土力学1
一、单选题1.十字板剪切试验属于（）∙ A.不固结不排水剪∙ B. 固结不排水剪∙ C. 固结排水剪D. 慢剪答案A2.(4分)稍湿状态的砂堆，能保持垂直陡壁达几十厘米高不塌落，因为存在（）∙ A. 拉力∙ B. 浮力∙ C. 重力D. 毛细粘聚力答案D3.当挡土墙后的填土处于被动极限平衡状态时，挡土墙( )∙ A. 在外荷载作用下推挤墙背土体∙ B. 被土压力推动而偏离墙背土体∙ C. 被土体限制而处于原来的位置∙ D. 受外力限制而处于原来的位置答案A4.(4分)评价地基土压缩性高低的指标是（）∙ A. 压缩系数∙ B. 固节系数∙ C. 沉降影响系数∙ D. 参透系数答案A5.某建筑物地基需要压实填土8000m3，控制压实后的含水量w1=14%，饱和度Sr=90%；填料重度r=15.5kN/m3，天然含水量w0=10%，相对密度GS=2.72，此时需要填料的方量最接近下列∙ A. 10650 m3∙ B. 10850 m3∙ C. 11050 m3D. 11250 m36.当挡土墙静止不动，土体处于弹性平衡状态时，土对墙的压力称为（）∙ A. 主动土压力∙ B. 被动土压力C. 静止土压力答案C7.反应土透水性质的指标是∙ A. 不均匀系数∙ B. 相对密实度∙ C. 压缩系数D. 渗透系数答案D8.(4分)下列叙述中，正确的是( )∙ A.土的强度破坏是由于土中某点的剪应力达到土的抗剪强度所致∙ B. 土体发生强度破坏时，破坏面上的剪应力达到最大值∙ C. 土的抗剪强度就是土体中剪应力的最大值D. 粘性土和无粘性土具有相同的抗剪强度规律答案A9.粘性土的塑性指数越大，表示土的∙ 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越高答案B10.砂土和粉土的分类界限是∙ A. 粒径大于0.075mm的颗粒质量超过总质量50%的为粉砂，不足50%且塑性指数IP≤10的为粉土∙ B. 粒径大于0.075mm的颗粒质量超过总质量50%的为粉砂，不足50%且塑性指数IP>3的为粉土∙ C. 粒径大于0.1mm的颗粒质量少于总质量75%的为粉砂，不足75%且塑性指数IP>3的为粉土D. 粒径大于0.1mm的颗粒质量少于总质量75%的为粉砂，不足75%且塑性指数IP>7的为粉土答案 A解析11.)无黏性土无论是否饱和，其实形达到稳定的所需时间都比透水性小的饱和黏性土（）∙ A. 长得多∙ B. 短得多∙ C. 差不多D. 有时更长，有时更短答案B12.黏性土地基上，有两个宽度不同埋深相同的条形基础，问哪个基础的临塑荷载大？（）∙ A. 宽度大的临塑荷载大∙ B.宽度小的临塑荷载大C. 两个基础的临塑荷载一样大答案C13.)在工程上，对于粒径分别大于0.075mm及小于0.075mm的土，采用的颗粒级配试验方法为∙ A. 均为筛分法∙ B. 均为水分法C. 前者为筛分法后者为水分法答案C14.某场地表层为4m厚的粉质黏土，天然重度=18kN/m3，其下为饱和重度sat=19 kN/m3的很厚的黏土层，地下水位在地表下4m处，经计算地表以下2m处土的竖向自重应力为∙ B. 36kPa∙ C. 16kPaD. 38kPa 答案B15.成层土水平方向的等效渗透系数Kx与垂直方向的等效渗透系数Ky的关系是∙ A. Kx>ky∙ B. Kx=KyC. Kx 答案A二、判断 1.两种不同的粘性土，其天然含水量相同，则其软硬程度相同答案错误2.粉土的塑性指数IP小于或等于10、粒径大于0.075的颗粒含量不超过全重55%的土答案错误3.塑性区是指地基中已发生剪切破坏的区域。
随着荷载的增加，塑性区会逐渐发展扩大答案正确4.当挡土墙向离开土体方向移动或转动时，作用在墙背上的土压力就是主动土压力5.a1-2>10MPa的土为高压缩性土答案错误6.在弱透水土层中，若地下水位短时间下降，则土的自重应力不会明显增大答案正确7.由于土的自重应力属于有效应力，因此在建筑物建造后，自重应力仍会继续使土体产生变形错误8.甲土的饱和度大于乙土的饱和度，则甲土的含水量一定高于乙土的含水量答案错误9.土在最优含水量时，压实密度最大，同一种土的压实能量越大，最优含水量越大答案错误10.在流网中，任意两相邻流线间的渗流量相等答案正确1.在单向偏心荷载作用下，若基底反力呈梯形分布，则偏心距与矩形基础长度的关系为（）∙ A. e∙ B. e≤l/6∙ C. e=l/6D. e>l/6 答案A2.设基础底面宽度为b，则临塑荷载Pcr是指基底下塑性变形区的深度zmax=（）的基底压力∙ A. b/3∙ C. b/4D. .0，但塑性区即将出现答案D3.对无粘性土的工程性质影响最大的因素是∙ A. 含水量∙ B. 密实度∙ C. 矿物成分D. 颗粒的均匀程度答案B4.若甲、乙两种土的不均匀系数相同，则两种土的∙ A. 颗粒级配累计曲线相同∙ B. 有效粒径相同∙C. 限定粒径相同D. 限定粒径与有效粒径之比相同答案D5.)取自同一土样的三个饱和试样进行三轴不固结不排水剪切试验，其围压分别为50、100、150kPa，最终测得的强度有何区别？（）∙ A. 围压越大，强度越大∙ B. 围压越大，孔隙水压力越大，强度越小C. 围压与无关，强度相似答案C6..淤泥属于（）∙ A. 粉土∙ B. (B)粘性土答案B∙ C. (C) 粉砂D. (D) 细砂7.下面说法中，正确的是( )∙ A. 当抗剪强度包线与摩尔应力圆相离时，土体处于极限平衡状态∙ B. 当抗剪强度包线与摩尔应力圆相切时，土体处于弹性平衡状态∙ C. )当抗剪强度包线与摩尔应力圆相割时，说明土体中某些平面上的剪应力超过了相应面的抗剪强度D. )当抗剪强度包线与摩尔应力圆相离时，土体处于剪坏状态答案C8.土中一点发生剪切破坏时，破裂面与小主应力作用面的夹角为( )∙ A. 45+Φ∙ B. 45+Φ/2∙ C. 45D. 45-Φ/2 答案D9.在隔水层中计算土的自重应力时，为∙ A. 净水压力∙ B. 总应力，净水压力为零∙ C. 总应力，净水压力大于零D. 总应力减去净水压力，且净水压力大于零答案B10.在饱和土的排水固结过程中，若外载荷不变，则随着土中有效应力（）∙ A. 孔隙水压力u相应的增加∙ B. 孔隙水压力u相应的减∙ C. 总应力δ相应增加∙ D. 总应力δ相应减少答案B11.土的e-p曲线愈平缓，说明（）∙ A. 压缩模量愈小∙ B. 压缩系数愈大∙ C. 土的压缩性愈低D. 土的变形愈大答案C12. )土的压缩模量越大，表示（）∙ A. 土的压缩性越高∙ B. 土的压缩性越低∙ C. e-p曲线越陡D. e-lgp曲线越陡答案B13.(4分)砂土和粉土的分类界限是∙ A. 粒径大于0.075mm的颗粒质量超过总质量50%的为粉砂，不足50%且塑性指数IP≤10的为粉土∙ B. 粒径大于0.075mm的颗粒质量超过总质量50%的为粉砂，不足50%且塑性指数IP>3的为粉土∙ C. 粒径大于0.1mm的颗粒质量少于总质量75%的为粉砂，不足75%且塑性指数IP>3的为粉土D. 粒径大于0.1mm的颗粒质量少于总质量75%的为粉砂，不足75%且塑性指数IP>7的为粉土答案A14.在时间因数表示式Tv=Cv/H2中，H表示的意思是∙ A. 最大排水距离∙ B. 土层的意思是∙ C. 土层厚度的一半D. 土层厚度的2倍答案A15.下列说法中正确的是( )∙ A. 土的抗剪强度与该面上的总正应力成正比∙ B.土的抗剪强度与该面上的有效正应力成正比∙ C. 剪切破裂面发生在最大剪应力作用面上D. 破裂面与小主应力作用面的夹角为答案B二、判断1.除土的性质外，试验时的剪切速率是影响土体强度的最重要的因素。
答案错误2.在室内压缩试验过程中，土样在产生竖向压缩的同时也将产生侧向膨胀答案错误3.饱和黏土层在单面排水条件下的固结时间为双面排水时的2倍答案错误4.地基承载力特征值在数值上与地基极限承载力相差不大答案错误5.由于土的自重应力属于有效应力，因此在建筑物建造后，自重应力仍会继续使土体产生变形答案错误6.一般压缩性小的地基土，若发生失稳，多为整体剪切破坏模式答案正确7.无论什么土，都具有可塑性答案错误8.对均匀地基来说，增加浅基础的底面宽度，可以提高地基的临塑荷载和极限承载力答案错误9.库伦土压力理论假设墙后填土填土中的滑动破裂面是平面，且通过墙踵答案正确10.绘制流网时，每个网格的长宽比没有要求答案错误1土中所含“不能传递静水压力，但水膜可缓慢转移从而使土具有一定的可塑性的水，称为( )∙ A. 结合水∙ B. 自由水∙ C. 强结合水D. 弱结合水答案D2.)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（）∙ A. 粘性土∙ B. 粉土答案BC. 砂土3.在下列关于路堤堤防填土压实的说法中，（）是正确的∙ A. 在最优含水量下压实可取得最经济的压实效果及最大干密度∙ B. 最优含水率取决于土类，与进行击实试验仪器的类型及试验方法无关C. 压实度是指实际达到的干密度与击实试验最大干密度之比答案CD. 压实系数随填土深度不同可以不同4..淤泥属于（）∙ A. 粉土B. (B)粘性土答案B∙ C. (C) 粉砂D. (D) 细砂5十字板剪切试验常用于测定（）的原位不排水抗剪强度∙ A. 砂土∙ B. 粉土∙ C. 粘性土D. 饱和软粘土答案D6.设b为基础底面宽度，则条形基础的地基主要受力层深度为（）∙ A. 3b答案A∙ B. 4b∙ C. 5bD. 6b7.)图粒大小及级配，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∙ 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，级配良好答案C8.)固结实验的排水条件为（）∙ A. 单面排水∙ B. 双面排水答案B∙ C. 不排水D. 先固结，后不排水9.某柱作用于基础顶面的荷载为800kN，从室外地面算起的基础深度为1.5m，室内地面比室外地面高0.3m，基础底面积为4m2，地基土的重度为17kN/m3，则基底压力为（）∙ A. 229.7kPa∙ B. 230 kPaC. 233 kPa答案CD. 236 kPa10.)处于天然状态的砂土的密实度一般用哪一种试验方法测定∙ A. 载荷试验∙ B. 十字板剪切试验C. 标准贯入试验答案CD. 便触探试验11.)土的变形模量可通过（）实验来测定∙ A. )压缩∙ B. 载荷答案BC. 渗透12.)饱和软粘土的不排水抗剪强度等于其无侧限抗压强度试验的（）∙ A. 2倍∙ B. 1倍∙ C. 1/2倍答案CD. 1/4倍13.)所谓土的固结，主要是指（）∙ A. 总应力引起超孔隙水压力增长的过程∙ B. 超孔隙水压力消散，有效应力增长的过程答案B∙ C. 总应力不断增加的过程D. 总应力和有效应力不断增加的过程14.)无侧限抗压强度试验属于（）∙ A. 不固结不排水剪答案A∙ B. 固结不排水剪∙ C. 固结排水剪D. 固结快剪15.)在时间因数表示式Tv=Cv/H2中，H表示的意思是∙ A. 最大排水距离答案A∙ B. 土层的意思是∙ C. 土层厚度的一半D. 土层厚度的2倍二、判断1.绘制流网时必须满足的基本条件之一是流线和等势线必须正交答案正确2.在饱和土的排水固结过程中，孔隙水压力消散的速铝与有效应力增长的速率应该是相同的答案正确3.当挡土墙向离开土体方向移动或转动时，作用在墙背上的土压力就是主动土压力答案错误4.作用在地下室外墙上的土压力也可以按被动土压力计算答案错误5.结合水是液态水的一种，故能传递静水压力答案错误6.对饱和软粘土，常用无侧限抗压强度试验代替三轴仪不固结不排水剪切试验答案正确7.地基承载力特征值在数值上与地基极限承载力相差不大答案错误8.)在基底附加压力的计算公式中，对于新填土场地，基底处土的自重应力应从填土面算起答案错误9.)砂土的抗剪强度由摩擦力和粘聚力两部分组成答案错误10.)用塑性指数IP可以对土进行分类答案错误1.)库仑土压力理论通常适于哪种土类？( )∙ A. 粘性土∙ B. 砂性土答案BC. 各类土2.)土的变形模量可通过（）实验来测定∙ A. )压缩∙ B. 载荷答案B∙ C. 渗透D. 剪切3.)同上题，地表以下5m处土的竖向自重应力为（）∙ A. 91kPa∙ B. 81kPa答案B∙ C. 72kPaD. 41kPa4.)成层土水平方向的等效渗透系数Kx与垂直方向的等效渗透系数Ky的关系是∙ A. Kx>ky答案A∙ B. Kx=KyC. Kx5.)在下列关于路堤堤防填土压实的说法中，（）是正确的∙ A. 在最优含水量下压实可取得最经济的压实效果及最大干密度∙ B. 最优含水率取决于土类，与进行击实试验仪器的类型及试验方法无关∙ C. 压实度是指实际达到的干密度与击实试验最大干密度之比答案CD. 压实系数随填土深度不同可以不同6.)已知地基中某点的竖向自重应力为100 kPa，静水压力为20 kPa，土的静止侧压力系数为0. 25，则该点的侧向自重应力为（）∙ A. 60 kPa∙ B. 50 kPa∙ C. 30 kPa∙ D. 25 kPa答案D7.)饱和粘性土的抗剪强度指标（）∙ A. 与排水条件有关∙ B. 与基础宽度有关∙ C. 与试验时的剪切速率无关∙ D. 与土中孔隙水压力是否变化无关答案D8.)已知土中某点的总应力100kpa，孔隙水压力-20kpaa，则有应力等于（）∙ A. 20kPa∙ B. 80kPa∙ C. 100kPaD. 120kPa答案D9.)所谓土的固结，主要是指（）∙ A. 总应力引起超孔隙水压力增长的过程B. 超孔隙水压力消散，有效应力增长的过程答案B∙ C. 总应力不断增加的过程D. 总应力和有效应力不断增加的过程10.)已知某种土的密度ρ＝1.8g/cm3，土粒相对密度ds＝2.70，土的含水量w＝18.0％，则每立方土体中气相体积为∙ A. 0.486m3∙ B. 0.77m3C. 0.16m3答案C11.).淤泥属于（）∙ A. 粉土∙ B. (B)粘性土答案B∙ C. (C) 粉砂D. (D) 细砂12.)无侧限抗压强度试验属于（）A. 不固结不排水剪答案A∙ B. 固结不排水剪∙ C. 固结排水剪D. 固结快剪13.)在φ=0的黏土地基上，有两个埋深相同、宽度不同的条形基础，问哪个基础的极限荷载大∙ A. 宽度达的极限荷载大∙ B. 宽度小的临塑荷载大C. 两个基础的临塑荷载一样大答案C14.设计仅起挡土作用的重力式挡土墙时，土压力一般按( )计算∙ A. 主动土压力答案A∙ B. 被动土压力∙ C. 静止土压力D. 静水压力15.)设基础底面宽度为b，则临塑荷载Pcr是指基底下塑性变形区的深度zmax=（）的基底压力∙ A. b/3∙ B. > b/3∙ C. b/4D. .0，但塑性区即将出现答案D1.)在实际工程中，代表土中某点应力状态的莫尔应力圆不可能与抗剪强度包线相割答案正确2.)砂土的分类是按颗粒级配及其形状进行的答案错误3.)按朗肯土压力理论计算主动土压力时，墙后填土中破裂面与水平面的夹角为45-p/2答案错误4.发生流砂时，渗流力方向与重力方向相同答案错误5.)按哪一种土压力（主动、静止或被动土压力）计算完全取决于挡土墙的位移方向（向前、静止不动或向后位移）答案错误6.风积土是岩石经物理和化学风化的产物答案错误7.由于土体几乎没有抗拉强度，故地基土的破坏模式除剪切破坏外，还有受拉破坏答案错误8.)绘制流网时必须满足的基本条件之一是流线和等势线必须正交答案正确9.若地表为一无限大的水平面，则土的重力在土中任一竖直面上产生的剪应力等于零答案正确10.)增大柱下独立基础的埋深，可以减小基底的平均附加压力答案错误1.库仑土压力理论通常适于哪种土类？( )∙ A. 粘性土∙ B. 砂性土答案BC. 各类土2.)毛细水的上升，主要是水受到下述何种力的作用？∙ A. 粘土颗粒电场引力作用∙ B. 孔隙水压力差的作用∙ C. 水与空气交界面处的表面张力作用答案C3.)若土的压缩系数a1-2=0.1MPa-1,则该土属于∙ A. 低压缩性土∙ B. 中压缩性土答案B∙ C. 高压缩性土∙ D. 低灵敏土4.)土的一维固结微分方程表示（）∙ A. 土的压缩性大小与固结快慢∙ B. 固结度与时间和深度的关系∙ C. 孔隙水压力与时间和深度的关系答案C∙ D. 孔隙水压力与时间的关系5.固结实验的排水条件为（）∙ A. 单面排水∙ B. 双面排水答案B∙ C. 不排水D. 先固结，后不排水6)土中一点发生剪切破坏时，破裂面与小主应力作用面的夹角为( )∙ A. 45+Φ∙ B. 45+Φ/2∙ C. 45∙ D. 45-Φ/2答案D7.)所谓土的固结，主要是指（）∙ A. 总应力引起超孔隙水压力增长的过程∙ B. 超孔隙水压力消散，有效应力增长的过程答案B∙ C. 总应力不断增加的过程∙ D. 总应力和有效应力不断增加的过程8.)十字板剪切试验常用于测定（）的原位不排水抗剪强度∙ A. 砂土∙ B. 粉土∙ C. 粘性土∙ D. 饱和软粘土答案D9.)对一软土试样进行无侧限抗压强度试验，测得其无侧限抗压强度为40kPa，则该土的不排水抗剪强度为（）∙ A. )40kPa∙ B. 20kPa答案B∙ C. 10kPaD. 5kPa10)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？∙ 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答案C 11.)设计仅起挡土作用的重力式挡土墙时，土压力一般按( )计算∙ A. 主动土压力答案A∙ B. 被动土压力∙ C. 静止土压力D. 静水压力12.)对粘性土填料进行下列压实试验时，下列（）选项是错误的∙ A. 在一定击实功作用下，能使填筑土料达到最大干密度所对应的含水量∙ B. 与轻型击实仪比较，采用重型击实试验得到土料的最大干密度较大∙ C. 填土的塑限增加，最优含水量减小答案CD. 击实功增加，最优含水量增加13.)下列有关流土与管涌的概念，正确的说法是∙ A. 发生流土时，水流向上渗流∙ B. 发生管涌时，水流向下渗流∙ C. 流土多发生在黏性土中，而管涌多发生在无黏性土中答案C∙ D. 流土属突发性破坏，管涌属渐进式破坏E. 流土属渗流破坏，管涌不属渗流破坏14.)下属关于渗流力的描述不正确的是∙ A. 其数值与水力梯度成正比，其方向与渗流方向一致∙ B. 是一种体积力，其量纲与重度的量纲相同∙ C. 流网中等势线越密集的区域，其渗流力也越大∙ D. 渗流力的存在对土体稳定总是不利的答案D15.)已知某种土的密度ρ＝1.8g/cm3，土粒相对密度ds＝2.70，土的含水量w＝18.0％，则每立方土体中气相体积为∙ A. 0.486m3∙ B. 0.77m3∙ C. 0.16m3答案C二)当饱和土体处于不排水状态时，可认为土的抗剪强度为一定值答案正确2.)地基土的强度破坏是剪切破坏，而不是受压破坏答案正确3.)作用在地下室外墙上的土压力也可以按被动土压力计算答案错误4.)竖向附加应力的分布范围相当大，它不仅分布在荷载面积之下，而且还分布到荷载面积以外，这就是所谓的附加应力集中现象答案错误5.)在室内压缩试验过程中，土样在产生竖向压缩的同时也将产生侧向膨胀答案错误6.)墙背和填土之间存在的摩擦力将使主动土压力减小、被动土压力增大答案正确7.)破裂面与大主应力作用线的夹角为45+p/2答案错误8.)按哪一种土压力（主动、静止或被动土压力）计算完全取决于挡土墙的位移方向（向前、静止不动或向后位移）答案错误9.)对饱和软粘土，常用无侧限抗压强度试验代替三轴仪不固结不排水剪切试验答案正确10.)在基底附加压力的计算公式中，对于新填土场地，基底处土的自重应力应从填土面算起答案错误。
土力学第一章
Cu愈大，表示土粒愈不均 匀。工程上把Cu＜5的土视 为级配不良的土；
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同时满足Cu≥5和Cc=1～3时， 定名为良好级配土
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颗粒粒径级配曲线
纵坐标表示小于某粒径的土粒含量百分比,横坐 标表示土粒的粒径(对数坐标）
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2.土粒的矿物成分
矿物成分取决于母岩的矿物成分和风化作用
m s
m s
测定方法：通常用烘干法，亦可近似用酒
精燃烧法
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m ms mw Vs Vw Va
VV
三、换算指标
质量m 气 水
土粒
体积V 1.孔隙比e和孔隙率n 孔隙比e ：土中孔隙体积与 土粒体积之比
e Vv Vs
孔隙率n ：土中孔隙体积与总体积之比，以百 分数表示
n Vv 100% V
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§1.2 土的物理性质指标
一、土的三相图
质量m
体积V
气
Vw Va Vv
mw
水
二、直接测定指标 1.土的密度ρ：单位体积土的质
量 m ms mw
V Vs VwVa
m
Vs V
ms
土粒
特殊情况下土的密度ρd, ρsat,
ρ’
实验方法：环刀法
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工程中常用重度来表示单位体积土的重力
质量极轻，粘粒互相接近，凝聚成絮状物下沉，形成孔
隙较大的絮状结构
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五、土的构造
土的构造是指土体中各结构单元之间的关 系。
1.层理构造：土粒在沉积过程中,由于不同阶段沉积的
物质成分、颗粒大小或颜色不同,而沿竖向呈现出成层 特征
土力学1-第二章-清华大学
水头与水力坡降 土的渗透试验与
达西定律
渗流的驱动能量 反映渗流特点的定律 土的渗透性
渗透系数的测定
及影响因素
层状地基的等效
渗透系数
地基的渗透系数
土的渗透性与渗透规律
§2.2 土的渗流性与渗透规律
仁者乐山 智者乐水
位置水头：到基准面的竖直距离， 代表单位重量的液体从基准面算起 所具有的位置势能
达西定律：在层流状态的渗流中，渗透速度v与水力坡降i 的一次方成正比，并与土的性质有关
渗透系数k: 反映土的透水性能的比例系数，其物理意义为 水力坡降i＝1时的渗流速度，单位： cm/s, m/s, m/day
渗透速度 v：土体试样全断面的平均渗流速度，也称假想 渗流速度
v v vs n
h h A h B
水力坡降
§2.2 土的渗流性与渗透规律 1856 年达西(Darcy)在研究城 市供水问题时进行的渗流试验
仁者乐山 智者乐水
h QA L
或：
Q
h1
L
Q kAi
Q
A
透水石
其中，A是试样的断面积
达西渗透试验
h2
§2.2 土的渗流性与渗透规律
仁者乐山 智者乐水
Q v ki A
§2.2 土的渗流性与渗透规律
仁者乐山 智者乐水
试验条件:Δh变化 A，a，L=const
t=t1
h1
量测变量: h，t 适用土类：透水性较小 的粘性土
Q A
h2
t=t2
土样
L
水头 测管
开关
a
室内试验方法-变水头试验法
§2.2 土的渗流性与渗透规律
在tt+dt时段内：
土力学_第1章(序论)
目的是为工程设计、施工和科学研究提供 基础知识。
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如何学好《土力学》？
一、掌握土力学的特点及研究方法
1. 土是天然介质：种类多 ，变化大，分布形态复杂。 2. 三相体散体介质：颗粒、水、空气，性质复杂。 3. 研究方法：理论＋试验＋经验。
非常重要
如何学好《土力学》？
二、课前、课堂和课后
（1）课前：预习，提前预习上课的内容，有哪些难的，自己没有看懂的？
为什么要学习《土力学》？
③地下（开挖）工程（采矿、交通、人防、水利等）
Foundation
Soil/ rock slope Borehole /shaft Underground excavation
为什么要学习《土力学》？
④钻探与竖井工程（石油（气）、地质、采矿等）
Foundation
Soil/ rock slope Borehole /shaft Underground excavation
（2）课中：听讲，思考。看看是否有什么不同的想法和看法？
（3）课后：复习，做习题。查找相关文献资料，进行更深层次的探讨。
到实验室，做好相应的土工实验！
结合导师的课题，多参加现场项目，增加实际工程方面的感性认识！！
附1：土力学理论的形成和发展中的著名人物
Charles- Auguste de Coulomb (1736~1806) 法国科学家
（2010年5月5日于中科院力学所）
为什么要学习《土力学》？
前国家主席胡锦涛与《土力学》
来源：清华大学土木水利学院岩土工程研究所 于玉贞教授的《土力学》PPT
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什么是《土力学》？
定义
土力学：是利用力学的知识和土工试验技术来研究土的强度、变 形和渗透性规律的一门科学。（《土力学》—冯国栋）
土力学1-第4章
• 水平地基中的 自重应力
• 土石坝的自重 应力（自学）
§4.2 土中自重应力
土体的自重应力
定义：在修建建筑物以前，地基中由土体本身 的有效重量而产生的应力
目的：确定土体的初始应力状态
假定：水平地基 半无限空间体 半无限弹性体 有侧限应变条件 一维问题
计算： 地下水位以上用天然容重 地下水位以下用浮容重
§4.3 基底压力
基底压力的 分布形式十
分复杂
基底压力的简化计算
圣维南原理：
基底压力分布的影响仅限于一定深 度范围，之外的地基附加应力只取 决于荷载合力的大小、方向和位置
简化计算方法： 假定基底压力按直线分布的材料力学方法
§4.3 基底压力
基础形状与荷载条件的组合
竖直中心
竖直偏心
矩
F
形
L
B
pP A
不同将会产生弯矩
条形基础，竖直均布荷载
弹性地基，绝对刚性基础
抗弯刚度EI=∞ → M≠0 基础只能保持平面下沉不能弯曲 分布: 中间小, 两端无穷大
§4.3 基底压力
基底压力的分布
弹塑性地基，有限刚度基础
— 荷载较小 — 荷载较大 — 荷载很大
砂性土地基
粘性土地基
接近弹性解 马鞍型 倒钟型
地面
1 h1
2 h2 地下水 z
2 h3 cy
cz cx
原水位
1h1
cz
2h2
2h3
z
水位下降
讨论题
1、地下水位的升降是否会引起土中自重应力的变化？
地面
1 h1
2 h2 原水位 z
3 h3 cy
cz cx
地下水
1h1
土力学第一章参考答案
⼟⼒学第⼀章参考答案第⼀章参考答案⼀、简答题1.【答】⼟粒的⼤⼩及其组成情况，通常以⼟中各个粒组的相对含量（各粒组占⼟粒总量的百分数）来表⽰，称为⼟的颗粒级配（粒度成分）。
根据颗分试验成果绘制的曲线（采⽤对数坐标表⽰，横坐标为粒径，纵坐标为⼩于（或⼤于）某粒径的⼟重（累计百分）含量）称为颗粒级配曲线，它的坡度可以⼤致判断⼟的均匀程度或级配是否良好。
2. 【答】3. 【答】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。
与⼀般建筑材料相⽐，⼟具有三个重要特点：散粒性、多相性、⾃然变异性。
4. 【答】⼟的结构是指由⼟粒单元⼤⼩、矿物成分、形状、相互排列及其关联关系，⼟中⽔的性质及孔隙特征等因素形成的综合特征。
基本类型⼀般分为单粒结构、蜂窝结（粒径0.075~0.005mm）、絮状结构（粒径<0.005mm）。
单粒结构：⼟的粒径较⼤，彼此之间⽆连结⼒或只有微弱的连结⼒，⼟粒呈棱⾓状、表⾯粗糙。
蜂窝结构：⼟的粒径较⼩、颗粒间的连接⼒强，吸引⼒⼤于其重⼒，⼟粒停留在最初的接触位置上不再下沉。
絮状结构：⼟粒较长时间在⽔中悬浮，单靠⾃⾝中重⼒不能下沉，⽽是由胶体颗粒结成棉絮状，以粒团的形式集体下沉。
5. 【答】⼟的宏观结构，常称之为⼟的构造。
是同⼀⼟层中的物质成分和颗粒⼤⼩等都相近的各部分之间的相互关系的特征。
其主要特征是层理性、裂隙性及⼤孔隙等宏观特征。
6. 【答】强结合⽔影响⼟的粘滞度、弹性和抗剪强度，弱结合⽔影响⼟的可塑性。
7. 【答】⽑细⽔是存在于地下⽔位以上，受到⽔与空⽓交界⾯处表⾯张⼒作⽤的⾃由⽔。
⼟中⾃由⽔从地下⽔位通过⼟的细⼩通道逐渐上升。
它不仅受重⼒作⽤⽽且还受到表⾯张⼒的⽀配。
⽑细⽔的上升对建筑物地下部分的防潮措施和地基特的浸湿及冻胀等有重要影响；在⼲旱地区，地下⽔中的可溶盐随⽑细⽔上升后不断蒸发，盐分积聚于靠近地表处⽽形成盐渍⼟。
土力学第1章1.3
ms + Vvρw ρsat = V
γ sat
此时VV
= Vw ,Va = 0
(g/cm3或t/m3)
Ws + Vvγ w = = ρsat g V
(kN/m3)
水的重度γw=ρwg≈10 kN/m3
（P26）
⑶土的浮密度（有效密度）ρ/ 和浮重度（有效重 度）γ/（P24） • 在地下水位以下，要考虑土粒受水的浮力作用 •ρ/为单位体积土中土粒（扣除浮力后）的有效质量
1.3 土的三相比例指标
一、土的三相图（P22图1-16）
：g、t
ma =0
:cm3、m3
注意：图中各符号的意义（P22） m=ms+mw ， ma≈0， mw=Vwρw Vv=Vw+Va ， V=Vs+Vv = Vs+Vw+Va
要求能绘出 土的三相图
二、土的三相比例指标的定义（表达式） 注意各指标的 1、三个基本指标（P22） 实验室可直接测定的指标 ⑴土粒相对密度（土粒比重）ds （或Gs） （P22）
定义、用途
指土粒相对密度ds 、土பைடு நூலகம்含水量w 和密度ρ，是由
ms 1 ρs ds = = Vs ρ w ρ w
ms 式中：土粒密度 ρ s = Vs
注意：土粒密度ρs 不是土的密度ρ （g/cm3或t/m3）
水的密度 ρw=1g/cm3=1t/m3
•ds大小取决于土的矿物成分，变化幅度很小 ds与土的密实程度和含水量的大小无关（补充） •工程上ds常可按经验值选用（P22）
电子天平
烘箱
⑶土的（湿）密度ρ和（湿）重度γ（P23）
m ρ = V
(g/cm3或t/m3)
土力学_精品文档
土力学一、介绍土力学是土木工程中的一个重要学科，研究土壤力学和土木工程中土壤的应力、应变和变形等方面的规律。
土力学的研究对象是土壤及其力学性质，通过对土壤的特性和行为的研究，可以预测和控制土壤在工程中的行为，为土木工程的设计和施工提供科学依据。
二、土壤力学的基本概念1. 土壤物理性质土壤的物理性质包括土壤的颗粒组成、容重、孔隙比、相对密度等。
这些性质直接影响土壤的承载力、抗剪强度和渗透性等力学性质，是土壤力学研究的基础。
2. 土壤力学参数土壤力学参数包括土壤的压缩性、内摩擦角、剪切强度参数等。
这些参数描述了土壤在受力作用下的变形和破坏特性，是土壤力学分析和计算的重要依据。
3. 土壤应力状态土壤应力状态是指土壤中的应力分布情况，包括垂直应力、水平应力和剪应力等。
了解土壤的应力状态可以帮助工程师预测土壤的承载力、变形和破坏状态，从而设计出安全可靠的土木工程。
三、土壤力学的应用1. 土壤的承载力分析土壤的承载力是指土壤在承受外力作用下的最大抵抗能力。
工程师通过对土壤的颗粒组成、孔隙结构、内摩擦角等参数的分析，计算得出土壤的承载力，并根据承载力的大小来设计和选择合适的基础结构和土方工程。
2. 土壤的变形特性研究土壤在受力作用下会发生变形，包括压缩变形、剪切变形和液化等。
了解土壤的变形特性可以帮助工程师预测土壤的沉降和位移，并采取相应的补充措施，确保土木工程的安全和稳定。
3. 土壤的抗剪强度分析土壤的抗剪强度是指土壤在剪切作用下的抵抗能力。
通过对土壤的剪切试验和理论分析，工程师可以确定土壤的剪切强度参数，并结合实际工程条件进行抗剪强度的计算和分析，为土木工程的设计和施工提供重要依据。
四、土力学的挑战与发展土力学作为土木工程中的重要学科，正面临着一系列的挑战和发展机遇。
首先，随着城市化进程的加快和人口增长的需求，工程建设规模不断扩大，对土力学的研究和应用提出了新的要求。
其次，随着科技的进步和实验技术的发展，土力学研究手段和方法也将得到加强和完善，从而能够更加准确和全面地研究土壤的力学性质和行为规律。
土力学-第1章
土力学及地基基础
地基岩土与地下水
2. 土中的水
固 态
重力水
自由水
毛细水
土中的水
液 态
强结合水
结合水
弱结合水
气 态
毛细粘聚力
3. 土中气体
• 自由气体 • 封闭气泡
土力学及地基基础
地基岩土与地下水
2.土的结构和构造 （1）土的结构
• 土的结构：土粒或土粒集合体的大小、形状、相 互排列与联结等。 • 三种结构形式
• 缩限测定方法
收缩皿法
• 塑性指数
I P (wL wP ) 100
综合反映粘性土的特性及各类重要因素的影响， 可用于粘性土和粉土的分类及其性质的评估。
土力学及地基基础
地基岩土与地下水
• 液性指数
w wP I L＝ wL wP
0.25 硬 塑 可塑 0.75 软 塑 1.0 流 塑
小于某粒径的土粒质量/%
80
60
40
20
0
定性评价
10
1
0.1
0.01
1E-3
粒径/mm
定量评价
不均匀系数
Cu
d60
级配良好的土
Cu 5 且 Cc 1 3 ～
d10
曲率系数
Cc
2 d30
(d60 d10 )
土力学及地基基础
地基岩土与地下水
例题 1.1
级配曲线和评价
• 某土样颗粒分析结果如下表所示，试绘出级配曲 线，并确定该土的CU和CC，以及评价该土的级配 情况。
土力学及地基基础
地基岩土与地下水
第一章
2、土的组成
地基岩土与地下水
1、岩石和土的成因类型
土力学1
搬运与沉积
Transportation and Sedimentation
根据搬运与堆积方式的不同，土可分为两类：残积土 和运积土。 残积土是指岩石风化的产物未被搬运而残留在原地的 堆积物。
残积土由于未经搬运的碰撞、磨损作用，土体颗粒一般较粗 且带棱角，空间分布无分选性、无层理构造，均质性较差。
运积土是指岩石分化后的产物经自然力的作用，搬离 生成地点后重新沉积下来的堆积物。
根据搬运力和沉积环境的不同，运积土可分为坡积土、洪积 土、冲积土、湖积土、海积土、风积土、冰积土等。
搬运与沉积
Transportation and Sedimentation
深圳地区粉砂岩残积土
坡积土
第一章 土的物理性质及分类
1.土的形成 2.土的组成 3.土的结构与构造 4.土的物理性质指标 5.土的物理状态指标 6.土的分类 7.土的压实
土的形成 Soil Formation
地质成岩作用
岩石
风化、搬运、沉积
土
风化作用 Weathering
物理风化 physical weathering
由于温度的变化、水的冻胀、波浪冲击、地震等引起的物理 力使岩体崩解、碎裂成岩块、岩屑的过程。 使岩石从比较完整的固结状态变为松散破碎状态，使岩石的 孔隙和表面积增大，逐渐变成碎块和细小的颗粒。土中的碎 石、砾石、砂等是物理风化的产物。 物理风化生成的土，其矿物成分和原来的母岩相同，颗粒之 间没有粘结作用。
孔隙率（porosity）:孔 隙的体积与土的总体积 之比 Vv n = × 100% V
比体积（specific volume） ： 三者关系： 土的总体积与固体颗粒的体 n e e= n= 积之比 1− n 1+ e V v= v = 1+ e Vs
土力学重点复习一
土力学重点复习一1什么是土的颗粒级配？土粒的大小及其组成情况，通常以土中各个粒组的相对含量（各粒组占土粒总量的百分数）来表示，称为土的颗粒级配（粒度成分）。
是怎样生成的？有何工程特点？什么是土的结构单粒结构蜂窝结构絮状结1.根据土的颗粒级配曲线，当颗粒级配曲线较较平缓时表示土的级配良好。
2.工程中常把C U>10的土称为级配良好的土，把C U<5的土称为级配均匀的土，其中评价指标叫不均匀系数。
5.不均匀系数Cu、曲率系数Cc 的表达式为Cu＝d60/ d10、Cc＝d230 / (d60×d10 )。
6. 砂类土样级配曲线能同时满足Cu ≧5 及Cc = 1～3的土才能称为级配良好的土。
土与其它连续固体介质相区别的最主要特征就是它的：散粒性和多相性。
7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，则表示土粒大小不均匀，级配良好。
9．若甲、乙两种土的不均匀系数相同，则两种土的限定粒径与有效粒径之比相同。
d s什么是塑限、液限和缩限？什么是液性指数、塑性指数？液限w L：液限定义为流动状态与塑性状态之间的界限含水量。
塑限w p: 塑限定义为土样从塑性进入半坚硬状态的界限含水量。
缩限w s: 缩限是土样从半坚硬进入坚硬状态的界限含水量。
指数I P 定义为土样的液限和塑限之差：I P= w L－w P土的灵敏度和触变性土的灵敏度定义为原状土强度与扰动土强度之比，即： S t= 原状土强度／扰动土强度。
土的强度通常采用无侧限抗压强度试验测定，土的灵敏度愈高，其结构性愈强，受扰动后土的强度降低就愈多。
所以在基础施工中应注意保护基槽，尽量减少土结构的扰动。
影响土压实性的主要因素什么？含水量、击实能量、土的颗粒级配、试验条件。
什么是最优含水量和最大干密度？在一定的压实能量下使土最容易压实，并能达到op表示；相对应的干密度叫最大dmax表示。
影响土击实效果的因素有哪些？含水量、土类及级配、击实功能、毛细管压力以及孔隙压力等，其中前三种影响因素是最主要的。