个人土力学总结

个人土力学总结（通用6篇）

个人土力学总结 篇1

第一节 土的压缩性 压缩性

概念：土在压力作用下体积减小的特性叫做压缩性 2 体积减小机理

土矿物颗粒的压缩；孔隙中水和空气的压缩；水和空气从孔隙中被挤出。土是压缩主要由于土中孔隙体积的减少，也就是说孔隙中一部分水和空气被挤出，封闭气体被压缩；同时，土颗粒相应发生移动，重新排列，靠拢挤紧。对饱和土来说，则其压缩主要是由于孔隙水的挤出。3 土的压缩表现 竖向变形和侧向变形

一 压缩试验 压缩曲线

室内侧限压缩仪（固结仪）渗透固结（主固结、固结）：孔隙水的排出需要经过一定的时间过程，这个时间过程叫做渗透固结。次固结（次压缩）：孔隙水停止排出后，土还继续随时间的发展而产生变形，这个时间过程叫做次固结。

室内侧限压缩实验不能完全符合土的实际工作情况，因为1取样，土受到扰动2尺寸小，代表性差3土样表面切削不平4土样环刀摩擦力和缝隙 2 压缩系数和压缩指数（2012重点）

1）压缩系数a：它表示单位压力变化引起的空隙比变化，即直线M1M2的斜率，负号表示土的空隙比随压力的增大而减小。公式，(附加：土的压缩系数是土在侧限条件下空隙比减小量与有效应力增量的比值，即e-p曲线中某一压力段的割线斜率。)2）体积压缩系数mv（体积变形模量）（2012重点）：单位应力变化引起的土的单位体积变化。

3）压缩指数Cc：（附加：土体在侧限条件下空隙比减小量与有效应力常用对数值增量的比值，即e-logp曲线中某一压力段的直线斜率。）4）膨胀指数Ce 3 土的弹性变形和残余变形

1）弹性变形：土在压力除去以后可以恢复的那部分变形。2）残余变形：土在压力除去以后不能恢复的那部分变形。4 压缩模量（2012重点）

压缩模量Es：不仅反映土的弹性变形，而且同时反映土的残余变形，是一个随压力而变化的数值。它是指土在侧限压缩条件下，在受压方向上的应力与相应的应变之间的比值，公式 侧压力系数和泊松比

侧压力系数（静止土压力系数K0）：侧限压缩实验中，水平压力的增量对于竖向压力的增量的比值，公式

土的泊松比（侧膨胀系数）：土侧向应变与竖向应变的比值，它与土的侧压力系数有一定的关系。推导略。土的天然压密状态和前期固节压力

1）前期固结压力：该土层在地质历史上曾经受过的并已固结稳定的最大有效压力。前期固结压力——Pc；目前上覆土层的自重应力——P0。

2）超固结土：Pc大于P0，土层在其自然沉积过程中曾经在较大压力下压密稳定，但以后可能因为侵蚀或冲刷等原因而卸荷，致使残留下来的土所具有的密度超过了它在目前自重应力下所对应的密度，这种土就称为超固结土。

3）正常固结土：Pc等于P0，该土层在自然沉积过程中所发生的固结作用一直随着土层的不断沉积而相应发生，在固结过程中没用受过侵蚀或其他卸载作用。4）欠固结土：Pc小于P0，表明这土层因沉积历史短或由于湿度条件和盐类胶结作用等的影响，在土自重应力下还未完成其固结作用，这种土称为欠固结土。5）超固结比OCR（2010年概念）：Pc比P0的值；等于1，正常固结土；大于1，超固结土；小于1，欠固结土。

6）确定土的前期固结压力的方法：A.卡萨格兰地法

二 载荷试验 载荷试验 地基应力与应变关系 1）直线变形阶段 2）局部剪切阶段 3）完全破坏阶段 3 变形模量

1）土的变形模量E0：在单轴受力且无侧限条件下土的应力与应变之比。公式，2）土的压缩模量和变形模量二者的换算（2010年简述）4 弹性模量

1）弹性模量：从土的弹性或瞬时应变来看，法向应力与相应的土的弹性应变的比值叫做土的弹性模量。

2）由于土的弹性应变远远小于土的总应变，所以土的弹性模量远大于土的压缩模量或变形模量。3）土的弹性模量常用无侧限压缩实验和不排水剪切试验经过反复加荷卸荷求得。根据实验结果，以轴向应力为纵坐标，轴向应变为横坐标，求得通过原点的应力与应变的关系曲线，则原点切线的斜率就是土的弹性模量。思考题： 通过固结实验可以得到哪些土的压缩性指标？如何求得？

压缩系数（e-p）；压缩指数（e-logp）；压缩模量（e-p）；静止侧压力系数 2通过现场荷载实验可以得到哪些土力学性质指标？ 地基承载力；变形模量

第二节 基础最终沉降量的计算

最终沉降量：地基变形完全稳定时地基表面的最大竖向变形就是基础的最终沉降量。

瞬时沉降：荷载作用下由于土的畸变所引起，并在荷载作用后立即发生。

固结沉降：由于孔隙水排出而引起土体积的减小所造成，缓慢发生，占沉降量的主要部分。

次固结沉降：由于超静水压力消散后在恒值有效应力作用下土骨架的蠕变所致。

一 瞬时沉降量的计算 计算公式

1）均质地基：公式

2）成层地基：

最上面一层土的厚度大于荷载面积的尺寸时，瞬时表面位移按均质地基计算； 可压缩粘性土层下卧有刚性地层时，瞬时沉降量按上式计算，但系数Cd值改用； 当有限厚度的坚硬上层位于较厚的可压缩土层上时，乘以修正系数，公式 3）绝对刚性基础的倾斜 矩形基础；公式

圆型基础：公式

4）挖方的隆起 2 弹性参数的估计 3 塑性区开展的校正

二 固结沉降量的计算 分层总和法

1）假定；分层总和法的基本公式；

2）分层时厚度的选择： 《规范》推荐的沉降计算公式

1）沉降计算公式；

2）规范法计算基础最终沉降量的具体5步骤；

3）附加题目——地基平均应力系数：均从基底某点下至地基任意深度Z范围内的附加应力（分布图）面积A对基底附加应力与地基深度的乘积p0*Z之比值，公式： 根据前期固结压力计算固结沉降量 正常固结土的沉降计算； 超固结土的沉降计算； 欠固结土的沉降计算； 考虑侧向变形的固结沉降量的计算 5 相邻荷载对基础沉降的影响（2008年简述）

相邻基础荷载对地基变形的影响；大面积地面荷载对柱基内侧附加沉降的计算

三 砂性土地基的沉降计算 四 次固结沉降量的计算

附加——讨论基础最终沉降量的方法：弹性理论法、分层总和法、应力历史法、应力路径法和斯肯普顿——比伦法。5

第三节 基础沉降随时间变化的计算（固结理论）

一 饱和土的渗透固结——外荷作用下饱和土骨架和孔隙水的分担作用。

太沙基有效应力原理及其意义。（2009年概念、2011年简述）有效应力：土中任意截面上都包含有土粒截面积和土骨架孔隙截面积，如图。通过土粒接触点传递的粒间应力，称为土中有效应力，它是控制土的体积变形和强度两者变化的土中应力。孔隙应力：通过土中孔隙传递的应力称为孔隙应力，或孔隙压力。3 总应力：土中某点的有效应力和孔隙应力之和。有效应力原理：饱和土中任意点的总应力

总是等于有效应力加上孔隙水压力；或有效应力

总是等于总应力减去孔隙水压力。

二 单向渗透固结的微分方程式及其解答（太沙基单向固结理论）。适用条件：（2008简述）

荷载面积远大于可压缩土层的厚度，地基中孔隙水主要沿竖向渗流。2 基本假设（参考版）。（2008简述、2010简述）

1）土层是均质、各向同性和完全饱和的； 2）土粒和孔隙水都是不可压缩的；

3）土中附加应力沿水平面是无限均匀分布的，因此土层的固结和土中水的渗流都是竖向的；

4）土中水的渗流服从达西定律；

5）在渗透固结中，土的渗透系数k和压缩系数a都是不变的常数； 6）外荷是一次骤然施加的，在固结过程中保持不变； 7）土体变形完全由土层中超孔隙水压力消散引起的。3 微分方程的建立。（2008年计算与论述）（2012年重点）

三 固结度。固结度（压密度）概念（2009年概念）：

固结度（附加版）是指地基土层在某一压力作用下，经历t时间所产生的固结变形量与最终固结变形量之比值，或土层中孔隙水压力的消散程度，亦称固结比，公式，平均固结度。

对于竖向排水情况，由于固结变形与有效应力成正比，所以某一时刻有效应力图面积和最终有效应力图面积之比值，成为竖向平均固结度。见图。公式，四 成层地基上建筑物基础沉降与时间关系的计算。五 基础沉降与时间关系的经验估算法。六 讨论。7

第四节 沉降计算中存在的问题

一 应力应变间的关系。

把地基假设成直线变形体，直接应用了弹性理论的解答。低压缩性土，荷载不大，基础底面平均压力不超过土的比例界限，应力应变成直线关系；荷载加大，不行了，高压缩性土也不成了。

二 土的压缩性指标的选定。

基础最终沉降量计算公式中可以看出：基础沉降计算的准确性与土的压缩性指标有着密切的关系，压缩性指标**。

三 地基变形计算的精确度问题

土力学与基础工程重点概念总结 篇2

0.土：地球表面的整体岩石在大气中经受长期的风化作用而形成的、覆盖在地表上碎散的、没有胶结或胶结很弱的颗粒堆积物。1.土的主要矿物成分： 原生矿物：石英、长石、云母

次生矿物：主要是粘土矿物，包括三种类型

高岭石、伊里石、蒙脱石 2.粒径：颗粒的大小通常以直径表示。称为粒径（mm）或粒度。3.粒组：粒径大小在一定范围内、具有相同或相似的成分和性质的土粒集合。

4.粒组的划分：巨粒(>200mm)

粗粒(0.075~200mm)卵石或碎石颗粒(20~200mm)圆砾或角砾颗粒(2~20mm)砂(0.075~2mm)

细粒(<0.075mm)

粉粒(0.005~0.075mm)粘粒(<0.005mm)5.土的颗粒级配：土由不同粒组的土颗粒混合在一起所形成，土的性质主要取决于不同粒组的土粒的相对含量。土的颗粒级配就是指大小土粒的搭配情况。

6.级配曲线法：纵坐标：小于某粒径的土粒累积含量

横坐标：使用对数尺度表示土的粒径，可以把粒径相差上千倍的粗粒都表示出来，尤其能把占总重量少，但对土的性质可能有主要影响的颗粒部分清楚地表达出来.7.不均匀系数：可以反映大小不同粒组的分布情况，Cu越大表示土粒大小分布范围广，级配良好。

8.曲率系数：描述累积曲线的分布范围，反映曲线的整体形状 9.土中水-土中水是土的液体相组成部分。水对无粘性土的工程地质性质影响较小，但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。

10.结晶水：土粒矿物内部的水。

11.结合水：受电分子吸引力作用吸附于土粒表面的土中水。12.自由水：存在于土粒表面电场影响范围以外的土中水。13.表示土的三相组成部分质量、体积之间的比例关系的指标，称为土的三相比例指标。主要指标有：比重、天然密度、含水量（这三个指标需用实验室实测）和由它们三个计算得出的指标干密度、饱和密度、孔隙率、孔隙比和饱和度。

14.稠度：粘性土因含水量的不同表现出不同的稀稠、软硬状态的性质称为粘性土的稠度。

15.粘性土的界限含水量：同一种粘性土随其含水量的不同，而分别处于固态、半固态、可塑状态及流动状态。由一种状态转变到另一种状态的分界含水量，叫界限含水量

16.可塑性是粘性土区别于砂土的重要特征，可塑性的大小用土处在可塑状态时的含水量的变化范围来衡量，从液限到塑限含水量的变化范围越大，土的可塑性越好。

17.塑性指数：指液限和塑限的差值（省去%号），即土处在可塑状态的含水量变化范围，用IP表示。

18.塑性指数是粘性土的最基本、最重要的物理指标，其大小取决于吸附结合水的能力，即与土中粘粒含量有关，粘粒含量越高，塑性指数越高（粘土矿物成分、水溶液）。

19.液性指数：粘性土的天然含水量和塑限的差值与塑性指数之比，用IL表示。

20.液性指数表证天然含水量与界限含水量间的相对关系，可塑状态的土的液性指数在0~1之间；液性指数大于1，处于流动状态；液性指数小于0，土处于固态或半固体状态。

21.渗透：土孔隙中的自由水在重力作用下发生运动的现象称为水的渗透，而土被水流透过的性质，称为土的渗透性。

22.土渗透性的影响因素：土的粒度成分及矿物成分、合水膜厚度、土的结构构造、水的粘滞度、土中气体

23.渗透水流施于单位土体内土粒上的力称为渗流力、动水压力。24.当渗流力和土的有效重度相同且方向相反时，土颗粒间的压力等于零，土颗粒将处于悬浮状态而失去稳定。这种现象称为流土，此时的水头梯度成为临界水头梯度icr。

25.流土：是指在渗流作用下局部土体表面隆起，或土粒群同时起动而流失的现象。它主要发生在地基或土坝下游渗流逸出处。26.管涌指在渗流作用下土体的细土粒在粗土粒形成的孔隙通道中发生移动并被带出的现象。主要发生在砂砾土中。

27.土的压实性：指在一定的含水率下，以人工或机械的方法，使土体能够压实到某种密实程度的性质。

28.当含水率较小时，土的干密度随着含水率的增加而增大，而当干密度增加到某一值后，含水率继续增加反而使干密度减小。干密度的这一最大值称为该击数下的最大干密度，此时对应的含水率称为最优含水率

29.地基变形的原因是由于土体具有可压缩性的内在因素和地基受到附加压力的作用的外在因素。

30.只有通过土粒接触点传递的粒间应力，才能使土粒彼此挤紧，从而引起土的变形，而粒间应力又是影响土体强度的一个重要因素，所以粒间应力又称为有效应力。因此，土中自重应力可定义为土自身有效重力在土体中引起的应力。土中竖向和侧向的自重应力一般均指有效自重应力。为简便起见，常把σCZ称为自重应力，用σC表示。

31.基底压力：基础底面传递给地基表面的压力，也称基底接触压力。32.影响基底接触压力大小和分布的因素：A、地基土种类（土性）。B、基础埋深。C、荷载大小及分布情况。D、地基与基础的相对刚度。E、基础平面形状、尺寸大小

33.基底附加压力：由建筑物建造后的基底压力中扣除基底标高处原有的自重应力后，新增加于基底的压力。34.附加应力：由建筑物荷载在地基中产生的应力

35.有效应力：通过粒间接触面传递的应力称为有效应力，只有有效应力才能使得土体产生压缩（或固结）和强度。

36.孔隙水应力：饱和土体中由孔隙水来承担或传递的应力定义为孔隙水应力，常用u表示。

孔隙水应力的特性与通常的静水压力一样，方向始

终垂直于作用面，任一点的孔隙水应力在各个方向是相等的。

37.当总应力保持不变时，孔隙水应力和有效应力可以相互转化，即孔隙水应力减小（增大）等于有效应力的等量增加（减小）38.土的压缩性：地基土在压力作用下体积减小的特性。土体积缩小包括两个方面： 土中水、气从孔隙中排出，使孔隙体积减小；土颗粒本身、土中水及封闭在土中的气体被压缩，很小可忽略不计。39.固结：土的压缩随时间增长的过程称为固结。对于透水性大的无粘性土，其压缩过程在很短时间内就可以完成。而透水性小的粘性土，其压缩稳定所需的时间要比砂土长得多。

40.土的压缩性：在附加应力作用下，地基土产生体积缩小 41.沉降：建筑物基础的竖直方向的位移（或下沉）

42.为了保证建筑物的安全和正常使用，我们必须预先对建筑物基础可能产生的最大沉降量和沉降差进行估算。如果建筑物基础可能产生的最大沉降量和沉降差，在规定的允许范围之内，那么该建筑物的安全和正常使用一般是有保证的；否则，是没有保证的。对后一种情况，我们必须采取相应的工程措施以确保建筑物的安全和正常使用。

43.压缩系数：用单位压力增量所引起的孔隙比的改变，即压缩曲线的割线坡度表征土的压缩性的高低。

44.压缩指数Cc：在较高的压力范围内，压缩曲线近似为一直线，很明显，该直线越陡，意味着土的压缩性越高。

45.压缩模量 Es：土在完全侧限条件下竖向应力增量p与相应的应变增量 的比值——侧限压缩模量，MPa 46.土体如果曾承受过比现在大的压力，其压缩性将降低，也就是说土的应力历史对压缩性有很大影响。

47.变形模量E0：表示土体在无侧限条件下应力应变之比，相当于理想弹性体的弹性模量。其大小反映了土体抵抗变形的能力，是反映土的压缩性的重要指标之一。48.变形模量与压缩模量之间的关系：

压缩模量Es：土在完全侧限条件下，竖向正应力与相应的变形稳定情况下的竖向应变的比值。

变形模量E0：土在无侧限条件下，竖向正应力与相应的变形稳定情况下的竖向应变的比值。

49.分层总和法的基本假定：土的压缩完全是由于孔隙体积减小导致骨架变形的结果，土粒本身的压缩可忽略不计；土层仅产生竖向压缩，而无侧向变形；土层均质且在土层厚度范围内，压力是均匀分布的；只计算竖向附加应力的作用产生的压缩变形，而不考虑剪应力引起的变形；基底压力是作用于地表的局部柔性荷载，对非均质地基可按均质地基计算。

50.应力历史：土体在历史上曾经受过的应力状态。51.固结应力：能够使土体产生固结或压缩的应力

52.能够使土体产生固结或压缩的应力：土在历史上曾受到过的最大固结应力pc 53.抗剪强度：土体抵抗剪切破坏的极限能力。

54.破坏准则：土体达到破坏状态时的应力组合称为破坏准则。55.在直剪试验过程中，不能量测孔隙水应力，也不能控制排水，所以只能以总应力法来表示土的抗剪强度。但是为了考虑固结程度和排水条件对抗剪强度的影响，根据加荷速率的快慢可将之间试验划分为快剪、固结快剪、慢剪

56.直剪试验的缺点：剪切破坏面固定为上下盒之间的水平面；试验中试验的排水程度靠试验速度的快慢控制；由于上下土盒的错动，剪切过程中试样的有效面积减小，使试样中的应力分布不均匀，主应力方向发生变化，当剪切变形较大时这一缺陷表现更为突出。57.土压力：挡土墙后的填土因自重或外荷载作用对墙背产生的侧压力

58.土压力的大小和分布规律不仅与挡土墙的高度、填土的性质有关还与挡土墙的刚度及其位移的方向与大小密切相关。59.静止土压力E0、0 挡土墙为刚性，不动时土处于弹性平衡状态，不产生位移和变形，此时作用在挡土墙上的土压力称为静止土压力。60.主动土压力

Ea、 a 挡土墙背离填土方向转动或移动时，随着位移量的逐渐增加，墙后

土体受到的土压力逐渐减小，当墙后填土达到极限平衡状态时，土压力降为最小值，这时作用在挡土墙上的土压力成为主动土压力。61.被动土压力

Ep、 p

挡土墙向填土方向转动或移动时，随着位移量的逐渐增加，墙后土体受到挤压而引起土压力逐渐增大，当墙后填土达到极限平衡状态时，土压力增大为最大值，这时作用在挡土墙上的土压力成为被动土压力。

62.朗肯土压力理论：

基本原理：墙后填土达到极限平衡状态时，与墙背接触的任一土单元体都处于极限平衡状态，然后根据土单元体处于极限平衡状态时应力所满足的条件来建立土压力的计算公式。

基本假定：土体是具有水平表面的半无限体，墙背竖直光滑，采用这样假定的目的是控制墙后单元体在水平和竖直方向的主应力方向。

63.库伦土压力理论： 破坏面为平面 滑动体为刚体

滑动体整体处于极限平衡状态，在滑动面上抗剪强度已充分发挥。64.朗肯与库仑土压力理论存在的主要问题：

朗肯理论基于土单元体的应力极限平衡条件来建立，采用的假定是墙背竖直光滑，填土面为水平，其计算结果偏于保守。

库仑土压力理论基于滑动块体的静力平衡条件来建立，采用的假定是破坏面为平面。但当墙背与填土的摩擦角较大时，在土体中产生的滑动面往往是一个曲面，会产生较大的误差。

被动土压力的计算常采用朗肯理论。65.朗肯理论与库伦理论比较：

(1)、基本假定：前者假定挡墙光滑、直立、填土面水平；后者假定填土为散体（c=0）。

(2)、基本方法：前者应用半空间中应力状态和极限平衡理论；后者按墙后滑动土楔体的静力平衡条件导出计算公式。

(3)、结果比较：朗肯理论忽略了墙背与填土之间的摩擦影响，使计算的主动土压力偏大，被动土压力偏小；库伦理论假定破坏面为一平面，而实际上为曲面。实践证明，计算的主动土压力误差不大，而被动土压力误差较大。

66.挡土墙的类型:

1、重力式挡土墙

2、悬臂式挡土墙

3、扶壁式挡土墙

67.挡土墙的计算:设计方法：先假定截面尺寸，然后验算稳定性及强度，若不满足要求，再修改设计。计算内容：（1）稳定性验算，包括抗倾覆和抗滑动验算；（2）地基承载力验算；（3）墙身强度验算。68.土坡：具有倾斜坡面的土体 69.边坡：具有倾斜坡面的岩土体。70.土坡种类：天然土坡、人工土坡。

71.滑坡:一部分土体在外因作用下，相对于另一部分土体滑动 72.滑坡的根本原因：边坡中土体内部某个面上的剪应力达到了它的抗剪强度。

73滑坡的具体原因：(1)滑面上的剪应力增加：如填土作用使边坡的坡高增加、渗流作用使下滑力产生渗透力、降雨使土体饱和，容重增加、地震作用等；(2)滑面上的抗剪强度减小：如浸水作用使土体软化、含水量减小使土体干裂，抗滑面面积减小、地下水位上升使有效应力减小等。

74.土坡的稳定分析就是利用土力学理论研究发生滑坡时滑面可能的位置和形式、滑面上的剪应力和抗剪强度的大小、抵抗下滑的因素以及如何采取措施等问题。土坡的稳定安全度用安全系数表示。75.剪切破坏的型式:整体剪切破坏、冲剪破坏、局部剪切破坏 76.冲剪破坏：随着荷载的增加，基础出现持续下沉，主要因为地基土的较大压缩以至于基础呈现连续刺入。地基不出现连续滑动面，基础侧面地面不出现隆起，因而基础边缘下的地基垂直剪切破坏。77.局部剪切破坏：静荷载曲线没有明显的直线段，地基破坏的曲线也不呈现冲剪破坏那样的明显的陡降。当基底压力达到一定数值即相应的极限荷载时，基础两侧微微隆起，然而剪切破坏区仅仅被限制在地基内部的某一区域，未形成延伸至底面的连续滑动面。78.地基的破坏形式，主要与地基土的性质尤其是与压缩性质有关。较坚硬或密实的土，具有较低的压缩性，通常呈现整体剪切破坏。软弱粘土或松砂土地基，具有中高压缩性，常常呈现局部剪切破坏或者冲剪破坏。与基础埋埋深有关。

79.地基、基础的类型：天然地基

人工地基

浅基础

深基础

80.人工地基：加固上部土层，提高土层的承载力，再把基础做在这种经过人工加固后的土层上。这种地基叫做人工地基。

81.桩基础：在地基中打桩，把建筑物支撑在桩台上，建筑物的荷载由桩传到地基深处较为坚实的土层。这种基础叫做桩基础。82.深基础：把基础做在地基深处承载力较高的土层上。埋置深度大于5m或大于基础宽度。在计算基础时应该考虑基础侧壁摩擦力的影响。这类基础叫做深基础。

83.地基基础设计的基本原则：防止地基土发生剪切破坏和丧失稳定性，应具有足够的安全度；控制地基的变形量，使之不超过建筑物的地基特征变形允许值；基础本身应具有足够的强度、刚度和耐久性。

84.天然地基上的浅基础：做在天然地基上，埋置深度小于5米的一般基础（柱基或墙基）以及埋置深度虽超过5米，但小于基础宽度的大尺寸基础

85.刚性基础：指受压极限强度较大，而受弯、受拉极限强度较小的材料所建造的基础。

86.柔性基础：指钢筋混凝土基础。利用其抗弯、抗拉性能。不受台阶宽高比限制，可宽基浅埋。

87.地基基础设计分甲、乙、丙三个设计等级。

88.基础埋置深度：是指基础底面至地面（一般指设计地面）的距离。89.基础埋深选择的意义：建筑物的安全和正常使用；基础施工技术措施；施工工期；工程造价。对高层稳定、滑移的影响；地基强度、变形的影响；基础由于冻胀或水影响下的耐久性。

90.基础埋深选择的原则：在保证建筑物安全、稳定、耐久使用的前提下，应尽量浅埋，以便节省投资，方便施工。除基岩外，一般不宜小于0.5米。另外，基础顶面应底于设计外地面100mm以上，以避免基础外露。

91.影响基础埋深的因素：建筑物类型及基础构造：基础上荷载大小及性质：工程地质条件水文地质条件、地基土冻胀和融陷条件、场地环境条件

92.沉降量：基础某点的沉降值；

93.沉降差：基础两点或相邻柱基中点的沉降量之差； 94.倾斜：基础倾斜方向两端点的沉降差与其距离的比值； 95.局部倾斜：砌体结构沿纵向6~10m内基础两点的沉降差与其距离的比值。

96.1、砖混结构：应控制局部倾斜值小于0.002~0.003；

2、排架结构：应控制柱基的沉降量和沉降差；

3、框架结构：应控制相邻柱基的沉降差；

4、多高层建筑：应控制倾斜值；

5、高耸结构物：应控制倾斜和沉降量；

97.桩Pile：指垂直或者稍倾斜布置于地基中，其断面相对其长度较小的杆状构件。

98.桩的功能：通过杆件的侧壁摩阻力和端阻力将上部结构的荷载传递到深处的地基上。

99.桩的分类：(一)按承台分类：高承台桩、低承台桩

（二）按承载性状分类：摩擦型桩（摩擦桩、端承摩擦桩）

端承型桩（端承桩、摩擦端承桩）

（三）按施工方法分类：预制桩（锤击打入、振动沉桩、静压桩）

灌注桩

土力学实验教案 篇3

液、塑限试验

一、目的

测定细粒土的液限含水率、塑限含水率、塑性指数、液性指数、确定土的工程分类。

二、试验方法 液塑限联合测定法

三、仪器设备

1、光电式液限、塑限联合测定仪，试样杯

2、天平，称量200g，最小分度值0.1g。

3、其它：烘箱、铝盒、调土刀、刮土刀、凡士林等。

四、试验步骤

1、本次试验原则上应采用天然含水率的土样进行，也允许用风干土制备土样，土样过0.5mm筛后，喷洒配制一定含水率的土样，然后装入密闭玻璃广口瓶内，润湿一昼夜备用（土样制备工作实验室已预先做好）。

2、将已制备好的土样取出调匀后，密实地装入试样杯中（土中不能有孔洞），高出试样杯口的余土，用刮土刀刮平，随即将试样杯放在升降底座上。

3、接通电源，调平底座，吸放安扭调到“吸”的状态，把装有透明光学微分尺的圆锥仪，在锥体上抹以薄层凡士林，使电磁铁吸稳固锥仪。并使光学微分尺垂直于光轴（可从屏幕上观察，刻度线清晰，并在屏幕居中位置）。

4、调节零点，使读数屏幕上的零线与光学微分尺影像零线重合，按下“手”（即手动）按钮，使仪器处于备用状态。

5、转动升降座，待试样杯上升到土面刚好与圆锥仪锥尖接触时，按“放”按钮，圆锥仪自由下落，历时5秒，当音响讯号自动发出声响时，立即从读数屏幕上读出圆锥仪下沉深度，平行两组试验。

6、把升降座降下，细心取出试样杯，剔除锥尖处含有凡士林的土，取出锥体附近的试样不少于15-30g放入称量铝盒内，称量得质量m1，并记下盒号，测定含水率。

7、将称量过的铝盒，放入烘箱；在105℃～110℃的温度下烘至恒量，取出土样盒放入玻璃干燥皿内冷却，称干土的质量m2。

8、重复2～7条的步骤，测试另二种含水率土样的圆锥入土深度和含水率

9、以含水率为横坐标，以圆锥入土深度为纵坐标在双对数坐标纸上绘制含水率与相应的圆锥入土深度关系曲线，如图1-2所示。三点应在一根直线上，如图中A线。如果三点不在同一直线上，通过高含水率的一点与其余两点连两根直线，在圆锥入土深工为2mm处查得相应的两个含水率，用该两含水率的平均值的点与高含水率的测点作直线，在含水率与圆锥下沉深度的关系图上查得下沉深度为17mm对应的含水率为液限，查得下沉深度为2mm对应的含水率为塑限。

五、成果整理

书中表格，双对数座标轴

实验二

固结试验

（一）、试验目的

本试验的目的是测定试样在侧限与轴向排水条件下的变形和压力，或孔隙比和压力的关系，变形和时间的关系，以便计算土的压缩系数、压缩指数、压缩模量、固结系数及原状土的先期固结压力等。

（二）、试验方法

适用于饱和的粘质土（当只进行压缩试验时，允许用于非饱和土）。

试验方法：

1、正常慢固结法；（快速固结试验：本实验采用规定试样在各级压力下的固结时间为10分钟）

（三）、仪器设备

①固结容器；②加压设备；③百分表；④其他：刮土刀、天平、秒表等。

（四）、试验步骤

（1）根据工程需要，切取原状土试样或制备给定密度与含水量的扰动土样。

（2）按试验一、二的方法，测定试样的密度及含水量。

（3）将土样压入环刀，在固结容器内放置护环、透水板和用水湿润后的薄滤纸，将带有环刀（环刀的表面积为30cm，h20mm）的试样，小心装入护环内，然后在试样上放薄滤纸、透水板和加压盖板、传压钢柱，置于加压框架下，对准加压框架的正中，安装量表。

（4）施加0.25kPa的预压压力，使试样与仪器上下各部分之间接触良好，然后调整量表，使指针读数为5.00。

（5）确定需要施加的各级压力。加压等级一般为50.0、100、200、400kPa。（在工程实践中做本实验的最后一级压力应大于上覆土层的计算压力100~200kPa）。

（6）测记稳定读数。当不需要测定沉降速率时，稳定标准规定为每级压力下固结24小时。测记稳定读数后，本实验取固结稳定时间为10分钟，再施加第2级压力。依次逐级加压至试验结束。

（7）试验结束后，迅速拆除仪器部件，取出带环刀的试样。（如系饱和试样，则用干滤纸吸去试样两端表面上的水，取出试样，测定试验后的含水量）。

(8)、计算与制图

1按下式计算试样的初始孔隙比e0 2e0wGs(10.01w0)10

式中：ρ0—试样初始密度，g/cm3；

w0—试样的初始含水量，%。

2按下式计算各级压力下固结稳定后的孔隙比ei

eie0(1e0)hih0

式中：Δhi—某级压力下试样高度变化，即总变形量减去仪器变形量，mm；

h0——试样初始高度，mm。

3绘制e～p的关系曲线

以孔隙比e为纵坐标，压力p为横坐标，将试验成果点在图上，连成一条光滑曲线。

(五)、本试验记录格式详见实验报告

实验三

直剪试验

（一）、试验目的

直接剪切试验是测定土的抗剪强度的一种常用方法。通常采用4个试样，分别在不同的垂直压力p下，施加水平剪切力进行剪切，测得剪切破坏时的剪应力τ。然后根据库仑定律确定土的抗剪强度指标：内摩擦角φ和粘聚力c。

（二）、试验方法与适用范围

1、试验方法

快剪试验：在试样上施加垂直压力后立即快速施加水平剪应力。（本实验采用此方法）

固结快剪试验：在试样上施加垂直压力，待试样排水固结稳定后，快速施加水平剪应力。

慢剪试验：在试样上施加垂直压力及水平剪应力的过程中，均使试样排水固结。

2、适用范围：适用于测定细粒土的抗剪强度指标c和φ及土颗粒的粒径小于2mm的砂土的抗剪强度指标φ。渗透系数k大于10-6cm/s的土不宜作快剪试验。

（三）仪器设备

应变控制式直剪仪：剪切盒、垂直加压框架、量力环、推动机构等；

位移计（百分表）：量程5~10mm,分度值0.01mm；

天平、环刀、削土刀、饱和器、秒表、滤纸、直尺等。

2、操作步骤（粘性土）

（1）试样制备：从原状土样中切取原状土试样或制备给定干密度和含水量的扰动土试样。按规范规定，测定试样的密度及含水量。用环刀取试样。

（2）试样安装：

对准上下盒，插入固定销。在下盒内放湿滤纸和透水板。将装有试样的环刀平口向下，对准剪切盒口，在试样顶面放湿滤纸和透水板，然后将试样徐徐推入剪切盒内，移去环刀，重复取样。

转动手轮，使上盒前端钢珠刚好与量力环接触。调整测力计读数为零。依次加上加压盖板、钢珠、加压框架，安装垂直位移计，测记起始读数。

（3）施加垂直压力：一个垂直压力相当于现场预期的最大压力p，一个垂直压力要大于p，其他垂直压力均小于p。但垂直压力的各级差值要大致相等。也可以取垂直压力分别为100、200、300、400kPa 各级垂直压力可一次轻轻施加，若土质软弱，也可以分级施加以防试样挤出。

（4），拔去固定销，开动秒表，以0.8~1.2mm/min的速率剪切（每分钟4~6转的均匀速度旋转手轮），使试样在3~5min剪损。

剪损的标准：①当测力计的读数达到稳定，或有明显后退表示试样剪损；②一般宜剪切至剪切变形达到4mm；③若测力计的读数继续增加，则剪切变形达到6mm为止。

（5）剪切结束后，倒转手轮，尽快移去垂直压力、框架、钢珠、加压盖板等。取出试样，重复实验，直至完成。

(6)、计算与制图

1计算： 按下式计算试样的剪应力

kR

式中：k—测力计率定系数，N/0.01mm；

R—测力计读数，0.01mm；

2制图：①以抗剪强度τf为纵坐标，垂直压力p为横坐标，绘制抗剪强度τf与垂直压力p的关系曲线。

土力学外教课有感 篇4

持续了一个星期的外教教学课程慢慢落下了帷幕，也许这对不少同学来说这意味着煎熬的结束、自身的解放。因为他们抱着不情愿的心态来对待这课程。与此同时也许也会有不少同学对此毫无感觉，因为他们未曾置身其中或只是以一名路人的身份匆匆而过。但我还是相信，会有相当一部分同学对这次外教课留下深刻的印象。虽然说真心话，我并没有听懂多少，但我认为关键在于过程。我们不可能在短短的几天里就完全适应外教的上课方式以及完全听懂他那带有较重口音的英语口语。不管怎样，总的来说，这次外教课还是让我受益匪浅。

首先，在此必须先感谢我们的外教老师。感谢他一周以来都能以认真负责的态度给我们讲授土力学的相关知识，他所付出的一切大家是有目共睹的。我深深地被他的认真诚恳所打动。不管刮风下雨，他总是早早就到课室；不管到场学生有多少，他总是一如既往，认认真真地讲授课程，并不会因为人数寥寥无几便草草了事。我相信，外教为这次教学做出很多准备，付出了很多努力。我在高中就开始接触外教教学，但那都是简单的日常交流。这次却完全不同，涉及到了太多太多专业英语的知识，这也正是我们所欠缺的。

上完这特殊的课程，我我感受到了中外教学差异的存在。虽然这种感受并不是十分深刻，毕竟外教老师为了适应中国的教学方式，让我们不至于觉得陌生，在他原有的教学方式上做了不少调整。再加上被我们自身的上课方式所扼杀了不少。因此只能凭着已有的观点和这次上课的感受谈谈中外教学的差异。至于有关于土力学方面专业的认识或感受在这里就不做太多的讲述，毕竟我上课没听懂多少。

在课堂氛围方面，中国教师认为安静、良好的课堂环境是全体学生认真听课的保证，他们要求学生严格遵守课堂纪律，不得随意说话。外籍教师组织课堂教学是，尽量创造一种活跃、和谐的气氛，使学生完全放松。他们通常会尽可能地营造一个宽松的交际环境，让学生随意落座；有时根据所教内容的需要，还会变换上课地点，带学生到草坪、图书馆、资料室等地授课。从实践和行动上参与必要的社会知识、经验及其应变的学习。总之，课堂管理原则是以人为本，灵活而有实效。虽然我们的外教并不完全符合上面所说的，但有一点还是让我感觉挺深的。当他上课的时候看见大家都静悄悄的时候不时问一句：Do you know what I say？来活跃活跃气氛，也许因为这么安静的课堂气氛对于他来说并不适应。

在教学方法方面，中国教师多采用以教师为中心的“教师讲，学生听”的注入式教学方法，讲授内容大都紧紧围绕课本内容，教学严谨、系统、完整。外籍教师在教学中强调以学生为中心，鼓励学生通过扮演各种角色去理解和掌握语言；反对教师一言堂，满堂灌。他们强调学生应有自己的独到见解，应看到学生的潜力。在课堂上尽可能扩大学生思考和实践的空间，学生在教师的指导下自觉主动地获取外语的语言知识和专业知识，重教学内容获取，而轻教学形式；他们中课文内容的社会意义，提高学生文化素质以及跨文化交际能力，而轻课文的语法结构。当在课堂进行提问时，中国的教师为了降低问题难度，使课堂进展顺利，教师采用填空式的形式来提问，但这样很容易会限定答案，学生只是在教师的带领下，说出老师想要的答案。而外籍教师他们则植长于实物教学，大量使用图片、模型等有关教具进行讲解，而且大多数外教还擅长简笔画，对学生不熟悉的事物在黑板上勾勒出来，使课堂更加生动，学生也一目了然。随着本土教师教学的不断改善和创新，这一方面的差异现在已经有所缩小。外教在课堂教学中往往突出学生的主体作用，强调学生主动思考问题，发现并解决问题。他们在课堂上通常扮演启发者、鼓励者和帮助者的角色。他们鼓励学生通过扮演各种各样的角色去理解和掌握专业知识。是学生主动参与到教学活动中，从而形成师生之间，学生之间双元、多元互动的教学局面。在课堂上老师安排我们做有关于土力学专业

在课堂组织活动方面，外籍教师的课程安排是两节课连续上，中间并不休息。对于这一点，我的印象特别深刻。当听见下课铃的时候本以为可以休息一下，谁知道外教好像没有听见似的，继续专心致志地上他的课，那时候我在想或许外教老师只是拖一下下课时间而已，谁知道一直等等到上课铃响了，老师也没有停下来。我感受得到大家都好像有点不适应，那时我也觉得相当郁闷，怎么下课了也不让大家休休息、上上洗手间之类的。后来才渐渐地了解到这时外教的一种上课方式。针对以上各种方面存在的差异，我不禁对中国的教育以及我们现有的教育体制进行了深思。

《成长》的作者凌志军在与网友的交谈中曾举过这样一个例子：在微软总部有一千多名中国人，但很少有人进入管理层，问其原因，微软公司负责人说，中国人在那里是非常好的工程师，但他们很少会提出自己的想法，不敢对老板说“不”，没有想象力，开会不发言。不是说中国人不善于表现自己，而是在于中国人太习惯于按照别人的思路去做事，缺乏主见和创造，他们不适合进入管理层。没有想象力，缺乏主见和创造，这就是中国教育的最大弊端之一。中国的基础教育在国际上可称得上是最棒的，这一点可从国际中小学奥赛上得知。但是为什么中国本土至今没有一个诺贝尔奖得主呢？为什么杨振宁、李政道是在国外的环境中取得如此的成就呢？原因之一就在于我们的教育体制。许多西方人是这样评价中国的学生的：“中国人想象力差，模仿能力很强。”我感到不服气，如果中国人没有想象力，那四大发明又是谁创造的呢？同时我也感到悲哀，因为我们确实没有太多的想象力，当西方老师鼓励学生自己设计考题时，我们却在死记硬背标准答案。我们的“学习”能力增强了创造力却萎缩了。中国的课堂更有纪律，也更能培养学生的毅力，这对于理解中国几千年历史留下的辉煌成就更有优势。但是，对于许多理科知识的学习，它更多的学习方式也是背诵。我记得初中时，老师经常说：“这种题目的解题思路都是一样的，你只要记牢了就保准不会错。”而西方的教育更灵活，有启发性，它先教你“为什么”，然后让你自己去寻找解决问题的方法。课堂秩序也不如中国的，他们上课可以随便走动，可以吃东西，只要不影响到其他的人，而这在我们的课堂上是绝对不允许的。西方这种“放羊”式的教育方式看似不成规矩，近乎乱了套，但它却极大地留住了学生的好奇心，丰富了他们的想象力和创造力。高等教育需要的不仅仅是牢固的基础知识，更重要的是独立思考，勇于创新，大胆创造的精神，基础知识差一点还可以补，可是想象力和创造力一旦失去就很难再培养。高等教育科研水平一直比较落后的一个原因就在于学生们太缺乏自己的主见和想法，习惯于跟着别人的思路去思考问题，缺乏独立思考的能力

如果展开地来看待问题，尝试摆脱只对这次外教课来看待中外教育的差异，我觉得远远不止以上所说的学校教育的差异，还包括家庭教育的差异、社会教育的差异、教育理念的差异等等。

中国目前的境况是：人们狂热地追求学历，把学习与今后的工作联系在一起，不注重实用主义。孩子从一进学校就被鼓励要刻苦学习，导致竞争激烈，负担加重，孩子不可避免的处于一种紧张之中，不利于孩子的健康成长。而西方注重的是人性的“自由、平等、发展”的理念，他们的基础教育不会强迫孩子去做他们不喜欢的事，不会在孩子应有的课余时间里还让他们去上钢琴课、围棋课等等。的确，我们所应该做的是尊重孩子的天性，让他们在自由成长的过程中学会如何去思考问题，如何去更好的学会创造。

纵观中西方教育的种种差异，我们应该对中国的教育有一个更清醒的认识，我们的教育确实存在着诸多不如意的地方。当然西方教育也不是十全十美，他们的也同样存在许多弊端。在此，我认为真正值得我们思考的问题在于“如何把中西方教育的优点结合起来，创造出一种更能适应当今世界的发展需要的教育制度、教育形式。”为此，我认为中西方的教育负责人能够增进了解，加强沟通，能够早日找到一种新的教育方式。

《土力学基础工程》课程教学大纲 篇5

一、课程的性质和任务

本课程包括土力学（专业基础课）和基础工程（专业课）两部分，是建筑工程类专业一门主要课程。它的理论性和实践性都很强。本课程的主要任务是：学习土力学的基本原理和概念，运用这些原理和概念，结合有关结构设计理论，分析和解决地基基础问题。

二、教学基本内容

（一）授课内容

绪论

土力学、地基及基础的概念。地基与基础在建筑工程中的重要性。本课程的内容、特点、要求和学习方法。本学科简史及发展方向。

第一章 工程地质概述

矿物与岩石的类型和特征。土的成因类型。不良地质条件。地下水的埋藏条件，土的渗透性，地下水对建筑工程的影响。

第二章 土的物理性质和地基土的工程分类

土的组成和特性，土的物理性质指标及换算。土的物理状态、特征指标。地基土的工程分类。

第三章 地基的应力和变形

土的自重应力。基底压力的简化计算。地基中附加压力的计算及分布规律。

土的变形特点。土的侧限压缩性。地基最终沉降量。

沉降与时间关系。

地基的容许变形值。

第四章 土的抗剪强度和地基承载力

土的抗剪强度。土的极限平衡条件。抗剪强度指标的测定及取值。影响抗剪强度指标的因素。

地基的临塑载荷、临界载荷、极限载荷。

确定地基承载力的方法。

第五章 土压力和土坡稳定

三种土压力的概念。静止土压力。

朗金土压力理论。库仑土压力理论。

挡土墙设计。

土坡稳定分析。

第六章 建筑场地的工程地质勘察

工程地质勘察的目的和内容。勘察方法。勘察报告的内容、阅读和使用。验槽。

第七章 浅基础的设计

浅基础的类型。基础埋置深度的选择。地基计算。基础底面尺寸的确定。刚性基础、扩展式基础的设计方法。柱下条形基础、十字交叉基础、墙下板式基础及箱形基础的设计要点。地基、基础、上部结构共同工作的基本概念。减轻不均匀沉降危害的措施。

第八章 桩基础及深基础

桩及桩基础的类型。单桩竖向承载力。群桩竖向承载力。桩基础的设计。

深基础简介：箱桩基础、大直径桩墩基础、深井、地下连续墙。

深基坑的护坡。

第九章 软弱地基的处理

软弱地基的特性。软弱地基处理方法简介。

第十章 地震区的地基基础

震级和烈度。地基基础的抗震验算。地基震害及抗震害措施。

第十一章 特殊土地基

湿陷性黄土地基。膨胀土地基。冻土地基。红粘土地基。

（二）土工试验

密度、含水量。

液限、塑限

固结试验。

直剪试验。

三、大纲说明

（一）本课程的基本要求

１、土力学是本课程的理论基础。要求掌握土力学中土的物理性质、地基应力、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。

２、根据建筑物的要求和地基勘察资料，会选择一般地基基础方案。

３、运用土力学的原理进行一般建筑的地基与基础设计。

（二）各章内容说明

绪论

建立土力学、地基、基础的基本概念。了解本课程的特点和在本专业中的地位。了解本学科的学习方法及发展概况。

第一章 工程地质概述

了解主要造岩矿物的物理性质，岩石的分类和主要特征；第四纪沉积物的类型、分布规律及特征；不良地质条件。掌握土的渗透规律。了解地下水对工程的影响。

第二章 土的物理性质和地基土的工程分类

重点：土的三项指标。土的物理特征和地基土的工程分类。

必须掌握土的物理性质指标的定义、测定、换算和应用。熟悉地基土的工程分类方法。

了解粒径级配对无粘性土性质的影响。

一般了解粘土矿物、水和离子的相互作用。

第三章 地基的应力和变形

重点：矩形和条形荷载面积下的附加应力计算。土的压缩性及其指标的确定。最终沉降量的计算。

熟练掌握土的自重应力计算，基底附加压力的计算。运用角点法计算地基中附加应力。用固结法试验测定土的压缩性指标，按分层总和法和《规范》（《建筑地基基础设计规范(GBJT-89)》，简称《规范》，下同）法计算最终沉降量。

能够正确使用教材的图表、计算附加应力。了解地基中附加应力分布规律和载荷试验确定变形模量的方法。

了解饱和土在固结过程中土的骨架和孔隙水对压力的分担作用及变形和时间的关系。

第四章 土的抗剪强度和地基承载力

重点：抗剪强度定律。土的极限平衡条件、抗剪强度指标的测定和取值方法。地基承载力的确定。

正确理解土的抗剪强度定律和极限平衡条件。掌握用直剪仪和三轴仪测定土抗剪强度指标的方法。正确理解排水条件对确定饱和粘性土抗剪强度指标的影响。

明确地基临塑载荷、临界载荷和极限载荷的意义及应用，对其计算公式推导过程只作一般了解。

熟练掌握用《规范》确定地基承载力的方法和步骤。

第五章 土压力和土坡稳定

重点：朗金土压力理论和库仑土压力理论。

正确理解三种土压力的概念，并应掌握静止土压力、主动土压力的计算方法（包括规范的方法）。

会设计重力式挡土墙，对其它类型挡土墙只作一般了解。

土坡稳定只介绍条分法。

第六章 建筑场地的工程地质勘察

学会阅读、使用工程地质勘察报告。

掌握验槽的方法及局部不均匀地基处理。

第七章 浅基础的设计

重点：常用的刚性基础、扩展基础的设计方法。

掌握浅基础的类型及适用条件；基础埋置深度的选择；基础底面尺寸的确定；软弱下卧层地基承载力的验算方法。

掌握刚性基础剖面尺寸确定及扩展基础的配筋计算。

对箱形基础、十字交叉基础、墙下板式基础只作一般了解。

第八章 桩基础及深基础

重点：单桩竖向承载力的确定和桩基础的设计。

了解桩基础的类型及适用条件。掌握确定单桩竖向承载力的方法。掌握桩基础的设计步骤和方法。

对深基础的几种型式和基坑护坡只作一般了解。

第九章 软弱地基的处理

了解软弱地基的特性及常用处理方法。

第十章 地震区的地基基础

了解震级、烈度的概念。

了解地基基础抗震验算。了解饱和土液化的概念。掌握饱和土液化判别方法及抗液化措施。

第十一章 特殊土地基

根据各教学班所在地区的特殊土的情况，选择有关内容进行面授，使学生了解该特殊土类的特性和相应的处理方法。

（三）习题课和课外习题

各教学班的辅导教师，对重点章节应适当安排习题课，并检查学生课外习题完成情况。

（四）土工试验

掌握所做试验的原理和方法，写出试验报告。

大纲中的密度、含水量试验，可结合液、塑限试验、直剪试验或固结试验进行。本课只做三次土工试验。

四、教学媒体及学时分配

１、本课程的主要教学媒体为文字教材（学习指导书、主教材）和音像教材等。

２、教学环节和时数分配

个人土力学总结 篇6

教学目的：

使学生了解《土力学与地基基础》这门课的学习意义及主要内容。教学重点与难点：

教学重点: 土力学与地基基础的基本概念 教学难点：地基基础埋深等概念的理解上 教学方法：课堂讲授法、多媒体教学法 教学时间：2课时 教学内容：

一、基本概念：

1、关于土的概念

(1)、土的定义：土是地表岩石经长期风化、搬运和沉积作用，逐渐破碎成细小矿物颗粒和岩石碎屑，是各种矿物颗粒的松散集合体。

(2)、土的特点：

1）散体性

2）多孔性

3）多样性

4）易变性

(3)、土在工程中的应用

1）作为建筑物地基

2）作为建筑材料

3）建筑物周围环境

2、土力学：研究土的特性以及土体在各种荷载作用下的性状的一门力学分支。

3、地基与基础的概念

（1）、基础：

1）定义：建筑物的下部结构，将建筑物的荷载传给地基，起着中间的连接作用。（是建筑物的一部分）

2）分类：按埋深可分为：

浅基础：采用一般的施工方法和施工机械（例如挖槽、排水）（埋置深度不大，一般5 m）。埋深较小。

深基础：需借助特殊施工方法的基础（埋置浓度超过5m）。桩基础、地下连续墙

（2）地基

1）定义：基底以下的土体中因修建建筑物而引起的应力增加值（变形）所不可忽略的那部分土层。（承受建筑物荷载而应力状态发生改变的土层。）（地层）

持力层：直接与基础接触，并承受压力的土层

下卧层：持力层下受建筑物荷载影响范围内的土层。

2）分类：

天然地基：在天然土层上修建，土层要符合修建建筑物的要求（强度条件、变形条件）

人工地基：经过人工处理或加固地基才能达到使用要求的地基。

二、重要性：

地基和基础是建筑物的根本，又位于地面以下，属地下隐蔽工程。它的勘察、设

-１-计以及施工质量的好坏，直接影响建筑物的安全，一旦发生质量事故，补救与处理都很困难，甚至不可挽救。

三、与土有关的工程问题

（一）变形问题

1、意大利比萨斜塔

意大利比萨斜塔

举世闻名的意大利比萨斜塔就是一个典型实例。因地基土层强度差，塔基的基础深度不够，再加上用大理石砌筑，塔身非常重，1.42万吨。500多年来以每年倾斜1cm的速度增加，比萨斜塔向南倾斜，塔顶离开垂直线的水平距离已达5．27m，比萨塔的倾斜归因于它的地基不均匀沉降。

2、苏州市虎丘塔：

虎丘塔位于苏州市西北虎丘公园山顶，原名云岩寺塔，落成于宋太祖建隆二年（公元961年），距今已有1000多年悠久历史。

1980年6月虎丘塔现场调查，当时由于全塔向东北方向严重倾斜，不仅塔顶离中心线已达2．31m，而且底层塔身发生不少裂缝，成为危险建筑而封闭、停止开放。

虎丘塔地基为人工地基，由大块石组成，块石最大粒径达1000mm。人工块石填土层厚1－2m，西南薄，东北厚。下为粉质粘土，呈可塑至软塑状态，也是西南薄，东北厚。塔倾斜后，使东北部位应力集中，超过砖体抗压强度而压裂。

3、上海锦江饭店

1954年兴建的上海工业展览馆中央大厅，因地基约有14m厚的淤泥质软粘土，尽管采用了7.27m的箱形基础，建成后当年就下沉600mm。1957年6月展览馆中央大厅四角的沉降最大达1465.5mm，最小沉降量为1228mm。1957年7月，经苏联专家及清华大学陈希哲教授、陈梁生教授的观察、分析，认为对裂缝修补后可以继续使用(均匀沉降)。

（二）强度问题

1、加拿大特朗斯康谷仓

加拿大特朗斯康谷仓严重倾倒，是地基整体滑动强度破坏的典型工程实例。

1941年建成的加拿大特朗斯康谷仓，由于事前不了解基础下埋藏厚达16 m的软粘土层，初次贮存谷物时，就倒塌了，地基发生了整体滑动，建筑物失稳，好在谷仓整体性强，谷仓完好无损，事后在主体结构下做了70多个支承在基岩上的砼墩，用了388个500KN的千斤顶，才将谷仓扶下，但其标高比原来降低了4m。

（三）渗透问题

1963年，意大利265m高的瓦昂拱坝上游托克 山左岸发生大规模的滑坡，滑坡体从大坝附近的上游扩展长达1800m，并横跨峡谷滑移300－400m，估计有2－3亿立方米的岩块滑入水库，冲到对岸形成100－150m高的岩堆，致使库水漫过坝顶，冲毁了下游的朗格罗尼镇，死亡约2500人，但大坝却未遭破坏。

我国连云港码头的抛石棱体，1974年发生多次滑坡。1998年长江全流域特大洪水时，万里长江堤防经受了严峻的考验，一些地方的大堤垮塌，大堤地基发生严重管涌，洪水淹没了大片土地，人民生命财产遭受巨大的威胁。仅湖北省沿江段就查出4974处险情，其中重点险情540处中，有320处属地基险情；溃口性险情34处中，除3处是涵闸险情外，其余都是地基和堤身的险情。1998年长江全流域特大洪水时，万里长江堤防经受了严峻的考验，一些地方的大堤垮塌，大堤地基发生严重管涌，洪水淹没了大片土地，人民生命财产遭受巨大的威胁。仅湖 北省沿江段就查出4974处险情，其中重点险情540处中，有320处属地基险情；溃口性险情34处中，除3处是涵闸险情外，其余都是地基和堤身的险情。

四、土力学研究内容与学习建议

1、土力学的主要内容有以下几部分内容：

一是土的基本性质，包括物理性质和力学性质；

二是土体受力后的变形与稳定性问题；

三是工程应用的要求和措施，主要是地基设计与处理等。

四是掌握天然地基上一般浅基础的简单设计方法或验算方法

五能正确的使用《建筑地基基础设计规范》（GB50007—2002）

2、学习建议

土力学的学习包括理论、试验和经验。

理论学习：掌握理论公式的意义和应用条件，明确理论的假定条件，掌握理论的适用范围；

试验：了解土的物理性质和力学性质的基本手段，重点掌握基本的土工试验技术，尽可能多动手操作，从实践中获取知识，积累经验；

经验在工程应用中是必不可少的，工程技术人员要不断从实践中总结经验，以便能切合实际地解决工程实际问题。

五、土力学发展历史

土力学是利用力学知识和土工试验技术来研究土的强度、变形及其规律等的一门科学。它既是一门古老的工程技术，也是一门年轻的应用科学。古人兴建的大型水利工程、宫殿、庙宇、堤坝、大运河、桥梁等，都为本学科的发展积累了丰富的经验，奠定了古典土力学的基础。然而，这些仅限于工程实践经验，未能形成系统的理论。土力学的系统理论始于18世纪兴起工业革命的欧洲。经过17、18世纪很多学者的研究，初步奠定了土力学的理论基础。但直到1925年美国著名科学家、土力学奠基人太沙基归纳前人的成就，发表了《土力学 》一书，比较系统地介绍了土力学的基本内容，土力学才成为一门独立的学科。20世纪60年代后期，由于计算机的出现、计算方法的改进与测度技术的发愤以及本构模型的建立等，以迎来了土力学发展的新时期。现代土力学主要表现为一个模型（即本构模型）、三个理论（即非饱和土的固结理论、液化破坏理论和逐渐破坏理论）、四个分支（即理论土力学、计算土力学、实验土力学和应用土力学）。其中，理论土力学是龙头，计算土力学 是筋脉，实验土力学 是基础，应用土力学是动力。未来人类的发展将面对资源与环境以人类生存的挑战，更多的岩土工程问题需要解决，青年学生作为祖国的栋梁，将要肩负起历史的重任。

教学小结：这一章的内容总体上较易理解，基本概念需详细的讲解，让学生多了解一些具体的实例，如由于基础地基引起的一些破坏。

作业：预习下节内容。

第二章 工程地质基本知识

教学目的：

1.了解地质作用的概念、地质年代的概念。2.理解第四纪沉积物类型及其工程特点。

3.了解地下水的埋藏条件；理解土的渗透性、渗流力、流土、管涌等概念。教学重点与难点：

教学重点: 土的定义和地下水的分类 教学难点:地质相对年代的划分。

教学方法：课堂讲授法、多媒体教学法 教学时间：2课时 教学内容：

一、概述

（一）地质作用

建筑场地的地形、地貌和组成物质（土与岩石）的成分、分布厚度及特性取决于地质作用。

构成天然地基的物质是地壳中的岩石和土。地壳厚度为30~80km，它的物质、形态和内部构造是在不断地改造和演变的。导致地壳成分变化和构造变化的作用，称为地质作用，可分为内力地质作用和外力地质作用。1.内力地质作用 一般认为是，由于地球自转产生的旋转能和放射性元素蜕变产生的热能等引起地壳物质成分、内部构造以及地表形态发生变化的地质作用。如岩浆活动、地壳运动（构造运动）和变质作用。2.外力地质作用

由太阳辐射能和地球重力位能引起。如昼夜和季节气温变化，雨雪、山洪、河流、冰川、风及生物等对母岩产生的风化、剥蚀、搬运与沉积作用。

（二）地质年代

土与岩石的性质与其生成的地质年代有关。一般说来，生成年代越久，土与岩石的工程性质越好。

地质年代是指地壳发展历史与地壳运动、沉积环境及生物演化相应的时代段落。地球形成至今大约有60亿年的历史，在这漫长的地质年代里，地壳经历了一系列复杂的演变过程，形成了各种类型的地质构造和地貌以及复杂多样的岩石和土。

二、第四纪沉积物

通常所说的土为新生代第四纪更新世（距今约100万年），更新世又分为早更新世（Q1）、中更新世（Q2）、晚更新世（Q3），其后为全新世（Q4）。

地表的岩石经风化，剥蚀成岩屑，又经搬运、沉积而成的沉积物，年代不长，未经压紧硬结成岩石之前，呈松散状态，称为第四纪沉积物，即土。根据搬运和沉积的情况不同，可分为以下几种类型：

残积层、坡积层、洪积层、冲积层、海相沉积层、湖沼沉积层。

不同成因类型的第四纪沉积物，各具有一定的分布规律和工程地质特性。

（一）残积物

定义：残留在原地未被搬运的那一部分原岩风化产物。

特点：颗粒未被磨圆或分选，多为棱角状粗颗粒土。残积物与基岩之间没有明显界限，通常经过一个基岩风化带而直接过渡到新鲜岩石，其矿物成分很大程度上与下卧基岩一致。

分布：残积物主要分布在岩石出露地表，经受强烈风化作用的山

区、丘陵地带与剥蚀平原。

由于残积物没有层理构造，裂隙多，均质性很差，作为建筑物地基应注意不均匀沉降和土坡稳定性问题。

（二）坡积物 定义：雨雪水流的地质作用将高处岩石风化产物缓慢地冲刷剥蚀、顺着斜坡向下 移动、沉积在较平缓的山坡上而形成的沉积物。特点：自上而下呈现由粗而细的分选现象。其矿物成分与下卧基岩没有直接关系。由于坡积物形成于山坡，常常发生沿下卧基岩倾斜面滑动；还由于组成物质粗细颗粒混杂，土质不均，厚度变化大。新近堆积物土质疏松，压缩性较大。

（三）洪积层

定义：由暴雨或大量融雪骤然集聚而成的暂时性山洪急流，具有很大的剥蚀、搬运能力。它冲刷地表，挟带着大量碎屑物质堆积于山谷冲口或山前倾斜平原而形成洪积层。

特点:离山渐远，颗粒变细，分布范围逐渐扩大。其地貌特征是靠山近处窄而陡，离山远处宽而缓，形如锥体，故称为洪积锥（扇）。由相邻沟谷口的洪积扇组成洪积扇群。

（四）冲积层 定义：冲积物是河流流水的地质作用将两岸基岩及其上部覆盖的坡积、洪积物剥蚀后搬运沉积在河流坡降平缓地带形成的沉积物。特点：呈现明显的层理构造。由于搬运作用显著，碎屑物质由带棱角颗粒经滚磨、碰撞逐渐形成亚圆或圆形颗粒，其搬运距离越长，则沉积物质越细。典型的冲积物是形成于河谷内的沉积物，可分为平原河谷冲积层和山区河谷冲积层等。

三、地下水

地下水：存在于地面下土和岩石的孔隙、裂隙或溶洞中的水。

建筑场地的水文地质条件主要包括地下水的埋藏条件，地下水位及其动态变化，地下水化学成分及其对混凝土的腐蚀性等。

（一）地下水分类

按埋藏条件不同，分为三类：

1.上层滞水：地表水下渗积聚在局部透水性小的黏性土隔水层上的水。为雨水补给，有季节性。

2.潜水：埋藏在地表以下第一个连续分布的稳定隔水层以上，具有自由水面的重力水。为雨水、河水补给，水位有季节性变化。一般埋藏在第四纪沉积层及基岩的风化层中。水面标高称为地下水位。

3.承压水：埋藏在两个连续分布的隔水层之间，完全充满的有压地下水。通常存在于卵石层中，承受一定的静水压力。其埋藏区与地表补给区不一致。因此，承压水的动态变化受局部气候因素影响不明显。

（二）地下水对工程的影响

1.基础埋深：通常设计基础埋深D应小于地下水位深度 hw。

2.施工排水：当地下水位高，基础埋深D大于地下水位深度时，基槽开挖与基础施工必须进行排水。中小工程可以采用挖排水沟与集水井排水；重大工程应采用井点降低地下水位法。

3.地下水位升降：湿陷性黄土、膨胀土遇水时；地下水位大幅下降时。4.地下室防水。

5.地下水水质侵蚀性。6.空心结构物浮起。7.承压水冲破基槽。

（三）土的渗透性 1.土的渗透性概念

地下水通过土颗粒之间的孔隙流动，土体可被水透过的性质称为土的透水性。它表明水通过孔隙的难易程度。

工程应用：工程设计中，计算地基沉降速率，或地下水位以下施工需计算地下水的涌水量，选择排水措施等均应用渗透性指标。2.土的渗透性规律

（1）渗透实验与达西定律

法国学者达西（Darcy,H.）1856年做砂土的渗透实验，发现达西定律。

Q/t=q=kFh/L=kFi

v=k × i q——单位时间内通过砂层渗流出的水量；

i=h/L——水力坡降；

v ——渗透速度，cm/s；

k—— 土的渗透系数，cm/s。影响土渗透性因素： 1）土孔隙大小。

2）土粒的大小、形状、级配以及颗粒的排列和土的结构等。3）地下水温度、密度及其粘滞性（即内摩阻力）。4）地下水的饱和度。3.动水力GD（kN/m3）

动水力：水流动时，水对单位体积土的骨架作用的力。是水流对土体施加的体积力。与水流受到土骨架的阻力大小相等而方向相反。静水力：静水作用在水下物体上的力。

（四）渗流破坏及防治措施

1.流土：当水流自下而上流动时，动水力方向与重力方向相反，使土颗粒悬浮。当动水力等于或大于土的浮重度时，土粒之间毫无压力，土随水流动。防治流砂的原则：

（1）减少或消除坑内外地下水的水头差。（2)增长渗流路径。

（3)在向上渗流出口处地表用透水材料覆盖压重以平衡动水力。2．管涌

当土中渗流的水力坡降小于临界水力坡降时，虽不致诱发流土，但在渗流力作用下，无黏性土中的细颗粒在粗颗粒形成的孔隙中移动，以致流失，逐渐在土体中形成贯通的渗流管道，造成塌陷，这种现象称为管涌或潜蚀。管涌可能发生在渗流逸出处，也可能发生在土体内部。

防治管涌的措施主要有：

（1）降低水力坡降，如打板桩。

（2）在渗流逸出部位铺设反滤层。基坑开挖防渗措施 1.工程降水

采用明沟排水和井点降水的方法人工降低地下水位 2.设置板桩

沿坑壁打入板桩。一方面可以加固坑壁，同时增加了地下水的渗流路径，减小水力坡降。3.水下挖掘

在基坑或沉井中用机械在水下挖掘，避免因排水而造成流砂的水头差。为了增加 砂的稳定性，也可向基坑中注水，并同时进行挖掘。

教学小结：本章内容是分析与解决地基基础工程问题时所需的基本知识，主要是学生们对概念的理解。

作业：课后复习思考题第1—10题。

第三章 土的物理性质及分类 3.1土的三相组成3.2土的物理性质指标

教学目的：

1.掌握土的三相组成的基本概念（如土的粒组、颗粒级配）。

2.理解并掌握土的物理性质指标、物理状态指标的含义以及指标的测定方法。

3.了解土的压实特性，掌握土的压实标准。4.掌握地基土的工程分类。教学重点与难点：

教学重点: 土的物理性质指标及地基土的工程分类 教学难点:土的物理状态指标的测定方法 教学方法：课堂讲授法、多媒体教学法 教学时间：2课时 教学内容：

一、土的三相组成

（一）土的固体颗粒 1.土粒的矿物成分

（1）原生矿物：母岩经物理风化而成。eg.石英、云母、长石。其成分与母岩相同，分为单矿物颗粒，多矿物颗粒。

（2）次生矿物：母岩经化学风化而成。eg.高岭石、伊里石、蒙脱石。其成分与母岩不同，为一种新矿物颗粒，主要是黏土矿物。D<0.005mm。

漂石、卵石、圆砾等粗大土粒都是母岩的碎屑，其矿物成分与母岩相同。砂粒大部分是母岩中的单矿物颗粒，如如石英、云母、长石。

粉粒的矿物成分是多样性的，主要是石英和MgCO3、CaCO3等难溶盐的粒。黏土的矿物成分主要有粘土矿物、氧化物、氢氧化物和各种难溶盐类，它们都是次生矿物。

2.土颗粒的大小和形状

粒组：土的粒径由粗到细逐渐变化时,土的性质相应地发生变化。因此可将大小相近，性质相似的颗粒划归为一组，称为粒组。

界限粒径：划分粒组的分界尺寸。常用（mm）200、20、2、0.075、0.005把土粒分为六大粒组:漂石(块石)颗粒、卵石(碎石)颗粒、圆砾（角砾）颗粒、砂粒、粉粒及粘粒。

3.土的颗粒级配（粒径级配）

颗粒级配：土粒大小及其组成情况，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。

用途：这是决定无粘性土工程性质的主要因素，是确定土的名称和选用建筑材 料的重要依据。

4.粒径分析方法 颗分试验：（1）筛分法：粒径>0.075mm。

（2）比重计法或移液管法：粒径 <0.075mm。

颗分曲线：根据颗分试验成果，可以绘制颗粒级配曲线，如下图。

级配良好的判别：由曲线的坡度大致可判别土的均匀程度，如曲线较陡，则表示粒径大小相差不多，土粒较均匀；反之，曲线平缓，则表示粒径大小相差悬殊，土粒不均匀，即级配良好。

（二）土中的水和气 1.土中水：

结合水：强结合水:没有传递静水压力和溶解盐类的能力,不受重力作用。

弱结合水：具有较高的粘滞性和抗剪强度，不过仍不能传递静水压力。使土具有可塑性，对粘性土影响较大，可使土由一种状态到另一种状态。

自由水：毛细水：存在地下水位以有------考虑建筑防潮

重力水：存在地下水位以下------对施工、土的力学性质影响最大。

2.土中气体：

（1）开敞气体：对土无影响。

（2）封闭气体：使土的渗透性减小，弹性增大和拖延了土的压缩和膨胀变形随时间的发展。

（三）土的结构和构造 1.土的结构

单粒结构：紧密状------天然地基

疏松状------人工地基 蜂窝结构

絮状结构：人工地基------存在空隙------需进行人工处理 2.土的构造

土的构造分为层理构造、分散构造和裂隙构造。

二、土的物理性质指标

（一）土的三相草图

为了便于说明和计算，用三相组成示意图来表示各部分之间的数量关系。右侧表示三相组成的体积关系； 左侧表示三相组成的质量关系；

（二）由试验直接测定的指标（3个）1.土的密度 ρ和重力密度γ ρ=m/V;γ=ρg

式中: 重力加速度g工程中可取10m/s2。

天然状态下，土的密度变化范围较大，一般介于1.60～2.20 g/cm3之间。测定方法: 环刀法和灌水法。

环刀法适用于黏性土、粉土与砂土；灌水法适用于卵石、砾石与原状砂。2.土粒比重（土粒相对密度）ds 土粒的密度与40C时纯水的密度的比值（无量纲）即

m dssswVsw 式中：ρw=1 g/cm3。

取值：在有经验的地区可按经验值选用。一般砂土为2.65~2.69，粉土为2.70~2.71，黏性土为2.72~2.75。

测定方法：有比重瓶法和经验法。3.土的含水量w 土中水的质量与土粒质量之比，称为土的含水量，以百分数表示，即

m表示土的湿度。ww100%ms

取值：它与土的种类、埋藏条件及其所处的自然地理环境等有关。一般砂土：0%~40%，粘性土：20%~60%。一般来说，同一类土含水量越大，则其强度就越低。

测定方法：一般采用烘干法，适用于粘性土、粉土和砂土的常规试验。

（三）换算指标（6个）

1.特定条件下土的密度（重度）干密度（干重度）、饱和密度（饱和重度）、有效密度（有效重度）。2.反映土的松密程度的指标 孔隙比、孔隙率。

3.反映土的含水程度的指标 饱和度。

（四）指标的换算

【例3-1】