积的土粒时，如土粒间的引力相对自重而言已经足够地大，则此颗粒就停留在最初的接触位置上不再下沉，形成大孔隙的蜂窝状结构。c、絮状结构，絮状结构是粘土颗粒特有的结构特征。悬浮在水中的粘土颗粒当介质发生变化时，土粒互相聚合，以边-边、面-边的接触方式形成絮状物下沉，沉积为大孔隙的絮状结构。 土的结构形成以后，当外界条件变化时，土的结构会发生变化。 2、地基岩土的工程分类 作为建筑地基的岩土，可分为岩石、碎石土、砂土、粉土、粘性土和人工填土。、岩石应为颗粒间牢固联结，呈整体或具有节理裂隙的岩体。a、碎石土为粒径大于2mm的颗粒含量超过全重50%的土。b、砂土为粒径大于2mm的颗粒含量不超过全重50%、粒径大于0.075mm的颗粒超过全重50%的土。c、粘性土为塑性指数I p大于10的土。d、粉土为介于砂土与粘性土之间，塑性指数I p≤10且粒径大于0.075mm的颗粒含量不超过全重50%的土。e、人工填土根据其组成和成因,可分为素填土、压实填土、杂填土、冲填土。 二、地基中的应力计算，何谓基底压力，地基反力，基底附加压力，土中附加应力。 1、地下水位的升降对土自重应力有何影响？ 地下水位升降会引起土体中有效应力的变化，从而会影响土的变形。由有效 土力学与地基基础练习册 习 题 一 一、填空 1．土的物理性质是土的最基本的工程特性。 2．土的结构分为单粒结构、蜂窝结构和絮凝结构三种。 3．土的构造主要有层理构造和裂隙构造两种。 4．反映土单位体积质量（重力）的导出指标有浮密度、饱和密度和干密度。 5．土的基本指标包括土的密度、土粒相对密度和土的含水量，在试验室中分别用环刀法、比重瓶法和烘干法来测定。 6．土的不均匀系数Ku 越大，曲线越平缓，粒径分布越不均匀。 7. 基底附加压力求得后，可将其视为作用在地基表面的荷载，然后进行地基中的附加应力计算。 8．土粒比重是土粒的质量与同质量相同体积纯蒸馏水在4℃时的质量之比 。用比重瓶方法测定。 9．土的密度是质量与单位体积之比。 四、计算 1. 某粘土的含水量w=36.4%, 液限wL=48%、塑限wp=25.4%，要求： 1).计算该土的塑性指标Ip ； 2).确定该土的名称； 3).计算该土的液性指标IL ； 4).按液性指标数确定土的状态。 解： ] 为粘土;176.224.2548 =-=-=p L p W W I 为可塑态 ;487.06 .224 .254.36=-=-=P P L I W W I 习 题 二 一、填空 1．某点在地下水位以下, 当地下水位下降时该点自重应力将增加;地下水位上升时该点自重应力将减小。 四、计算 1.某构筑物基础如下页图所示，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： KPa ab G F P 5.3002 )89.02(32000 3)(2max =?-=+= 89.02 422068031 .1680=???+?=+= G F M e KPa A G F P 1254 320680=+=+= 一、绪论 1.1土力学、地基及基础的概念 1.土：土是连续、坚固的岩石经风化、剥蚀、搬运、沉积而形成的散粒堆 积物。 2.地基：地基是指支撑基础的土体或岩体。（地基由地层构成，但地层不一 定是地基，地基是受土木工程影响的地层） 3.基础：基础是指墙、柱地面下的延伸扩大部分，其作用是将结构承受的 各种作用传递到地基上的结构组成部分。（基础可以分为浅基础和深基 础） 4.持力层：持力层是指埋置基础，直接支撑基础的土层。 5.下卧层：下卧层是指卧在持力层下方的土层。（软弱下卧层的强度远远小 于持力层的强度）。 6.基础工程：地基与基础是建筑物的根本，统称为基础工程。 7.土的工程性质：土的散粒性、渗透性、压缩性、整体强度（连接强度） 弱。 8.地基与基础设计必须满足的条件：①强度条件（按承载力极限状态设计）： 即结构传来的荷载不超过结构的承载能力p f ≤；②变形条件：按正常使 s≤ 用极限状态设计，即控制基础沉降的范围使之不超过地基变形的允许值[] 二、土的性质及工程分类 2.1 概述 土的三相组成：土体一般由固相（固体颗粒）、液相（土中水）、气相（气体）三部分组成，简称为三相体系。 2.2 土的三相组成及土的结构 （一）土的固体颗粒物质分为无机矿物颗粒和有机质。矿物颗粒的成分有两大类：（1）原生矿物：即岩浆在冷凝过程中形成的矿物，如石英、长石、云母等。（2）次生矿物：系原生矿物经化学风化作用后而形成的新的矿物（如 粘土矿物）。它们的颗粒细小，呈片状，是粘性土固相的主要成分。次生矿物中粘性矿物对土的工程性质影响最大 —— 亲水性。 粘土矿物主要包括：高岭石、蒙脱石、伊利石。蒙脱石,它的晶胞是由两层硅氧晶片之间的夹一层铝氢氧晶片所组成称为2:1型结构单位层或三层型晶胞。它的亲水性特强工程性质差。伊利石它的工程性质介于蒙脱石与高岭石之间。高岭石，它是由一层硅氧晶片和一层铝氢氧晶片组成的晶胞，属于1:1型结构单位层或者两层。它的亲水性、膨胀性和收缩性均小于伊利石，更小于蒙脱石，遇水稳定，工程性质好。 土粒的大小称为粒度。在工程性质中，粒度不同、矿物成分不同，土的工程性质也就不同。工程上常把大小、性质相近的土粒合并为一组，称为粒组。而划分粒组的分界尺寸称为界限粒径。土粒粒组先粗分为巨粒、粗粒和细粒三个统称，再细分为六个粒组：漂石（块石）、卵石（碎石）、砾粒、砂粒、粉粒和黏粒。 土中所含各粒组的相对含量，以土粒总重的百分数表示，称为土的颗粒级配。土的级配曲线的纵坐标表示小于某土粒的累计质量百分比，横坐标则是用对数值表示土的粒径。由曲线形态可评定土颗粒大小的均匀程度。若曲线平缓则粒径大小相差悬殊，颗粒不均匀，级配良好；反之，则颗粒均匀，级配不良。 工程中常用不均匀系数u C 和曲率系数c C 来反映土颗粒的不均匀程度。 60 30u d C d = ()2301060c d C d d =? 10d —小于某粒径的土粒质量总土质量10%的粒径，称为有效粒径； 30d —小于某粒径的土粒质量总土质量30%的粒径，称为中值粒径； 60d —小于某粒径的土颗粒质量占总质量的60%的粒径，称限定粒径。 工程上对土的级配是否良好可按如下规定判断 ① 对于级配连续的土: Cu 5，级配良好；5Cu ，级配不良。 ② 对于级配不连续的土，级配曲线上呈台阶状，采用单一指标Cu 难以全面有效地判断土的级配好坏，需同时满足Cu 5和13Cu = 两个条件时，才为级配良好，反之级配不良。 课程标准 一、课程类型：必修课 二、课程性质：专业课 三、课时：64 四、考核方式：考试 五、适用专业：道路工程、桥梁工程、工业与民用建筑工程 六、课程教学目标： 通过本课程的学习，学生应能掌握“土力学与地基基础”在施工过程中的相关知识和作用，学以致用。 学完该课程后必须达到以下要求： 1、通过本课程的学习,要求了解土力学与地基基础的基本内容。 2、掌握土中应力计算的方法。 3、理解土的压缩性与地基沉降，掌握土的压缩性与地基沉降的计算方法。 4、熟练掌握土的抗剪强度与地基容许承载力的确定，掌握土压力计算及土坡稳定性分析。 5、熟悉天然地基上的浅基础，掌握地基处理的方法。 6、理解桩基础、沉井基础。 七、基本教学内容及课时分配 （一）教学内容 学习项目1 土中应力计算 【教学目的与要求】 通过本学习项目的学习,要求掌握土中自重应力的计算、土中附加应力的计算及建筑物基础下地基应力的计算。 【教学重点】 土中自重应力的计算，土中附加应力的计算。 【教学难点】 图中自重应力的计算。 【主要内容】 任务1.1 土中自重应力的计算 1.1.1 均质土中的自重应力计算 1.1.2 成层地基土中的自重应力计算 1.1.3 有地下水土层中的自重应力计算 1.1.4 土中自重应力的分布规律 任务1.2 土中附加应力的计算 1.2.1 基础底面的压力分布 1.2.2 基底压力的简化计算方法 1.2.3 不同荷载作用下的附加应力计算 任务1.3 建筑物基础下地基应力的计算 1.3.1 基础底面的附加应力 1.3.2 地基中的附加应力 学习项目2 土的压缩性与地基沉降计算 【教学目的与要求】 通过本学习项目的学习，要求了解土的压缩性实验及相应指标，掌握地基沉降计算的方法，熟悉地基沉降与时间的关系。 【教学重点】 地基沉降计算的方法，地基沉降与时间的关系。最新土力学与地基基础知识点整理
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