土力学1-1 土力学及其特点(最新修改)
土力学复习知识点整理
土力学复习知识点整理第一章土的物理性质及其工程分类1.土: 岩石经过风化作用后在不同条件下形成的自然历史的产物。
物理风化原生矿物（量变）无粘性土风化作用化学风化次生矿物（质变）粘性土生物风化有机质2.土具有三大特点：碎散性、三相体系、自然变异性。
3.三相体系:固相（固体颗粒）、液相（土中水）、气相（气体）三部分组成。
4.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。
（1）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。
粘土矿物的主要类型:蒙脱石、伊利石、高岭石（吸水能力逐渐变小）（2）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。
（3）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。
①△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。
②反映土颗粒级配的不均匀程度的指标:不均匀系数Cu和曲率系数Cc，用来定量说明天然土颗粒的组成情况。
公式:不均匀系数Cu= d60/d10曲率系数Cc=(d30)²/（d60×d10）d60 ——小于某粒径的土粒质量占土总质量60％的粒径，称限定粒径；d10 ——小于某粒径的土粒质量占土总质量10％的粒径，称有效粒径；d30 ——小于某粒径的土粒质量占土总质量30％的粒径，称中值粒径。
级配是否良好的判断:a.级配连续的土:Cu>5，级配良好;Cu<5级配不良。
b.级配不连续的土，级配曲线呈台阶状，同时满Cu>5和Cc=1~3两个条件时，才为级配良好;反之则级配不良。
土力学完整版!!
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。
土力学(1)
IL>1
土的天然稠度是指原状土样测定的液限和天然含
水量的差值与塑性指数之比，用wc表示，可用于 划分路基的干湿状态。
粘性土的活动度：该指标反映粘性土中所含矿物
的活动性，用符号A表示，为塑性指数IP与粒径小 于0.002mm的颗粒含量百分数的比值。
不活动粘性土
• A<0.75
IP A m
正常粘性土 • 0.75<A<1.25
emax与emin ：最大与最小孔隙比
emax:
最大孔隙比
将松散的风干土样通过长颈漏斗轻轻地倒入容器，避免 重力冲击，求得土的最小干密度再经换算得到最大孔隙 比
emin:
最小孔隙比
将松散的风干土样装入金属容器内，按规定方法振动和锤 击，直至密度不再提高，求得土的最大干密度再经换算得 到最小孔隙比
相对密实度
活动粘性土
• A>1.25
粘性土的灵敏度：该指标反映土的结构性因扰动
而产生的改变使土的强度降低的影响程度，以原 状土的强度与该土经过重塑（土的结构性彻底破 坏）后的强度之比（符号St）来表示。土的灵敏度 在基础施工中体现出工程对地基土的应做的结构 保护。 粘性土的触变性：反映饱和粘性土当扰动停止后 强度随时间逐渐部分恢复，这种抗剪强度随时间 恢复的胶体化学性质称为土的触变性。产生这种 现象的原因是这种土的微观结构为不稳定的片架 结构，并含有大量结合水。
土的结构连接
按连结 物质性 质分类
结合水连结
毛细水连结
胶结连结
按连结 力性质 分类
化学连结 静电连结
离子静电连结
毛细力连结 分子连结 磁性连结
冰连结
无连结
1 2 3
土的基本物理性质
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土力学一、介绍土力学是土木工程中的一个重要学科，研究土壤力学和土木工程中土壤的应力、应变和变形等方面的规律。
土力学的研究对象是土壤及其力学性质，通过对土壤的特性和行为的研究，可以预测和控制土壤在工程中的行为，为土木工程的设计和施工提供科学依据。
二、土壤力学的基本概念1. 土壤物理性质土壤的物理性质包括土壤的颗粒组成、容重、孔隙比、相对密度等。
这些性质直接影响土壤的承载力、抗剪强度和渗透性等力学性质，是土壤力学研究的基础。
2. 土壤力学参数土壤力学参数包括土壤的压缩性、内摩擦角、剪切强度参数等。
这些参数描述了土壤在受力作用下的变形和破坏特性，是土壤力学分析和计算的重要依据。
3. 土壤应力状态土壤应力状态是指土壤中的应力分布情况，包括垂直应力、水平应力和剪应力等。
了解土壤的应力状态可以帮助工程师预测土壤的承载力、变形和破坏状态，从而设计出安全可靠的土木工程。
三、土壤力学的应用1. 土壤的承载力分析土壤的承载力是指土壤在承受外力作用下的最大抵抗能力。
工程师通过对土壤的颗粒组成、孔隙结构、内摩擦角等参数的分析，计算得出土壤的承载力，并根据承载力的大小来设计和选择合适的基础结构和土方工程。
2. 土壤的变形特性研究土壤在受力作用下会发生变形，包括压缩变形、剪切变形和液化等。
了解土壤的变形特性可以帮助工程师预测土壤的沉降和位移，并采取相应的补充措施，确保土木工程的安全和稳定。
3. 土壤的抗剪强度分析土壤的抗剪强度是指土壤在剪切作用下的抵抗能力。
通过对土壤的剪切试验和理论分析，工程师可以确定土壤的剪切强度参数，并结合实际工程条件进行抗剪强度的计算和分析，为土木工程的设计和施工提供重要依据。
四、土力学的挑战与发展土力学作为土木工程中的重要学科，正面临着一系列的挑战和发展机遇。
首先，随着城市化进程的加快和人口增长的需求，工程建设规模不断扩大，对土力学的研究和应用提出了新的要求。
其次，随着科技的进步和实验技术的发展，土力学研究手段和方法也将得到加强和完善，从而能够更加准确和全面地研究土壤的力学性质和行为规律。
土力学
第一章土体的性质1.何谓土、土体、土力学？土是各种岩石矿物颗粒组成的松散集合体。
土体是由一定的土体材料组成,具有一定的土体结构,赋存于一定地质环境中的地质体。
土力学是运用力学知识和土工测试技术，研究土的生成、组成、密度或软硬状态等物理性质，研究土的应力、变形、强度和稳定性等静力、动力性状和规律的一门学科。
2.土的形成、三相组成结构和构造？土的形成：地壳表层的岩石长期受自然界的风化作用，大块岩体不断破碎及发生成分变化，再经搬运、沉积而成为大小、形状和成分都不相同的松散颗粒集合体。
土的成因类型：残积土、坡积土、洪积土、冲积土、湖积土、海积土、冰积土、风积土土的三相组成：固相+液相+气相，固相构成土骨架，起决定作用。
液相有重要影响。
气相起次要作用。
饱和土：土中空隙全部被水充满；干土：土中空隙全部被气体充满；非饱和土：土中空隙同事有水和空气。
土中水或溶液：一、结合水：强结合水和弱结合水二、自由水：毛细水和重力水土的结构：单粒结构、蜂窝结构、絮状结构土的构造：同一土层中的物质成分和颗粒大小等相近的各部分之间的相互关系特征。
土的不均匀性：土的成层性-层理特征-层理构造和土的裂隙性-裂隙构造分散构造-厚度大的粗粒土-性质相近、分布均匀3.无粘性土的相对密度、粘性土的塑性指数和液性指数及粘性土的稠度及灵敏度、触变性？无粘性土的相对密度：常用相对密实度Dr来衡量无粘性土的松紧程度稠度指粘性土的干湿程度或在某一含水率下抵抗外力作用而变形或破坏的能力，是粘性土最主要的物理状态指标。
可塑性：土在外力作用下可改变形状但不显著改变其体积也不开裂，外力卸除厚仍能保持已有的形状塑性指数：液限和塑限之差的百分数值（去掉百分号）。
用I p表示，取整数塑性指数越高，吸着水含量可能高，土的粘粒含量越高。
液性指数表征了土的天然含水率与界限含水率之间的相对关系，表达了天然土所处的状态。
灵敏度：St=Qu/Qt（原状土与其重塑后立即进行试验的无侧限抗压强度之比值。
土力学 第一章(1)
一、固体颗粒
(一)颗粒的矿物成分和颗粒分组
1.土的矿物成分 （1）原生矿物 物理风化产物，石英、长石、云母等。颗粒粗， 为砂、砾组主要成分。 （2）次生矿物 化学风化产物，颗粒细，为粘粒组的主要成分。 颗粒细，比表面积大，活性大，亲水性强。
2.土的粒径分组 粒度:颗粒粒径的大小; 粒组:把粒度相近的颗粒合为一组。
筛分法（粒径0.1mm以上） 密度计法（粒径0.1mm以下） 移液管法（粒径0.1mm以下） 1.表格法 列表说明土样中各粒组的土质量占土样质量的 百分数。
(1)粗筛：孔径为60、40、20、 10、5、2mm。 (2)细筛：孔径为2．0、1．0、 0．5、0．25、0.075mm。
颗 粒 尺 寸 （ mm ） 取样数量（g） ＜2 ＜10 ＜20 ＜40 ＜60 100～300 300～1000 1000～2000 2000～4000 4000以上
1. 粗粒土（无黏性土）的密实程度 粗粒土（无黏性土） 同一种土，可以用孔隙比 来判定土的密实程度 同一种土，可以用孔隙比e来判定土的密实程度
不同的土不可以用孔隙比来判定， 不同的土不可以用孔隙比来判定，而要用相对 密度来判定
相对密实度 （Relative Density ）
emax − e ( ρd − ρd min ) ρd max Dr = = emax − emin ( ρd max − ρd min ) ρd
液、塑限联合测定仪
液限测定方法
《土工试验方法标准》（GB/T501231999）规定用液塑限联合测定仪测出圆 锥入土深度恰好为17毫米所对应的含水 率为17毫米液限(铁路工程勘察规范)， 入土深度恰好为10毫米所对应的含水率 为10毫米液限(岩土工程勘察规范)。
土力学课后习题部分答案重庆大学出版社
土力学课后习题部分答案(重庆大学出版社)第一章 土的物理性质及工程分类(教材习题) 1-1 解（1）A 曲线：卵石或碎石 （＞20mm ）占100﹣77=23%砾粒 （20-2mm ）占 77﹣50=27%砂粒 （2-0.075mm ）占 50﹣10=40%粉粒 （＜0.075mm ）占10%（2）A 曲线较平缓，说明A 土土粒粒度分布范围广，颗粒不均匀，故级配良好；而B 土曲线较A 土曲线陡，说明其粒度分布范围窄，土粒均匀，故级配不良。
（3）A 土 08.0d 10=6.0d 30=3.6d 60=55408./06.3/d d 1060u >===C25.10.08)/(3.6(0.6))/()(26010230c =⨯=⨯=d d d C在1-3之间，故A 土级配好 B 土 15.0d10=35.0d 30=74.0d 60=59.474/0.15.0/d d 1060u <===C1.100.15)/(0.74(0.35))/()(26010230c =⨯=⨯=d d d C只满足一个条件，故级配不良1-2 解： 119g s=m 8g119-127m m ms w==-=%72.6119/8/m s w ===m w0.6371-760.0672)/1.(112.71)/(1=+⨯⨯=-+=ρw ρG e w s 3cm /76g .172/127/===V m ρ3w s sat cm /04g .2637).0(1/637).07.(2e)(1/)(=++=++=ρe G ρ3w sat cm /04g .1'=-=ρρρ3cm /65g .172/119/===V m ρs d 38.9%0.637)0.637/(1)/(1=+=+=e e n 5%.282.7/0.6370.0672=⨯==/e wG S s r比较密度：satρ>ρ>dρ>'ρ1-3 解sv V V = ,1==s v /V V e3/4.13)11/(1068.2)1/(m kN e G w s d =+⨯=+=γγwv V V =3/4.18)11/(10)168.2()1/()()1/()(m kN e e d e V G w s w v s sat =+⨯+=++=++=γγγ%3.3768.2/1/1//=====s v w s s w w s w G G V V W W w γγ1-4 解 设31m V =kNV W d s 11=⋅=γ3407.0)107.2/(11)/(m d W V w s s s =⨯==γ3593.0407.01m V V V s v =-=-=sw W W w /= kN5.5115.0=⨯=⨯=s wW w W355.010/5.5/m W V w w w ===γ 3043.055.0593.0m V V Vw v a=-=-=1-5 解：饱和土 s G w e ⨯=)1/()(e e G w s sat ++=γγ 即sG e 4.0=10)1/()(18⨯++=e e G s以上两式联立求解 解得 05.1=e65.2=sG1-6解ss s w W W W W W w /)(/-== 可求得%16=w 时，NW 64.21=时土粒的质量Nw W W s 655.18)16.01/(64.21)1/(=+=+=其中水量为NW w W S w985.2655.1816.0=⨯=⨯=当%25'=w 时，土中水量为N W w W sw 664.4655.1825.0''=⨯=⨯=因此增加的水量NWw679.1985.2664.4=-=∆1-7 解：设饱和土为31m V =1=+=w s V V V饱和土6.0//===s s w s wG V V W Ww由上两式联立可得：382.0=s V 618.0=wVkNG V W w s s s 314.10107.2382.0=⨯⨯==γ kNW w W S w 186.631.1060.0=⨯=⨯=当%15=w 时，需要土kN W w W S86.11314.1015.1)1(=⨯=+=其中水量 kNwW W S w 547.1314.1015.0=⨯==故增加水的重量为kN W 64.4547.1186.6=-=∆1-8 解：1=e sv V V e /=Sv V V = 31m V =35.0m V V S v == vw r V V S /=34.05.08.0m V S V v r w =⨯=⨯=当水蒸发掉一半时32.02/4.02/m V V w w ===9.0/2.0/''==rwv s V V%2.72722.09.0/2.05.0==+=V1-9 证：wW W W W W W W V W V W s w s s s s d ==-=-=-=-//)(1/1)//()/(1/γγ1-10 解：663.011.17/))073.01(1065.2(1/)1(=-+⨯⨯=-+=γγw G e w s33min /9.14/0149.02000/85.29/m kN cm N V W s d ====γ)1/(/max min e G w S d +=γγ )1/(1065.29.14max e +⨯=779.0max =e33min /3.16/0163.02000/5.32/m kN cm N V W s d ====γ )1/(/min min e G w S d +=γγ)1/(1065.23.16min e +⨯=626.0min =e758.0)626.0779.0/()663.0770.0()/()(min max max =--=--=e e e e D r%2.29663.0/073.065.2/=⨯=⨯=e G S w s r γ1-11 解：在压实以前419.0)72.01/(72.0)1/(=+=+=e e n在1m 2的地基面积中，土粒体积为391.25)419.01()1(m V n V S=⨯-=-=在压实以后，土粒体积减少33.0m 381.0)3.05/()91.23.05(/)(=---=-=V V V n S616.0)381.01/(381.0)1/(=-=-=n n e此时583.0)52.075.0/()616.075.0()/()(min max max =--=--=e e e e D r1-12 解：gm w 81523=-=%3.53533.015/8/====s w m m w162440=-=-=P L p w w I813.116/)2453()/()(=-=--=P L P L w w w w I1710<<P I 粉质粘土 1>L I 流态1-13 解：（1）A 土30=PI > B 土11=PI故A 土粘粒含量多 （2）由)/1/()1()1/()1(r s w s w sS G w w d e w G ⨯++⨯=++⨯=γγγ因为是饱和土1%100==r SA 土 3/97.16)69.253.01/()53.01(1069.2m kN =⨯++⨯=γB 土 3/03.20)71.226.01/()26.01(1071.2m kN =⨯++⨯=γB 土的天然重度大（3）)1/(w d+=γγA 土 3/09.11)53.01/(97.16m kN d =+=γ B 土3/89.15)26.01/(03.20m kN d =+=γB 土的干重度大 （4）因为是饱和土 sG w e ⨯=A 土 43.169.253.0=⨯=eB 土70.071.226.0=⨯=eA 土的孔隙比大1-14 解：因为大于2mm 粒径的土粒占总质量的%50%16)511(<=+。
土力学知识点总结PDF
土力学知识点总结PDF土力学是土木工程领域中的一个重要分支，它研究土体物理性质、力学性质和变形规律等内容。
土力学知识的掌握对于土木工程的设计、施工和管理具有重要意义。
本文将对土力学的相关知识进行总结，包括土体力学性质、土体压缩、土体强度等内容。
一、土体力学性质1. 土的物理性质：土体的物理性质包括密度、孔隙度、含水率等指标。
其中密度是土体的质量和体积之比，孔隙度是土体含水空隙的体积占总体积的比重，含水率是土体中水分的质量占总质量的比值。
2. 土的力学性质：土的力学性质包括固体土体和饱和土体的力学性质。
固体土体的力学性质由其颗粒间的摩擦力和粘聚力决定，而饱和土体的力学性质受到孔隙水的影响。
3. 土的变形规律：土体在外力作用下会发生变形，其变形规律可以用黏弹性理论进行描述。
土体的压缩变形和剪切变形是土体力学研究的重要内容。
二、土体压缩1. 土体压缩的原因：土体在受到外力作用时会发生压缩变形，其原因主要包括土颗粒间的调配和孔隙水的排出。
2. 土体压缩指标：土体压缩的指标包括压缩系数和压缩模量。
压缩系数表示单位压力下土体的体积变化量与初始体积的比值，压缩模量表示单位压力下土体的应变与应力之比。
3. 土体压缩计算：土体压缩的计算可以采用理论模型和实测数据相结合的方法。
一般通过试验和实测数据来确定土体的压缩系数和压缩模量，然后进行压缩计算。
三、土体强度1. 土体的强度指标：土体的强度指标包括内摩擦角和粘聚力。
内摩擦角是土体颗粒之间的摩擦阻力，粘聚力是土体颗粒间粘聚的力量。
2. 土体强度计算：土体的强度计算可以采用摩擦角和粘聚力的理论模型，通过实验和实测数据来确定土体的强度指标，然后进行强度计算。
4. 土体的抗剪强度：土体在受到剪切应力作用时会发生剪切破坏，其抗剪强度是土体的重要力学性质。
抗剪强度通过直剪试验来确定，它是土体强度的重要指标之一。
四、土体稳定性分析1. 土体的稳定性分析：土体在承受外部荷载作用下可能发生破坏，其稳定性分析是土力学研究的重要内容。
土力学原理知识点总结
土力学原理知识点总结土力学是土木工程中的重要学科，它研究土壤在外力作用下的应力、应变及变形规律，为土木工程设计和施工提供了理论依据和技术支持。
土力学原理是土力学的基础理论，对土体的工程性质、变形特性、稳定性及承载能力等进行研究。
下面我们将对土力学原理的知识点进行总结，以便更好地理解和应用这一重要学科的理论知识。
一、土体的性质1.土体的构成及类型土体是由颗粒及其间隙以及粘聚物质等组成的，根据颗粒大小分为粗颗粒土和细颗粒土。
按颗粒形状分为角砾土和圆砾土。
土体还可分为坚固土体和塑性土体等。
不同类型的土体对外力的响应和承载能力有所不同。
2.土体的物理性质土体的物理性质包括密度、孔隙率、孔隙结构、含水量等。
这些物理性质直接影响了土体的强度和变形性能，因而在工程设计和施工中需要充分考虑。
3.土体的力学特性土体的力学特性包括土体的强度、刚度、变形性质等。
这些特性对土体的承载能力、稳定性及变形规律具有重要影响，是土力学研究的重点内容。
二、土体的应力状态1.土体的力学性质土体在外力作用下，会发生应力和应变，从而产生变形。
土体的力学性质是研究土体的应力、应变及变形规律的基础，也是土力学理论研究的核心内容。
2.土体的应力状态土体在外力作用下会产生不同的应力状态，包括轴向应力、切向应力、内聚力、摩擦力等。
这些应力状态对土体的稳定性和承载能力有重要影响。
3.土体的应力分布规律土体的应力分布规律是研究土体各点上的应力大小及方向的规律，为土体的稳定性和承载能力评价提供了重要的依据。
三、土体的变形规律1.土体的变形特性土体在外力作用下会发生弹性变形、塑性变形及破坏，其变形特性直接影响了土体的工程性质和使用性能。
因此，研究土体的变形规律对工程设计和施工具有重要意义。
2.土体的应变规律土体的应变规律是研究土体在外力作用下产生的变形及其规律，是土力学研究的重要内容。
3.土体的变形规律土体的变形规律包括弹性变形、塑性变形、破坏及孔隙压缩等，这些规律对工程设计和施工具有指导意义。
土力学知识点总结
土力学知识点总结一、土的物理性质1. 水分对土体的影响水分对土体的影响是土力学研究的重要内容之一。
水分含量对土体的力学性质、变形特性、渗流特性等都有较大的影响。
合理的水分含量可以提高土体的抗剪强度，减小土体的变形量，增加土体的稳定性。
但是过多或者过少的水分含量都会影响土体的力学性质，使得土体的强度和稳定性降低。
因此，合理控制土体的水分含量是土力学研究的一个重要方向。
2. 颗粒度对土体的影响土体的颗粒度分布对土体的物理性质有着重要的影响。
颗粒度分布越均匀，土体的孔隙结构越稳定，孔隙率越大，渗透性越好。
而颗粒度分布越不均匀，土体的孔隙结构越不稳定，孔隙率越小，渗透性也越差。
因此，颗粒度对土体的渗透性、压缩性等性质都有着重要的影响。
3. 土体的密实度土体的密实度对其强度和变形特性有着直接影响。
密实的土体具有较高的抗剪强度和较小的压缩变形量，而疏松的土体则具有较低的抗剪强度和较大的压缩变形量。
因此，在土力学的研究中，对土体的密实度进行严格把控是非常重要的。
二、土的力学特性1. 土的剪切强度土的剪切强度是研究土体力学性质的重要指标之一。
土的剪切强度受到诸多因素的影响，包括土体的颗粒组成、水分含量、密实度、应力状态等。
合理掌握土的剪切强度是进行土力学分析和工程设计的重要基础。
2. 土的压缩性土体在受到外力作用时会发生压缩变形，压缩性是研究土体变形特性的重要参数。
土的压缩性与土体的类型、颗粒度分布、含水量等因素有关。
在土力学的研究中，对土的压缩特性进行充分的了解和分析是非常重要的。
3. 土的渗透性土的渗透性是指土体内部水分的渗流性能。
渗透性对于土体的排水性能和稳定性有着重要的影响。
合理掌握土的渗透性对于水利工程、地基基础、岩土工程等领域的工程设计和施工具有重要意义。
三、土的力学参数1. 弹性模量土的弹性模量是研究土体的弹性变形特性的重要参数。
弹性模量大小与土体的颗粒组成、密实度、水分含量等因素有关，在土力学中对土体的弹性模量进行分析和测定具有重要的意义。
土力学-第一章
土的结构类型
• 示意图
单粒结构—松
• 排列形式 • 矿物成分
点与点、点与面 原生矿物
单粒结构—密
粗 粒 土
30 岩土工程研究所
郭莹主讲
土力学
§1 土的物性及分类 §1.1土的三相组成和结构 1.1.4土的结构
土的结构类型
• 示意图
细 粒 土 • 形成环境
颗粒级配 颗粒级配曲线及指标的用途：
1）粒组含量用于土的分类定名；
2）不均匀系数Cu用于判定土的不均匀程度： Cu ≥ 5，不均匀土； Cu < 5，均匀土
3）曲率系数Cc用于判定土的连续程度： C c = 1 ~ 3, 级配连续土； Cc > 3 或 Cc < 1，级配不连续土
4）不均匀系数Cu和曲率系数Cc用于判定土的级配优劣： 如果 Cu ≥ 5且 C c = 1 ~ 3 ， 级配良好的土； 如果 Cu < 5 或 Cc > 3 或 Cc < 1, 级配不良的土。
重力水
地下水位（浸润线）以下饱和土中； 在重力作用下可在土中自由流动。
（gravitation water）
自由水
（free water）
• 存在于固气之间
毛细水
• 在重力与表面张力作用下
可在土粒间孔隙中自由移动 （capillary water）
26 岩土工程研究所
郭莹主讲
土力学
§1 土的物性及分类 §1.1土的三相组成和结构 1.1.3土的液相
粒径(mm)
∵d60A = d60B= 0.28，d10A=0.15 d10B =0.02 ∴CuA=1.87 <CuB=14
16 岩土工程研究所
郭莹主讲
土力学》知识点总结
土力学》知识点总结第一章土的物理性质思考题1.土是如何形成的？与其他材料最大的区别是什么？答：土是地壳岩石经过强烈风化后形成的一种集合体，由各种矿物颗粒组成。
与其他材料不同的是，建筑材料的品种或型号可以由设计人员指定，而土则是以天然土层作为地基，因此设计人员必须以当地土壤作为设计对象。
由于土是自然历史的产物，其性质不均匀且复杂多变，应力-应变关系非线性且不唯一，变形在卸荷后一般不能完全恢复，强度也是变化的，对扰动特别敏感。
2.土由哪几部分组成？答：自然界的土体由固相（固体颗粒）、液相（土中水）和气相（土中气体）组成，通常称为三相分散体系。
3.什么是土粒的颗粒级配？如何从级配曲线的陡缓判断土的工程性质？答：土粒的颗粒级配是指天然土体中包含大小不同的颗粒，通常用土中各个粒组的相对含量来表示。
根据级配曲线的坡度和曲率，可以判断土的级配情况。
如果曲线平缓，表示土粒大小差异较大，即级配良好；如果曲线较陡，则表示颗粒粒径相差不大，粒径较均匀，即级配不良。
级配良好的土，较粗颗粒间的孔隙被较细的颗粒所填充，因此土的密实度较好。
4.什么是土的结构？土的结构有哪些类型？答：土的结构是指土在成土过程中形成的土粒的空间排列和联结形式，与土的颗粒大小、形状、矿物成分和沉积条件有关。
一般可归纳为单粒结构、蜂窝结构和絮状结构三种基本类型。
5.土的物理性质指标有哪些？哪些是直接测定的？如何测定？答：土的物理性质指标包括土的密度、土粒相对密度、土的含水量、土的干密度、土的饱和密度、土的有效密度、土的孔隙比和孔隙率等。
土的密度（通过环刀法测定）、土粒相对密度（通过比重瓶法测定）和土的含水量（通过烘干法测定）是直接测定的物理性质指标。
6.土的物理状态指标有哪些？答：对于无粘性土，土的物理状态指的是土的密实程度，对于粘性土则是指土的软硬程度，也称为粘性土的稠度。
描述砂土密实状态的指标有孔隙比和相对密度，描述粘性土的稠度状态的指标有液限、塑限、塑性指数和液性指数等。
《土力学》知识点总结
《土力学》知识点总结土力学（土木工程力学）是土木工程学中的一个重要分支，研究土体的力学性质和行为，为工程结构的设计、施工和维护提供依据。
下面是对土力学的知识点进行总结：一、土体的力学性质1.基本物理性质：包括土体的密度、含水量和孔隙度等。
2.英特尔以太网卡性质：包括土体的强度、变形特性和渗透性等。
3.变形特性：主要包括固结、压缩、膨胀和剪切等。
4.渗透特性：土体的渗透性是指水或气体通过土体的能力，主要影响土体的稳定性和渗透阻力。
5.特殊性质：热力学性质（热膨胀、热传导性等）、电性能（电阻率、电解质迁移等）和化学性能（酸碱性、腐蚀性等）等。
二、土体力学理论1.应力分布：土体中的应力分布受到多因素的影响，包括重力、土体的密度和孔隙度等。
2.应变特性：包括线弹性、松弛、蠕变和塑性等。
3.孔隙水力学：研究土体中的水分运动和水力特性，包括渗流、孔隙水压和渗透系数等。
4.孔隙水力固结和蠕变：研究土体中孔隙水位置和压力的变化对土体力学性质的影响。
5.刚性塑性力学：研究土体的强度和变形特性，包括内摩擦角、剪切强度和塑性指数等。
三、地基与基础工程1.增加地基承载力：通过加固地基、挖掘或替换土体等方法来提高土体的承载能力。
2.土的膨胀性：研究土体在含水量变化时的膨胀和收缩特性，对地基设计和施工起到重要作用。
3.土的稳定性：包括坡面稳定、边坡稳定和基坑的支护设计等。
4.地基沉降：研究地基在荷载作用下的沉降和沉降速度，对基础设计和施工起到重要作用。
四、土的试验与仪器设备1.土体取样与制样：包括岩土样品的卸样、取样和标本制作等。
2.土体力学试验：包括直剪试验、压缩试验和固结试验等，用于分析土体的强度和变形特性。
3.土体渗透性试验：包括渗透试验和渗透系数试验等，用于分析土体的渗透性和渗透阻力。
4.土体稳定性试验：包括坡度稳定试验和抗剪试验等，用于分析土体的稳定性和抗剪强度。
5.仪器设备：包括直剪仪、压实仪、渗透仪和测角仪等，用于方便进行土体力学试验。
土力学全知识点
土力学全知识点土力学是一门研究土的物理、化学和力学性质及其在工程中的应用的学科。
它对于土木工程、地质工程、水利工程等领域都具有重要的意义。
一、土的物理性质1、土的三相组成土是由固体颗粒、水和气体三相组成的。
固体颗粒构成土的骨架，水和气体填充在骨架的孔隙中。
固体颗粒的大小、形状和级配会影响土的性质。
颗粒越大，孔隙比越小，土的渗透性越强。
2、土的粒度成分土的粒度成分是指土中不同粒径颗粒的相对含量。
常用的粒度分析方法有筛分法和比重计法。
根据粒度成分，土可以分为碎石土、砂土、粉土和黏性土等。
3、土的三相比例指标包括土的密度、重度、含水量、孔隙比、孔隙率和饱和度等。
这些指标之间存在一定的关系，可以相互换算。
4、土的渗透性土的渗透性是指水在土孔隙中渗透的能力。
渗透系数是衡量渗透性的重要指标。
影响渗透性的因素有土的粒度成分、孔隙比、饱和度等。
5、土的压实性土的压实性是指在一定的压实能量作用下，土能够被压实的程度。
最优含水量是使土达到最大干密度时的含水量。
二、土的力学性质1、土的压缩性土在压力作用下体积缩小的性质称为压缩性。
压缩系数和压缩模量是衡量压缩性的指标。
地基的沉降计算通常基于土的压缩性指标。
2、土的抗剪强度土的抗剪强度是指土抵抗剪切破坏的能力。
库仑定律是描述土的抗剪强度的基本定律。
土的抗剪强度指标包括内摩擦角和黏聚力。
3、土的应力状态土中的应力包括自重应力和附加应力。
应力分布的规律对于地基的设计和分析非常重要。
三、土压力1、静止土压力当挡土墙静止不动时，墙后填土处于静止状态，此时作用在墙上的土压力称为静止土压力。
2、主动土压力当挡土墙在墙后填土的推力作用下向前移动，墙后填土达到极限平衡状态时，作用在墙上的土压力称为主动土压力。
3、被动土压力当挡土墙在外力作用下向后移动，墙后填土达到极限平衡状态时，作用在墙上的土压力称为被动土压力。
四、地基承载力1、地基承载力的概念地基承载力是指地基单位面积上所能承受的最大荷载。
土力学1-1 土力学及其特点(最新修改)
1590年: 伽利略在此塔做 自由落体实验 目前：塔向南倾斜，南北两端沉 降差1.80m，塔顶离中心线已达 5.27m，倾斜5.5°
原因： 地基持力层为粉砂，下面为粉土 和粘土层，强度低，变形大。
比 萨 斜 塔
绪论：为什么要学习土力学？
仁者乐山 智者乐水
处理措施
1838-1839：挖环形基坑卸载 1933-1935：基坑防水处理 基础环灌浆加固 1990年1月: 封闭 1992年7月：加固塔身，用压重 法和取土法进行地 基处理 目 前 : 已向游人开放。
仁者乐山 智者乐水
共发生各种险情6000余处
跌窝 1% 散浸 3%
崩岸 5% 其他 11% 漏洞 14% 脱坡 16%
管涌 50%
跌窝 散浸 崩岸 其他 漏洞 脱坡 管涌
98洪水长江堤防险情统计
绪论：为什么要学习土力学？
仁者乐山 智者乐水
1998年8月7日13:10发生管涌 险情，20分钟后，在堤外迎 水面找到2处进水口。 又过20分钟，防水墙后的土 堤突然塌陷出1个洞，5 m宽 的堤顶随即全部塌陷，并很 快形成宽约62m的溃口。
处理：事后在下面做了七十多个支撑于基岩上的混凝土墩， 使用388个50t千斤顶以及支撑系统，才把仓体逐渐纠正过来， 但其位置比原来降低了４米。
加拿大特朗斯康谷仓
绪论：为什么要学习土力学？
仁者乐山 智者乐水
1972年7月某日清晨，香港宝城路附近，两万立方米 残积土从山坡上下滑，巨大滑动体正好冲过一幢高 层住宅--宝城大厦，顷刻间宝城大厦被冲毁倒塌并 砸毁相邻一幢大楼一角约五层住宅。死亡６7人。 原因：山坡上残积土本身强度较低，加之雨水入渗 使其强度进一步大大降低，使得土体滑动力超过土 的强度，于是山坡土体发生滑动。
土力学(1)
土力学什么是土力学？土力学是研究土体力学性质和变形特性的科学。
土壤是由不同颗粒组成的固体颗粒堆积体，其内部存在着各种复杂的力学相互作用。
土力学主要研究土体的压缩性、剪切性、承载性等力学性质，以及土体的变形特性和力学行为。
土力学的重要性土力学在土木工程、岩土工程和地质工程等领域具有重要的应用价值。
它可以帮助人们了解土壤的力学性质，预测土壤的变形和破坏行为，从而指导相关工程的设计和施工。
例如，在基础工程中，土力学可以用来确定地基承载力和变形特性，从而确定合适的基础类型和尺寸。
在土木工程中，土力学可以用来设计土体的边坡稳定性，预测土体的沉降和变形，从而避免工程事故的发生。
土力学的基本概念土壤的物理性质土壤是由颗粒状固体颗粒、水和空气组成的多相体系。
土力学中的一些基本概念包括：•颗粒度分析：用来确定土壤颗粒的大小分布及其比例。
•母质和颗粒：土壤中的颗粒被称为土壤颗粒，而颗粒之间的空隙被称为母质。
•孔隙水和吸附水：土壤中的水分可以分为孔隙水和吸附水两部分。
孔隙水存在于母质中的空隙中，而吸附水附着在颗粒表面。
•含水率：指单位体积土壤中所含的水的质量。
•孔隙比和饱和度：分别指孔隙体积与土壤体积的比例和含水体积与孔隙体积的比例。
土壤的力学性质土壤是一个复杂的多相体系，具有一些特殊的力学性质，如：•压缩性：土壤在外界作用下会发生变形，压缩性是描述这种变形特性的力学性质。
主要包括固结和压缩模量。
•剪切性：土壤在受到剪切力作用时会发生剪切变形，剪切性是描述这种变形特性的力学性质。
主要包括剪切强度和剪切模量。
•承载性：土壤在承受外界载荷时能够承受的最大力量。
主要包括黏聚力和内摩擦角。
•渗透性：土壤对水的渗透能力。
主要由渗透系数来描述。
土壤的变形特性土壤在受到外界作用时会发生变形，变形特性是土力学研究的重要内容。
常见的土壤变形包括：•压缩变形：土壤在受到外界压力作用下发生的变形。
主要包括固结和沉降。
•剪切变形：土壤在受到剪切力作用下发生的变形。
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研究对象
单个弹性杆件（杆、轴、梁） 若干弹性杆件组成的杆件结构 弹性实体结构或板壳结构 不可压缩的连续流体（水） 天然的三相碎散堆积物 连续流体 碎散材料
连续固体
土力学与其他学科的比较
绪论：土及土力学有哪些特点？
仁者乐山 智者乐水
连续介质力学 的基本知识
描述碎散体 特性的理论
实验规律及工 程实践经验
案例总结（一）
绪论：为什么要学习土力学？
仁者乐山 智者乐水
1360年：再复工，至1370年竣工， 全塔共8层，高度为55m 1272年：复工，经6年，至7层， 高48m，再停工
1178年：至4层中，高约29m， 因倾斜停工
1173年：动工
比 萨 斜 塔
绪论：为什么要学习土力学？
仁者乐山 智者乐水
香港宝城滑坡
仁者乐山 智者乐水
香 港 宝 城 滑 坡 现 场
Early 1972 滑坡前
仁者乐山 智者乐水
July 1972 滑坡后
绪论：为什么要学习土力学？
仁者乐山 智者乐水
液化：松砂地基在振动荷载作用下丧失强度变
成流动状态的一种现象
神户码头：
地震引起大面积砂 土地基液化后产生 很大的侧向变形和 沉降，大量的建筑 物倒塌或遭到严重 损伤
• 非均匀性 • 各向异性 • 时空变异性
天然性 自然界的产物，
存在自然变异性
土体的特点
绪论：土及土力学有哪些特点？
仁者乐山 智者乐水
碎散性 三相性 天然性
• 渗透特性
• 变形特性
• 强度特性
物理力学 特性复杂
土体的特点
绪论：土及土力学有哪些特点？
仁者乐山 智者乐水
学科 理论力学 材料力学 结构力学 弹性力学 水力学 土力学 质点或刚体
绪论：为什么要学习土力学？
仁者乐山 智者乐水
美国Teton坝失事 98洪水长江堤防险情 沟后面板砂砾石坝溃坝
产生不均匀沉降。
处理：在四周建造圈桩排式地下
连续墙并对塔周围与塔基进行钻 孔注浆和打设树根桩加固塔身。
绪论：为什么要学习土力学？
仁者乐山 智者乐水
1986年：开工 1990年：人工岛完成 1994年：机场运营 面积：4370m×1250m
填筑量：180×106m3
平均厚度：33m
世界最大的人工岛
土的一般概念
绪论：什么是土？
仁者乐山 智者乐水
生物圈
大气圈 土壤圈
地下水
风化物
水圈
岩石圈
土壤是岩石圈、大气圈、水 圈和生物圈综合作用形成的 产物。其上界通常是绿色植 物层顶，下界达植物根分布 层。其垂直范围，恰好是岩 石圈的上层、大气圈的下层、 水圈及生物圈相互接触的地 方，是生物生命及人类生产 活动最集中的地方。
处理：事后在下面做了七十多个支撑于基岩上的混凝土墩， 使用388个50t千斤顶以及支撑系统，才把仓体逐渐纠正过来， 但其位置比原来降低了４米。
加拿大特朗斯康谷仓
绪论：为什么要学习土力学？
仁者乐山 智者乐水
1972年7月某日清晨，香港宝城路附近，两万立方米 残积土从山坡上下滑，巨大滑动体正好冲过一幢高 层住宅--宝城大厦，顷刻间宝城大厦被冲毁倒塌并 砸毁相邻一幢大楼一角约五层住宅。死亡６7人。 原因：山坡上残积土本身强度较低，加之雨水入渗 使其强度进一步大大降低，使得土体滑动力超过土 的强度，于是山坡土体发生滑动。
1590年: 伽利略在此塔做 自由落体实验 目前：塔向南倾斜，南北两端沉 降差1.80m，塔顶离中心线已达 5.27m，倾斜5.5°
原因： 地基持力层为粉砂，下面为粉土 和粘土层，强度低，变形大。
比 萨 斜 塔
绪论：为什么要学习土力学？
仁者乐山 智者乐水
处理措施
1838-1839：挖环形基坑卸载 1933-1935：基坑防水处理 基础环灌浆加固 1990年1月: 封闭 1992年7月：加固塔身，用压重 法和取土法进行地 基处理 目 前 : 已向游人开放。
土力学
研究土的渗透、变形和强度特性以及 与此有关的工程问题
土力学的特点
绪论：土及土力学有哪些特点？
仁者乐山 智者乐水
1773 Coulomb（后Mohr发展）：摩尔-库仑强度理 论 有关土力学的第一个理论 1776 Coulomb：库仑土压力理论 1856 Darcy：达西渗流 定律 1857 Rankine ：朗肯土压力理论 1920 Prandtl：普朗特极限力承载公式 1921-1923 Terzaghi：有效应力原理及固结理论 1925 Terzaghi ：出版《土力学》 土力学成为一门独立学科的标志 1936 第一届国际土力学及基础工程会议 1960’s后 现代土力学
土壤的剖面和形成
风蚀蘑菇
岩石因物理 风化作用破 碎，在重力 作用下堆积 到山脚
仁者乐山 智者乐水
高山下的冲积锥群
黄河冲积三角洲
土的形成过程
绪论：什么是土？
仁者乐山 智者乐水
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。
砾石料
卵 石
砂
萌 芽 时 期 古 典 时 期
现 代
土力学发展的历史
仁者乐山 智者乐水
课程绪论：土力学及其特点
什么是土？
土及土力学有哪些特点？ 为什么要学习土力学？ 土力学包括哪些内容？ 如何学好土力学？
绪论：为什么要学习土力学？
仁者乐山 智者乐水
土是工程中应用最广泛的建筑材料。由土层所 构成的广袤大地
粘
土
（人工破碎）
工程与土力学中的土
仁者乐山 智者乐水
课程绪论：土力学及其特点
什么是土？
土及土力学有哪些特点？ 为什么要学习土力学？ 土力学包括哪些内容？ 如何学好土力学？
绪论：土及土力学有哪些特点？
仁者乐山 智者乐水
一般固体：
可保持固定的形状
液体：
不具有特定的形状
土体（散粒）：
事故：
1913年9月开始装谷物， 至10月17日共装入3万多Ｔ 谷物，但此时发生破坏： • 1小时竖向沉降达30.5cm • 24小时倾斜26°53ˊ • 西端下沉7.32m 东端上抬1.52m • 上部钢混筒仓完好无损
加拿大特朗斯康谷仓
绪论：为什么要学习土力学？
2653
仁者乐山 智者乐水
失事后 1913.10.18
阪神大地震中的地基液化
绪论：为什么要学习土力学？
仁者乐山 智者乐水
地基液化造成的路面塌陷
阪神大地震中地基液化
绪论：为什么要学习土力学？
仁者乐山 智者乐水
1964年日本新泻地震地基的 大面积液化
绪论：为什么要学习土1971年11月9-11日
地点：神奈川县川崎市生
事故发生过程要点
仁者乐山 智者乐水
事 故 发 生 地 点
仁者乐山 智者乐水
关东壤土：风 化花岗岩上火
山灰堆积层
ρ=1.45 w=5%
倾角：30°
厚: 1.2～3m
现场泥石流实验布置简图
仁者乐山 智者乐水
试 验 现 场 照 片
仁者乐山 智者乐水
试 验 现 场 照 片
仁者乐山 智者乐水
绪论：为什么要学习土力学？
溃口原因：堤基管涌 焦点词汇：豆腐渣工程
九江大堤决口
绪论：为什么要学习土力学？
仁者乐山 智者乐水
位于青海省，高71 米，长265米，建
于1989年。
1993年8月7日突然 发生溃坝，瞬间冲
毁1000多户房舍， 288人丧生，上千 人受伤。
溃坝原因： 面板止水失效，下游坝体排水不畅， 造成坝坡失稳
沟后面板砂砾石坝
具有一定但不固 定的形状
土体的特点
绪论：土及土力学有哪些特点？
仁者乐山 智者乐水
碎散性 岩石风化或破
碎的产物，是 非连续体
• 受力以后易变形，强度低 • 体积变化主要是孔隙变化 • 剪切变形主要由颗粒相对 位移引起
三相性 固相-土骨架
液相-水 气相-空气
• 受力后由土骨架、孔隙 介质共同承担 • 相间存在复杂的相互作用 • 孔隙流体流动
可归结为与土有关的 变形问题
案例总结（二）
绪论：为什么要学习土力学？
仁者乐山 智者乐水
土坝， 高90m， 长1000m， 1975年建成
Teton 坝 （ 美 国 ）
次年6月失事
绪论：为什么要学习土力学？
仁者乐山 智者乐水
⑥ ⑤
③
② ①
Teton坝渗流破坏过程
仁者乐山 智者乐水
上午10:30
11：00
比 萨 斜 塔
绪论：为什么要学习土力学？
仁者乐山 智者乐水
苏州虎丘塔
概况：位于虎丘公园山顶，建于
宋太祖建隆二年(公元961年)。 塔高47.5m，平面呈八角形。
问题：塔身向东北方向严重倾斜，
塔顶离中心线达2.31m，底层塔 身发生不少裂缝，成为危险建筑 物。
原因：坐落于不均匀粉质粘土层，
仁者乐山 智者乐水
15人不幸遇难，11人受伤 死者当中 实验人员 参观者 报社记者 电视采访人员
1人 10人 1人 3人
事故伤亡情况
绪论：为什么要学习土力学？
仁者乐山 智者乐水
加拿大特朗斯康谷仓地基失稳 香港宝城滑坡 阪神等大地震中地基液化
泥石流室外试验事故
可归结为与土有关的 强度问题
11:30
11:57
绪论：为什么要学习土力学？
仁者乐山 智者乐水
损失