土力学名词解释及简答

一、名词解释

第一章土的物理性质及分类

简答题

1.何谓土粒粒组？划分标准是什么？答：粒组是某一级粒径的变化范围。粒组划分的标准是粒径范围和土粒所具有的一般特征，粒径大小在一定范围内的土粒，其矿物成分及性质都比较接近，就划分为一个粒组。

2.无粘性土和粘性土在矿物成分、土的结构、物理状态等方面，有何重要区别？答：无粘性土和粘性土作为工程中的两大土类，在矿物成分、土的结构和物理状态方面存在着差异。①矿物成分：无粘性土一般由原生矿物组成，颗粒较粗；粘性土一般由次生矿物组成，化学稳定性差，颗粒较细。②土的结构：从土的结构上看，无粘性土颗粒较粗，土粒之间的粘结力很弱或无粘结，往往形成单粒结构。粘性土颗粒较细，呈现具有很大孔隙的蜂窝状结构或絮状结构，天然状态下的粘性土，都具有一定的结构性、灵敏度和触变性。③物理状态：无粘性土的工程性质取决于其密实度，而粘性土的工程性质取决于其软硬状态及土性稳定性。

3.粘性土的软硬状态与含水量有关，为什么不用含水量直接判断粘性土的软硬状态？答：粘性土颗粒很细，所含粘土矿物成分较多，故水对其性质影响较大。当含水量较大时，土处于流动状态，当含水量减小到一定程度时，粘性土具有可塑状态的性质，如果含水量继续减小，土就会由可塑状态转变为半固态或固态。但对于含不同矿物成分的粘性土，即使具有相同的含水量，也未必处于同样的物理状态，因为含不同矿物成分的粘性土在同一含水量下稠度不同。在一定的含水量下，一种土可能处于可塑状态，而含不同矿物颗粒的另一种粘性土可能处于流动状态。因此，考虑矿物成分的影响，粘性土的软硬状态不用含水量直接判断。

第二章土的渗流

简答题

1.简述达西定律应用于土体渗流的适用范围。答：达西定律是描述层流状态下渗流流速与水头损失关系的规律，只适用于层流范围。土中渗流阻力大，故流速在一般情况下都很小，绝大多数渗流，无论是发生于砂土中或一般的粘性土中，均属于层流范围，故达西定律均可适用。但对粗粒土中的渗流，水力坡降较大时，流态已不再是层流而是紊流，这时，达西定律不再适用；对粘土中的渗流，当水力坡降小于起始坡降时，采用达西定律是不适宜的，达西定律适用于水力坡降大于起始坡降的情况。

2.简述室内测定渗透系数的优缺点。答：室内测定渗透系数的优点是设备简单，费用较省。但是，由于土的渗透性与土的结构有很大的关系，地层中水平方向和垂直方向的渗透往往不一样；再加之取样时的扰动，不易取得具有代表性的原状土样，特别是砂土。因此，室内试验测出的渗透系数值常常不能很好地反映现场土的实际渗透性质。

3.土渗透系数受到哪些因素影响？简述之。答：影响土渗透系数的因素有：①土的性质，包括粒径大小与级配、孔隙比、矿物成分、结构、饱和度。粒径大和孔隙比大，水流通过土体相对容易，则渗透系数大；对粘性土，由于颗粒的表面力起重要作用，因而其矿物成分对渗透系数有很大影响；土的微观结构和宏观构造均影响渗透系数，天然沉积的层状粘性土层，由于扁平状粘土颗粒的水平排列，往往使土层水平方向的透水性远大于垂直层面方向的透水性；土体的饱和度反映了土中含气体量的多少，土中封闭气泡即使含量很少，也会导致渗透性降低。②渗透水的性质，其对渗透系数值的影响主要是由于粘滞度不同所引起，温度高时，水的粘滞性降低，渗透系数值变大；反之渗透系数值变小。

4.简要介绍流网的绘制方法及其用途。答：绘制流网的步骤：①根据渗流场的边界条件，确定边界流线和边界等势线，如不透水层面是一条边界流线；②根据绘制流网的要求，初步绘制流网；③反复修改，直至大部分网络满足曲线正方形为止，一个精度较高的流网，往往都要经过多次反复修改，才能最后完成。流网绘出后，应用流网即可求得渗流场中各点的水头、水力坡降、渗透流速和渗流量，从而为进行渗流量和渗透变形控制提供科学依据。

5.简述判断土是否发生管涌的方法。答：土是否发生管涌，决定于土的性质，一般粘性土只会发生流土而不会发生管涌，故属于非管涌土；无粘性土当同时满足下列两个条件时会产生管涌：①土中粗颗粒所构成的孔隙直径必须大于细颗粒的直径，才可能让细颗粒在其中移动；②渗透力能够带动细颗粒在孔隙间滚动或移动。

6.简述渗透变形的防治措施。答：防治流土的关键在于控制溢出处的水力坡降，为了保证实际的溢出坡降不超过允许坡降，可采取下列工程措施：①可通过做垂直防渗帷幕、水平防渗铺盖等，延长渗流途径、降低溢出处的坡降；②在溢出挖减压沟或打减压井，贯穿渗透性小的粘性土层，以降低作用在粘性土层底面的渗透压力；③在溢出处加透水盖重，以防止土体被渗透力所悬浮。防止管涌一般可从下列两方面采取措施：①做防渗铺盖或打板桩等，降低土层内部和渗流溢出处的渗透坡降；

②在渗流溢出部位铺设层间关系满足要求的反滤层。

第三章土体中的应力

简答题

1.计算地基附加应力时，有哪些假定？答：主要假定有：①基础刚度为零，即基底作用的是柔性荷载；②地基是均匀、连续、各向同性的线性变形半无限体。

2.简述柔性均布条形荷载作用下地基中竖向附加应力的分布规律。答：①σz的分布范围相当大，它不仅分布在荷载面积之内，而且还分布到荷载面积之外，这就是所谓的附加应力扩散现象。②在离基础底面（地基表面）不同深度处各个水平面上，以基底中心点下轴线处的σz为最大，离开中心轴线愈远的点σz越小。③在荷载分布范围内任意点竖直线上的σz值，随着深度增大逐渐减小。

3.影响基底压力分布的因素有哪些？简述将其按直线分布的理由。答：试验和理论都证明，基底压力的分布与多种因素有关，如基础的形状、平面尺寸、刚度、埋深、基础上作用荷载的大小及性质、地基土的性质等。精确地确定基底压力是一个相当复杂的问题，根据弹性力学中圣维南原理，基础下与其底面距离大于基底尺寸的土中应力分布主要取决于荷载合力的大小和作用点位置，基本上不受基底压力分布形式的影响。因此，对于具有一定刚度，以及尺寸较小的柱下单独基础和墙下条形基础等，为了使计算简便，基底压力可近似地按直线分布的图形计算。

4.简要介绍在中心和偏心荷载作用下基底压力的计算方法及基底压力分布特点。

第四、五章土的压缩性和地基沉降计算

简答题

1.简述地基沉降计算的必要性及影响沉降大小的因素。答：由于土具有压缩性，地基承受建筑物荷载后，必然发生沉降。过大的沉降将危及建筑物和地下管线的安全，也影响建筑物的使用功能，特别是因建筑物荷载分布不均或土层压缩性横向存在差异引起的差异沉降，会使上部结构产生较大的附加应力，可导致上部结构出现开裂等病害。因此，进行地基设计时，计算地基沉降并设法将其控制在建筑物容许范围内，对于保证建筑物的正常使用、安全和经济，具有很大的意义。影响地基沉降大小的因素主要有：建筑物的重量及分布情况，地基土层的种类、各层土的厚度及横向变化，土的压缩性大小，基础形式及埋深等。

2.侧限压缩实验测得每级压应力作用下达到稳定时试件的竖向变形量，推证说明据此如何得到-压缩曲线？

3.简述根据荷载试验确定土变形模量的基本原理及优缺点。答：通过载荷试验得到各级压力及相应的稳定沉降的观测数值，据此绘制压力与稳定沉降关系曲线，曲线开始部分往往接近于直线，地基变形常处于该直线阶段。因直线段压力与沉降近似成线性关系，则按计算地基沉降的弹性力学公式可反算得到地基土的变形模量。

（1）根据载荷试验确定土变形模量的优点在于：①能综合反映一定深度范围土体的压缩性；②比钻孔取土在室内测试所受到的扰动要小得多；③土中应力状态在承压板较大时与实际基础情况比较接近。

（2）缺点在于：①实验工作量大；②费时；③费用大；④沉降稳定标准有较大近似性；⑤对深层土试验成果不易准确；⑥无法根据需要灵活改变试验时土体受力条件。

4.简述变形模量与压缩模量的关系及其影响因素。答：变形模量是根据土体在无侧限条件下的应力应变关系得到的参数，定义同弹性模量，但由于变形模量随应力水平而异，加载和卸载时的值不同，故未称作弹性模量，而称为变形模量。压缩模量是土在完全侧限条件下的竖向附加压应力与相应的应变增量之比植。变形模量与压缩模量在理论上是可以互相换算的，理论上土的变形模量总是小于压缩模。但实际上，由于现场载荷试验测定变形模量和室内压缩试验测定压缩模量时，压缩试样的土样容易受到较大的扰动，载荷试验与压缩试验的加荷速率、压缩稳定标准都不一样，泊松比不易确定等，因此，实际的变形模量与压缩模量关系并不完全符合理论关系，一般地说，土越坚硬，实际与理论偏差越大，实际的变形模量值常常是采用压缩模量经理论计算得到的变形模量值的数倍，但软土实际与理论比较接近。

5.简述单向压缩分层总和法计算地基沉降的基本原理和计算步骤。答：单向压缩分层总和法计算地基沉降的基本原理：采用分层总和法计算地基沉降时，将地基沉降计算深度范围内的土体划分为若干分层，假定每一分层土体只发生竖向压缩变形，没有侧向变形，并将地基看作均质地基计算出每一分层土的平均附加应力，则采用压缩性指标即可计算出每一层土的压缩量，然后将各分层土的压缩量相加，得到总的压缩变形量即为地基沉降量。

计算步骤：地基的分层；计算各分层土的平均自重应力和平均附加应力；确定地基沉降计算深度；确定计算深度范围内各分

层土的压缩指标；确定计算深度范围内各分层的压缩量；对计算深度范围内各分层压缩量求和，得到地基沉降量。

6.简述相邻荷载对基础的影响。

答：荷载在地基中产生应力扩散现象，若基础近旁有相邻荷载，会使基础底面以下地基中的附加应力发生重

叠而增加，附加应力增加导致基础产生附加沉降，基础附加沉降常常是不均匀沉降，过大的不均匀沉降会使

建筑物出现开裂等病害，相邻建筑物荷载载相互影响还会使建筑物发生相向倾斜。相邻荷载对基础沉降的影

响程度，主要与相邻基础的距离、荷载大小、地基土的性质、施工先后次序和时间等有关，其中以相邻基础

距离的影响最为显著。一般地说，相邻基础距离越近，荷载越大，地基越软弱，影响越大。

7.分层总和法以均质弹性半空间的理论解答求得非均质地基中的附加应力，通过分层计算地基变形，简述这一作法的用意。

8.简述传统的和规范的两种单向压缩分层总和法的区别。

答：传统的单向压缩分层总和法按附加应力计算，规范推荐的单向压缩分层总和法则按附加应力图面积计算；

规范推荐的单向压缩分层总和法采用变形比法确定地基沉降计算深度，传统的单向压缩分层总和法则以应力

比法确定地基沉降计算深度；相对于传统方法，规范法的重要特点在于引入了沉降计算经验系数，以校正计

算值对实测值的偏差。如所取的沉降计算深度相同且未加经验修正，则两法的繁简程度和计算结果并无差别。

9.地基固结沉降随时间逐步完成，表明固结沉降是地基土蠕变现象（在一定应力作用下，变形随时间发展）的反映。分析说明这一论点是否正确。

10.对某饱和粘性土土样施加各向等压力，分析说明施加压力及以后土样孔隙水压力和有效应力的变化过程。

答：对土样施加各向等压力σ的一瞬间，土样中的水来不及排出，由于认为水和土粒不可压缩，土体积不变，

则土中有效应力σ?=0，压力σ全部由水承担，所以土中孔隙压力（超静水压力）

u= σ；施压之后，随着时间的增长，孔隙水在超静水压力作用下经土孔隙逐渐排出，遂使原由孔隙水承担

的外压力逐渐转嫁给土骨架，使有效应力逐渐增大，有效应力σ?= σ- u使土体产生压缩，而孔隙压力相应

消减，此时u< σ；待到施压历时足够长久时，有效应力增大到等于压力σ，

σ?= σ，而孔隙中的超静水压力则完全消散，u→0，土体不再排水，渗透固结完成。

11.简述太沙基一维固结理论的基本假设及其适用条件。

答：太沙基一维固结理论的基本假设：土是均质、各向同性和完全饱和的；土粒和孔隙水都是不可压缩的；

土中水的渗流服从于达西定律；在渗透固结中，土的渗透系数和压缩系数都是不变的常数；外荷是一次骤然

施加的。其适用条件为荷载面积远大于压缩土层的厚度，地基中孔隙水主要沿竖向渗流。

12.某场地地表下为厚度的饱和土层，下卧不透水层，现采用太沙基一维固结理论求在无限大地表均布荷载作用下土层的固结过程，写出固结方程和初始条件及边界条件。

第六章土的抗剪强度

简答题

1．简要介绍莫尔一库仑强度理论。

答：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剪强度时该点就发生破坏，并提

出剪切破坏面上的剪应力τf是该面上的法向应力σ的函数，这个函数在τf－σ坐标中是一条曲线，该曲线

称为莫尔包线。理论分析和实验证明，莫尔包线对土是比较适宜的，而且，在应力变化范围不很大的情况下，

土的莫尔包线通常近似用直线代替，该直线方程就是库仑公式表示的方程，将莫尔包线用库仑公式表示也便

于应用。这一由库仑公式表示莫尔包线的强度理论称为莫尔－库仑强度理论。

2．筒述影响土抗剪强度的因素。

答：影响土抗剪强度的因素主要有：

（1）土粒的矿物成分、颗粒形状与级配。颗粒越粗，表面越粗糙，棱角状颗粒，其内摩擦角越大；粘土矿物成分不同，土粒表面薄膜水和电分子力不同，内聚力也不同；胶结物质可使内聚力增大。

（2）土的原始密度。原始密度越大，土粒间表面摩擦力和咬合力越大，即内摩擦角越大；同时，密度越大，土粒紧密接触，土内聚力也越大。

（3）土的含水量。当含水量增加时，水分在土粒表面形润滑剂，使内摩擦角减小；含水量增加也使薄膜水变厚，则粒

间电分子引力减弱，内聚力降低。

（4）土的结构。土的结构受扰动，则内聚力降低。

（5）试验方法和加荷速率。试验方法和加荷速率不同，特别在不同试验排水条件下，得到的抗剪强度数值是不同的。

3.简述土抗剪强度的来源及影响因素。

答：根据莫尔－库仑强度理论，土的抗剪强度来源于两部分：摩擦强度σtgυ（或σ?tgυ?）和粘结强度c（或c?）。摩擦强度包括两部分：一是颗粒之间因剪切滑动时产生的滑动摩擦；二是因剪切使颗粒之间脱离咬合状态而移动所产生的咬合摩擦。摩擦强度取决于剪切面上的正应力和土的内摩擦角，内摩擦角是度量滑动难易程度和咬合作用强弱的参数，其正切值为摩擦系数。影响内摩擦角的主要因素有密度，颗粒级配，颗粒形状，矿物成分，含水量等，对细粒土而言，还受到颗粒表面的物理化学作用的影响。通常认为粗粒土的粘结强度c等于零。细粒土的粘结强度c由两部分组成：原始粘结力和固化粘结力，原始粘结力来源于颗粒间的静电力和范德华力，固化粘结力来源颗粒间的胶结物质的胶结作用。

4. 简述采用莫尔—库仑公式的必要性。

答：如果可能发生剪切破坏的平面位置已经预先确定，只要算出作用于该面上的剪应力和正应力，就可采用

莫尔－库仑公式判别剪切破坏是否发生。但是在实际问题中，可能发生剪切破坏的平面一般不能预先确定，

土体中的应力分析只能计算各点垂直于坐标轴平面上的剪应力和正应力或各点的主应力，故尚无法直接判定

土体单元体是否破坏，此时，采用直接用主应力表示的莫尔－库仑破坏准则（也称土的极限平衡条件），对

应用来说是很方便的。

5 .已知土体内某一点的主应力为σ11，σ33，土的抗剪强度指标c，ф，如何判断该点土体是否破坏？

答：利用极限平衡条件，将大主应力σ11代入极限平衡条件表达式计算与其处于极限平衡状态的小主应力

σ3，或将小主应力σ33代入极限平衡条件表达式计算与其处于极限平衡状态的大主应力σ1，根据计算结果

判定如下：若σ3< σ33或σ1> σ11，表示该点土体实际应力状态的莫尔圆位于抗剪强度的下方，土体是安

全的；若或，莫尔圆与抗剪强度线相切，该点土体处于极限平衡状态；若或，抗剪强度线与莫尔圆相割，该

点土体已经破坏，实际上这种情况是不可能存在的。

6.简述直剪仪的优缺点。

答：直剪仪的优点是设备构造简单，操作方便，试件厚度薄，固结快等。

它的缺点主要有：

（1）剪切面限定为上下盒之间的平面，由于土往往是不均匀的，限定平面可能并不是土体中最薄弱的面，

这可能得到偏大的结果。

（2）试件内的应力状态复杂，剪切破坏先从边缘开始，在边缘发生应力集中现象，在剪切过程中，特别在

剪切破坏时，试件内的应力和应变是不均匀的，剪切面上的应力分布不均匀，这与试验资料分析中假定剪切

面上的剪应力均匀分布是矛盾的。

（3）在剪切过程中，土样剪切面逐渐缩小，而在计算抗剪强度时却是按土样的原截面面积计算。

（4）试验时不能严格控制排水条件，不能量测孔隙水压力，在进行不排水剪切时，试件仍有可能排水，特

别是对于饱和粘性土，由于它的抗剪强度受排水条件的影响显著，故试验结果不够理想。

7.简要介绍应变控制式直剪仪的试验装置和试验过程。

答：应变控制式直剪仪的主要部件由固定的上盒和活动的下盒组成，试样放在盒内上下两块透水石之间。试验时，由杠杆系统通过加压活塞和透水石对试件施加某一垂直压力，然后等速转动手轮对下盒施加水平推力，使试样在上下盒的水平接触面上产生剪切变形直至破坏，剪应力的大小可借助与上盒接触的量力环的变形值计算确定。在剪切过程中，随着上下盒相对剪切变形的发展，土样中的抗剪强度逐渐发挥出来，直到剪应力等于土的抗剪强度时，土样剪切破坏，所以土样的抗剪强度可用剪切破坏时的剪应力来度量，通常可取剪应力与剪切位移关系曲线峰值或稳定值作为破坏点。一般对同一种土至少取4个重度和含水量相同的试样，分别在不同垂直压力下剪切破坏，将垂直压力σ和试验测得的各自抗剪强度τf绘制在σ－τ坐标中，σ－τf基本上成直线关系，该直线与横轴的夹角为内摩擦角υ，在纵轴上的截距为粘聚力c，直线方程可用库仑公式表示。

8.简要介绍三轴压缩试验装置和试验过程。

答：三轴压缩试验主要设备为三轴压缩仪。三轴压缩仪由压力室、轴向加荷系统、施加周围压力系统、孔隙

水压力量测系统等组成。实验时，将土切成圆柱体套在橡胶膜内，放在密封的压力室中，然后向压力室内压

入水，使试件各向均受到压力σ3，并使液压在整个试验过程中保持不变，这时试件内各向的三个主应力都

相等，因此不产生剪应力。然后对试件施加竖向压力，当竖向主应力逐渐增大并达到一定值时，试件因受剪

而破坏。假设剪切破坏时竖向压应力的增量为?σ1，则试件上的大主应力为σ1=σ3+?σ1，而小主应力始终

为σ3，根据破坏时的σ1和σ3可画出一个极限应力圆。用同一种土样的若干个试件（三个以上）按以上所

述方法分别进行试验，每个试件施加不同的周围压力σ3，可分别得出各自在剪切破坏时的大主应力σ1，根

据破坏时的若干个σ1和σ3组合可绘成一组极限应力圆，根据莫尔－库仑理论，作这些极限应力圆公共切

线，即得土的抗剪强度包线，通常近似为一条直线，直线与横坐标的夹角为土的内摩擦角，直线在纵坐标的

截距为土的粘聚力。

9.简要介绍三轴压缩仪的优缺点。

答：三轴压缩仪的突出优点是能较为严格地控制排水条件以及可以量测试件中孔隙水压力的变化，而且，试件中的应力状态比较明确，也不像直接剪切试验那样限定剪切面，其试验结果比较可靠，对那些重要的工程项目，必须用三轴剪切试验测定土的强度指标，三轴压缩仪还用以测定土的其他力学性质。三轴压缩试验的缺点是试件的中主应力σ2=σ3，而实际土体的受力状态未必都属于这类轴对称情况。

10.简述十字板剪切试验测定土抗剪强度的原理。

答：试验时先将套管打到预定的深度，并将套管内的土清除，然后将十字板装在钻杆的下端，通过套管压入

土中，压入深度为750mm，再由地面上的扭力设备对钻杆施加扭矩，使埋在土中的十字板扭转，直至土剪切

破坏，破坏面为十字板旋转所形成的圆柱面。剪切破坏时所施加的扭矩已知，则它应该与剪切破坏圆柱面（包

括侧面和上下面）上土的抗剪强度所产生的抵抗力矩相等，根据这一关系，可以计算得到土的抗剪强度。

11.简述偏应力作用下的孔隙压力系数的影响因素。

12. 简要说明固结排水试验指标cd，фd 与固结不排水试验指标c′，ф′的关系。

13.在分析实际工程问题时，如何确定土的抗剪强度指标？

答：首先根据工程问题的性质确定分析方法，进而决定采用总应力或有效应力强度指标，然后选择测试方法。

一般认为，有效应力强度指标宜用于分析地基的长期稳定性，而对于饱和软粘土的短期稳定问题，则宜采用

不固结不排水试验或快剪试验的强度指标。

一般工程问题多采用总应力分析法，其指标和测试方法的选择大致如下：若建筑物施工速度较快，而地基土

的透水性和排水条件不良时，可采用不固结不排水试验或快剪试验的结果；如果地基荷载增长速率较慢，地

基土的透水性不太小（如低塑性的粘土）以及排水条件又较佳时（如粘土层中夹砂层），则可以采用固结排

水试验和慢剪试验指标；如果介于以上两种情况之间，可用固结排水或固结快剪试验结果。由于实际加荷情

况和土的性质是复杂的，而且在建筑物的施工和使用过程中都要经历不同的固结状态，因此，在确定强度指

标时还应结合工程经验。

14.简述影响无粘性土抗剪强度的因素。

答：无粘性土的抗剪强度决定于有效法向应力和内摩擦角。密实砂土的内摩擦角与初始孔隙比、土粒表面的粗糙度以及颗粒级配等因素有关，初始孔隙比小，土粒表面粗糙，级配良好的砂土，其内摩擦角较大。松砂的内摩擦角大致与干砂的天然休止角相等。无粘性土的强度性状还受各向异性、试样的沉积方法、应力历史等因素影响，但其残余强度与应力历史等因素无关，残余强度内摩擦角决定于土的矿物成分。

15.简要说明能否采用临界孔隙比判断砂土液化现象。

答：临界孔隙比ecr是判断砂土受剪体变趋势的指标，当砂土的初始孔降比e0大于ecr，受剪时其体积减小，反之体积增大。如果饱和砂土的e0值大于ecr，其在剪应力作用下由于剪缩必然使孔隙水压力增高，而有效应力降低，致使砂土的抗剪强度降低，特别当饱和松砂受到动荷载作用（例如地震），由于孔隙水来不及排出，孔隙水压力不断增加，就有可能使有效应力降低到零，因而使砂土像流体那样完全失去抗剪强度，这种现象称为砂土的液化。但当饱和砂土的e0值小于ecr时，因剪胀产生负孔压，则不会出现液化现象。因此，采用临界孔隙比能够判断砂土液化现象。

第七章土压力和挡土墙

简答题

1．影响土压力因素有哪些?答：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；墙后填土的性质；填土表面的形状；墙和地基之间的摩擦特性；地基的变形等。

2.简述刚性挡土墙土压力理论计算方法的选用原则及其适用条件。

答：如果挡土墙体具有足够的截面，并且建立在坚实的地基上，墙在填土的推力作用下，不发生任何移动或滑动，这时应计算静止土压力，静止土压力与水平向自重应力计算方法是相同的。当挡土墙位移量足够大，墙后土体处于极限平衡状态时，需计算主动土压力或被动土压力，主动土压力和被动土压力的计算以极限平衡理论为基础，采用朗肯土压力理论和库仑土压力理论计算。朗肯理论适用条件：墙背垂直、光滑，填土面水平。库仑土压力理论适用条件：墙后填土是无粘性土；当墙身向前或向后移动时，产生处于极限平衡状态的滑动楔体，滑动面是通过墙踵的平面；滑动土楔视为刚体。

3 .简述挡土墙位移对土压力的影响。

答：挡土墙是否发生位移以及位移方向和位移量，决定了挡土墙所受的土压力类型，并据此将土压力分为静止土压力、主动土压力和被动土压力。挡土墙不发生任何移动或滑动，这时墙背上的土压力为静止土压力。当挡土墙产生离开填土方向的移动，移动量足够大，墙后填土体处于极限平衡状态时，墙背上的土压力为主动土压力。当挡土墙受外力作用向着填土方向移动，挤压墙后填土使其处于极限平衡状态时，作用在墙背上的土压力为被动土压力。挡土墙所受的土压力随其位移量的变化而变化，只有当挡土墙位移量足够大时才产生主动土压力和被动土压力，若挡土墙的实际位移量并未达到使土体处于极限平衡状态所需的位移量，则挡土墙上的土压力是介于主动土压力和被动土压力之间的某一数值。

4.若挡土墙墙背直立、光滑，填土面水平，计算土压力时，如何考虑墙后填土面一定范围的均布荷载？

根据库仑土压力理论确定土压力时，若墙后滑动土楔处于主动极限平衡状态，试说明土楔受到的力及作用方向，并画出力失三角形。

6.库仑土压力理论得到主动土压力的表达式为说明此式的来源及式中参数的含义。

7.简要介绍考虑粘性土粘聚力计算土压力的楔体试算法。

8.如何计算折线行墙背土压力？

9.简述朗肯土压力理论的优缺点？

答：朗肯土压力理论应用半空间中的应力状态和极限平衡理论计算土压力，概念比较明确，公式简单，应用

方便，对于粘性土和无粘性土都可以用该公式直接计算，故在工程中得到青睐。但为了使墙后填土中的应力

状态符合半空间应力状态，必须假设墙背是直立光滑的，填土面是水平的，因而使其应用范围受到限制，并

由于该理论忽略了墙背与填土之间摩擦的影响，使计算的主动土压力偏大，被动土压力偏小。

10.简述库仑土压力理论的优缺点？

答：库仑土压力理论根据墙后滑动土楔的静力平衡条件推导得出土压力计算公式，考虑了墙背与土之间的摩

擦力，并可用于墙背倾斜，填土面倾斜的情况，但由于该理论假设填土是无粘性土，因此不能用库仑公式直

接计算粘性填土的土压力。库仑土压力理论假设墙后填土破坏时，破裂面是一平面，而实际上是一曲面，因

此，库仑土压力理论计算结果与按曲面的计算结果有出入，这种偏差在计算被动土压力时尤为严重。

14.简述增加挡土墙倾覆稳定性的措施。

答：增加挡土墙抗倾覆稳定性的措施：①展宽墙趾，在墙趾处展宽基础以增加稳定力臂，是增加抗倾覆稳定

性的常用方法，但在地面横坡较陡处会引起墙高的增加。②改变墙面及墙背坡度，改缓墙面坡度可增加稳定

力臂，改陡俯斜墙背或改缓仰斜墙背可减少土压力，从而增加了抗倾覆稳定性。③改变墙身断面类型或断面

尺寸。当地面横坡较陡时，应使墙胸尽量陡立，这时可改用衡重式墙或墙后加设卸荷平台、卸荷板，以减少

土压力并增加稳定力矩。

15.简述挡土墙的主要结构形式及其特点。

答：挡土墙的主要结构形式有重力式挡土墙、悬臂式挡土墙、扶臂式挡土墙及轻型挡土结构。重力式挡土墙通常由砌石或素混凝土修筑而成，结构简单，施工方便，能够就地取材，墙身断面较大，作用于墙背的土压力所引起的倾覆力矩全靠墙身自

重产生的抗倾覆力矩来平衡。悬臂式挡土墙一般用钢筋混凝土建造，它由立臂、墙趾悬臂和墙踵悬臂三个悬臂板组成，当墙高度较大时，为了增加立臂的抗弯性能，沿墙的纵向每隔一定距离设一道扶臂，则为扶臂式挡土墙。悬臂式挡土墙和扶臂式挡土墙的稳定主要依靠墙踵底板上的土重，而墙体内的拉应力则由钢筋承担，这类挡土墙能充分利用钢筋混凝土的受力特性，墙体截面较小。轻型挡土结构包括锚杆挡土墙、锚定板式挡土墙、加筋土挡土墙、土工织物挡土墙等，具有结构轻便且经济的特点，对地基的承载力要求相对较低。

第八章地基承载力与土坡稳定

简答题

1地基破坏模式有哪几种?各有何特点。

2.地基变形分哪三个阶段?各阶段有何特点?

3.土坡稳定分析有何实际意义？

答：边坡稳定性分析与评价的目的主要有以下两点：一是对与工程有关的天然边坡稳定性作出定性和定量评价；二是要为合理地设计人工边坡和边坡变形破坏的防治措施提供依据。边坡稳定性分析评价的方法主要有：地质分析法（历史成因分析法）、力学计算法、工程地质类比法、过程机制分析法等。分析中要特别注意变形模式的转化标志，它往往是失稳的前兆

4.影响土坡稳定的因素有哪些？

答：影响边坡稳定的因素一般有以下几方面：①土坡作用力发生变化，例如由于在坡顶堆放材料或建造建筑

物使坡顶受荷，或由于打桩、车辆行驶、爆破、地震等引起的振动改变了原来的平衡状态。②土体抗剪强度

的降低，例如土体中含水量或孔隙水压力的增加。③静水压力的作用，例如雨水或地面水流入土坡中的竖向

裂缝，对土坡产生侧向压力，从而促进土坡的滑动。④地下水在土坝或基坑等边坡中的渗流常是边坡失稳的

重要因素，这是因为渗流会引起水力，同时土中的细小颗粒会穿过粗颗粒之间的孔隙被渗流挟带而去，使土

体的密实度下降。⑤因坡脚挖方而导致土坡高度或坡角增大。

5.简述防止土坡滑动的措施。

6.简要介绍条分法分析土坡稳定性的过程。

答：土坡稳定分析的条分法的基本原理是：假定土坡沿着圆弧面滑动、将圆弧滑动体分成若干竖直的土条，计算各土条力系对圆弧圆心的抗滑动力矩与滑动力矩，由总的抗滑力矩与滑动力矩之比（稳定安全系数）来判别土坡的稳定性。分析时选择若干个滑动面，分别计算相应的安全系数，其中最小的安全系数对应的滑动面为最危险的滑动面。最小安全系数即为土坡的安全系数。若土坡不稳定，为极限平衡，工程上要求的最小稳定安全系数为，重要工程的取高值。

为什么说条分法分析粘性土坡稳定性是一个高次超静定问题？如何处理此问题。

简述影响边坡稳定性的主要因素有哪些？

答：影响边坡稳定性的因素主要有内在因素和外部因素两方面。其中，内在因素对边坡的稳定性起控制作

用，外部因素起诱发破坏作用。

（1）内在因素。内在因素包括组成边坡的地貌特征、岩土体的性质、地质构造、岩土体结构、岩体初始应

力等。

（2）外部因素。外部因素包括水的作用、地震、岩体风化程度、工程荷载条件及人为因素。

名词解释

粒度成分：是指土中各种不同粒组的相对相对含量，或者说土是由不同粒组以不同数量的级配。又称为“粒径级配”。

粒组：天然土的粒径一般是连续变化的，为便于研究，工程上把大小相似的土粒合并为组，称为粒组。

固结度：地基在外荷载作用下，经历时间t所完成的固结度，也就是地基经历时间t的沉降量与最终沉降量St之比值U

土的抗剪强度：土体抵抗剪切破坏的极限能力。

土的压缩性：土在外荷载的作用下，土粒体积变小的性质，它反映的是土中应力与其变形之间的变化关系，是土的基本力学

性质之一。

土的压实性

土的液化

土的毛细性：指土中的毛细空隙能使水产生毛细现象的性质。

土的毛细水带：土层中由于毛细现象所湿润的范围

土的毛细现象：土中水在表面张力的作用下，沿着细的空隙方向向上及向其他方向移动的现象

土的渗透性：土孔隙中的自由水在重力作用下发生运动的现象

季节性冻土：冬季冻结，夏季全部融化的冻土

隔年冻土：若冬季冻结，一两年内不融化的土层。

多年冻土：凡冻结状态持续三年或三年以上的土层。

淤泥质土

冻胀现象

标准冻结深度：在工程实践中，把地表无积雪和草皮等覆盖情况下多年实测最大冻深的平均值。

流砂：已知土在水下的浮容重为r”，当向上的动力水与水的浮容重相等时，这是土颗粒间的压力就等于0，土颗粒将处于悬浮状态而失去稳定，这种现象称为流砂。

管涌：水在砂性土中渗流时，土中的一些细小颗粒在动水力的作用下，可能通过粗颗粒的空隙被水带走。

动水力：我们把水流作用在单位体积土体中土颗粒上的力称为动水力，也称渗流力。

达西定律：在层流状态的渗流中，渗流速度与水力梯度的一次方成正比，，并与土的性质有关。

自重应力

附加应力

地基容许承载力

极限荷载

临界荷载

临塑荷载

静止土压力

主动土压力

被动土压力

土坡稳定安全系数

结合水

自由水

灵敏度：粘性土的原状土无侧限抗压强度与原土结构完全破坏的重塑土的无测限抗压强度的比值。

触变性：因受扰动而强度减弱，再静止而又增强的特性，称为软土的触变性。

流变性：指在一定荷载的持续作用下，土的变形随时间而增长的特性。

压缩系数：压缩曲线上当压力变化不大时，孔隙比的变化值与压力的变化值的比值，即指定点的曲线斜率。

压缩模量：土在完全侧线条件下受压时，竖应力增量与竖应变增量的比值。

土的密度：土的总质量与土的总体积的比值

土粒密度：干土颗粒的质量与Ms与其体积Vv之比。

土的干密度：指干燥状态下单位体积土的质量。

土的饱和密度：空隙中全部充满水时，单位体积土的质量。

土的含水率：指土中水的含量与固体颗粒质量之比。

土的浮密度：地下水位以下，土体受到的浮力作用时，单位体积土的质量。

土的孔隙比：土的孔隙体积与固体颗粒体积之比。

土的孔隙率：土中空隙大小的程度，为土中孔隙体积占总体积的百分比。

土的饱和度：土中水的体积与土的全部空隙体积的比值。

液限；粘性土呈液态与塑态之间的含水量。

塑限：粘性土呈半固态和塑态之间的含水量。

塑性指数：粘性土与粉土的液限与塑限的差值，去掉百分数，称塑性指数。

液性指数：粘性土的液性指数为天然含水量与塑限的差值与液限与塑限的差值之比。

土的相对密度：用天然空隙比e与同一种砂的最疏松状态空隙比emax和最密实状态空隙比emin进行对比，看e靠近emax 还是靠近emin，，以此判断他的密实度。

特殊土：指在特定地域内，由于生成条件的不同，使之不同于一般土，而具有某些特殊性质的土。

软土：在静水或是缓慢流水环境中沉积形成的，天然含水量大，压缩性高，承载力低，透水性差的一种软塑到流塑的饱和粘土层。

淤泥：

淤泥质土

极限高度

黄土：黄土是第四世纪以来，大陆上干旱和半干旱的气候条件下，沉积而形成的，呈褐黄色或灰黄色，具有针状空隙及垂直节理的一种特殊土。

黄土的湿陷性：天然黄土在一定的压力作用下，被水侵蚀后，土的结构受到破坏而发生突然下沉的现象。

膨胀土：当水受到侵蚀时，体积发生显著膨胀，干缩失水则明显收缩。

裂隙黏土；

盐渍土

红粘土

风沙运动

风沙流

沙丘

毛细压力

水头梯度

起始水头梯度

沉降

总应力

有效应力

孔隙水压力

快剪

固结快剪

慢剪

土体液化

简答

什么是粒组，粒组的划分原则是什么？

粒组：工程上把大小相似的土粒合并成组

原则：粒组间的分界线是人为划定的，划分时应使粒组界限和粒组性质变化相适应，并按一定的比例递减关系划分粒组的界限值。

什么是土的粒度成分？粒度成分的表示方法有哪些？土的粒度成分的测定方法有哪两种，它们各适用于何种土类？

土的粒度成分是指土中各种不同粒组的相对含量，或者说土是由不同粒组以不同数量的配合，又称“颗粒级配”

对于粗粒土，即粒径大于0.074mm的土用筛分法，粒径小于0.074mm的粉粒粘粒难以筛分，用沉降分析法。

累计曲线在工程上有什么用途？

根据累计曲线图的形态可以看出个粒组的分布规律，可以大致判断土的均匀程度和分选性。曲线平缓，说明土粒大小相差悬殊，土粒不均匀，分选差，级配良好：曲线较陡，说明土粒大小相差不多，土粒较均匀，分选性较好，级配不良。

根基累计曲线图还可以确定土的有效粒径，平均粒径，限制粒径和任意粒组的百分含量。

常见的粘土矿物有哪些？它们的性质如何？

常见的粘土矿物：蒙脱石，高岭石，伊利石

性质：亲水性，蒙脱石，伊利石，高岭石

渗透性，伊利石，高岭石，蒙脱石

压缩性，伊利石，高岭石.

土的三相实测指标是什么？换算指标是什么？

土的密度，土粒比重，土的含水量为基本物理性质指标

换算之标，土的空隙比，孔隙度，土的饱和度，土的干密度，饱和密度，有效密度

土中的水对粘性土的性质有什么影响？

粘性土中水是控制其工程地质性质的重要因素，如粘性土的可塑性、压缩性及其抗剪性等，都直接或间接地与其含水量有关。写出九个基本物理性质指标的名称和表达式。

土的密度：P= M/V

土的比重：G=Ms/Vs

土的含水量：W= Mw/Ms

土的孔隙比： e=Vv/Vs

土的孔隙度 : n=Vv/V

土的干密度： Pd=Ms/V

土的饱和度： S=Vw/Vv

土的饱和密度： Psat=（Ms+VvPw）/V

土的有效密度：P”=Psat-Pw

软土的物理力学性质是什么？

软土地基上路堤的加固与处理方法是什么？

方法：1换土，2抛石挤淤3反压护道4砂井

黄土的防治处理。

边坡防护（1捶面防护（2浆砌片石和干砌片石防护）

地基处理（1重锤务实表层2土垫层或灰土垫层3土桩深度加密4硅化加固）

排水

土的工程分类的原则是什么？

一般原则是：粗粒土按粒径成分及颗粒特征

细粒土按塑性指数和液限，即塑性图法：

有机土和特殊土则分别单独列为一列

对定出的土名给以明确含义的文字符号。即可以，一目了然，还可为应用电子计算机检索土质试验资料提供条件。

土的工程分类总体系是什么？

细粒土分类遇到搭界情况，如何命名？

毛细水带的形成条件和分布规律？

毛细水上升的原因？

水在静止时，可形成弯月面，在水与空气分界面存在表面张力，此时相当于对水表面施加压力。另一方面液体总是力图缩小自己的表面积。以使表面自由能变得最小。

毛细管管壁的分子与水分子之间的引力作用，形成上举力P，使与管壁接触部分的水面呈向上弯曲状，使液面呈

达西定律的基本假定、内容、适用范围。

V=KJ达西定律中的渗流速度只是假象的渗流速度。

定义：是指在层流状态的渗流中，渗流速度v与水力梯度J的一次方成正比，并与土的性质有关。

达西定律只适用于层流的状况，一般只适用于中砂，细沙，粉砂等。

影响土的渗透性的因素？

土的粒度成分和矿物成分，

结合水膜厚度

土的结构，构造

水的粘滞度

流砂和管涌的区别？

流土发时水力坡降大于临界水利坡降而管涌可以发生在小于临界水力坡降的情况下

流土发生的部位在渗流溢出处而管涌可以在渗流溢出处也可以在土体内部

流土往往是突发性破坏而管涌一般有一个时间发展过程，是一种间进行破坏。

流土发生是水流方向向上而管涌发生时没有方向限制。

流土没有土种类的限制而管用只有在一定级配的无粘性土中且颗粒所构成的孔隙直径大于细颗粒直径。

土层发生冻胀的原因？

土发生冻胀的原因是因为冻结时土中水分向冻结区迁移和积累的结果。

季节性冻土的危害产生的过程？

土体冻胀的机理？

影响冻胀的因素？

土的因素，水的因素，温度因素。

土中自重应力的分布规律？

刚性基础偏心荷载作用时，基地压力计算可能出现哪几种情况?

集中荷载作用下附加应力的分布规律？

局部面积上作用分布荷载时附加应力的分布规律？

土体被压实后，压缩变形包括哪几部分？

有效应力原理的表达式和内容是什么？

评价土的压缩性指标有哪些？都是如何获得的？、

压缩系数：

压缩指数：

压缩模量：

变形模量：

土的变形（沉降）包括哪几个阶段？

分层总和法计算地基沉降量的基本假定？

地基中划分的各薄层均在无侧向膨胀情况下产生竖向压缩变形。

基础沉降量按基础底面中心垂线上的附加应力进行计算。

对于每一薄层来说，从层顶到层底的应力是变化的，计算时均近似的取层顶和层底应力的平均值。

只计算压缩层范围内的变形。

分层总和法计算地基沉降的步骤？

计算基地的自重应力 rh及基底附加压力P=p-rh。其中h是基础的埋置深度，从地面或河底算起

首先划分薄层再计算基础底面中心垂线上各薄层上下面处的自重和附加应力，最后绘出应力分布图。

分层总和法计算地基沉降量时，如何确定压缩层厚度（计算深度）？

水弹簧模型模拟什么？各部分代表什么？

单向固结理论的基本假定？

土层是均匀的而且是完全饱和的：

土粒和水自身是不可压缩的，

土的压缩和水的渗透，只在竖直单项上发生，而水平方向上不排水，不压缩，

在压缩过程中，渗透系数K和压缩模量Es不发生变化，

附加应力一次骤加，且沿土层深度均匀分布。

实际工程中，与土的抗剪强度有关的问题有哪几个？(挡土结构物的设计,土坡稳定分析,地基承载的计算)

如何用抗剪强度线和摩尔应力圆判断土体所处状态？

若莫尔破坏包线与摩尔应力圆不相交，表明该点任意截面上的r《Rf

若摩尔破坏包线与摩尔应力圆相割，表明该点部分截面上的r》Rf

若莫尔破坏包线与摩尔应力圆相切，表明该切线所代表的截面上的r=Rf

快剪、固结快剪、慢剪的含义？

不固结不排水实验又称快剪实验。

固结不排水实验又称固结快剪

固结排水实验又称慢剪试验

什么是地基容许承载力？确定方法有哪些？

地基的容许承载力是指地基在外荷载作用下，不产生剪切破坏且基础的沉降量不超过容许值时，单位面积上所能承受的最大荷载。

朗金土压力理论的基本假定和计算方法（公式来源）是什么？

假设墙背竖直光滑（墙背与土体之间的摩擦力不计），墙后填土表面水平且与墙顶齐平。

库伦土压力理论的基本假定和计算方法（公式来源）是什么？

填土面上有车辆荷载作用时，土压力的计算方法是什么？

土坡滑动失稳的原因是什么？

液化机理是什么？

影响砂土液化的因素有哪些？

土的压实特性是什么？

土的压实机理是什么？

什么叫最优含水量,压实粘性土时为何要控制含水量.

在一定的压实功能作用下，土在某一含水量下可以击实到最大的密度，这个含水量称为最优含水量。

粘性土料过干或过湿都不能获得好的压实效果；当含水量过低时，粘性土颗粒周围的结合水膜薄，粒间引力强，颗粒相对移动的阻力大，不易挤紧；当含水量过大时，自由水较多，击实时，水和气体不易从土中排出，并吸收了大部分的击实功能，阻碍了土粒的靠近。

地下水位变动对地基中应力、沉降有何影响.地下水位上升对地基承载力有何影响.

土中水有几种存在形态，各有何特性？

结合水：是电场范围以内的水，有强结合水和弱结合水之分，

（1）强结合水：仅靠土粒表面的结合水，是不因重力作用变化的的固态水，

特点：1，没有溶解盐类的能力，不能传递静水压力，只有吸热变成蒸汽时，才能移动。2只含有强结合水的粘性土表现为固态，

（2）弱结合水：仅靠强结合水外围的结合水形成的一层水膜

特点：（1不能传递静水压力，水膜较厚的弱结合水，能向相邻近的轻薄的水膜缓慢移动（2当土中含有弱结合水时，土是半固态可塑状态

土的结构有哪几种类型？各对应哪类土？

单粒结构，蜂窝结构，絮状结构。

渗透变形有哪几种形式？各有何特征？其产生机理和条件是什么？采用何种工程措施来防治渗透变形？

什么是自重应力与附加应力？附加应力大小与何有关？

由土的自重在地基内产生的垂直应力。

附加应力指由建筑荷载其他外荷载，地基土变化在地基的内所产生的应力变化。

表征土的压缩性参数有那些？简述这些参数的定义及其测定方法？

压缩系数：

压缩指数

压缩模量

变形模量

什么是土的压缩性，它是由什么引起的？

是指在外荷载的作用下，土粒体积变小的性质，它反映的是土中应力与其变性之间的变化关系，是土的一种基本力学性质之一。

压缩系数和压缩模量的物理意义是什么？两者有何关系？如何利用压缩系数和压缩模量评价土的压缩性质？

压缩模量：指土在测限条件下的受压时压应力与相应变形的应变之间的比值。

变形模量和压缩模量有何关系和区别？

什么是正常固结土、超固结土和欠固结土？

地基的变形主要是由什么应力引起的？为何采用分层总和法计算基础沉降先要计算土中的自重应力？

简述饱和粘土地基的固结过程及有效应力的变化。

分层总和法有那些重要的前提条件，它与实际情况有那些不同？试做简要评述。

简述影响土的抗剪强度的主要因素。

1土本身的因素，矿物成分，土粒表面，薄膜水和静电分子吸力不同，胶结物质含量不同，造成原始凝聚力不同，颗粒形状影响摩擦阻力，颗粒大小影响比表面积大小。造成土粒与水之间的作用发生变化，级配不同影响土体密实度，造成摩擦阻力和粘聚力不同；土的结构影响土粒表面结合水分子的排列，颗粒间的胶结物。

2荷载性质和加载情况：动荷载改变土的性质，加荷载影响孔隙水的排出量

3应力历史：土的固结状态影响土的密实性，剪切力作用时间长强度变低

4试验方法：试验方法和实验仪器

土粒的矿物成分形状及级配。

土的初始密度

土的含水量

土的结构

土的应力历史

土的各异性

说明在何种条件下采用排水剪、不固结不排水剪、固结不排水剪试验的强度指标进行设计。

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？

极限平衡状态是指土体抵抗剪切破坏的极限能力。其数值等于土体产生剪切破坏时滑动面上的剪应力。

极限平衡条件是指土体某点处于极限平衡状态时的应力条件，也成为土体的剪切破坏条件。

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，剪切破坏面与最大剪应力面是一致的？在一般情况下，剪切破坏面与大主应力面成什么角度？

试推导出粘性土的极限平衡条件方程式。

地基破坏形式有哪几种类型？各在什么情况下容易发生？ 、

地基的破坏形式有：整体剪切破坏，局部剪切破坏，冲剪破坏

影响地基承载力的因素有那些？

承载力有：

何谓地基的临塑荷载？如何计算？有何用途？根据临塑荷载设计是否需除以安全系数？

地基临界荷载的物理概念是什么？中心荷载和偏心荷载作用下，临界荷载有何区别？什么是地基的极限荷载？常用的计算极限荷载的公式有那些？地基的极限荷载是否可作为地基承载力？

1.土力学—利用力学的一般原理，研究土的物理、化学和力学性质及土体在荷载、水、温度等外界因素作用下工程性状的应用科学。它是力学的一个分支。

2.地基：为支承基础的土体或岩体。在结构物基础底面下，承受由基础传来的荷载，受建筑物影响的那部分地层。地基分为天然地基、人工地基。

3.基础：将结构承受的各种作用传递到地基上的结构组成部分。基础依据埋置深度不同划分为浅基础、深基础

第二章 土的三相组成及土的结构

1.土的三相：水（液态、固态）气体（包括水气）固体颗粒（骨架）

2.原生矿物。即岩浆在冷凝过程中形成的矿物。

3.次生矿物。系原生矿物经化学风化作用后而形成新的矿物

4.粘土矿物特点：粘土矿物是一种复合的铝—硅酸盐晶体，颗粒成片状，是由硅片和铝片构成的晶胞所组叠而成。

5. d60—小于某粒径的土粒质量占土总质量60％的粒径，称为限定粒径（限制粒径）；

d10—小于某粒径的土粒质量占土总质量10％的粒径，称为有效粒径；

6.毛细水：受到水与空气交界面处表面张力的作用、存在于地下水位以上的透水层中自由水

7.结合水－指受电分子吸引力作用吸附于土粒表面的土中水。这种电分子吸引力高达几千到几万个大气压，使水分子和土粒表面牢固地粘结在一起。结合水分为强结合水和弱结合水两种。

8.强结合水：紧靠土粒表面的结合水，其性质接近于固体，不能传递静水压力，具有巨大的粘滞性、弹性和抗剪强度，冰点为-78度，粘土只含强结合水时，成固体状态，磨碎后成粉末状态。

9.弱结合水:强结合水外围的结合水膜。

10.土的结构:指土粒单元的大小、形状、相互排列及其联结关系等因素形成的综合特征。土的结构和构造对土的性质有很大影响。

7.土的构造:物质成分和颗粒大小等都相近的同一土层及其各土层之间的相互关系的特征称之。

第三章

1.土的天然密度：土单位体积的质量称为土的密度(单位为g ／cm ３或t ／m ３)，

2.土的含水量：土中水的质量与土粒质量之比(用百分数表示)

3.土粒相对密度（比重）：土的固体颗粒质量与同体积4℃时纯水的质量之比。

P L P

L w w w w I --= 4. 土的孔隙比：土中孔隙体积与土颗粒体积之比

P L P w w I -= 5. 塑性指数

液性指数

IL0 坚硬状态 0< IL 0.25 硬塑状态0.25< IL 0.75 可塑状态 0.75< IL 1 软塑状态 IL>1 流塑状态

6. 土的水理性质：指土在水作用下表现出的性状特点。粘性土的胀缩性、 粘性土的崩解性、饱和砂粉土的液化性、 土的

冻胀性

7.触变性：粘性土结构遭到破坏，强度降低，但随时间发展土体强度恢复的胶体化学性质称为土的触变性。也就是说土的结构逐步恢复而导致强度的恢复。

（了解）8.碎石土分类：碎石土：粒径大于2mm 的颗粒含量超过全重50%的土。

漂石块石 圆形及亚圆形为主棱角形为主 粒径大于200mm 的颗粒超过全质量50%

卵石碎石 圆形及亚圆形为主棱角形为主 粒径大于20mm 的颗粒超过全质量50%

圆砾角砾 圆形及亚圆形为主棱角形为主 粒径大于2mm 的颗粒超过全质量50%

（了解）9. 砂土分类：砂土：粒径大于2mm 的颗粒含量不超过全重的50%、粒径大于0.075mm 的颗粒超过全重的50%。 砾砂 粒径大于2mm 的颗粒占全质量25 -- 50% 粗砂 粒径大于0.5mm 的颗粒超过全质量50% 中砂 粒径大于0.25mm 的颗粒超过全质量50% 细砂 粒径大于0.075mm 的颗粒超过全质量85%粉砂 粒径大于0.075mm 的颗粒超过全质量50%

（了解）10.淤泥类土特性①高孔隙比、饱水、天然含水量大孔隙比常见值为1.0～2.0；液限一般为40％

～60％，饱和度一般>90％，天然含水量多为50～70％。淤泥类土天然含水量大于液限；

②未扰动时，处于软塑状态，一经扰动，结构破坏，处于流动状态；③透水性极弱：一般垂直方向的渗透系数较水平方向小些；④高压缩性：a1~2一般为0.7～1.5MPa －1，且随天然含水率的增大而增大；⑤抗剪强度很低，且与加荷速度和排水固结条件有关；⑥有较显著的触变性和蠕变性；

⑦分为：淤泥(e ≥1.5)、淤泥质土(1.0≤e ＜1.5)。

11. 人工填土特性①性质很不均匀，分布和厚度变化上缺乏规律性；②物质成分异常复杂。有天然土颗粒，有砖瓦碎片和石块，以及人类活动和生产所抛弃的各种 垃圾；③是一种欠压密土，一般具有较高的压缩性，孔隙比很大;④往往具有浸水湿陷性；⑤按照成分和堆填方式分为：素填土、杂填土、吹填土。

第四章 土中的应力计算

1. 自重应力：未修建建筑物之前，由土体重力在土中产生的应力。

A G

F p += 2.附加应力：修建建筑物后，由建筑物荷重在土体中产生的应力增量，称为附加应力。

3. 中心荷载作用下基底压力计算

d p p 00γ-=

基底附加压力（p0）

)(s w s s F F u F F -+=σσ第五章 土的力学性质

1. 受力平衡方程

u +'=σσ 2.有效应力原理 —总应力; ’—有效应力; u —孔隙水压力。

饱和土的有效应力原理的完整表述：土的的有效应力等于总应力减去孔隙水压力；

②土的有效应力控制了土的变形和强度性能

3.压缩系数a 土体在侧限条件下孔隙比减少量与竖向压应力增量的比值

4.先期固结压力pc ：土在其生成历史中曾受过的最大有效固结压力。

f ττ= 5.莫尔—库仑强度理论（简答。。自己总结要点） 莫尔(Mohr)1910年提出当法向应力范围较大时，抗剪强度线往往呈非线性性质的曲线形状。抗剪强度指标c 和υ并非恒定值，而应由该点的切线性质决定。c 随σ的增大而增加，υ随σ的增大而减小。莫尔认为土中某点 达到该点的抗剪强度时，即土发生破坏。

?στtg c f +=莫尔认为 f =f （）为曲线， f=f （）用直线（库仑定律： ）代替（将莫尔曲线简化为

直线），称之为莫尔—库仑强度理论。

当土体中某点任一平面上的剪应力等于土的抗剪强度时，将该点即濒于破坏的临界状态称为“极限平衡状态”。表征该状态下各种应力之间的关系称为“极限平衡条件”

第六章

1.地基最终沉降量分层总和法计算步骤（简答）

(a)计算原地基中自重应力分布(b)基底附加压力p0 (c)确定地基中附加应力z分布(d)确定计算深度zn (e)地基分层Hi

①不同土层界面；②地下水位线；③每层厚度不宜大于0.4B或4m；④z 变化明显的土层，适当取小。(f)计算每层沉降量Si(g) 各层沉降量叠加Si

第七章土压力理论与土坡稳定分析

1挡土墙（结构）—为了防止土体边坡的坍塌失稳，保护边坡的稳定，人工完成的构筑物.

2.主动土压力挡土墙在填土压力作用下，向着背离填土方向移动或沿墙跟的转动，直至土体达到主动平衡状态，形成滑动面，此时的土压力称为主动土压力Ea

3．被动土压力：挡土墙在外力作用下向着土体的方向移动或转动，土压力逐渐增大，直至土体达到被动极限平衡状态，形成滑动面。此时的土压力称为被动土压力EP。

4. 朗肯理论与库仑理论的比较（简答）

相同点：朗肯与库仑土压力理论均属于极限状态，计算出的土压力都是墙后土体处于极限平衡状态下的主动与被动土压力Ea 和Ep。

不同点：①研究出发点不同：朗肯理论是从研究土中一点的极限平衡应力状态出发，首先求出的是Pa或Pp及其分布形式，然后计算Ea或Ep —极限应力法。库仑理论则是根据墙背和滑裂面之间的土楔，整体处于极限平衡状态，用静力平衡条件，首先求出Ea或Ep,需要时再计算出Pa或Pp及其分布形式—滑动楔体法。

②研究途径不同：朗肯理论在理论上比较严密，但应用不广，只能得到简单边界条件的解答。库仑理论是一种简化理论，但能适用于较为复杂的各种实际边界条件，应用广泛。

第八章岩土工程勘察概述

1 不良地质作用：由地球内力或外力产生的对工程可能造成灾害的地质作用。

2.岩土工程勘察：根据建设工程的要求，查明、分析、评价建设场地的地质、环境特征和岩土工程条件，编制勘察文件的活动。

3.地质灾害：由不良地质作用引发的危及人生、财产、工程或环境安全的事件。

第九章天然地基上浅基础的常规设计

极限承载力：使地基发生剪切破坏、失去整体稳定时的基础底面最小压力，亦即地基能承受的最大荷载强度

1. 地基基础设计应满足下列三项基本原则

（1）对防止地基土体剪切破坏和丧失稳定性方面，应具有足够的安全度；（强度要求）

（2）应控制地基变形，使之不超过建筑物的地基变形允许值，以免引起基础和上部结构的损坏，或影响建筑物的正常使用功能和外观；

（3）基础的材料、型式、尺寸和构造，除了应能适应上部结构、符合使用要求、满足地基承载力（稳定性）和变形要求外，还应满足对基础结构的强度、刚度和耐久性的要求。

2. 天然地基上浅基础设计的内容和一般步骤

(1)充分掌握拟建场地的岩土工程地质条件和工程勘察资料。

(2)在研究地基勘察资料的基础上,结合上部结构的类型，荷载的性质、大小和分布，建筑布置和使用要求以及拟建基础对原有建筑设施或环境的影响，并充分了解当地建筑经验、施工条件、材料供应、保护环境、先进技术的推广应用等其他有关情况，综合考虑选择基础类型和平面布置方案;

(3)选择地基持力层和基础埋置深度;

(4)确定地基承载力;

(5)按地基承载力(包括持力层和软弱下卧层)确定基础底面尺寸;

(6)进行必要的地基稳定性和变形验算，使地基的稳定性得到充分保证，并使地基的沉降不致引起结构损坏、建筑倾斜与开

裂， 或影响其正常使用和外观;

(7)进行基础的结构设计,按基础结构布置进行结构的内力分析、强度计算，并满足构造设计要求，以保证基础具有足够的强度、刚度和耐久性;

(8)绘制基础施工图，并提出必要的技术说明。

3.某建筑场地表以下土层依次为：(1)中砂，厚2.0m ，孔隙比e ＝0.650，土粒相对密度ds ＝

2.65，潜水面在地表下1m 处；(2)粘土隔水层厚2.0m ，重度为19kN ／m3； (3)粗砂，含承压水，承压水位高出地表2.0m(取γw ＝9.80kN ／m3)。

问：基坑开挖深达1m 时，坑底有无隆起开裂的危险?若基础埋深d ＝1.5m ，施工时除将中砂层内地下水面降到坑底外，还须设法将粗砂层中的承压水位至少降低几米才行?

答案：有，1.1

解释：应使承压含水层顶部的静水压力(μ)与总覆盖压力(σ)的比值

μ/σ＜1对宽坑宜取μ/σ＜1，否则应设法降低承压水头。

式中μ=γw·h ，h 可按预估的最高承压水位确定，或以孔隙压力计测定； σ=γlzl+γ2z2，γl 及γ2分别为各层土的重度， 对地下水位以下的土取饱和重度。

4.作业三：P207习题7.4

5.软弱下卧层:承载力显著低于持力层的高压缩性土层。

当地基受力层范围内存在有软弱下卧层时，按持力层土的承载力计算得出基础底

面所需的尺寸后，还必须对软弱下卧层进行验算。

要求：作用于软弱下卧层顶面处的附加应力与自重应力之和不超过其承载力特征值。（图）

即： σz+σcz ≤faz

σz—相应于荷载效应标准组合时，软弱下卧层顶面处的附加应力值；

σcz—软弱下卧层顶面处土的自重应力值；

faz —软弱下卧层顶面处经深度修正后的地基承载力特征值

)tan 2)(tan 2()

(θθσσz b z l p lb c z ++-=

6.矩形基础

条形基础

l ，b —分别为矩形基础的长度和宽度；

θσσtan 2)

(z b p b c z +-= p —基底的平均压力值;

σc—基底处土的自重应力值;

z —基底至软弱下卧层顶面的距离;

θ—地基压力扩散角,规范提供了表格供查

1 液限：表示土从塑态转化为液态时的含水量。

2 基底附加压力：一般建筑物都埋于地表以下，建筑物建成后作用于基底上的平均压力减去基底原先存在于土中的自重应力才是新增加的压力，此压力称为基底附加压力。

3 主动土压力：挡土墙在土压力作用下背离墙背方向转动或移动时，墙后土压力逐渐减少，当达到某一位移量时，墙后土体开始下滑，作用在挡土墙上的土压力达到最小值，滑动楔体内应力处于主动极限平衡状态，此时作用在墙背上的土压力称为主动土压力。

4 超静水压力：由外荷载引起的孔隙水压力。

5 管涌：在渗透水流作用下，土中的细颗粒在粗颗粒形成的孔隙中移动，以致流失；随着土的孔隙不断增大，渗透流速不断增加，较粗的颗粒也相继被水流带走，最终导致土体内形成贯通的渗流管道。

6 地基极限承载力：指地基即将破坏时作用在基底上的压力。

7 基底压力：指基础底面与地基土之间的压力,与地基对基础的反作用力大小相等,方向相反,也称基底反力。

10 地基承载力：指地基土承受荷载的能力。

11 被动土压力：挡土墙在外力作用下向墙背方向移动时，墙挤压土体，墙后土压力逐渐增大，当达到某一位移时，墙后土体开始上隆，滑动楔体内应力处于被动极限平衡状态，此时作用在墙背上的土压力称为被动土压力。

12孔压系数：在不排水和不排气的条件下，由外荷栽引起的孔隙水压力增量与应力增量的比值。

13 粒径级配：土中各粒组的相对含量就称为土的粒径级配。

14 砂土的密实度：通常指单位体积中固体颗粒的含量。

15 固结度:超静孔隙水压力的消散部分对起始孔隙水压力的比值。

16土的触变性:含水量和密度不变,土因重塑而软化,又因静置而逐渐硬化,强度有所恢复的性质,称为土的触变性. 17有效应力:全部竖直向粒间作用力之和对横断面积的比值。

18压缩系数:孔隙比的变化对竖向压应力的变化的比值。

19前期固结压力：土在历史上受到的最大固结压力（有效应力）。

20最优含水量：在压实曲线上，峰值干密度所对应的含水量称为最优含水量。

21土的抗剪强度：土体抵抗剪切变形的能力。

22灵敏度：原状土样的单轴抗压强度（或称无侧限抗压强度）与重塑土样的单轴抗压强度的比值。

23渗透力：单位土体内土颗粒所受的渗流作用力称为渗透力。

24流土：在自下而上的渗流出处，任何土，只要满足渗透坡降大于临界坡降这一水力条件，均会发生流土。

25正常固结土：土层目前的自重应力等于先期固结压力的土层。

26不均匀系数：控制粒径与有效粒径的比值，表示土的粒径级配均匀与否，用下式表示: Cu=d60/d10

27前期固结压力：土体在历史上曾受到过的的最大有效应力，以σp 表示

28平均固结度：土层发生渗流固结，在某一时刻 t ，土层一平面已承受的有效应力与全部附加应力的比值。

29库仑定律：当土所受法向应力不很大时，土的抗剪强度可以简化为法向应力的线性函数，即表示为库伦公式：

30临塑荷载：塑性变形区的最大深度Zmax = 0，地基处于刚要出现塑性变形区时作用在地基上的荷载，称为临塑荷载。

二、填空

1 土的主要特点有碎散性、自然变异性、三相组成。

2 实验室测定渗透系数k的方法有常水头渗透试验、变水头渗透试验。

3 根据挡土墙的位移情况和墙后土体所处的应力状态，土压力分为：静止土压力、主动土压力和被动土压力三类。

4 地基破坏的类型分局部剪切破坏、整体剪切破坏和冲剪破坏三种。

5 饱和土体在承受附加应力的瞬间，全部附加应力是由地基土中的孔隙水承担，完全固结后，附加应力全部由地基土的土骨架承担。

6 已知甲土样的粒径级配曲线比乙土样的平缓，那么颗粒级配较好的是甲土样。

7 在土坡的稳定性分析中，安全系数可以表示滑动土体的抗滑力矩与滑动力矩的比值。

8 土的抗剪强度指标是粘聚力和内摩擦角。

9 在土的三相指标中密度、含水量、比重是必须测定的基本指标，它们的测定方法分别是环刀法、比重瓶法、烘干法。

10 地基破坏分压密、局部剪切、整体剪切三个阶段。

11 土的级配是指土中各粒组的相对含量。级配的优劣可以用不均匀系数和曲率系数两个系数加以判别。

12 有效应力原理包含下述两点：一、土的有效应力等于总应力减去孔隙水压力，二、土的有效应力控制土的变形和强度。

13 郎肯土压力理论的三个假定条件分别是墙背垂直、光滑、墙后填土面水平。

14土中的主要粘土矿物有高岭石、蒙脱石、伊利石；他们都是由硅片和铝片组成的层状结构。

15土孔隙中水可分为有结合水、自由水两大类型。

16土的压缩性指标有压缩系数、压缩模量、压缩指数等。

17根据超固结比，将土可分为超固结土、正常固结土和欠固结土三种固结状态。

18三轴剪切试验根据排水条件，可分为不固结不排水剪、固结不排水剪和固结排水剪三种试验方法。

19饱和粘性土在局部荷载作用下，其沉降可认为是由机理不同的瞬时沉降、主固结沉降、次固结沉降。

三、简答题

1何谓压实度？试简述土的压实原理。

答：压实度指现场测定的干密度与室内标准击实试验测定的最大干密度的比值。土的压实原理：具有最优含水量的土，其压实效果最好。这是因为含水量较小，土中水主要是强结合水，土粒周围结合水膜很薄，使颗粒间具有很大的分子吸引力，阻止土颗粒移动，压实比较困难。当为含水量增大，土中包括强结合水和弱结合水，结合水膜变厚，土粒间的联结减弱而使土粒易于移动，压实效果就变好。但当含水量继续增大，以致土中出现自由水，压实时孔隙中过多的水分不易立即排出，势必阻止土颗粒移动，所以压实效果反而下降。

2比较直剪试验优缺点。

答：优点：结构简单，操作方便。

缺点：⑴剪切过程中试样内的剪应变和剪应力分布不均匀；⑵剪切面人为地限制在上、下盒的接触面上，而该平面并非是试样抗剪最弱的剪切面。⑶剪切过程中试样面积逐渐减小，且垂直荷载发生偏心；但计算抗剪强度时却按受剪面积不变和剪应力均匀分布计算。⑷不能严格控制排水条件，因而不能量测试样中的孔隙水压力。⑸根据试样破坏时的法向应力和剪应力，虽可算出大、小主应力、的数值，但中主应力无法确定。

3请简述压缩模量 ES 的定义，以及它与一般材料弹性模量的区别。

答：在完全侧限条件下，土体竖向附加压力与相应的应变增量之比为土的压缩模量。它与一般材料弹性模量的区别：⑴土在压缩试验时，不能发生侧向膨胀，只能发生竖向变形；⑵土不是弹性体，不能恢复到原来的位置，除了部分弹性变形，还有相当部分不可恢复的残余变形。

4试简述对土的工程分类依据？

解：对于无粘性土，颗粒级配对其工程性质起着决定性的作用，因此颗粒级配是无粘性土工程分类的依据和标准。而对于粘性土，由于它与水作用十分明显，土粒的比表面积和矿物成分在很大程度上决定这种土的工程性质，而体现土的比表面积和矿物成分的指标主要有液限和塑性指数，所以液限和塑性指数是对粘性土进行分类的主要依据。

5比较三轴试验优缺点。

解：优点：⑴试验中能严格控制试样的排水条件，准确测定试样在剪切过程孔隙水压力的变化，从而定量获得土中有效应力的变化情况；⑵与直剪试验相比，试样中的应力状态相对地较为明确和均匀，不硬性指定破裂面位置；⑶除抗剪强度指标外，还可测定，如土的灵敏度，压力系数、孔隙水压系数等力学指标。

缺点：⑴试样制备和试验操作比较复杂；⑵试样中的应力与应变仍然不均匀。⑶试验一般都是在轴对称的应力应变条件下进行的。

6流砂现象与管涌现象的异同点？

答:在向上的渗透水流作用下,表层土局部范围内的土体或颗粒群同时发生悬浮,移动的现象称为流土.在渗透水流作用下,土中的细颗粒在粗颗粒形成的孔隙中移动,以致流失;随着土的孔隙不断被水流逐渐带走,最终导致土体内形成贯通的渗流管道,造成土体塌陷,这种现象称为管涌.

7怎样分别确定土的三种模量？

答:土的三种模量：压缩模量，变形模量，弹性模量。

压缩模量是根据室内侧限压缩试验得到的；

变形模量是根据现场载荷试验得到的；

弹性模量的测定方法有静力法和动力法两大类。

8何谓先期固结压力？如何根据先期固结压力来判断天然土层固结状态？

答:土层在历史上曾经受过的最大压力称为先期固结压力.如果土层目前承受的上覆自重压力等于先期固结压力,这种土称为正常固结土;如上覆自重压力小于先期固结压力, 这种土称为超固结土; 如上覆自重压力大于先期固结压力, 这种土称为欠固结土.

9简述测量土的渗透性的试验方法有哪些？

答：测量方法有：（1）常水头法，（2）变水头法，（3）现场抽排水法。

10简述分层总和法的计算步骤。

答：计算步骤：（1）划分计算分层，（2）计算各层土的自重应力，（3）计算各层土的附加应力，（4）确定计算深度，（5）计算各层土的沉降量，（6）计算总的沉降量

11按施工条件，如何选择地基土的强度试验方法及指标？

答：当施工的工期短，地基土来不及固结排水时，采用UU试验；

当施工的工期长，地基土基本固结排水时，采用CD试验；

介于以上两种之间，采用CU试验。

12确定地基容许承载力的方法。

答：确定地基容许承载力的方法有：（1）根据载荷试验确定的p-s曲线来确定；（2）根据设计规范来确定；（3）根据地基承载力理论公式来确定地基容许承载力。

13侧限渗压模型有效应力与孔隙水压力随时间的转换过程

答：这一转换过程可分为三个阶段：

（1）t=0时，荷载全部由孔隙水来承担，即u=σ，σ′=0。

（2）t>0时，超静孔隙水压力逐渐消散，有效应力增加，总应力由土骨架和水共同承担，σ=σ′+u。

（3）t=∞时，超静孔隙水压力消散为零，此时外荷载全部由土骨架承担，土的固结过程完结，σ′=σ，u=0。

14产生主动土压力和被动土压力的条件