土力学期末总复习.ppt

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1、土 力 学,2009年12月25日,总 复 习,土力学期末考试,1. 土力学有一定难度，侧重基础部分 2. 学位课，希望大家重视 3. 考试原则： 难度一般不会超过作业和课堂教学内容 不要求死记硬背，但一些公式必须记,土力学期末考试,4. 成绩比例 期末考试 70%； 试验及试验报告 20% 平时表现 1 0% 5. 考试内容： 重点：基本概念，约占70 一、单项选择题（本大题共10小题，每小题1分，共10分） 二、填空题（本大题共20空，每空1分，共20分） 三、名词解释（本大题共5小题，每小题5分，共25分） 四、简答题（本大题共3小题，每小题5分，共15分） 五、计算题（本大题共3小题，

2、每小题10分，共30分）,土 力 学,内 容 复 习,土力学的三大理论,土中应力分布理论 自重应力、基底附加应力和地基中附加应力的计算 固结理论 太沙基一维固结理论、有效应力原理、沉降计算、沉降与时间的关系 强度理论 极限平衡条件、摩尔库仑强度理论，三轴试验 应用 土压力，边坡稳定，地基承载力，渗透变形,基本知识,土的三个特点： 碎散性、多相性、天然性 土的物理性质： 组成、状态、结构 土的应力计算： 自重应力、附加应力、有效应力原理,重点内容,地基沉降量计算以及与时间关系 土的压缩性指标与分层总和法计算沉降量 渗流固结理论、沉降量与时间的关系 土的抗剪强度 莫尔库伦强度理论、极限平衡条件 三

3、轴试验与抗剪强度指标,第2章 土的物理性质和工程分类,2.1 概 述 2.2 土的生成 2.3 土的组成、结构与构造 2.4 土的物理性质指标 2.5 土的物理状态指标 2.6 土的压实特性 2.7 土的工程分类,土的三相组成,固体颗粒 粒径级配：粒组，分析方法，级配曲线 级配良好：Cu，Cc; 特征粒径 矿物成分：原生、次生(高岭、伊利、蒙脱) 颗粒形状和比表面积 土中水 结合水(强、弱)、自由水(重力、毛细) 土中气 (一般了解),第2章 土的物理性质及工程分类,土的物理状态,物理性质指标 三相草图 试验指标：密度、土粒比重Gs、含水量w 常用指标：e, n, w, Sr, , Gs, s

4、at, d, 物理状态指标 无粘性土：密实度相对密度 粘性土： 稠度 液性指数 粘性大小塑性指数,重点：各物理量定义,第2章 土的物理性质及工程分类,土的压实性,细粒土： 相应于一定压实功能存在最优含水量、最大干密度 压实标准：压实密度 粗粒土： 不存在最优含水量 全干和饱和状态容易压实 压实标准：相对密度,第2章 土的物理性质及工程分类,土的工程分类,分类依据： 无粘性土：颗粒级配组成 粘性土：矿物成分、亲水性 ( Ip ) 分类标准（了解）： 水电部：粒径级配、塑性图(塑性指数、液限) 建设部：粒径级配、塑性指数,第2章 土的物理性质及工程分类,重点： 土的物理性质指标定义式 土的粒径级配

5、曲线 土的物理状态指标,第一章 土的物理性质,第2章 土的物理性质及工程分类,第3章 土的渗透性及渗流,渗透力： 孔隙水对土骨架的拖曳力 方向与渗流方向一致 土体受力分析：土骨架、土水整体为隔离体 渗透破坏： 流土：表层土、向上渗流，icr/w 管涌：Cu10， iicr 土体受力分析；渗透力的计算： j = i w 流土的发生条件，临界水力坡降,重点,第4章 土体中应力的计算,4.1 概述,4.2 土体自重应力的计算,4.3 基底压力的计算,4.4 地基附加应力,地基中的应力状态,地基中常见的应力状态： 侧限应力状态：自重应力 平面应变状态：附加应力 空间应力状态：附加应力,第4章 土体中应

6、力的计算,土体的自重应力计算,水平地基中的自重应力：侧限应力状态 均质地基 成层地基 地下水位的影响 均质土坝的自重应力（一般了解）,重点,第4章 土体中应力的计算,地基中的附加应力计算,集中力作用：均质等向线弹性 布氏解应力泡、应力分布特征 分布荷载作用 附加应力系数、影响因素 角点法：矩形、条形基础荷载 影响因素：各向异性应力集中、应力扩散,重点,第4章 土体中应力的计算,有效应力原理,饱和土体的有效应力原理： 有效应力和孔隙水压力计算 自重应力情况： 静水位 稳定渗流条件 两种隔离体取法：土水整体、土骨架 P73例题,渗透力产生有效应力,重点,第4章 土体中应力的计算,重点： 自重应力：

7、垂直；水下用浮容重 竖直方向自重应力的计算 基底接触应力的计算及应力分布图 附加应力： 布氏解；叠加原理；影响因素: L/B, z/B，(x/B) 有效应力原理： 总应力、有效应力的计算； 孔压计算 静水压力、渗流中孔压、超静孔压(孔压系数),第4章 土体中应力的计算,第5章 土的压缩性和固结理论,5.1 概述 5.2 固结试验和土的压缩性指标 5.3 土的变形模量与弹性模量 5.4 应力历史对土的压缩性影响 5.5 饱和土的单向固结理论,一维压缩性及其指标,土的压缩性：压缩性指标 ep曲线；压缩系数；侧限压缩模量 elgp曲线；先期固结压力；压缩指数 压缩模量 变形模量,重点,第5章 土的压

8、缩性和固结理论,应力历史对地基沉降的影响 土的回弹曲线和再压缩曲线 应力历史的概念（前期固结压力） 天然土层的应力历史（OCR）,第5章 土的压缩性和固结理论,固结系数,时间因素,饱和土体渗流固结理论,一维渗流固结微分方程及其解答 假设条件 渗流固结微分方程 微分方程解答 固结度的概念 一点的固结度 土层平均固结度,重点：土层平均固结度,第5章 土的压缩性和固结理论,计算公式,问题1：已知 求解 问题2：已知 求解 问题3：已知 量测 求解,渗流固结的工程问题：室内试验结果工程问题,饱和土体渗流固结理论,重点,第5章 土的压缩性和固结理论,土的压缩性和地基沉降量计算,重点： 土的压缩性：压缩性

9、指标 分层总和法计算最终沉降量 基本原理：假设 计算步骤：ep曲线；elgp曲线,第6章 地基最终沉降量的计算,地基最终沉降量的计算,基本假设 结果影响 修正 材料力学：基底压力线性分布 弹性力学：均匀连续各向同性弹性介质 侧限应变条件，基础中点下应力分布 主固结沉降：公式不计入Sd和Ss的影响 单一土层的沉降量计算 分层总和法,重点,第6章 地基最终沉降量的计算,第7章 土的抗剪强度及参数的确定,7.1 莫尔-库伦强度理论 7.2 土的极限平衡条件 7.3 抗剪强度指标的测定方法 7.4 抗剪强度指标与选用 7.5 土的孔隙压力系数 7.6 土的应力路径 7.7 无粘性土的抗剪强度,土体破坏

10、与强度理论,土的抗剪强度 土的强度主要是抗剪强度 莫尔-库伦强度理论（三条内容） 直剪试验与库伦公式 应力状态与莫尔圆 莫尔-库伦破坏准则 土的极限平衡应力状态 土破坏与否的判断 滑裂面的位置 土的抗剪强度机理 摩擦强度与粘聚强度,重点,第7章 土的抗剪强度及参数的确定,室内试验 直剪仪：慢剪、固结快剪、快剪 三轴仪：固结排水、固结不排水、不固结不排水 无侧限抗压仪：3 = 0的不排水三轴试验 其他试验 野外测试 十字板试验：测试软粘土不排水强度指标 其他现场试验,土的抗剪强度的测定试验,重点：不同类型三轴试验,第7章 土的抗剪强度及参数的确定,一. 应力路径 二. p-q平面上的应力路径与莫

11、尔圆 三. 强度包线与破坏主应力线 sin = tg；a = c cos 四. 总应力路径与有效应力路径 总应力状态与有效应力状态 总应力路径与有效应力路径,应力莫尔 圆平移,应力点 平移,应力路径与破坏主应力线,第7章 土的抗剪强度及参数的确定,一. 总应力指标与有效应力指标 二. 三轴试验强度指标（不同试验方法之间的差别） 三. 直剪试验强度指标 四. 土的强度指标的工程应用 一般采用峰值强度；大变形问题采用残余强度 不同现场地基情况与施工条件,cd，d,cu，u=0,ccu，cu; c，,土的抗剪强度指标,重点,第7章 土的抗剪强度及参数的确定,砂土液化及液化机理： 孔压急剧升高；瞬间丧

12、失承载能力 影响砂土液化的因素： 饱和度、组成、状态、结构等；粉细砂、粉土 砂土液化的工程防治：加固、围封、桩/深基础,土的动强度与砂土的振动液化,第7章 土的抗剪强度及参数的确定,重点： 莫尔库伦强度理论 库仑公式，强度指标 极限平衡条件 总应力指标与有效应力指标 莫尔圆与应力路径 强度指标：三轴试验强度指标间的关系 CD，CU，UU 砂土的液化：定义,第7章 土的抗剪强度及参数的确定,第8章 土压力和挡土墙,8.1 挡土墙上的土压力及工程应用 8.2 静止土压力计算 8.3 郎肯土压力理论 8.4 库仑土压力理论 8.5 常见情况的土压力计算,土压力类型 三种土压力的定义，大小及位移 郎肯

13、主动土压力 原理、计算公式及滑动面的确定 无粘性土和粘性土计算时的区别 应力分布图 库仑土压力理论 基本原理 与郎肯土压力的区别,重点,第8章 土压力和挡土墙,常见情况的土压力计算： 填土表面作用均布荷载 墙后填土分层 墙后填土中有地下水,重点,第8章 土压力和挡土墙,地基变形与稳定 地基的破坏形式（概念清晰） 地基临塑荷载和临界荷载 概念和公式：Pcr，P1/3，P1/4，P1/5,第9章 地基承载力,重点！,太沙基地基极限承载力 原理和公式 按现场试验确定地基承载力 试验特征，PS曲线,第9章 地基承载力,土坡稳定及其影响因素 无粘性土坡的稳定性分析 稳定安全系数KS的定义 粘性土坡的稳定性分析 土坡稳定分析中的孔隙水压力,第10章 土坡稳定性分析,考 试 时间：12月 日， 星期 地点：另行通知,祝大家期末考试取得好成绩！,