第6章 地基变形
土力学习题集及超详细解答
土力学习题及详细解答《土力学》习题绪论一、填空题1.就与建筑物荷载关系而言，地基的作用是荷载，基础的作用是荷载。
2.地基基础设计，就地基而言，应满足条件和条件。
3.土层直接作为建筑物持力层的地基被称为地基，埋深小于5m的基础被称为基础。
二、名词解释1.人工地基2.深基础3.基础4.地基第1章土的组成一、填空题1.若某土样的颗粒级配曲线较缓，则不均匀系数数值较，其夯实后密实度较。
2.级配良好的砂土是指不均匀系数≥且曲率系数为的土。
3.利用曲线可确定不均匀系数Cu；为了获得较大密实度，应选择Cu值较的土作为填方工程的土料。
4.能传递静水压力的土中水是水和水。
5.影响压实效果的土中气是与大气的气体，对工程性质影响不大的土中气是与大气的气体。
6.对于粒径小于0.075mm的颗粒分析应采用法，对于粒径大于0.075mm的颗粒分析应采用法。
7.粘性土越坚硬，其液性指数数值越，粘性土的粘粒含量越高，其塑性指数数值越。
8.小于某粒径土的质量占土总质量10%的粒径，称为粒径，小于某粒径土的质量占土总质量60%的粒径，称为粒径。
二、名词解释1.土的结构2.土的构造3.结合水4.强结合水5.颗粒级配三、单项选择题1.对工程会产生不利影响的土的构造为：（A）层理构造（B）结核构造（C）层面构造（D）裂隙构造您的选项（）2.土的结构为絮状结构的是:粉粒碎石粘粒砂粒您的选项（）3.土粒均匀，级配不良的砂土应满足的条件是（C U为不均匀系数，C C为曲率系数）：C U< 5C U>10C U> 5 且C C= 1へ3C U< 5 且C C= 1へ3您的选项（）4.不能传递静水压力的土中水是：毛细水自由水重力水结合水您的选项（）第2章土的物理性质及工程分类一、填空题1.处于半固态的粘性土，其界限含水量分别是、。
2.根据塑性指数，粘性土被分为土及土。
3.淤泥是指孔隙比大于且天然含水量大于的土。
4.无粘性土根据土的进行工程分类，碎石土是指粒径大于2mm的颗粒超过总质量的土。
土力学课后简答题
简答题第一章1、什么是土的颗粒级配？什么是土的颗粒级配曲线？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、土中水按性质可分为哪几类？4、什么是土的结构？其基本类型是什么？简述每种结构土体的特点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、什么是土的构造？其主要特征是什么？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。
7、土的颗粒矿物质按其成分分为哪两类？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。
在粉土和砂土中毛细现象最显著。
10、粘土的活动性为什么有很大差异？粘土颗粒（粘粒）的矿物成分主要有粘土矿物和其他化学胶结物或有机质，而粘土矿物是很细小的扁平颗粒，颗粒表面具有很强的与水相互作用的能力，表面积（比表面）愈大，这种能力就愈强，由于土粒大小而造成比表面数值上的巨大变化，必然导致土的活动性的极大差异，如蒙脱石颗粒比高岭石颗粒的比表面大几十倍，因而具有极强的活动性。
建筑工程技术《第6章 基础》
第六章基础地基与基础概述1 地基与基础及其与荷载的关系基础是位于建筑物的地面以下的承重构件，它直接与土层相接触，承受建筑物的全部荷载，并将荷载连同自重传给地基。
地基是指支承建筑物荷载的那一部分土层（或岩层）。
地基在建筑物荷载作用下的应力和应变随着土层深度的增加而减小，在到达一定深度后就可以忽略不计。
直接承受荷载的土层称为持力层，持力层以下的土层称为下卧层。
建筑物的全部荷载用N表示。
地基在保持稳定的条件下，每平方米所能承受的最大垂直压力称为地基的承载力（或地耐力），用R表示。
由于地基的承载力一般小于建筑物地上部分的强度，所以基础底面需要宽出上部结构（底面宽为B），基础底面积用A表示。
当三者的关系式：R≥N/A成立时，说明建筑物传给基础底面的平均压力不超过地基承载力，地基就能够保证建筑物的稳定和安全。
2 地基的分类地基分为天然地基和人工地基两大类。
经过人工加固的地基叫人工地基。
人工地基的加固方法有压实法、换土法、桩基等多种方法。
基础的埋置深度及影响因素1 基础的埋置深度基础的埋置深度，指从室外设计地坪到基础底面的距离。
室外地坪分为自然地坪和设计地坪。
而设计地坪指按设计要求工程竣工后室外场地整平的地坪。
根据基础埋置深度的不同，基础可分为浅基础和深基础。
一般情况下，基础埋置深度≤5m时为浅基础，基础埋置深度＞5m时为深基础。
基础的最小埋置深度不应小于500mm。
2 影响基础埋深的因素1 建筑物的使用要求、基础形式及荷载2 工程地质和水文地质条件3 土的冻结深度的影响4 相邻建筑物基础的影响基础的分类和构造基础所用的材料一般有砖、毛石、混凝土或毛石混凝土、灰土、三合土、钢筋混凝土等，其中由砖、毛石、混凝土或毛石混凝土、灰土、三合土等制成的墙下条形基础或柱下独立基础称为无筋扩展基础；由钢筋混凝土制成的基础称为扩展基础。
6.3.1 无筋扩展基础和扩展基础6.3.11 无筋扩展基础当上部荷载较大，地基承载力较小时，基础底面b就会很大，挑出部分b2很宽，相当于悬臂梁，对于由砖、毛石、灰土、混凝土等这类抗压强度高，而抗拉、抗剪、抗弯强度较低的材料所做的基础，在地基反力作用下底部会因受拉、受剪和受弯而破坏。
土的变形性质及地基沉降计算(5,6)
2.压缩指数
e - logp曲线后段直线段的斜率 e1 - e2 Cc lg p2 - lg p1 压缩指数Cc 越大， 土的压缩性越大。
低压缩性土； Cc 0.2 0.2 Cc 0.4 中压缩性土
Cc 0.4
高压缩性土。
粘性土的Cc值一般在0.1—1.0之间
反压重物
反力梁
千斤顶 百分表 荷载板
基准梁
变形模量E0、压缩模量Es的关系
无侧限条件 完全侧限条件
变形模量
压缩模量
换算关系
σx=σy=K0σz
x x
E0
y
E0
z
E0
0
K 0 /(1 )
z Es z y z z x E0 E0 E0
地基土产生压缩的原因
内因
土是三相体，土体受外力引起的压缩包括三部分: ①固相矿物本身压缩，极小，物理学上有意义，对建筑工程来 说无意义； ②土中液相水的压缩，在一般建筑工程荷载σ＝（100～600） Kpa作用下，很小，可忽略不计； ③土中孔隙的压缩，土中水与气体受压后从孔隙中挤出，使土 的孔隙减小。 土体的压缩变形主要是由于孔隙减小引起的。
土的压缩性指标除从室内压缩试验得到外， 也可通过现场原位测试得到。 如在浅层土中进行静载荷试验可以得到变 形模量； 在现场进行旁压试验或触探试验都可以间接 确定土的模量。
原位测试
原位测试（In-Situ Testing ）：在岩土体原 有的位置上，在保持岩土的天然结构、天然含 水量以及天然应力状态条件下测定岩土性质称 为原位测试。 土体原位测试：一般指的是在工程地质勘察现 场，在不扰动或基本不扰动土层的情况下对土 层进行测试，以获得所测土层的物理力学性质 指标及划分土层一种土工勘察技术。
土力学函授复习题给学生
二、选择题1．在土的三相比例指标中，直接通过试验测定的是( B )。
A．d s，w，e B．d s，w，ρC．d s，e，ρD．e，w，ρ2．若某砂土的天然孔隙比与其所能达到的最大孔隙比相等，则该土( B )。
A．处于最密实的状态B．处于最松散的状态C．处于中等密实的状态D．相对密实度D r=l3．对无黏性土的工程性质影响最大的因素是( B )。
A．含水量B．密实度C．矿物成分D．颗粒的均匀程度4．处于天然状态的砂土的密实度一般用哪一种试验来测定? ( C ) A．载荷试验B．现场十字板剪切试验C．标准贯入试验D．轻便触探试验5．某黏性土的液性指数，I L=0.6，则该土的状态为( B )。
A．硬塑B．可塑C．软塑D．流塑6．黏性土的塑性指数I p越大，表示土的( B )。
A．含水量w越大B．黏粒含量越高C．粉粒含量越高D．塑限w p越高7．土的粒度成分是指( B )。
A．土颗粒的大小B．土颗粒大小的级配C．土颗粒的性质D．黏粒含量的大小8．土颗粒的大小及其级配，通常是用颗粒累计级配曲线来表示的，级配曲线越平缓表示( C )。
A．土粒大小较均匀，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D．土粒大小较均匀，级配不良9．土的颗粒级配，也可用不均匀系数来表示，不均匀系数C u是用小于某粒径的土粒质量累计百分数的两个限定粒径之比来表示的，即( A )。
A．C u=d60/d10B．C u=d50/d10C．C u=d65/d15D．C u=d10/d6010．评价砂土的物理性质，是采用下列哪组指标来描述的( B )。
A．塑性指数、液性指数和天然含水量B．孔隙比、相对密实度和标准贯入击数C．最大干密度、压实系数和最优含水量D．天然孔隙比、最大孔隙比和最小孔隙比11．评价黏性土的物理指标主要有哪些( C )。
A．天然孔隙比、最大孔隙比和最小孔隙比B．最大干密度、压实系数和最优含水量C．塑限、液限和天然含水量D．孔隙比、相对密实度和标准贯入击数12．已知土粒比重Gs＝2.7，孔隙比e＝1，则该土的临界水力坡降为多少( C )。
完整版)《建筑地基基础设计规范》
完整版)《建筑地基基础设计规范》上的建筑物，应按变形控制设计原则，满足使用功能要求。
第5章“地基基础设计的计算方法”之强制性条文：第5.2.1条：地基基础设计中，应根据地基土和岩石的性质和特点，选择合适的承载力计算方法和参数，确保设计的合理性和安全性。
第6章“地基基础设计的变形计算”之强制性条文：第6.2.1条：地基基础设计中，应根据地基土和岩石的变形特点，选择合适的变形计算方法和参数，确保设计的合理性和安全性。
第7章“地基基础设计的稳定性计算”之强制性条文：第7.2.1条：地基基础设计中，应根据地基土和岩石的稳定性特点，选择合适的稳定性计算方法和参数，确保设计的合理性和安全性。
第8章“地基基础设计的施工及验收”之强制性条文：第8.2.1条：地基基础施工前，应进行地基土和岩石的勘察和试验，确定地基的性质和特点，制定合理的施工方案和验收标准。
第9章“地基基础设计的监测与检测”之强制性条文：第9.2.1条：地基基础施工后，应进行地基的监测和检测，及时发现和解决地基问题，确保建筑物的安全和稳定。
第10章“特殊地基基础设计”之强制性条文：第10.2.1条：特殊地基基础设计中，应根据地基的特殊性质和特点，选择合适的设计方法和参数，确保设计的合理性和安全性。
新规范于2002年4月1日开始实施，取代了原规范（GBJ7-89）。
新规范共有27条强制性条文，分别分配在第3章至第10章中。
新规范明确了地基基础设计中承载力极限状态和正常使用极限状态的使用范围和计算方法，并强调按变形控制设计的原则，满足建筑物使用功能的要求。
同时，对岩石分类和地基土的冻胀分类进行了细化，并增加了有限压缩层地基变形和回弹变形计算方法、岩石边坡支护设计方法、复合地基设计方法、基坑工程设计方法、地基基础检测与监测内容。
取消了壳体基础设计的规定。
新规范第1.0.2条明确规定了地基基础设计必须坚持因地制宜、就地取材、保护环境和节约资源的原则，精心设计。
土力学基础习题总汇
第一章绪论一、思考题：1．与地基基础有关的工程事故主要有哪些？2．什么是地基？什么是基础？它们各自的作用是什么？3．什么是天然地基？什么是人工地基？4．何谓土力学？5．土与其它建筑材料相比具有哪些独特的性质？6．地基设计中必须满足的技术条件是什么？7．基础设计中必须满足的技术条件是什么？第三章土的物理性质与工程分类一、思考题：1．土是由哪几部分组成？土中次生矿物是怎样生成的？粘土矿物分哪几种？2．土分为哪几大粒组？何谓粘粒？3．什么是土的粒径级配？粒径级配曲线的纵坐标表示什么？如何从级配曲线的陡缓判断土的工程性质？4．土中水包括哪几种？结合水、毛细水有何特性？5．什么是土的结构？什么是土的构造？不同的结构对土的性质有何影响？6．土的物理性质指标有哪几个？其中哪些可以直接测定？常用测定方法是什么？7．土的密度ρ与土的重力密度γ的物理意义和单位有何区别？说明天然重度γ、饱和重度γsat、有效重度γ′和干重度γd之间相互关系，并比较其数值的大小。
8．无粘性土最主要的物理状态指标是什么？可用哪些参数来划分密实度？9．粘性土最主要的物理特征是什么？粘性土有哪些物理状态指标？塑限、液限分别如何测定？10．什么是土的塑性指数？其大小与土粒组成有什么关系？11．比较几种无粘性土，孔隙比越小者一定越密实吗？12．什么是冻胀？在什么环境下容易产生冬胀？13．粘性土在压实过程中，含水量与干密度存在什么关系？14．为什么无粘性土的压实曲线与粘性土的压实曲线不同？15．无粘性土根据什么方法定名？定名时要注意哪些问题？砂土分为哪几类？16．粘性土、粉土的定名依据分别是什么？二．填空题1．确定各粒组相对含量的方法称为颗粒分析试验，分为法和法。
2．砂粒与粉粒的分界粒径是mm。
3．当砾类土或砂类土同时满足C u≥C c = 两个条件时，视为良好级配。
4．土的结构可分为、和三种基本类型。
5．粘性土随着含水量的增加而分别处于、、及流动状态。
土力学 课件第6章3节
≥ uA
σA
二、饱和土的渗透固结过程（P170） 饱和土的渗透固结过程（ ）
u
饱和土的渗透固结过程可借助弹簧活塞模型了解 •饱和土渗透固结时的土中总 饱和土渗透固结时的土中总 应力通常是指附加应力σ 应力通常是指附加应力 z （因为土在自重下的固结已 完成） 完成）
排水面
促使水排出， 超孔隙水压力 u = γ w h 促使水排出，σ/使土压缩变形 •加压瞬间时（t=0）：u=σz ,σ/=0；水未排出，土未 加压瞬间时（ ） 加压瞬间时 ；水未排出， 压缩变形 σ′ = σz − u •t＞0时：随着水排出，u＜σz ,σ/＞0，土压缩变形 ＞ 时 随着水排出， ＜ ， 增长→u逐渐减小，σ/ 相应增大 逐渐减小， 随t增长 增长 逐渐减小 •渗透固结完成时（t→∞）：u=0 ，σ/=σz；水停 渗透固结完成时（ 渗透固结完成时 ） 止排出， 止排出，土固结变形完全稳定
（P174） P174）
p0 H − ∫ u z ,t dz
0
H
p0 H
某一时刻孔隙水压 图面积ade 力u图面积 图面积
•总应力图面积 起始孔隙水压力图面积 （补充） 总应力图面积=起始孔隙水压力图面积 总应力图面积 补充） =最终有效应力图面积 最终有效应力图面积
将 u z ,t = 4 σ z
π
m =∞ m =1
∑
1 mπ z s in e m 2H
−
m 2π 4
2
Tv
（P173） ）
m2π 2 − Tv 4
代入上式， 代入上式，得： U
z
1 = 1− 2 ∑ 2e π m=1 m
Tv
8
m=∞
= f (Tv )
当Uz＞30%时，可近似取 时
土力学讲义
土力学讲义适用范围:本课程为大学课程,一般适用于本科、专科以及自考类同学。
参考教材:中南大学土力学及基础工程38讲哈工大土力学及基础工程58讲齐加连主讲讲义大纲:第一章土的组成1土的定义：土是岩石风化的产物。
常见的化学风化作用：水解作用，水化作用，氧化作用。
2土是由固体颗粒，水，和气体组成的三相体系。
3固体颗粒:岩石风化后的碎屑物质简称土粒，土粒集合构成土的骨架4土具有三个重要特点：散体性；多相性；自然变异性5粒组：介于一定粒度范围内的土粒。
土粒的大小叫做粒度。
6采用粒径累计曲线表示土的颗粒级配；不均匀系数Cu：反映大小不同粒组分布的均匀程度，Cu越大，越不均匀。
曲率系数Cc:反映了d10、d60之间各粒组含量的分布连续情况。
Cc过大或过小，均表明缺少中间粒组。
7土粒大小：也称为粒度，以粒径表示；8土体：9粘土矿物10液相11强结合水是指紧靠土粒表面的结合水膜，亦称吸着水弱结合水紧靠强结合水的外围而形成的结合水膜，也称薄膜水。
12自由水指土粒表面引力作用范围之外的水.自由水分为：重力水，毛细水。
重力水是存在于地下水位以下的透水土层中的自由水。
毛细水存在于地下水位以上，受水与空气交界面处表面张力作用的自由水。
13土的构造：指同一土层中的物质成分和颗粒大小都相近的各部分之间的相互关系的特征。
有层理构造，裂隙构造，分散构造14土的结构：指土粒大小、形状、相互排列及其联结关系、土中水性质及孔隙特征等因素的综合特征。
有单粒结构，蜂窝结构，絮状结构15承压水16潜水：17排水距离18双面排水19电泳：在电场作用下向阳极移动；电渗：水分子在电场作用下向负极移动，因水中含有一定量的阳离子（K+，Na+等），水的移动实际上是水分子随这些水化了的阳离子一起移动。
20双电层：反离子层与土粒表面负电荷层组成双电层。
第二章土的物理性质及分类1重度：单位体积土的重量，用γ表示密度：单位体积土的质量，用ρ表示2干密度ρd 干容重γd ：单位体积内土粒的质量或重量饱和密度ρsat 与饱和容重γsat ：土中孔隙完全被水充满，土处于饱和状态时单位体积土的质量或重量浮密度与浮容重：单位体积内土粒质量与同体积水质量之差3土粒相对密度:土的质量与同体积4℃时纯水的质量之比4土的含水率w :土中水的质量与土粒质量之比.测定方法：烘干法。
地基变形计算
乙量筒松砂顶面小心缓慢地注水， 在砂面以上高度h正好使砂层表面 也增加σ的压力，结果发现砂层 顶面不下降，表明砂土未发生压 缩，即砂土的孔隙比e不变。
二、土的有效应力原理
土体中存在两种不同性质应力：
1 e0 1 ei
H
ei e0 H0 1 e0
根据某级荷载作用下的稳定变形量ΔH i， 按上式计算各级荷载p作用下达到的稳定孔隙 比ei，可绘制e—p曲线，称为压缩曲线。
在室内的有侧限 压缩试验中，一般按 四级加荷p=50kPa、 l00kPa、200kPa、 400kPa，测定各级 压力下的稳定变形量 S，然后由按上式计 算相应的孔隙比e。
一、土的压缩性及影响因素
土的压缩性指土在外部压力和周围环境作用下 体积减小的特性。土体体积减少包括三方面：
①土颗粒本身被压缩； ②封闭在土中的水和气体被压缩； ③土孔隙体积减小，土颗粒发生相对位移，孔
隙中水和气体向外排出体积随之减小。 研究表明，土的压缩只是由于孔隙体积减小的
结果。
Cc值越大，土的压缩性越 高，低压缩性土的Cc一般
小于0.2，高压缩性土的
Cc值一般大于0.4。
（3）压缩模量Es
侧限压缩模量简称压缩模量，用Es来表示。其定义为 土在完全侧限的条件下竖向应力增量 p（如从 p1 增 至p2 ）与相应的应变增量 e的比值：
（2）饱和土体内任意平面上受到的总应 力由有效应力和孔隙水压力两部分组成， 即σ=σ′+u。
太沙基利用图所示装置来模拟土固结过程. 活塞板上的孔模拟土的孔隙，弹簧模拟土 颗粒骨架，而筒中水模拟孔隙中的水。
6第六章挡土墙设计1详解
锚杆式
锚杆式挡土墙：
采用锚杆锚入稳定地层内的钢钎或钢丝束，拉 住立柱和板壁。 墙高时，可分级建造。 适用场合：适用于高度较大，挖基困难，具有锚固 条件的路堑墙、路肩墙和抗滑墙。
锚定板式挡土墙：预定板式挡土墙的结构形式与锚杆式基
本相同，只是锚杆的固定端改用锚定板，埋入墙后填料内 部的稳定层中，依靠锚定板产生的抗拔力抵抗侧压力，保 持墙的稳定。 适用场合：主要适用于缺乏石料的地区，一般用于地基不 良的高路肩墙或路堤墙。
加筋土式
• 面板：十字形、六角形和长条形（断面有矩形、 槽型和L型等）尺寸主要由受力情况和起吊能力决 定。
• 十字形面板：高长为50-150cm，宽（厚）为822cm，边角处需采用板块面板和异形板拼装而 成。
加筋土式
• 拉筋：采用抗拉强度高，蠕变量小，柔韧性和耐 久性好的材料，能与填料产生较大的摩阻力，施 工方便，价格低廉。
• 钢筋混凝土带：分节预制，每节长度不大于3m, 平面呈矩形或楔形，断面厚6-10cm，宽1025cm.
• 聚丙烯土工带：表面应有粗糙花纹，宽度大于 18mm，厚度大于0.8mm.
• 拉筋长度:取（0.8-1.0H），底部拉筋长度不小于 3m，同时不小于0.4H，（H加筋体高度）
加筋土式
• 与面板结点间距：通常横向为0.5-1.0m，竖向为 0.25-0.75m，面板与拉筋连接可用螺栓或焊接 的方法连接，相邻面板间连接用企口和插销连接。
锚杆式
• 墙面：为便于立柱和锚板安装，多采用竖直墙面。 • 立柱：立柱间距可选用2.5-3.5m，每根立柱布置
2-3根锚杆。布置位置应尽量使立柱所受弯矩分 布均匀。 • 有效锚固长度：岩层中不小于4m，稳定土层中应 有9-10m。 分级设置：每级高度不大于6m，两级之间设1-2m 平台，以利于施工操作和安全。
土力学复习题2-知识归纳整理
土力学习题集及详细解答第1章 土的组成 一、填空题1.若某土样的颗粒级配曲线较缓，则不均匀系数数值较 ，其夯实后密实度较 。
2.级配良好的砂土是指不均匀系数≥ 且曲率系数为 的土。
3.利用 曲线可确定不均匀系数Cu；为了获得较大密实度，应挑选Cu 值较 的土作为填方工程的土料。
4.能传递静水压力的土中水是 水和 水。
5.影响压实效果的土中气是与大气 的气体，对工程性质影响不大的土中气是与大气 的气体。
6.对于粒径小于0.075mm 的颗粒分析应采用 法，对于粒径大于0.075mm 的颗粒分析应采用 法。
7.粘性土越坚硬，其液性指数数值越 ，粘性土的粘粒含量越高，其塑性指数数值越 。
8.小于某粒径土的质量占土总质量10%的粒径，称为 粒径，小于某粒径土的质量占土总质量60%的粒径，称为 粒径。
二、名词解释1.土的结构2.土的构造3.结合水4.强结合水5.颗粒级配 三、单项挑选题1.对工程会产生不利影响的土的构造为：（A） 层理构造 （B） 结核构造 （C） 层面构造 （D） 裂隙构造 您的选项（ ）2.土的结构为絮状结构的是:（A） 粉粒 （B） 碎石 （C） 粘粒（D） 砂粒您的选项（ ）3.土粒均匀，级配不良的砂土应满足的条件是（C U 为不均匀系数，C C 为曲率系数）：（A） C U < 5 （B） C U >10（C） C U > 5 且C C = 1へ3（D） C U < 5 且C C = 1へ3您的选项（ ）4.不能传递静水压力的土中水是：知识归纳整理（A） 毛细水（B） 自由水（C） 重力水（D） 结合水您的选项（）第2章 土的物理性质及工程分类一、填空题1.处于半固态的粘性土，其界限含水量分别是 、 。
2.根据塑性指数，粘性土被分为 土及 土。
3.淤泥是指孔隙比大于 且天然含水量大于 的土。
4.无粘性土根据土的 举行工程分类，碎石土是指粒径大于2mm的颗粒超过总质量 的土。
第六章地基变形计算
cbp0
式中，c角点沉降系数。
c
1
[m ln
1
m2 1 ln( m m
m2 1)]
均布矩形荷载p0作用下，其平均沉
降为：
积分得： S ( s(x, y)dxdy) / A
S
A
1
2
E0
mbp0
式中，m平均沉降影响系数。
其中 m=l/b
06:38
16
局部荷载作用下得地面沉降 (a)柔性荷载 (b)刚性荷载
次固结变形定义 ？
次固结变形为主固结变形完成后土体的变形。在时间上把主 固结变形和次固结变形截然分开的意见在学术界看法是不一致的 。
地基沉降分成三部分是从变形机理角度考虑，并不是从时间 角度划分。地基固结沉降和次固结沉降难以在时间上分开。
06:38
14
初始沉降(瞬时沉降）计算
地基沉降的弹性力学公式
地基最终沉降量的计算常用方法有(传统的)分层总和法和规范推荐的分层总 和法。 分层总和法
在地基沉降计算深度范围内将地基土划分为若干分层来计算各分层的压缩量 ，然后求其总和。每个分层压缩量的计算方法与无侧向变形条件下的压缩量计算 方法相同。
最终沉降量与时间无关
06:38
18
单向压缩分层总和法假设：
1.基底附加压力(p0)认为是作用于地表的局部柔性荷载，在非均 质地基中引起的附加应力分布可按均质地基计算；
Hຫໍສະໝຸດ ap 1 e1Hp Es
H
mv
pH
土层只能发生竖向 压缩变形，不能发 生侧向变形，没有 瞬时沉降。
土的一维压缩
06:38
20
分层总和法
土力学第6章
（3）次固结沉降Ss
次固结沉降（亦称次压缩沉降）是指主 固结过程结束后，在孔隙水压力已经消散、 有效应力不变的情况下，土的骨架仍随时间 继续发生的变形。这种变形的速率已与孔隙 水排出的速率无关。而主要取决于土骨架本 身的蠕变性质。
七、地基沉降与时间的关系
1.有效应力原理
饱和土的有效应力原理表达形式为:
s
i 1
n
zi
n e e2i H i 1i ESi i 1 1 e i 1
zi H i
s s
i 1
n
p0 zi i zi 1 i 1 ESi
中等地基 软弱地基 坚实地基
s计 s实 s计 s实 s计 s实
2．粘性土地基的变形特征 在荷载作用下，透水性大的无粘性土（通常指砂土和 碎石土），其压缩过程在很短时间内就可完成，而透水性 小的粘性土，其压缩过程需要很长时间才能完成。一般认 为，由建筑物静载引起的地基沉降量，对无粘性土可认为 在施工期间已全部完成；对低压缩性粘性土，在施工期间 只完成最后沉降量的50％～80％；中等压缩性粘性土为20 ％～40％；而高压缩性粘性土仅为5％～20％。 根据粘性土地基在荷载作用下的变形特征，可将地基 最终沉降量分成三部分：
（2）固结沉降Sc 固结沉降（亦称主固结沉降）是指饱和或接近 饱和的粘性土在基础荷载作用下，随着孔隙水的逐 渐挤出，孔隙体积相应减少吐骨架产生变形）所造 成的沉降（固结压密过程）。固结沉降速率取决于
孔隙水的排出速率。地基固结沉降计算通常采用分
层总和法，但土的压缩性指标从原始压缩曲线中确 定，从而考虑了应力历史时地基沉降的影响。
土力学
第6章 地基变形
第6章
土力学教案
教案2010 ~ 2011 学年第1 学期学院、系室天津城市建设学院土木工程系课程名称土力学专业、年级、班级土木专业08级结构1-6主讲教师刘举、李顺群天津城市建设学院教案编写说明教案又称课时授课计划,是任课教师的教学实施方案。
任课教师应遵循专业教学计划制订的培养目标，以教学大纲为依据，在熟悉教材、了解学生的基础上，结合教学实践经验，提前编写设计好每门课程每个章、节或主题的全部教学活动。
教案可以按每堂课（指同一主题连续1~4节课）设计编写。
教案编写说明如下：1、编号：按施教的顺序标明序号。
2、教学课型表示所授课程的类型，请在理论课、实验课、习题课、实践课及其它栏内选择打“√”。
3、题目：标明章、节或主题。
4、教学内容：是授课的核心。
将授课的内容按逻辑层次，有序设计编排，必要时标以“*”、“#”“？”符号分别表示重点、难点或疑点。
5、教学方式、手段既教学方法，如讲授、讨论、示教、指导等。
教学媒介指教科书、板书、多媒体、模型、标本、挂图、音像等教学工具。
6、讨论、思考题和作业：提出若干问题以供讨论，或作为课后复习时思考，亦可要求学生作为作业来完成，以供考核之用。
7、参考书目：列出参考书籍、有关资料。
8、日期的填写系指本堂课授课的时间。
天津城市建设学院教案教师姓名：仲晓梅职称：副教授10年月日天津城市建设学院教案教师姓名：李顺群职称：副教授10年月日天津城市建设学院教案教师姓名：李顺群职称：副教授10年月日天津城市建设学院教案教师姓名：李顺群职称：副教授10年月日天津城市建设学院教案教师姓名：李顺群职称：副教授10年月日天津城市建设学院教案教师姓名：李顺群职称：副教授10年月日天津城市建设学院教案教师姓名：李顺群职称：副教授10年月日天津城市建设学院教案教师姓名：李顺群职称：副教授10年月日天津城市建设学院教案教师姓名：李顺群职称：副教授10年月日天津城市建设学院教案教师姓名：李顺群职称：副教授10年月日天津城市建设学院教案教师姓名：李顺群职称：副教授10年月日天津城市建设学院教案教师姓名：李顺群职称：副教授10年月日。
土力学第六章天然地基承载力(精品资料)收集资料
第六章天然地基承载力引言结合第四章的铁道校区的主教学楼案例，启发学生引出地基承载力的计算问题，进一步引出一下概念：天然地基、人工地基、地基承载力、极限承载力、容许承载力。
§ 6.1 地基的破坏形态一、地基破坏的三种形态1．整体剪切破坏(general shear failure)基底剪切破坏面与地面贯通，形成一弧形滑动面。
密实砂土，基础埋深很浅；或饱和粘土，荷载急速增加的情况下，极易造成整体剪切破坏。
2．局部剪切破坏(local shear failure)地基中剪切面延伸到一定位置，未扩展到地面。
一般性粘土或中密砂土，基础埋深较浅；或基础埋深较大时，无论是砂性土或粘性土地基，最常见的破坏形态是局部剪切破坏。
图6.1 整体剪切破坏图 6.2 局部剪切破坏3．冲切破坏(punching shear failure)松砂或其它松散结构的土，易造成冲切破坏。
基础边形成的剪切破坏面垂直向下的发展。
备注采用设问法，引出本章要研究的内容。
注意三种地基破坏形态的破坏面对比，P~S曲线对比。
图6.3 冲切破坏第一种在理论上研究较多；第三种在理论上研究得很少，因为作为建筑物地基，很少选择在松砂或其它松散结构的土层上，故无研究必要；第二种破坏形态在天然地基中经常遇到，其理论工作在前一阶段进展较慢，近年来研究已有了突破性进展。
二、地基变形的三个阶段地基的变形可分为三个阶段：1.当P≤P a时，为弹性变形阶段；2.当P a< P< P k时，为弹塑性混合变形阶段；3.当P > P k时，为塑性变形阶段。
三、确定地基容许承载力的方法1.按控制地基中塑性区开展深度的方法。
只要地基中塑性区的开展深度小于某一界限值，地基就具有足够的安全储备。
2.按理论公式推求地基的极限荷载P k再除以安全系数的方法。
3.按规范提供的经验公式确定地基的容许承载力。
4.按原位测试的方法确定地基的容许承载力。
备注介绍冲切破坏研究的进展情况。
《土力学》第六章习题集及详细解答
《土力学》第六章习题集及详细解答第6章土中应力一填空题1．分层总和法计算地基沉降量时，计算深度是根据应力和应力的比值确定的。
2．饱和土的有效应力原理为：总应力σ=有效应力σˊ+孔隙水压力u ，土的和只随有效应力而变。
地下水位上升则土中孔隙水压力有效应力。
3．地基土层在某一压力作用下，经历时间t所产生的固结变形量与最终固结变形量之比值称为。
二选择题1．对非压缩性土，分层总和法确定地基沉降计算深度的标准是（ D ）。
(A) ；(B) ；(C) ；(D)2．薄压缩层地基指的是基底下可压缩土层的厚度H与基底宽度b的关系满足（ B ）。
(A) ；(B) ；(C) ；(D)3．超固结比的土属于（ B ）。
(A) 正常固结土；(B) 超固结土；(C) 欠固结土；(D) 非正常土4．饱和黏性土层在单面排水情况下的固结时间为双面排水的（ C ）。
(A) 1倍；(B) 2倍；(C) 4倍；(D) 8倍5．某黏性土地基在固结度达到40%时的沉降量为100mm，则最终固结沉降量为（ B ）。
(A) 400mm ； (B) 250mm ； (C) .200mm ； (D) 140mm6．对高压缩性土，分层总和法确定地基沉降计算深度的标准是（ C ）。
(A) ；(B) ；(C) ；(D)7．计算时间因数时，若土层为单面排水，则式中的H取土层厚度的（ B ）。
(A)一半； (B) 1倍； (C) 2倍； (D) 4倍8．计算地基最终沉降量的规范公式对地基沉降计算深度的确定标准是（ C ）。
(A) ；(B) ；(C) ；(D)9．计算饱和黏性土地基的瞬时沉降常采用（ C ）。
(A) 分层总和法； (B) 规范公式； (C) 弹性力学公式；10．采用弹性力学公式计算地基最终沉降量时，式中的模量应取（ A ）(A) 变形模量； (B) 压缩模量； (C) 弹性模量； (D) 回弹模量11．采用弹性力学公式计算地基瞬时沉降时，式中的模量应取（ C ）。
地基基础判断
地基基础判断、选择、简答练习题地基基础判断题第1章1．力学性能满足建筑物的承载和变形能力要求的地层称为天然地基（人工地基）。
2．承载能力要求（抗变形能力要求）是指该地层必须具有足够的强度和稳定性以及相应的安全储备。
3．抗变形能力要求（承载能力要求）是指该地层承受建筑物荷载后不能产生过量的沉降和过大的不均匀沉降。
4．承受建筑物全部荷载的那一部分地层称为地基（基础）。
5．基础（地基）是连接上部结构与地基的结构构件，基础（地基）结构应符合上部结构使用要求。
6．通过特殊的施工方法将建筑物荷载传递到较深土层的基础称为深基础（浅基础）。
第2章1．由自然动力引起地球和地壳物质组成、内部结构和地壳形态不断变化和发展的作用，称为地质作用。
2．地质作用按照动力来源的不同，可划分为内力地质作用、外力地质作用及工程地质作用。
3．矿物是指地壳中具有一定化学成分内部构造和物理性质的自然元素或化合物。
4．岩石是由矿物或岩屑在地质作用下按一定规律凝聚而成的自然地质体。
5．沉积岩（岩浆岩）是由风化作用或火山作用的产物经机械搬运、沉积、固结形成的岩石。
6．组成土的物质可分为固相、液相和气相三种状态（组成土的物质只有固相、液相两种状态）。
7．由风力搬运形成的土，称为风积土（残积土）。
8．对于级配良好的土，相应的地基土的强度和稳定性也较好，透水性和压缩性也较小（土的颗粒越均匀，级配越好）。
第3章1．由土体自重产生的应力称为自重应力（附加应力），由建筑或地面堆载及基础引起的应力叫附加应力（自重应力）。
2．土中自重应力随深度呈线性增加（减少）。
3．土的自重应力不会引起地基变形，唯有新沉积的土或人工填土，需考虑自重引起的变形。
4．基础底面给地基的压力，称为基底压力，方向向下（方向向上）。
5．土的压缩变形实质上是土中孔隙体积变小的结果。
6．在侧限条件下，土的竖向应力与竖向应变之比，称为压缩模量（变形模量）。
7．分层总和法计算结果与沉降观测比较，对于坚实地基（软弱地基），理论计算值比实测值大。
第六章__分层总和法和规范法计算的例子
b=4m
3.计算基底压力 G G Ad 320kN
F G p 110 kPa A
4.计算基底附加压力
p0 p d 94kPa
5.计算基础中点下地基中附加应力 用角点法计算，过基底中点将荷载面四等分，计算边长l=b=2m， σz=4Kcp0,Kc由表确定
z(m) 0 1.2 2.4 4.0 5.6 7.2 z/b 0 0.6 1.2 2.0 2.8 3.6 Kc σz(kPa) σc(kPa) σz /σc 0.2500 94.0 16 0.2229 83.8 35.2 0.1516 57.0 54.4 0.0840 31.6 65.9 0.0502 18.9 77.4 0.24 0.0326 12.3 89.0 0.14 zn (m)
最终沉降计算根据e曲线计算各层的沉降量zmzkpa01224405694083857031618916352544659774ckpahmm12001600160016001600ckpa256448602717832zkpa88970444325316zckpa114511521045970988e109700960095409480944e209370936094009420940e1ie2i1e1i0061800122000720003100021simm2021461155034721238901600832156988094409400002134按分层总和法求得基础最终沉降量为ssi547mm例题61某厂房柱基底面积为44m2如图中所示上部荷重传至基础顶面如图中所示上部荷重传至基础顶面p1440kn基础埋深d10m地基为粉质粘土地下水位深34m土的天然重度土的天然重度160knm3饱和重度sat172knm3
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11
§6 地基变形 基础最终沉降量
一、分层总和法计算最终沉降量 1、分层总和法单向压缩基本公式
e1 e 2 S H 1 e1
• 确定：
p H/2
H sz 2
γ,e1 σz=p
H
H ; sz ; z
p1 sz
H/2
σ sz
• 测定： e-p曲线或者e-lgp曲线 • 查定：
A. 由”变形比”确定。zn满足 B. 无相邻荷载影响，b=1~30m，
z n b(2.5 0.4 lnb)
i 1
C. Zn范围内有基岩时，Zn取至基岩顶面
D. 有较厚的硬粘土层，其e＜0.5，Es＞50Mpa；或 有较厚的密实砂卵石层，Es＞80Mpa时，Zn取至该土层顶面
表6-3
20
§6 地基变形 基础最终沉降量
25
§6 地基变形 地基变形与时间的关系
一、饱和土中的有效应力
孔隙流体
三相体系
+
孔隙气体 总应力
土 ＝ 固体颗粒骨架 +
孔隙水
受外荷载作用 总应力由土骨架和孔隙流体共同承受 对所受总应力，骨架和孔隙流体如何分担？ 它们如何传递和相互转化？ 它们对土的变形和强度有何影响？ Terzaghi （1923） 有效应力原理 固结理论
0 0
l b
1 x y
2 2
dxdy
1 2 c bP0 E0
c p0
5
§6 地基变形 地基变形的弹性力学公式
②任意点沉降——角点法 如基础中心点的沉降为
1 2 b 1 2 s0 4 c p0 0 bp0 E0 2 E0
③基础平均沉降量
e1 ; e2
e
e1 e2 p1 p p2
侧限条件
p2 sz z
• 算定： S e1 e2 H 1 e1
12
§6 地基变形 基础最终沉降量
一、分层总和法计算最终沉降量 1、分层总和法单向压缩基本公式
分层总和法基本思路
将压缩层范围内的地基分层，计算每一分层 的压缩量，然后累加得总沉降量。
一、分层总和法计算最终沉降量 2、分层总和法规范修正公式
（3）沉降计算经验系数Ψs的确定
根据地区沉降经验确定 查表
21
§6 地基变形 基础最终沉降量
二、考虑应力历史的地基沉降计算
正常固结土
欠固结土
p1i pi H S i Cci log p 1 e i 1 0i 1i
§6 地基变形 基础最终沉降量
基础最终沉降量的含义： ①主固结沉降 ②最终沉降( t→∞ ; △u=0; σ=σ′) ③最大沉降(基础中轴线上) ④一维（单向） 这样做的理由： ①适用条件广 ②指标易取得 ③实践经验多,精度能满足要求 ④其它方法也有缺点
9
§6 地基变形 基础最终沉降量
一、分层总和法计算最终沉降量
§6 地基变形 基础最终沉降量
一、分层总和法计算最终沉降量 2、分层总和法规范修正公式
p0 s s s s ( z i a z i 1 a i 1 ) （6-18） i 1 E si
s si n 0.025
n
s s / s
n
（2）压缩层计算深度Zn的确定
(c)确定地基中附加应力z分布
σz从基底算起； σz是由基底附加应力 p-γd引起的
d
p0
(d)确定计算深度zn
① 一般土层：σz=0.2σsz； ② 软粘土层：σz=0.1σsz； ③基岩或不可压缩土层。
附加应力
沉降计算深度 14
§6 地基变形 基础最终沉降量
一、分层总和法计算最终沉降量 1、分层总和法单向压缩基本公式
t
S Sd Sc Ss
S
S Si
i 1
n
Ss: 次固结沉降
•初始沉降(瞬时沉降) Sd 有限范围的外荷载作用下地基由于发生侧向位移(即剪切变形，体积不变) 引起的。 •主固结沉降(渗流固结沉降) Sc 由于超孔隙水压力逐渐向有效应力转化而发生的土渗透固结变形引起的。 是地基变形的主要部分。 •次固结沉降 Ss 主固结沉降完成以后，在有效应力不变条件下，由于土骨架的蠕变特性引起 的变形。这种变形的速率与孔压消散的速率无关，取决于土的蠕变性质，既 8 包括剪应变，又包括体应变。
(建筑地基基础设计规范)
(GB50007-2002)
（1） 规范法的计算公式
dsi
z
E si
zi
dz
z
si
1 Esi
1 Esi zi
zi 1
dz
zi 1
( z dz z dz)
0 0
17
§6 地基变形 基础最终沉降量
一、分层总和法计算最终沉降量 2、分层总和法规范修正公式
Q 1 2 Q 1 2 1 s ＝ E 0 r E 0 x2 y2
4
§6 地基变形 地基变形的弹性力学公式
3．绝对柔性基础沉降量计算
均布矩形荷载作用在地基表面 ①角点下的沉降
p0 1 2 dsc＝ E0
1 x y
2 2
dxdy
p0 1 2 sc E 0
达到最终沉降所需的时间 经某一段时间的沉降量
达到某一沉降量所需的时间
基本概念：
粒间应力（interparticle
stress）由骨架颗粒间接触点传递的应力。 有效应力（effective stress）指这种对土体的变形和强度变化有效的 粒间应力。 孔隙水压力（pore water pressure）由孔隙水传递的应力，它不能 直接引起土体的变形和强度变化，又称为中性压力。它不 随时间而变化。 超静孔隙水压力（excess pore water pressure）由外荷引起的超出 静水位以上的那部分孔隙水压力。
注意:
a i、 a i1 是角点下的平均附加应力系数即是: L/b; z/b的函数。
（查表6-5和6-6）如果所求点不在角点下时，要用“角点法”。 对均布荷载长为“L”，短为”b“。 对三角形分布荷载，”b“为三角形分布荷载的一边。且αi1是零 荷载角点下，αi2是最大荷载角点下。 对条形基础，查L/b=10的一列。 19
基本假定:
（1）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； （2）土层仅产生竖向压缩，而无侧向变形； （3）土层均质且在土层厚度范围内，压力是均匀分布的。
10
§6 地基变形 基础最终沉降量
一、分层总和法计算最终沉降量 1、分层总和法单向压缩基本公式
p122(5-6b)
土力学成为独立的学科
26
§6 地基变形 地基变形与时间的关系
一、饱和土中的有效应力 1. 有效应力原理
A： 土单元的断面积 As： 颗粒接触点的面积 Aw： 孔隙水的断面积
a-a断面竖向力平衡： a-a断面通过土 颗粒的接触点
A
A AS A w
u：孔隙水 压力
a
a
A Psv uA w
Psv A w u A A
Aw 1 A
PS
PSV
有效应力σ’
ai
z
0
c
dz
zi 1
zi
zi 1
a i 1
z
0
c
dz
令：
0
z
z i 1
z
dz i p0 ;
0
dz i 1 p0
zi 1
zi
zi 1
则：
0
z
z
dz i p0 z i
;
0
z
dz i 1 p0 z i 1
1 1 2 sm s( x, y)dxdy mbp0 A A E0
6
§6 地基变形
地基变形的弹性力学公式 基础最终沉降量 地基变形与时间的关系
7
§6 地基变形 基础最终沉降量
研究表明：粘性土地基在 基底压力作用下的沉降量S 由三种不同的原因引起： Si ：瞬时沉降 Sc：主固结沉降
p0 s z i i z i 1 i 1 i E si
n n
(6-14)
18
p0 s s z i i z i 1 i 1 i i 1 i 1 E si
§6 地基变形 基础最终沉降量
一、分层总和法计算最终沉降量 2、分层总和法规范修正公式
p0 s si zi i zi 1 i 1 i 1 i 1 Esi
n
n
式中： s 、s — z 和 z 范 围 内 的 沉 降 量 ； i i 1 i i 1
a i、 a i 1 — z i 和 z i 1范 围 内 平 均 附 加 应 力 数 系； p 0 z i a i — z i范 围 内 附 加 应 力 面 积 A i的 等 代 值 ； p 0 z i 1 a i 1 — z i 1范 围 内 附 加 应 力 面 积 iA 1的 等 代 值 ； Δ A i — 第 i层 的 竖 向 附 加 应 力 面积，ΔA i A i A i 1
第六章 地基变形
土木与建筑工程学院
1
§6 地基变形
土具有压缩性 荷载作用 荷载大小 地基发生沉降 一致沉降 （沉降量） 差异沉降 （沉降差）