土力学教学大纲
课程编号：140134
课程名称：土力学
英文名称：Soil Mechanics
学分：3
学时：51/10
适用年级专业（学科类）：土木工程,三年级第一学期。
一、课程概述
（一）课程性质
本课程具有较强的理论性和实践性，是建筑工程方向一门必可少的专业技术课。这门科学主要是利用固体力学的基本知识解决土的强度，稳定性等问题，从而为地基与基础的设计提供必要的依据。
（二）教学目标与要求
通过本课程的学习，使学生了解土的成因和分类方法，熟悉土的基本物理力学性质，掌握地基沉降、地基承载力、土压力计算方法和土坡稳定分析方法，掌握一般土工实验方法，达到能应用土力学的基本原理和方法解决实际工程中稳定、变形和渗流等问题的目的。
（三）重点和难点
土的工程性质指标及其测定，土的压缩变形与地基固结沉降计算方法，有效应力原理，抗剪强度。
（四）与其他课程的关系
需先修过材料力学，弹性力学和工程地质学。
（五）教材及教学参考书
1、《土力学》，李镜培，赵春风编著，高等教育出版社，2004年8月。
2、《土力学与基础工程》，赵明华主编，武汉工业大学出版社，2001年12月。
二、学时分配
三、课程内容
第一章绪论
教学目的和要求：
了解土力学的重要性及其发展概况,了解土力学的学科特点,熟悉课程的学习内容、要求和学习方法。
主要内容：
1.土力学的重要性及学科特点
2.土力学发展概况
3.土力学课程内容、要求和学习方法
第二章土的物理性质及工程分类
教学目的和要求：
了解土的成因和组成，熟悉掌握土的物理性质指标，熟练掌握无粘性土和粘性土的物理性质，了解土的结构和击实性，掌握土的工程分类原则，了解土的类别与其工程性质的关系主要内容：
1.土的成因和组成
2.土的物理性质和物理状态指标
3.无粘性土的物理性质
4.粘性土的物理性质
5.土的结构性
6.土的击实性
7.土的工程分类
重点：土的物理性质指标；无粘性土和粘性土的物理性质；土的工程分类原则，土的类别与其工程特性的关系。
难点：利用土的三相图定义土的物理性质指标（基本指标和换算指标）；利用三相图推导换算指标。
主要教学环节的组织：讲授，配合多媒体课件。注意问题：物理量的量纲单位的记忆。
第三章土的渗透性
教学目的和要求：掌握达西定律及渗透系数的确定方法，掌握二维流网及其绘制方法，掌握渗透力与地基渗透变形分析等。
主要教学内容：
1．达西定律及其适用范围
2．渗透系数及其确定方法
3．渗流作用下土的应力状态
4．渗透变形
5．流网在渗透稳定计算中的应用
重点：土的渗透定律及适用条件；二维渗流及流网绘制；土中渗流量计算；土中水的渗透力与地基渗透变形分析。
难点：土的渗透定律及适用条件；土中水的渗透力与地基渗透变形分析。
主要教学环节的组织：讲授，配合多媒体课件。
第四章土体中的应力
教学目的和要求：
掌握地基自重应力及附加应力的计算方法。
主要内容：
1.概述
2.地基中的自重应力
3.地基中的附加应力
4．土体中附加应力的一些其他问题
重点：土中自重应力和附加应力
难点：有效应力原理
主要教学环节的组织：讲授，配合多媒体课件。
第五章土的压缩性与地基沉降计算
教学目的和要求：
熟悉不同变形阶段、应力历史的沉附降计算方法；掌握地基最终沉降量计算方法；掌握地基沉降随时间变化规律；掌握土的压缩性和固结状态；掌握有效应力原理；掌握太沙基一维固结理论。
主要内容：
1．土的压缩性
2.地基最终沉降量的计算
3.饱和土的渗透固结理论
4.土的三维压缩与沉降
重点：土的压缩性指标的确定方法；地基最终沉降量计算方法。
难点：土的应力历史对地基沉降量的影响；土的固结理论。
主要教学环节的组织：讲授，配合多媒体课件。采用启发式教学，通过提问，引导学生思考，让学生回答问题。
第六章土的抗剪强度
教学目的和要求：
掌握莫尔－库伦抗剪强度理论和极限平衡理论；掌握抗剪强度指标的测定方法；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；熟悉抗剪强度的影响因素；了解应力路径的概念。
主要内容：
1.概述
2.土的抗剪强度理论和极限平衡条件
3.主的剪切试验
4.土的抗剪强度与抗剪强度指标及测定方法
5.抗剪强度的影响因素
6．三轴试验中试样的应力路径
重点：摩尔－库仑强度理论和极限平衡理论；抗剪强度指标的测定方法。
难点：不同固结和排水条件下土的抗剪强度指标的意义；应力路径。
主要教学环节的组织：讲授，配合多媒体课件。采用启发式教学，通过提问，引导学生思考，让学生回答问题。
第七章土压力计算
教学目的和要求：
掌握静止土压力、主动土压力、被动土压力的形成条件；掌握朗肯和库伦土压力理论；了解有超载、成层土、有地下水情况的土压力计算。
主要内容：
1.土压力产生的条件
2.朗肯土压力理论
3.库仑土压力理论
5.几种常见情况下土压力计算
6．减少主动土压力的措施
7．板桩墙的土压力计算
重点：静止土压力、主动、被动土压力的形成条件；朗肯土压力理论和库仑土压力理论。
难点：朗肯土压力理论和库仑土压力理论。
主要教学环节的组织：讲授，配合多媒体课件。采用启发式教学，通过提问，引导学生思考，让学生回答问题。
第八章土坡稳定性分析
教学目的和要求：
掌握无粘性土土坡的稳定性分析法；掌握粘性土土坡的圆弧稳定分析法,了解毕肖甫等其他常用分布方法；了解水对土坡稳定的作用。
主要内容：
1. 无粘性土土坡稳定分析
2. 粘性土土坡的稳定性分析
3. 影响土坡稳定的因素
4. 复合滑动面的土坡稳定性分析
5．土坡稳定性分析讨论
重点：土坡滑动失稳的机理，砂土土坡均质粘土土坡的整体稳定分析方法和成层土土坡稳定分析条分法。
难点：粘性土土坡的圆弧稳定分析法。
主要教学环节的组织：讲授，配合多媒体课件。采用启发式教学，通过提问，引导学生思考，让学生回答问题。
第九章地基承载力
教学目的和要求：
了解地基破坏模式；掌握地基极限承载力的计算方法。
主要内容：
1.地基承载力的基本概念
2.按极限荷载确定地基承载力
3.按极限平衡区发展范围确定地基承载力
4.用原位测试成果确定地基承载力
5.按规范确定地基承载力
重点：地基破坏的阶段与破坏的模式；临界荷载公式、太沙基公式等承载力公式。
难点：临界荷载公式、太沙基公式等承载力公式。
主要教学环节的组织：讲授，配合多媒体课件。采用启发式教学，通过提问，引导学生思考，让学生回答问题。
四、教学方式
（一）教学环节安排
1. 课堂讲授
要求：课堂以讲授基本理论和基本概念为主，并进行一定量的例题讲解。
(1) 自学安排
要求学生自学实验讲义，以学生独立操作为主，教师指导为辅进行实验，并独立完成试验成果整理和分析，以培养学生自学能力、独立工作能力和分析问题的能力。
(2) 实践性教学环节安排（10个学时）
土的重度、含水量和比重试验；土的塑限和液限试验；击实试验；土的压缩试验；土的抗剪强度试验；三轴试验(示范)；原位测试(简介)
(3) 习题内容和要求：
通过习题的布置，使学生深入理解基本原理与概念，掌握必要的计算和分析方法，提高分析和解决问题的能力。题量要求如下：
1）土的物理性质： 6~7题
2）地基的应力及渗流： 9~10题
3）土的沉降与固结： 7~9题
4）土的抗剪强度： 8~10题
5）土压力理论： 4~6题
6）土坡稳定理论： 2~4题
7）地基承载力： 4~6题
(4) 考试形式及要求：
（二）教学工具与手段
本课程可以部分采用多媒体课件、电子教案、录象、幻灯、投影等教学手段。
（三）能力培养要求：
通过本课程的学习，要求学生初步具有分析和解决岩土工程问题的能力，并具有独立进行土工试验的动手能力。
五、课程考核
考核类型：考试。
计分办法：平时作业占总成绩的30%、期末考试占总成绩的70%。
土力学复习资料整理.doc
填空： 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，简称“三相体系二 常见的粘土矿物有：蒙脱石、伊利石和高岭石。 由曲线的形态可评定土颗粒大小的均匀程度。如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。 颗粒分析试验方法：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，可用沉降分析法（水分法）。 土的颗粒级配评价：根据颗粒级配曲线的坡度可以大致判断土的均匀程度或级配是否良好。 粒径级配曲线：颗粒级配曲线的越陡，说明颗料粒径比较一致，级配不良。相反，颗粒级配曲线的越缓，说明颗粒不均匀，级配良好。 土中水按存在形式分为：液态水、固态水和气态水。土中液态水分为结合水和自由水两大类；结合水可细分为强结合水和弱结合水两种。 含水量试验方法：土的含水量一般采用“烘干法”测定；在温度100?105°C下烘至恒重。 塑性指数1P越大，表明土的颗粒愈细，比表面积愈大，土的粘粒或亲水矿物含量愈高，土处在可塑状态的含水量变化范围就愈大。 槊性指数定名土类按槊性指数：Ip >17为粘土；10
2017高等土力学试题-(1)
2017高等土力学 1.在土的弹塑性模型中, 屈服面和破坏面有何不同和有何联系？ 答：屈服面是土体的应力在应力空间上的表现形式，可以看成是三维应力空间里应力的一个坐标函数，因此对土体来说，不同的应力在应力空间上有不同的屈服面，但是破坏面是屈服面的外限，破坏面的应力在屈服面上的最大值即为破坏面，超过此限值土体即破坏。 2.何谓曼代尔－克雷尔效应？ 答：土体在固结的初期，内部会出现孔隙水压力不消散而是上升，布局地区孔隙水压力超过初始值的现象。此效应仅在三维固结中出现，而在一维固结试验中并没有出现，在Biot的“真三维固结”理论可以解释磁现象。 3.与剑桥模型相比，清华弹塑性模型可以反映土的由剪应力引起的体积膨 胀（剪胀）。说明它是如何做到这一点的。 答：清华模型的硬化参数是关于塑形体应变和塑形剪应变的函数，而剑桥模型不是；此外，清华模型的屈服面椭圆与强度包线的交点不是椭圆顶点，因此会有剪胀。 4.天然岩土边坡的滑坡大多在雨季发生，解释这是为什么。 答：天然岩土边坡的滑坡发生总结起来两个原因，其一抗滑力减小，其二下滑力增大。在暴雨的天气中，因为地表雨水的下渗导致岩土体的含水率增加，从而提高了岩土体的重量，增大了下滑力；下雨天气因为雨水的下渗，岩土体遇水软化的特性导致抗滑力减小；另外在渗透性好的岩土体中，岩土体内部雨水沿坡面下渗，渗透力会降低岩土坡体的安全系数，因此一上几方面的原因导致了滑坡大部分发生在雨季。 5.比奥（Biot）固结理论与太沙基－伦杜立克（Terzaghi-Randulic）扩散 方程之间主要区别是什么？后者不满足什么条件？二者在固结计算结 果有什么主要不同？ 答：区别：扩散方程假设应力之和在固结和变形过程中保持常数，不满足变形协调条件。 结果：比奥固结理论可以解释土体受力之后的应力、应变和孔压的生成和消散过程，理论上是严密计算结果也精确。比奥固结理论可以解释曼代尔-克雷效
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.
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第一章土的组成 一、简答题 1.什么是土的颗粒级配？什么是土的颗粒级配曲线？ 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.土中水按性质可以分为哪几类？ 2. 【答】 5. 不均匀系数Cu、曲率系数Cc 的表达式为Cu＝d60 / d10、Cc＝d230 / (d60×d10)。 7. 土是岩石分化的产物，是各种矿物颗粒的集合体。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。 三、选择题 1．在毛细带围，土颗粒会受到一个附加应力。这种附加应力性质主要表现为( C ) (A)浮力； (B)力； (C)压力。 2．对粘性土性质影响最大的是土中的(C )。 (A)强结合水； (B)弱结合水； (C)自由水； (D)毛细水。 第二章土的物理性质及分类 一、简答题 3.什么是塑限、液限和缩限？什么是液性指数、塑性指数？ 3. 【答】（1）液限L：液限定义为流动状态与塑性状态之间的界限含水量。（2）塑限p: 塑限定义为土样从塑性进入半坚硬状态的界限含水量。（3）缩限s: 缩限是土样从半坚硬进入坚硬状态的界限 含水量。（4）塑性指数I P 定义为土样的液限和塑限之差：I P= w L－w P（5）液性指数： 9. 简述用孔隙比e、相对密实度D r判别砂土密实度的优缺点。9. 【答】 （1）用e判断砂土的密实度的优点：应用方便，同一种土，密实砂土的空隙比一定比松散砂土的小；缺点：无法反映土的粒径级配因素。
土力学复习资料
：正常毛细水带、毛细网状水带、毛细悬挂水带三种。：不固结不排水 剪、固结不排水剪、固结排水剪。形式有：整体剪切破坏、局部剪切破坏、刺入剪切破坏；，小于某粒径土的百分含量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）试验土样体积60cm3，质量300g ，烘干后质量为260g ，则该土样的干密度为4.35g/ cm 3 。为300g ，恰好成为塑态时质量为260 g ，恰好成为液态时质量为340 g ，则该土样的液性指数为0.5，自然状态下土体处于可塑状态。流速度为0.1m/s ，该土样的渗透系数为5×10-8 m/s ，则当水在土样中流动时产生的动水力为2×1010 N/m 3。2m ，宽1m ，自重5kN ，上部载荷20kN ，当载荷轴线与矩形中心重合时，基底压力为12.5kN/m 2；当载荷轴线偏心距为基础宽度1/12时，基底最大压力为18.75kN/m 2，基底最 小压力为6.25kN/m 2。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，计算地下水位以下土层的自重应力时应当用有效重度。可用塑性指数来衡量。用液性指数来描 水在砂性土体中渗流过程中，渗流速度与水头梯度成正比。动水力指水流作用在单位体积土体中土颗粒上的力。：土的有效应力等于总应力减去孔隙水压力；土的有效应力控制了土的变形及强度性能。：外界力的作用破坏了土体内原有的应力平衡状态；土的抗剪强度由于受到外界各种因素的影响而降低。 答：土的密度ρ=m/v ；土粒密度ρ=ms/vs ；含水量；ω=m ω/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 。答：土的矿物成分、颗粒形状和级配；含水量；原始密度；粘性土触变 、液限、塑性指数和液性指数？怎样测定？答：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。4.液限指数：IL=（ω-ωp ）/（ωL -ωp ）， 天然含水量用“烘干法”测定。？其测定方法有哪些？答：1.土体抵抗剪切破坏的极限承载能力，称为土的抗剪强度 2.测定方法有：直接剪切试验；三轴剪切试验；无侧限抗压试验；十字板剪切试验；大型 有哪几种确定方法？答：1.是指地基土单位面积上所能承受荷载的能力；2.确定方法有：现场载荷试验；理论计算；规范法。 及冻胀现象对工程的危害？答：1.其主要原因是，冻结时土中未冻结区水分向冻结区迁移和积聚的结果；2.对工程危害：使道路路基隆起、鼓包，路面开裂、折断等；使建筑物或桥梁抬起、开裂、倾斜或倒塌。 ，可能出现怎样的工程危害，试根据所学土力学知识说明危害成因及处理方法？答：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。前许多都出现了下述现象：路面松软、开裂、冒泥（翻浆）。试根据所学土力学知识说明现象成因及影响因素？答：成因主要来源于季节性冻土的冻融，影响因素如下：1.土的因素：土粒较细，亲水性强，毛细作用明显，水上升高度大、速度快，水分迁移阻力小，土体含水量增大，导致强度降低，路面松软、冒泥；2.水的因素：地下水位浅，水分补给充足，所以冻害严重，导致路面开裂；3.温度的因素。冬季温度降低，土体冻胀，导致路面鼓包、开裂。春季温度升高，土体又会发生融沉；。 地基荷载是否为基底压力？请说明原因？答：不是。1.由于桥墩基础埋置较深，基础底面荷载是作用在地基内部某深度处；2.因此计算附加应力时应去除基础所占空间处原有土体自重的影响， 即计算桥墩基础下的地基附加应力时应用P 0计算；3.P 0=p-γD （p-基底压力，γ-土体重度，D-基础埋深）土坡、粘性土土坡的坡高是否受限制？请说明原因？答：1.砂性土土坡的坡高不受限制；根据土坡稳定性分析理论，砂性土的安全系数为：K=tan Φ/tan β,所以只要坡角不超过其内摩擦角即可，与坡高无关；;2.粘性土土坡的坡高受
高等土力学历年真题
高等土力学历年真题 一、 黄土湿陷性机理与处治方法。(2010年) 1、黄土湿陷泛指非饱和的、结构不稳定的黄色土，在一定压力作用下，受水浸湿后，土的结构迅速破坏，发生显著的附加下沉现象。黄土湿陷现象是一个复杂的地质、物理、化学过程，对于湿陷的机理目前国内外有多种假说，归纳起来可分为内因和外因两个方面。 黄土形成初期，季节性的少量雨水把松散的粉粒粘聚起来，而长期的干旱使水分不断蒸发，于是少量的水分以及溶于水中的盐类都集中到较粗颗粒的表面和接触点处，可溶盐逐渐浓缩沉淀而成为胶结物。同时随着含水量的减少，土颗粒彼此靠近，颗粒间的分子引力以及结合水和毛细水的联结力逐渐加大，这些因素都增强了土粒之间抵抗滑移的能力，阻止了土体在自重压密，从而形成以粗粉粒为主体骨架的蜂窝状大孔隙结构。 当黄土受水浸湿或在一定外部压力作用下受水浸湿时，结合水膜增厚并楔入颗粒之间，于是结合水联系减弱，盐类溶于水中，各种胶结物软化，结构强度降低或失效，黄土的骨架强度降低，土体在上覆土层的自重压力或在自重压力与附加压力共同作用下，其结构迅速破坏，大孔隙塌陷，导致黄土地基附加的湿陷变形。 2、黄土地基处理方法 地基处理应考虑场地的选择和勘探，黄土湿陷类型的派别和地基处理方法的选择，以达到建筑设计经济与安全的要求。 灰土垫层 传统方法，用于高层建筑更能发挥其作用，它具有一定的胶凝强度和水稳定性，在基础压力作用下以一定的刚性角向外扩散应力，因而常用作刚性基础的底脚。 砂石垫层 用于地下水位较高的软弱土层，厚度约1-3m ，其下为工程性能良好的下卧层。 强夯法 是处理湿陷性黄土地基最经济的一种方法，其处理土层厚度一般用梅纳提出的估算公式QH z α= 灰土挤密桩 是处理大厚度湿陷性黄土地基方法之一，其作用是挤密桩周围的土体，降低或者消除桩深度内地基土的湿陷性，提高承载力。 振冲碎石桩 主要用于饱和黄土的地基处理，它以振冲置换作用为主。 打入混凝土预制桩 锤击沉入的钢筋混凝土预制桩，质量稳定，工艺简便，是目前高层建筑基础应用较广的一种。 灌注桩 主要用于饱和黄土填土地基，他是利用挖空或沉桩基将钢制桩管沉入土中成孔
《土力学》教学大纲
《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
土力学自学考试真题
全国2009年10月高等教育自学考试土力学及地基基础试题 一、单项选择题(本大题共10小题，每小题2分，共20分) 1．在常见的粘土矿物中，亲水性最强的是( ) A．高岭石 B．蒙脱石 C．伊里石 D．长石 2．通常情况下，全部由砂粒或更粗颗粒沉积所形成的土往往具有( ) A．单粒结构 B．蜂窝结构 C．絮状结构 D．絮凝结构 3．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 4．反映粘性土处于可塑状态时含水量变化范围的指标是( ) A．塑限 B．液限 C．塑性指数 D．液性指数 5．下列土体中，渗透系数k值最小的是( ) A．砂土 B．粉土 C．粉质粘土 D．致密粘土 6．毛石或素混凝土基础台阶的高度是根据台阶宽高比的限值确定的，与该限值有关的主要 因素是基础材料和( ) A．基底平均压力 B．地基承载力特征值 C．基础沉降大小 D．基底附加压力 7．推导浅基础地基的界限荷载p1/4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 8．均质土体剪切破坏时，其破坏面一般为( ) A．剪应力最大面 B．抗剪强度最小面 C．与大主应力作用面成45°+角的面 D．与大主应力作用面成45°-角的面 9．一般情况下，砌体承重结构应验算的沉降特征是( ) A．沉降量 B．沉降差 C．局部倾斜 D．整体倾斜 10．建筑物的长高比越大，则说明建筑物( ) A．刚度越好 B．调整地基不均匀沉降的能力越大 C．沉降越均匀 D．刚度越差来源:考试大- 二、填空题(本大题共10小题，每小题1分，共10分) 11．前期固结压力大于土层现有覆盖自重压力的土称为________。 12．一般情况下，确定单桩竖向承载力最可靠的方法是________。 13．查表确定沉降计算经验系数时，该值除了与基底附加压力有关外,与之有关的因素还有________。14．加固处理软粘土地基时，常采用砂井堆载预压法，其中砂井的主要作用是________。 15．一般情况下，基底压力呈非线性分布，但对于具有一定刚度以及尺寸较小的柱下独立基础，基底压力的分布常假设为________。 16．钻探用钻机一般分为冲击式和________两种。 17．用压缩系数a1-2评价土的压缩性时，若a1-2≥0.5MPa-1，则该土应定为________。18．根据地基复杂程度、建筑物规模和功能特征以及地基问题可能造成建筑物破坏或影响正常使用的程度，将地基基础分为________个设计等级。 19．按地基承载力确定基础底面积时，传至基础底面上的荷载应采用正常使用极限状态下荷载效应的________。 20．地基基础设计中，除应对地基承载力进行验算外，对甲、乙级的建筑物以及一些特殊情况，均应对地基进行________验算。 三、名词解释(本大题共5小题，每小题2分，共10分) 21．土的重力密度 22．结合水 23．倾斜
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2.7 （1）修正后的莱特-邓肯模型比原模型有何优点？ 莱特-邓肯模型的屈服面和塑性势面是开口的锥形，只会产生塑性剪胀；各向等压应力下不会发生屈服；破坏面、屈服面和塑性势面的子午线都是直线不能反映围压对破坏面和屈服面的影响。为此，对原有模型进行修正，增加一套帽子屈服面，将破坏面、屈服面、塑性势面的子午线改进为微弯形式，可以反映土的应变软化。 （2）清华弹塑性模型的特点是什么？ 不首先假设屈服面函数和塑性势函数，而是根据试验确定塑性应变增量的方向，然后按照关联流动法则确定其屈服面；再从试验结果确定其硬化参数。因而这是一个假设最少的弹塑性模型 2.8如何解释粘土矿物颗粒表面带负电荷？ 答：（1）由于结构连续性受到破坏，使粘土表面带净负电荷，（边角带正电荷）。 （2）四面体中的硅、八面体中的铝被低价离子置换。 （3）当粘土存在于碱性溶液中，土表面的氢氧基产生氢的解离，从而带负电。 2.9土的弹性模型分类及应用： 线弹性：广义胡克定律 非线弹性：增量胡克定律 高阶弹性模型：柯西弹性模型、格林弹性模型、次弹性模型 ①弹性模型：一般不适用于土，有时可近似使用：地基应力计算；分层总和法②非线弹性模型：使用最多，实用性强：一般 参数不多；物理意义明确；确定参数的试验比较简单③高阶的弹性模型：理论基础比较完整严格；不易建立实用的形式：参数多；意义不明确；不易用简单的试验确定 3.1-3.2正常固结粘土的排水试验和固结不排水试验的强度包线总是过坐标原点的，即只有摩擦力；粘土试样的不排水试验的包线是水平的，亦即只有粘聚力。它们是否就是土的真正意义上的摩擦强度和粘聚强度？ 答：都不是。正常固结粘土的强度包线总是过坐标原点，似乎不存在粘聚力，但是实际上在一定条件下固结的粘土必定具有粘聚力，只不过这部分粘聚力是固结应力的函数，宏观上被归于摩擦强度部分。粘土的不排水试验虽然测得的摩擦角为0，但是实际上粘土颗粒之间必定存在摩擦强度，只是由于存在的超静空隙水压使得所有破坏时的有效应力莫尔圆是唯一的，无法单独反映摩擦强度。 3.3什么是三轴试验的临界孔隙比？论述临界孔隙比与围压的关系。 所谓临界孔隙比是指在三轴试验加载过程中，轴向应力差几乎不变，轴向应变连续增加，最终试样体积几乎不变时的孔隙比，也可以叙述为：用某一孔隙比的砂试样在某一围压下进行排水三轴试验，偏差应力达到（σ1-σ3）ult时，试样的体应变为零；或者在这一围压下进行固结不排水试验中破坏时的孔隙水压力为零，这一孔隙比即为在这一围压下的临界孔隙比。 临界孔隙比与围压的关系：如果对变化的围压σ3进行试验，则发现临界孔隙比是不同的。围压增加临界孔隙比减小，围压减小临界孔隙比增加。 3.4请简述影响土强度的外部因素。 参考答案： 1.围压3对土强度影响； 2.中主应力2的影响； 3.土强度具有各向异性； 4.加载速率对土的抗剪强度有一定影响； 5.温度对土强度有一定影响。 3.5 对某种饱和正常固结粘质粉土，已知其有效应力强度指标和孔压系数分别为=0，，B=1，=2/3。 （1）计算该土在常规三轴压缩试验（CTC）中的固结不排水强度指标。 （2）计算该土在减围压三轴压缩试验（RTC）中的固结不排水强度指标。 答：（1）CTC：保持围压不变，增加轴向应力。 为轴向应力；为固结压力（围压） 试验应力路径：，， ，代入数据得， 根据有效应力原理得 由于=0，所以
《土力学与地基基础》教学大纲
《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
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2009～2010学年第一学期土力学期末试卷（答案）港航专业2007级、基地班2007级 班级 学号 姓名 成绩 一、单项选择题。在每小题列出的四个备选项中只有一个是最符合题目要求的，错选、多选或未选均无分。(本大题共15小题，每小题1分，共15分) 1．岩石遭风化剥蚀后残留在原地而未被搬运的土层称为（ C ） A ．风积土B ．坡积土 C ．残积土D ．运积土2．膨胀土中，引起土体胀缩最主要的成分是（ C ） A ．长石B ．伊利石C ．蒙脱石D ．高岭石3．土中水影响土体塑性的是（ A ） A ．弱吸着水B ．强吸着水C ．重力水D ．毛细水4．土中水能够传递静水压力的是（ C ）A ．弱吸着水B ．强吸着水C ．重力水D ．毛细水5．在计算地基附加应力中，正方形基础中心点下方的附加应力（ B ） A ．随深度增加而增加B ．随深度增加而减小C ．随深度增加而先增加后减小D ．随深度增加而先减小后增加6．饱和土体的固结过程应该是（ B ） A ．孔隙水压力不断增加的过程 B ．有效应力的增加而孔隙水压力减小的过程 C ．有效应力不断减小的过程 D ．有效应力的减小而孔隙水压力增加的过程7．对密实粘土，当上下游水头差达到一定值时，才出现渗透，这一水头差与渗径的比称为（ C ） A ．临界水力梯度B ．水力梯度C ．起始水力梯度D ．平均水力梯度8．在工程中，利用侧限压缩试验确定该土为中等压缩性土，则该土的压缩系数为（ B ） A ．α1-2<0.1MPa -1 B ．0.1MPa -1<α1-2<0.5MPa -1 C ．0.5MPa -1<α1-2<0.8MPa -1 D ．α1-2>0.8MPa -1、管路敷设技术通过管线敷设技术，不仅可以解决吊顶层配置不规范问题，而且可保障各类管路习题到位。在管路敷设过程中，要加强看护关于管路高中资料试卷连接管口处理高中资料试卷弯扁度固定盒位置保护层防腐跨接地线弯曲半径标高等，要求技术交底。管线敷设技术中包含线槽、管架等多项方式，为解决高中语文电气课件中管壁薄、接口不严等问题，合理利用管线敷设技术。线缆敷设原则：在分线盒处，当不同电压回路交叉时，应采用金属隔板进行隔开处理；同一线槽内，强电回路须同时切断习题电源，线缆敷设完毕，要进行检查和检测处理。、电气课件中调试对全部高中资料试卷电气设备，在安装过程中以及安装结束后进行高中资料试卷调整试验；通电检查所有设备高中资料试卷相互作用与相互关系，根据生产工艺高中资料试卷要求，对电气设备进行空载与带负荷下高中资料试卷调控试验；对设备进行调整使其在正常工况下与过度工作下都可以正常工作；对于继电保护进行整核对定值，审核与校对图纸，编写复杂设备与装置高中资料试卷调试方案，编写重要设备高中资料试卷试验方案以及系统启动方案；对整套启动过程中高中资料试卷电气设备进行调试工作并且进行过关运行高中资料试卷技术指导。对于调试过程中高中资料试卷技术问题，作为调试人员，需要在事前掌握图纸资料、设备制造厂家出具高中资料试卷试验报告与相关技术资料，并且了解现场设备高中资料试卷布置情况与有关高中资料试卷电气系统接线等情况，然后根据规范与规程规定，制定设备调试高中资料试卷方案。、电气设备调试高中资料试卷技术电力保护装置调试技术，电力保护高中资料试卷配置技术是指机组在进行继电保护高中资料试卷总体配置时，需要在最大限度内来确保机组高中资料试卷安全，并且尽可能地缩小故障高中资料试卷破坏范围，或者对某些异常高中资料试卷工况进行自动处理，尤其要避免错误高中资料试卷保护装置动作，并且拒绝动作，来避免不必要高中资料试卷突然停机。因此，电力高中资料试卷保护装置调试技术，要求电力保护装置做到准确灵活。对于差动保护装置高中资料试卷调试技术是指发电机一变压器组在发生内部故障时，需要进行外部电源高中资料试卷切除从而采用高中资料试卷主要保护装置。
土力学复习资料(整理)知识讲解
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。
河海大学高等土力学试卷教学提纲
河海大学高等土力学 试卷
《2012年河海大学高等土力学》—— 《土工原理》2012-05-16 1.土体在沉淀以后，抗剪强度有什么变化趋势？为什么？（8分） p128 （p116） 答：土体沉淀后，不同的主应力方向下土的抗剪强度不同：竖向抗剪强度高于水平抗剪强度。这是因为天然的土通常在沉积过程中，长宽比大于1的针、片、棒状颗粒在重力作用下倾向于长边沿水平方向排列而处于稳定的状态，近似于水平层的沉淀，由于长期自重的作用，促成土颗粒排列有一定的方向性，这就形成了土层的各向异性结构，土层的各向异性结构导致土的力学性质上的各向异性。 2.土体中有机质对土体有什么影响？（8分） p4 土壤中的有机质存在是土区别于一般固体物质的主要特性之一，有机质是土壤固相物质中最易变化、性质最不稳定的组分。有机质对土体性质影响的一般规律：随着有机质含量的增加，土的分散性加大，天然含水率增高，干密度减小，胀缩性增加，压缩性增加强度减小，承载力降低，对工程极为不利。 3.十字板剪切实验中，竖向剪切强度与两端水平剪切强度哪个大？为什么？ （7分）p102 答：（十字板剪切实验是一种利用十字板剪切仪在现场测定土的抗剪强度实验的方法，这种方法适合于现场测定饱和粘性土的原位不排水强度，特别适用于均匀饱和软粘土。对于粘土中夹带薄层细、粉砂或贝壳，用该方法测得强度偏高。） 现场土常常是各向异性的，对于正常固结土，水平面上的抗剪强度一般小于垂直面上的抗剪强度。产生各向异性的原因在于：土的成层性和土中的应力状态不同。 4.三轴实验中的破坏规范主应力之差和主应力之比，有什么不同？有什么区 别？（7分）p124
高等土力学模拟考题及答案
模拟考试5及答案 1． 下图为拟选用的200米堆石坝料的级配表；拟采用厚粘土心墙防渗，粘土塑性指数I p =17；地基覆盖层 为50米，地基土以砂砾石为主。如果要求对该坝进行竣工时的稳定分析以及施工期的有效应力变形数值计算（采用土的本构关系模型与比奥固结理论耦合计算），变形数值计算采用Duncan-Chang 双曲线模型，现有三轴仪的试样尺寸为φ300×600mm ，需要对试验、模型参数确定和计算步骤进行设计。 （1） 对堆石料和粘土料应进行什么样的三轴试验？（包括堆石料的模拟、试验的排水条件及试验量测 数值等） （2） 简述在上述试验资料基础上，确定理论和模型的参数方法与步骤； （3） 对于非线性堆石坝变形分析，如何采用增量法分步进行计算？ （4） 如何进行竣工时的稳定分析？ 解答： （1） 对于堆石料应进行三轴排水的常规压缩试验。但是最大粒径为300/5＝60mm ， 建议采用替代法模拟；因为细颗粒较少，也可采用相似模拟或者其他模拟方法。对于粘土对于有效应力计算，应当进行排水三轴试验；但是为了测定孔压系数也要进行不排水试验（A,B ），也可用于总应力法的稳定分析； （2） 试验比奥固结理论需要测定孔压系数A,B ；Duncan-Chang 双曲线模型中的堆石 料和粘土料试验E,B 或者E 、ν模型，用三轴排水试验进行参数确定。 （3） 对于增量法可以逐层填筑，分布计算，一般可以模拟实际的填筑过程和工序； 在每一加载过程中，还应当用时间的差分进行孔压消散的比奥理论计算；最后得到竣工时的应力、孔压和变形（位移）。也可以用于稳定分析（总应力法或者有效应力法） （4） 总应力法：采用不排水强度指标，用圆弧法分析（比肖甫法和摩根斯坦－普赖 斯法）。如果采用有效应力分析，则可以通过计算确定心墙中的超静孔压等值线，采用有效应力强度指标。 2．在一种松砂的常规三轴排水压缩试验中，试样破坏时应力为：σ3＝100kPa ，σ1－σ3＝235kPa 。 (1) 计算下面几个强度准则的强度参数： 莫尔－库仑强度准则：（σ1－σ3）/（σ1＋σ3）＝sin ?; 广义屈雷斯卡(Tresca)准则： σ1－σ3=αt I 1 松冈元－中井照夫强度准测：I 1I 2/I 3＝k f. （2）平面应变状态的试样的y 方向为零应变方向，已知ν＝0.35。初始应力状态为σz ＝σx ＝200kPa 且按 ?σz /?σx ＝-2比例加载，利用以上3个强度准则分别计算试样破坏时的σz ＝？ σx ＝？σy ＝？b=? 解答： （1）参数计算：σ3＝100kPa ，σ1－σ3＝235kPa ，σ3＝σ2＝100kPa ，σ1＝335kPa ①莫尔－库仑强度准则 1313235 0.54,32.7435 σσφσσ-===?+ ②Tresca 113 1 3352100535235 0.44535 t I kPa I σσα=+?=-= = = ③松冈元