《土力学》课程教学大纲
2014年《土力学》课程考试大纲
1. 绪论
掌握土力学的研究对象和研究内容，了解土力学在土木、水利工程中的重要性及其发展概况，了解土力学的学科特点，熟悉课程的研究特点、学习要求和学习方法。
2. 土的物理性质和分类
了解土的成因和组成,熟练掌握土的三相系的概念及土的三相中各相的物理性质。熟练掌握土的物理性质指标的定义和计算式，会用土的三相图推导各指标之间的关系式。掌握粘性土和砂性土的结构和物理状态指标及其定义。掌握土的工程分类方法以及土的类别与其工程特性的关系。
3. 土体中的应力和有效应力原理
熟练掌握土体中自重应力的计算方法，熟练掌握矩形和条形基础中心和偏心荷载作用时的基底压力计算方法。熟练掌握条形基础、矩形基础上竖向均布荷载、三角形分布荷载和水平分布荷载作用时地基中附加应力的计算方法。掌握有效应力的概念，理解土的有效应力原理及其应用。认识附加应力在地基中的分布规律以及地基中的应力集中和应力扩散现象。4. 土的渗透性与渗透稳定
掌握土的渗流定律—达西定律的内容、表达式及其适用范围。掌握渗透系数的概念及其物理意义。熟练掌握在渗流作用下有效应力的计算方法。熟练掌握渗透力的概念和计算方法。掌握渗透破坏的各种型式、定义、特点以及临界坡降的概念。会应用流网计算渗流的各水力要素，并根据临界坡降判别土体的渗透稳定性。会推导成层土的渗透系数的计算公式。
5. 土的压缩性及地基变形计算
掌握土的压缩、固结的概念，熟练掌握各压缩性指标的定义和计算方法。掌握正常固结、超固结、欠固结土及超固结比的概念，掌握先期固结压力的概念和确定方法。熟练掌握土的最终沉降量的计算方法，包括分层总和法、规范推荐的方法和考虑应力历史时地基沉降量的计算方法。能够推导土的单向压缩量的计算公式、变形模量与压缩模量的关系式、侧压力系数和泊松比的关系式。
掌握饱和土的大沙基一维固结方程的推导和渗透固结理论。掌握固结系数的实验室确定方法。掌握地基变形与时间的关系的理论计算方法。了解地基变形与时间的关系的经验确定方法。
6. 土的抗剪强度及本构关系
掌握土的抗剪强度的概念、莫尔—库伦抗剪强度理论。会推导土体中一点的极限平衡条件式并会用它来判定土体是否发生剪切破坏。掌握常用的测定强度参数的试验方法及试验成果的整理。了解孔隙水压力系数的概念及其应用。掌握应力路径的概念、土体受力时的应力路径以及典型试验所对应的应力路径。熟悉抗剪强度的影响因素以及无粘性土和粘性土的剪切特性。会利用有效应力原理进行抗剪强度分析，确定土体的有效应力强度指标。掌握不同固结和排水条件下土的抗剪强度指标的意义及应用，即不同的剪切试验方法与实际工程情况的对应关系以及各种试验方法的适用工况。
7. 填土的力学性质
掌握最优含水量和最大干密度的概念，掌握粗、细粒土的击实特性以及击实曲线的性质。掌握粗粒土和细粒土的力学性质。
8. 土压力
了解挡土墙的类型及性质，挡土墙后土压力与位移的关系，掌握静止土压力、主动土压力和被动土压力的概念。熟练掌握朗肯和库伦主动和被动土压力理论的基本假定以及主动和被动土压力的计算方法。掌握有超载、成层土、有地下水等具体情况的土压力计算方法。熟悉影响土压力计算值的因素及减小主动土压力的措施，了解新型挡土结构的特点与应用，桩板墙的土压力计算。
9. 土坡的稳定性分析
掌握无粘性土坡的稳定性分析方法和自然休止角的概念。会推导自然休止角与土的内摩擦角之间的关系式。掌握粘性土坡稳定分析的瑞典圆弧法和泰勒图表法，熟练掌握分析粘性土坡稳定性的太沙基和毕肖普条分法。会推导太沙基条分法的安全系数计算公式。掌握坡顶开裂、成层土坡有超载以及有渗流作用时的土坡稳定分析方法。熟悉土坡复合滑动面的稳定性分析方法。了解条分法各种公式的优缺点及适用性，掌握不同工况时土的抗剪强度指标和安全系数的选用。
10. 地基承载力
了解地基的破坏过程，掌握地基承载力的概念和允许承载力的概念。掌握用极限荷载的计算来确定地基承载力的方法。掌握临塑荷载和临界荷载的概念以及按塑性区开展范围确定地基承载力的方法。熟悉用规范推荐的方法确定地基承载力。掌握地基浅层滑动和深层滑动
的验算方法。
了解地基的破坏形式，掌握影响地基承载力的因素。熟悉各种承载力计算方法的特点和差别，了解地基承载力的数值计算方法。
11. 土的动力性质
了解土体受到的动荷载及其特征。了解地震产生的震害，掌握地震震级和地震烈度的概念。掌握土层液化的概念及其机理、影响土层液化的因素和判别土层液化可能性的方法。掌握土的动力性能指标的定义和计算方法。会采用拟静力法进行土体动力计算。熟悉挡土墙上的动土压力的计算方法和地震时地基承载力的验算方法。
12. 地基设计
了解上部结构、基础、地基三者之间的相互作用关系，熟悉地基设计的基本内容。掌握地基勘察的要求和勘探方法。掌握基础的类型及其应用，基础埋深和平面尺寸的确定方法以及地基的变形验算和稳定性验算内容。掌握地基变形特征的定义和控制方法。
参考教材：
杨进良主编．土力学（第四版）．北京：中国水利水电出版社，2009.
免费在线作业答案西安交通大学15年7月课程考试《土力学及地基基础》作业考核试题答案
西安交通大学 15年7月课程考试《土力学及地基基础》作业考核试题答案西安交通大学 15年7月课程考试《土力学及地基基础》作业考核试题 一、单选题（共40道试题，共80分。） 1.土的抗剪强度取决于土粒间（） A.总应力 B.有效应力 C.孔隙水压力 D.黏聚力 正确 答案： C 2.当挡土墙后填土中有地下水时，墙背所受的总压力将（） A.增大 B.减小 教育学基础试题及答案 C.不变 D.无法确定 正确 答案：
B 3.推导浅基础地基的界限荷载公式时，所采用的荷载类型是( ) A.均布矩形荷载 B.均布条形荷载 C.矩形面积上的梯形荷载 D.均布圆形荷载 正确 答案： B 4.利用静载荷试验确定地基承载力特征值时，同一土层参加统计的试验点数不应少于 A. 3点 B. 5点 C. 8点 D. 10点 正确 答案： A 5.下列土中，不适宜于采用强夯法加固的是（） A.杂填土 B.黄土
C.松砂 D.饱和软粘土 正确 答案： D 6.当挡土墙后的填土处于被动极限平衡状态时，挡土墙（） A.在外荷载作用下偏离墙背土体 B.在外荷载作用下推挤墙背土体 C.被土压力推动而偏离墙背土体 D.被土体限制而处于原来位置，无运动趋势 正确 答案： B 7.在堆载预压加固地基时，砂井或塑料排水板的作用是( ) A.预压荷载下的排水通道 B.土xx筋）（ C.挤密土体 D.形成复合地基 正确 答案： A
8.下列地基中，不适合用水泥土搅拌法处理的是（）人填松砂膨胀不搅 A.淤泥 B.低强度粘性土 C.粉土 D.人工填土 正确 答案： D 9.用粒径级配曲线表示土的颗粒级配时，通常用纵坐标表示小于某粒径含量百分数，横坐标(按对数比例尺)表示粒径，该曲线越陡，则说明( ) A.土粒级配越好 B.土粒级配越不好 C.土粒越不均匀 D.土粒大小相差悬殊 正确 答案： B 10.在土的压缩性指标中（） A.压缩系数a 与压缩模量xx B.压缩系数a 与压缩模量成反比 C.压缩系数越大，土的压缩性越低
土力学名词解释
土力学——研究土的物理、化学和力学性质及土体在外力、水流和温度的作用下的 应力、变形和稳定性的学科。 土——矿物或岩石碎屑构成的松散物。 形成土的三种风化作用---物理、化学、生物。 土的矿物成分——原生矿物、次生矿物、有机质。 干土----天然状态的土一般由固体液体和气体三部分组成若土中的孔隙全部由气体填充时称干土 最大击实干容重——在实验室中得到的最密实状态下的干容重。 土中水——土中水分为结合水和自由水。结合水又可分为：强结合水和弱结合 水。自由水分为重力水和毛细水。 饱和土——土体孔隙被水充满的土。 最大干密度——击实或压实试验所得的干密度与含水率关系曲线上峰值点对应的干密度。饱和度——土体中孔隙水体积与孔隙体积之比值。 最优含水量——在一定功能的压实(或击实、或夯实)作用下,能使填土达到最大干密度(干容量)时相应的含水量。液性指数 IL ——I L=(ω-ωp)/(ωL-ωp)。 液性指数≤0坚硬；0< 液性指数≤0.25硬塑；0.25< 液性指数≤0.75可塑；0.75<液性指数≤1软塑；液性指数>1 流塑。 塑性指数——I p=ωl－ωp 土的可塑性——土壤在一定含水量时，在外力作用下能成形，当外力去除后仍能保持塑形的 性质。 湿化变形——因非饱和土浸水而使吸力减少，使土体产生较大的变形，土体软化， 称为非饱和土湿化。 界限含水量 ----粘性土的状态随着含水量的变化而变化，当含水量不同时，粘性 土可分别处于固态、半固态、可塑状态及流动状态，粘性土从一种状态转到另一种 状态的分界含水量称为界限含水量。 砂土的相对密度——Dr=（emax-e）/（emax-emin） 孔隙比 ----土体中空隙体积与固体颗粒体积之比值。 孔隙率——土体中空隙体积与土总体积之比，以百分率表示。 颗粒级配——反映构成土的颗粒粒径分布曲线形态的一种特征。 土粒级配——土中各粒组质量含量的百分比。 不均匀系数 ----反映土颗粒粒径分布均匀性的系数。定义为限制粒径(d60)与有效 粒径(d10)之比值。 曲率系数 ----反映土颗粒粒径分布曲线形态的系数。定义为 Cc=d30 ·d30／(d10·d60)，其中d30 为粒径分布曲线上小于该粒径的土粒质量占土总质量的30％的粒径。 级配良好的土——土的级配不均匀（Cu大于等于5），且级配曲线连续（ Cc=1-3）的土，称为级配良好的土。 触变性——黏质土受到扰动作用导致结构破坏，强度丧失；当扰动停止后，强度逐 渐恢复的性能。 基础——直接与地基接触用于传递荷载的结构物的下部扩展部分。 刚性基础——主要承受压应力的基础，一般用抗压性能好，抗拉、抗剪性能较差的 材料（如混凝土、毛石、三合土等）建造。 地基——承受结构物荷载的岩体、土体。地基破坏的类型——整体剪切破坏、刺入剪
土力学作业
第一次作业 1. ( 单选题) 反映土结构性强弱的指标是（）。(本题8.0分) A、饱和度 B、灵敏度 C、重度 D、相对密实度 学生答案：B 标准答案：B 解析： 得分：8 2. ( 单选题) 无粘性土和粘性土在矿物成分、土的结构、物理状态等方面有重要区别。(本题8.0分) A、正确 B、错误 学生答案：A 标准答案：A 解析： 得分：8 3. ( 单选题) 某无粘性土样的颗粒分析结果如下表所示，该土的名称是（）。
(本题 8.0分) A、中砂 B、粉砂 C、粗砂 D、碎石土 学生答案：A 标准答案：A 解析： 得分：8 4. ( 单选题) 组成土体的土粒很细时，对该土体不正确的描述是（）。(本题8.0分) A、弱结合水含量较高 B、强结合水含量较高 C、液性指数较大 D、塑性指数较大 学生答案：C 标准答案：C 解析： 得分：8 5. ( 单选题) 采用临界孔隙比能够判断砂土液化现象。(本题8.0分)
A、正确 B、错误 学生答案：A 标准答案：A 解析： 得分：8 6. ( 多选题) 影响土抗剪强度的因素主要有（）。(本题12.0分) A、土粒的矿物成分、颗粒形状与级配 B、土的原始密度 C、土的含水量 D、土的结构 E、试验方法和加荷速率 学生答案：A,B,C,D,E 标准答案：ABCDE 解析： 得分：12 7. ( 多选题) 影响土坡稳定的因素有（）。(本题12.0分) A、土坡作用力发生变化 B、土体抗剪强度的降低 C、静水压力的作用
D、地下水在土坝或基坑等边坡中的渗流 E、因坡脚挖方而导致土坡高度或坡角增大 学生答案：A,B,C,D,E 标准答案：ABCDE 解析： 得分：12 8. ( 多选题) 影响土压力的因素有（）。(本题12.0分) A、墙的位移方向和位移量 B、墙后土体所处的应力状态 C、墙体材料、高度及结构形式 D、墙后填土的性质；填土表面的形状 E、墙和地基之间的摩擦特性 F、地基的变形 学生答案：A,B,C,D,E,F 标准答案：ABCDEF 解析： 得分：12 9. ( 多选题) 土的三项比例指标包括（）。(本题12.0分) A、土粒比重 B、含水量 C、密度
高等土力学课程简介和教学大纲
Advanced soil mechanics Course No.: Course name: Advanced soil mechanics Class hours per week: 4 Credits: 2.0 Course type: Optional Prerequisite course:Engineering geology, Soil mechanics Teaching object: civil engineering Teaching method: multimedia and blackboard Teaching target and fundamental review: Understanding of the main differences in terms of engineering behaviour of soils in comparison to other civil engineering materials. This will include: the application of mechanics to a particulate media, understanding the importance of fluid flow and fluid pressure between particles in influencing the behaviour of soils. Understanding the development and application of soil behavioural models. Applying soil models in order to understand the behaviour of slopes, shallow foundations, and retaining walls. Course introduction: This course identifies the important aspects of soils which makes them different to other engineering materials, and thus introduces concepts that allow the appropriate modelling of the behaviour of soils, especially pore water pressure, permeability, and the influence of void ratio on the engineering behaviour of soils. These elements connected in order to show the development of soil behavioural models including Cam-clay, and Cam-clay based models. The final section of the course will show the application of basic soil mechanics methods for the purpose of solving typical engineering problems. Main contents and time quotient: Section 1: soil classification and behaviour 2 hours Section 2: permeability and fluid flow 4 hours Section 3: consolidation and settlement solutions 4 hours 10 hours Section 4: stress, strain, and strength; traditional solutions to critical state theory Section 5: slope stability and analysis 4 hours Section 6: K0 concepts, lateral earth pressures, and 4 hours retaining wall design Section 7: bearing capacity and foundation design 4 hours Tutorial Sheets: One sheet per week, 3-6 problems per sheet. Final Examination: Closed-book Grading Scale: Tutorial Sheets 30% Final Examination 70% Recommended reference book: 1.Barnes, G., 2010, Soil Mechanics principles and practice. Palgrave Macmillan; 3rd Edition 549pp. Additional Reading Material: 1.Permeability and fluid flow: Freeze, R. A. and Cherry, J. A., 1979, Groundwater. Prentice Hall; 1st Edition, 604pp. 2.Consolidation, settlement, bearing capacity and foundation design: Tomlinson, M. J., 2001, Foundation Design and Construction. Prentice Hall; 7th Edition, 569pp.
《土力学》课后作业题总结
《土力学》课后作业题总结 作业一 1 、填空：主要影响土的因素：应力水平，应力路径，应力历史 2、填空：土的主要应力应变特性：非线性，弹塑性，剪胀性 3、概念：应力历史：包括天然土在过去地质年代中受到固结和地壳运动作用 4、名词解释 次弹性模型：是一种在增量意义上的弹性模型，亦即只有应力增量张量和应变增量张量间存在一一对应的弹性关系，因此，也被称为最小弹性模型。 作业二 1 ：什么是加工硬化？什么是加工软化？ 答：加工硬化也称应变硬化，是指材料的应力随应变增加而增加，弹增加速率越来越慢，最后趋于稳定。 加工软化也称应变软化，指材料的应力在开始时随着应变增加而增加，达到一个峰值后，应力随应变增加而下降，最后也趋于稳定。 2 说明塑性理论中的屈服准则、流动规则、加工硬化理论、相适应和不相适应的流动准则。 答：在多向应力作用下，变形体进入塑性状态并使塑性变形继续进行，各应力分量与材料性能之间必须符合一定关系时，这种关系称为屈服准则。屈服准则可以用来判断弹塑性材料被施加一应力增量后是加载还是卸载，或是中性变载，亦即是判断是否发生塑性变形的准则。 3.流动规则指塑性应变增量的方向是由应力空间的塑性势面 g 决定，即在应力空间中，各应力状态点的塑性应变增量方向必须与通过改点的塑性势能面相垂直，亦 即 （ 1 ）流动规则用以确定塑性应变增量的方向或塑性应变增量张量的各个分量间的比例关系。 同时对于稳定材料，这就是说塑性势能面 g 与屈服面 f 必须是重合的，亦即 f=g 这被称为相适应的流动规则。如果令 f g ，即为不相适应的流动规则。
加工硬化定律是计算一个给定的应力增量硬气的塑性应变大小的准则，亦即式 （ 1 ）中的可以通过硬化定律确定。 作业三 剑桥模型：采用帽子屈服面、相适应流动规则和以塑性体应变为硬化参数，在正常固结和弱超固结土实验基础上建立后来推广到强超固结土的弹塑性模型。（课 本 P41 ） 填空题 确定剑桥模型的屈服面和确定应力应变关系时只需 ___ ， ___ ， ___ 三个实验常数。 参考答案：各向等压固结参数（λ），回弹参数（κ），破坏常数 （Μ）。（课本 P53 ） 简答题：剑桥模型的实验基础和基本假定是什么？试说明该模型各参数的意义。 参考答案：剑桥模型基于正常固结土和超固结土的排水和不排水三轴试验得到的 土的弹塑性模型。基于传统塑性位势理论采用能量理论得到的帽子屈服面和相适应的流动法则。 基本假定是 1. 弹性剪切变形为 0 ； 2. 材料服从关联流动法则。 确定模型的屈服面和确定应力应变关系时只需三个实验常数 1. 各向等压固结参数（λ） ;2. 回弹参数（κ）； 3. 破坏常数（Μ）。 作业四 1 莱特邓肯模型是在沙土的试验基础上建立起来的。 2 、简述土的应力应变性质 答：（ 1 ）、土应力应变关系的非线性。由于土由碎散的固体颗粒组成，土的宏 观变形主要不是由于土颗粒本身变形，而死由于颗粒间位置的变化。这种在不同应力水平下由相同应力增量而引起的应变增量就不会相同，亦即表现出非线性。 （ 2 ）、土的剪胀性，由于土是碎散颗粒集合，在各向等压或等比压缩时，空隙 总是减少的，从而可发生较大的体积压缩，这种体积压缩大部分是不可恢复的。 （ 3 ）、土体变形的弹塑性土体受力加载后卸载到原应力状态时，土一般不会恢复到原来的应变状态，其中有部分应变式可恢复的，部分应变是不可恢复的塑形应变，而且后者往往占很大比例。 （ 4 ）、土应力应变的各向异性。各向异性是指材料在不同方向上的物理力学性 质不同。
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1.土力学：土力学是研究土体的一门力学。它以力学和工程地质学为基础，研究土体的应 力，变形，强度，渗流及长期稳定性的一门学科。 2.地基：承受建筑物，构筑物全部荷载的那一部分天然的或部分人工改造地层。 3.地基设计时应满足的基本条件：强度，稳定性，安全度，变形。 4.土：土是由岩石经理物理，化学，生物风化作用以及剥蚀，搬运，沉积作用等交错复杂 的自然环境中所生成的各类沉积物。 5.土粒：土中的固体颗粒经岩石风化后的碎屑物质，简称土粒。 6.土是由土粒（固相），土中水（液相）和土中气（气相）所组成的三相物质。Eg：“冻土” 是固体颗粒，液体水，冰，气四相体。 7.物理风化：由于温度变化，水的膨胀，波浪冲击，地震等引起的物理力使岩体崩解，碎 裂的过程，这种作用使岩体逐渐变成细小的颗粒。（只改变大小，不改变性质） 8.化学风化：岩体（或岩块，岩屑）与空气，水和各种水溶液相互作用的过程，这种作用 不仅使岩石颗粒变细，更重要的是使岩石成分发生变化，形成大量细微颗粒（黏粒）和可溶岩类（发生质的变化）。 9.残积土：指岩石经风化后未被搬运而残留于原地的碎屑堆积物。它的基本特征是颗粒表 面粗糙，多棱角，六分选，天层理，分布在宽广的分水岭地带，变形大，不稳定，属于不良地质。 10.坡积土：残积土受重力和暂时性流水（雨水，雪水）的作用，搬运到山坡或坡脚处沉积 起来的土坡积颗粒随斜坡自上而下呈现由粗而细的分选性和局部层理。分布在山脚或山腰平缓部位上部与残积物相连，厚度变化大。矿物成分宇母岩不同，不稳定，属于不良地质。 11.洪积土：残积土和坡积土受洪水冲刷，搬运，在山沟出口处或山前平原沉积下来的土。 随离山由近及远有一定的分选性，近山区颗粒粗大，远山区颗粒细小，密实，颗粒有一定的磨圆度。 12.粒度：土粒的大小称为粒度，通常以粒径表示。 13.粒组：介于一定的粒度范围内的土粒，称为粒组。 14.颗粒级配：以土中各个粒组的相对含量（各个组粒占总量的百分比）表示土中颗粒大小 及其组成情况。 15.粒径成分分布曲线（颗粒级配）：采用粒径累计曲线表示土的颗粒级配。曲线较陡，表 示粒径大小相差不多，土粒较均匀，级配不良；曲线平缓，则表示粒径大小相差悬殊，土里不均匀，级配良好。 16.有效粒径d10：小于某粒径的土粒质量累计百分数为10%时的有效粒径。 17.中值粒径d30：小于某粒径的土里质量累计百分数为30%时的有效粒径。 18.限定粒径d60：小于某粒径的土里质量累计百分数为60%时的有效粒径。 19.不均匀系数Cu：反映大小不同粒组的分布情况，即土粒大小或粒度程度，系数越大， 表示粒度的分布范围越大，土粒越不均匀，其级配越好。Cu<5级配不良，Cu>10级配良好。Cu=d60/d10 20.曲率系数Cc：指累计曲线分布的整体形态，反应了限制颗粒d60与有效粒径d10之间 各粒组含量的分布情况。砾性土或砂性土同时满足Cu>=5,Cc=1-3,两个条件时，则为良好级配的砾或砂；反之，则为级配不良。Cc=d30d30/d10d60 21.源生矿物：原岩生成的经物理风化后产生的一般颗粒较大，无粘性土矿物。 22.次生矿物：原岩经过化学（生物）风化形成的颗粒小，粘性矿物。 23.结合水：当土粒与水结合作用时，土粒会吸附一部分水分子，在土粒表面形成一定厚度 的水膜，成为结合水。
最新《土力学》作业答案
《土力学》作业答案 第一章 1—1根据下列颗粒分析试验结果，作出级配曲线，算出Cu 及Cv 值，并判断其级配情况是否良好。 解： 级配曲线见附图。 小于某直径之土重百分数% 土粒直径以毫米计 习题1-1 颗粒大小级配曲线 由级配曲线查得：d 60=0.45，d 10=0.055，d 30=0.2； 18.8055 .045 .01060=== d d C u 62.1055 .045.02.02 6010230=?==d d d C c C u >5，1 故，为级配良好的土。 （2）确定不均匀系数Cu 及曲率系数Cv ，并由Cu 、Cv 判断级配情况。 解： 土 粒直径 以毫米 计 小于某直径之土重百分数% 习题1-2 颗粒大小级配曲线 1—3某土样孔隙体积等于颗粒体积，求孔隙比e 为若干？ 若Gs=2.66，求ρd =? 若孔隙为水所充满求其密度ρ和含水量W 。 解： 11 1 === s v V V e ； /33.12 66 .2g V M s d === ρ.121 66.2V M M w s =+=+= ρ%6.3766 .21=== s w M M ω。 1—4在某一层土中，用容积为72cm 3的环刀取样，经测定，土样质量129.1g ，烘干后质量121.5g ，土粒比重为2.70，问该土样的含水量、密度、饱和密度、浮密度、干密度各是多少？ 解： 3457 .25 .121cm G M V s s s === ； 3274572cm V V V s V =-=-=； %26.60626.05 .1215 .1211.129==-== s w M M ω； 3/79.172 1.129cm g V M === ρ； 3/06.272 27 15.121cm g V V M v w s sat =?+=+= ρρ； 《土力学》课程教学大纲 一、课程的性质和目的 《土力学》是土木工程专业的专业基础课。开设《土力学》课程的目的，主要是为了使学生掌握土力学的基本概念和基本原理及土力学实验技术，初步了解土力学原理在土木工程中的应用。 二、课程基本要求 通过本课程学习，学生应达到下列要求： 1、了解土的基本性质，理解由于土的特殊性而引起的特殊工程性质以及相应的工程问题。初步掌握土力学实验原理与技术。 2、理解土的固结、压缩以及渗透等基本的力学概念，掌握土的有效应力原理，能够进行地基沉降及固结计算。 3、掌握土的破坏和极限平衡条件，深入理解极限平衡条件在地基承载力、土坡稳定性和土压力问题中的应用。掌握地基承载力的确定方法、土坡稳定性分析常用的瑞典条分法、土压力计算的基本原理与方法。 三、课程教学基本内容（44学时） 该课程主要讲述土的基本物理性质，土的固结、压缩以及渗透理论，土的强度破坏理论和极限平衡条件，地基承载力的确定、土压力和土坡稳定性的计算问题。 (一)土的物理性质及工程分类（6学时） 1. 土的生成、特点；土三相（土粒、水、气）组成、土的颗粒级配曲线（2学时） 2 土的物理状态；（3学时） 3土的结构；土的分类；土的压实性（2学时） (二) 土的渗透性和渗流问题（2学时） 1渗透定律、渗透系数（1学时） 2渗透力及临界梯度; （1学时） (三) 土体中的应力计算（8学时） 1土的应力状态土体的自重应力计算；（2学时） 2附加应力计算；基底接触压力计算（2学时） 3 有效应力原理；（2学时） 4 孔压系数，应力路径；（2学时） (四) 土的压缩性（7学时） 1土的压缩性（2学时） 2 地基沉降计算（压缩层厚确定、分层）（2学时） 3饱和粘土地基一维渗透固结理论；（2学时） 4地基的容许沉降量及措施（1学时） （五）土的抗剪强度(6学时） 1库仑定律、土中一点应力的极限平衡方程；（2学时） 2土抗剪强度试验方法；土抗剪强度机理及影响因素；（2学时） 3 各类抗剪强度指标；（2学时） (六) 挡土结构物上的土压力（6学时） 1土压力的概念, 静止土压力（2学时） 2 朗肯土压力计算, 几种常见主动土压力计算（2学时） 3 库仑土压力；朗肯理论与库仑理论比较（2学时） （七）土坡稳定分析（4学时） 1土坡稳定的概念，无粘性土坡稳定分析；（2学时） 2粘性土坡的稳定分析（条分法）（2学时） （八）地基承载力（4学时） 1 地基变形失稳形式；（2学时） 2地基容许承载力的确定。（2学时） 四、实验内容（12学时） 1 筛分试验：土级配曲线绘制及级配状态分析（2学时） 2 土界限含水量的测定：液限、塑限的测定方法及应用目的（4学时） 3 土的压缩试验：e～p曲线测定、压缩系数、压缩模量计算（4学时） 4 抗剪强度试验：强度指标c、φ的确定（2学时） 五、先修课程要求 高等数学、材料力学、水力学，建筑材料 六、教材及教学参考书 《土力学》，梁钟琪主编，中国铁道出版社 填空 土是由（固体颗粒）（液体水）和（气体）等三相的物质组成 土的颗粒级配分析方法有（筛析法）（比重计法）筛析法适用于粒径大于0.075mm的土。土的级配越好，则土的级配曲线越（缓） 土中水包括（毛细水）（结合水）（重力水）（结晶水） 土处于固体状态时，仅含有（结合水） 土中封闭气体使土的透水性（降低） 土的结构包括（单粒结构）（蜂窝结构）和（絮状结构） 土的密度测定方法有（环刀法）（灌砂法）和（灌水法） 土的塑性指数IP越大，土中粘粒含量（越多） 土的灵敏度越大，结构受到扰动后，强度降低的（程度高） 土粒单元的大小，形状，排列及其联结关系等因素形成的综合特征成为（土的结构） 土产生渗流的最小水力梯度称为（初始水力梯度） 土产生流砂的最小水力梯度称为（临界水力梯度） 土粒承受和传递的应力称为（有效应力） 土体自重在地基中产生的应力称为（自重应力） 土的压缩试验是在（侧限变形）条件下完成的，压缩系数反映了（土的压缩性） 土的强度破坏通常是指（抗剪强度抗剪强度）破坏 土中某点处于极限平衡状态时，剪破面与最大主应力面成（45度+fai/2） 土的含水量增加，则粘聚力（下降），有效应力（增大）抗剪强度（增强） 土体中的剪应力等于土的抗剪强度时的临界状态，称为土的（极限平衡）状态 土的抗剪强度指标有（粘聚力C）和（内摩擦角fai） 土的含水量增加，土坡的稳定性（下降） 土体抵抗剪切破坏的极限能力称为（土的抗剪强度） 土的固结程度越高,强度一（越大） 土压力可分为（静止土压力Eo）(主动土压力Ea)(被动土压力Ep)在相同条件下，三种土压力的关系为（Eo 16.名词解释：压缩模量--- 土在完全侧限时受压变形，其竖向应力与竖向应变之比称为压缩模量 17.名词解释：前期固结压力--- 土体在历史上所受过的最大固结压力 18.什么是水的渗透力和临界水力梯度？ 答：水是具有一定粘滞度的液体，当其在土中渗流时，对土颗粒有推动、摩擦和拖拽作用，它们综合形成的作用于土骨架的力，即为渗透力。当向上的渗透力使土颗粒处于失重或悬浮状态，此时的水力梯度称之为临界水力梯度。 19.请简述高桩承台和底桩承台的特点和区别。 高承台桩基础由于承台位置较高或设在施工水位以上，可避免或减少墩台的水下作业，施工较为方便，且更经济。但高承台桩基础刚度较小，在水平力作用下，由于承台及基桩露出地面的一段自由长度周围无土来共同承受水平外力，基桩的受力情况较为不利，桩身内力和位移都将大于同样条件外力作用下的低承台桩基础；在稳定性方面低承台桩基础也比高承台桩基础好。 20.某挡土墙高10m，墙背垂直，光滑，墙后填土面水平，填土上作用均布荷载 q=20KPa, 墙后填土分两层：上层为中砂，重度γ 1=18.5KN/m3, 内摩擦角φ 1 =30°， 层厚h 1=3.0m；下层为粗砂，γ 2 =19.0KN/m3,φ 2 =35°,地下水位在离墙顶6.0m位置， 水下粗砂的饱和重度为γ sat =20.0KN/m3。计算作用在此挡土墙上的总主动土压力和水压力。（14分） 21.某挡土墙墙高5m，墙背铅垂、光滑，墙后填土面水平，填土表面作用有 的均匀满布荷载。填土为粗砂，其，。试用 郎肯土压力理论确定挡墙上的主动土压分布，画出土压力分布曲线。（说明：不需计算总土压力） 《土力学与地基基础》教学大纲 一、课程的性质、地位与任务 《土力学与地基基础》是建筑设计业的选修课程，它以土力学的基本理论为基础，研究土力学的基础理论及其在地基与基础工程设计与计算中的应用的一门学科，是一门理论性和实践性较强、专业技术含量较高的土建类专业课程。 二、教学基本要求 了解土力学的基本概念和基础理论，理解一般地基基础设计的理论和方法。掌握土力学中土的物理性质、地基的应力、变形、抗剪强度、地基承载力和土压力的基本概念、基本理论和计算方法，并能根据建筑物的要求和地基勘察资料选择一般地基基础方案，运用土力学的原理进行一般地基基础的设计，为今后的工作打下坚实基础 第一章土的物理性质与工程分类 2学时 本章教学目的和要求： 了解土的成因、结构、构造、组成、软弱地基等概念，讨论了土的三相比例关系、土的物理性质指标、土的物理状态指标、土的工程特性、岩土的工程分类与野外鉴别以及软弱地基的处理原理与方法。 教学重点：土的成因、结构、构造、工程特性等概念，土的组成对土体性质的影响，土的物理性质指标、物理状态指标及其在工程中的应用，岩土的工程分类。 教学难点：地基处理方法的分类、工作原理、适用范围以及设计、施工要点，本地区常用地基处理方法的基本原理、适用范围、设计与施工要点。 第一节土的成因与组成 一、土的成因 二、土的组成 第二节土的物理性质指标 一、土的三相简图 二、试验指标（基本指标） 三、导出指标（换算指标） 第三节土的物理状态指标与工程特性 一、黏性土的物理状态指标 二、粉土的物理状态指标 三、无黏性土的物理状态指标 四、土的工程特性 第四节建筑地基岩土的工程分类与野外鉴别 一、建筑地基岩土的工程分类 二、岩土的野外鉴别方法 第五节软弱地基处理 一、概述 二、机械压实法 三、强夯法 四、换土垫层法 五、预压排水固结法 六、挤密法和振冲法 七、化学加固法 八、托换法 第二章地基中应力计算 6学时 本章教学目的和要求： 本章主要讨论自重应力、基底压力、基底附加压力与地基中附加应力的概念；土中附加应力与地基变形的关系；自重应力与附加应力在地基中的分布规律。 教学重点：土的自重应力计算方法及其分布规律；轴心受压及单向偏心受压状态下基底压力与基底附加压力的计算及其分布形态；均布矩形荷载以及均布条形荷载作用下地基中附加应力的计算方法。 教学难点：角点法计算均布荷载作用下矩形基础任意点下的附加应力；均布条形荷载作用下条形基础（平面问题）任意点下的附加应力。 第一节概述 一、土的自重应力 二、竖向自重应力的计算 三、水平自重应力的计算 四、地下水和不透水层对自重应力的影响 第三节基底压力 一、基底压力的分布 二、基底压力的简化计算 三、基底附加压力 第四节地基中竖向附加应力 第一章 挡土墙上的土压力 1 习题图6-2为一垂直墙背的挡土墙，墙高5m ，填土表面倾角0β=?、20δ=?， 地下水位在墙顶下 1.5m 处。填土的容重3 18/k N m γ=，饱和容重3 21/s a t k N m γ=，36φ=?，试给出主动土压力及水压力的分布图。 2 挡土墙断面如习题图6-3，墙后填土水平，填土面作用有29.8/q kN m =的连续 均布荷载。填土为中砂，317.2/kN m γ=，30φ=?，30δ=?，求作用于墙背上的总土压力的大小，方向和作用点。 第二章 土质边坡稳定分析 3/m 321/kN m 1 无粘性土坡的坡脚20α=?，土的内摩擦角32φ=?，浮容重310/kN m γ'=，若 渗流逸出段内水流的方向平行于地面，求土坡的稳定安全系数。 2 无限延伸斜坡如习题图7-3所示，地下水面沿坡面，坡高H=4m ，坡脚20α=?， 土粒比重G s =2.65，孔隙比e=0.7，与基岩接触面的摩擦角20φ=?，粘聚力c=15kN/m 2，求斜坡的稳定安全系数F s 。 第四章 地基承载力 1 一幢16层的建筑物底板尺寸为20m×30m ，底板放置在均匀的粘性土层上，埋 深3m 。粘性土的天然密度32.0/g cm ρ=，地下水位较深。现场用十字板测定，该土层平均抗剪强度260/f kN m τ=，室内用重塑土做无侧限抗压强度试验得240/u q kN m =，问地基的稳定安全系数有多大？如果要求稳定安全系 数满足下表要求，判断设计是否合适。 第五章天然地基上的浅基础设计 吉林长春市一民用建筑物，采用柱下独立基础。柱的尺寸为400mm×400mm，按照正常使用极限状态下荷载效应的标准组合，作用在柱上地面处的竖向力和弯矩分别为F k＝800 kN，和M k＝30 kN－m。该荷载由永久荷载控制。其地质土层剖面如图所示，该地区标准冻深为1.6m。 请完成以下设计内容： 《土力学》 第一次、简答题 1、挡土墙设计中需要进行哪些验算？要求稳定安全系数多大？采取什么措施可以提高抗倾覆稳定安全系数。 答：1) 需要进行抗滑稳定验算、抗倾覆稳定验算、地基承载力验算。 2) 抗滑稳定系数大于1.3，抗倾覆稳定系数大于1.5。 3) 修改挡土墙尺寸；伸长墙前趾；将墙背做成仰斜；做卸荷台。 2、集中力作用下，土中附加应力的分布有何规律？ 答：1）在集中力作用线上，附加应力随深度的增加逐渐减小。 2）在集中力作用线以外的竖直线上，附加应力随深度的增加逐渐增大，超过一定深度后，随深度逐渐减小。 3）在地面下任意深度的水平面上，附加应力在集中力作用线上最大，向四周逐渐减小。 3、分层总和法计算地基最终沉降量分为哪几个步骤？ 答：分层总和法具体的计算步骤如下 1）按比例绘制地基和基础剖面图。 2）划分计算薄层。计算薄层厚度为基础宽度的0．4倍；土层的界面和地下水面是计算薄层层面。 3）计算基底中心点下各薄层界面处的自重应力和附加应力。按比例分别绘于基础中心线的左右两侧。 4)确定地基沉降计算深度。 5）计算各薄层土在侧限条件下的压缩量。 6）计算地基的最终沉降量。 4、地基变形按其变形特征分为哪几种？每种的基本定义是什么？ 答：地基变形按其变形特征划分为沉降量、沉降差、倾斜和局部倾斜，其基本定义是： 1）沉降量――一般指基础中点的沉降量 2）沉降差――相邻两基础的沉降量之差 3）倾斜――基础倾斜方向两端点的沉降差与其距离之比 4）局部倾斜――承重砌体沿纵墙6～10m内基础两点的沉降差与其距离之比 5、土力学中的土中水包括哪几种？结合水有何特性？ 答： 1) 土中的水包括强结合水、弱结合水、重力水和毛细水。 2) 强结合水的特性接近固体，不传递静水压力，100度不蒸发；弱结合水是紧靠于强结合水的一层结合水膜，也不传递静水压力 6、集中力作用下，土中附加应力的分布有何规律？ 答： 1）在集中力作用线上，附加应力随深度的增加逐渐减小。 2）在集中力作用线以外的竖直线上，附加应力随深度的增加逐渐增大，超过一定深度后，随深度逐渐减小。 3）在地面下任意深度的水平面上，附加应力在集中力作用线上最大，向四周逐渐减小。7、地基破坏有哪三个阶段？各阶段有何特征？ 答：地基破坏分为压密阶段、剪切阶段和破坏阶段。 (单选题) 1: 土的抗剪强度取决于土粒间（） A: 总应力 B: 有效应力 C: 孔隙水压力 D: 黏聚力 正确答案： (单选题) 2: 预制桩的最小间距为（） A: 2.5 D B: 3 D C: 3.5 D D: 4 D 正确答案： (单选题) 3: 在土的抗剪强度的影响因素中，最重要的是（） A: 剪切速率 B: 应力历史 C: 排水条件 D: 应力状态 正确答案： (单选题) 4: 绝对柔性基础在均匀受压时，基底反力分布图形简化为（） A: 矩形 B: 抛物线形 C: 钟形 D: 马鞍形 正确答案： (单选题) 5: 某黏性土的液性指数IL=0.5则该土的软硬状态为( ) A: 硬塑 B: 可塑 C: 软塑 D: 流塑 正确答案： (单选题) 6: 无黏性土坡的稳定性应（） A: 与坡高有关，与坡角无关 B: 与坡角有关，与坡高无关 C: 与坡高和坡角都无关 D: 与坡高和坡角都有关 正确答案： (单选题) 7: 计算自重应力时,地下水位以下的土层应采用( ) A: 湿重度 B: 饱和重度 C: 有效重度 D: 天然重度 正确答案： (单选题) 8: 设地基的最终变形量为100mm，则当变形量为50mm时，地基的平均固结度为（）A: 30% B: 50% C: 80% D: 100% 正确答案： (单选题) 9: 在土的压缩性指标中（） A: 压缩系数a与压缩模量成正比 B: 压缩系数a与压缩模量成反比 正确答案： (单选题) 10: 利用静载荷试验确定地基承载力特征值时，同一土层参加统计的试验点数不应少于（）A: 3点 B: 5点 C: 8点 D: 10点 正确答案： (单选题) 11: 下列说法中，错误的是（） A: 压缩试验的排水条件为双面排水 B: 压缩试验不允许土样产生侧向变形 C: 在压缩试验中土样既有体积变形，也有剪切变形 D: 载荷试验允许土样产生侧向变形 正确答案： (单选题) 12: 影响黏性土性质的土中水主要是（）。 A: 强结合水 B: 弱结合水 C: 重力水 D: 毛细水 正确答案： (单选题) 13: 对于打入式预制桩，设置桩之后，宜隔一段时间才开始进行静载试验，如果桩所穿过的土层是一般粘性土，一般间歇时间不少于（） A: 3天 B: 7天 C: 15天 D: 30天 正确答案： (单选题) 14: 下列说法中,错误的是( ) A: 地下水位上升会使土中自重应力减小 B: 地下水位下降会使土中自重应力增大 C: 地下水位升降对土中自重应力无影响 D: 地下水位升降对土中自重应力的影响无法确定 正确答案： (单选题) 15: 砂井预压法处理地基中，砂井的作用是（） A: 与土形成复合地基一起承载 B: 加快土层的排水固结 C: 挤密土体 D: 施工中使土振密 正确答案： (单选题) 16: 某柱下方形基础边长2m，埋深d=1.5m,柱传给基础的竖向力F＝800kN,地下水位在地表下0.5m 处。则基底平均压力p为（） A: 220kPa B: 230kPa C: 200kPa D: 215kPa 正确答案： (单选题) 17: 下列说法正确的是（） A: 土的抗剪强度是常数 B: 土的抗剪强度与金属的抗剪强度意义相同 C: 砂土的抗剪强度仅由内摩擦力组成 D: 黏性土的抗剪强度仅有内摩擦力组成 正确答案： 土力学复习资料 第一章绪论 1.土力学的概念是什么？土力学是工程力学的一个分支，利用力学的一般原理及土工试验，研究土体的应力变形、强度、渗流和长期稳定性、物理性质的一门学科。 2.土力学里的"两个理论，一个原理"是什么？强度理论、变形理论和有效应力原理 3.土力学中的基本物理性质有哪四个？应力、变形、强度、渗流。 4. 什么是地基和基础？它们的分类是什么？ 地基:支撑基础的土体或岩体。分类:天然地基、人工地基基础:结构的各种作用传递到地基上的结构组成部分。根据基础埋深分为:深基础、浅基础 5.★地基与基础设计必须满足的三个条件★ ①作用于地基上的荷载效应（基底压应力）不得超过地基容许承载力特征值，挡土墙、边坡以及地基基础保证具有足够防止失稳破坏的安全储备。即满足土地稳定性、承载力要求。 ②基础沉降不得超过地基变形容许值。即满足变形要求。 ③基础要有足够的强度、刚度、耐久性。 6.若地基软弱、承载力不满足设计要求如何处理？需对地基进行基础加固处理，例如采用换土垫层、深层密实、排水固结、化学加固、加筋土技术等方法进行处理，称为人工地基。 7.深基础和浅基础的区别？ 通常把埋置深度不大(3~5m)，只需经过挖槽、排水等普通施工程序就可以建造起来的基础称为浅基础;反之，若浅层土质不良，须把基础埋置于深处的好地层时，就得借助于特殊的施工方法，建造各种类型的深基础(如桩基、墩基、沉井和地下连续墙等。) 8.为什么基础工程在土木工程中具有很重要的作用？ 地基与基础是建筑物的根本，统称为基础工程，其勘察、设计、施工质量的好坏直接影响到建筑物的安危、经济和正常使用。基础工程的特点主要有:①由于基础工程是在地下或水下进行，施工难度大②在一般高层建筑中，占总造价25％，占工期25％~30％③隐蔽工程，一旦出事，损失巨大且补救困难，因此基础工程在土木工程中具有十分重要的作用。 第二章土的性质与工程分类 1.土: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。 2.三相体系:固相（固体颗粒）、液相（土中水）、气相（气体）三部分组成。 3.固相:土的固体颗粒，构成土的骨架，其大小形状、矿物成分及组成情况是决定土物理性质的重要因素。 土的矿物成分:土的固体颗粒物质分为无机矿物颗粒和有机质。 颗粒矿物成分有两大类:原生矿物、次生矿物。 原生矿物:岩浆在冷凝过程中形成的矿物，如石英、长石、云母。 次生矿物:原生矿物经化学风化作用的新的矿物，如黏土矿物。 黏土矿物的主要类型:蒙脱石、伊利石、高岭石（吸水能力逐渐变小） 土的粒组:粒度:土粒的大小。粒组:大小、性质相近的土粒合并为一组。画图: <——0.05——0.075——2——60——200——>粒径(mm) 粘粒粉粒| 砂粒圆砾| 碎石块石 细粒| 粗粒| 巨粒 土的颗粒级配：土中所含各颗粒的相对含量，以及土粒总重的百分数表示。△ 颗粒级配表示方法: 曲线纵坐标表示小于某土粒的累计百分比，横坐标则是用对数值表示的土的粒径。曲线平缓则表示粒径大小相差很大，颗粒不均匀，级配良好；反之，则颗粒均匀，级配不良。*书本P7 表2.2和图2.5 判断土质的好坏。《土力学》教学大纲
土力学名词解释
土力学与基础工程第4次作业
《土力学与地基基础》教学大纲
土力学作业与课程设计
《土力学》作业解答
西安交通大学18年9月课程考试《土力学及地基基础》作业考核试题
土力学复习资料(整理)知识讲解