武汉理工.考研《土力学》课本精华赵明华电子版

土力学与基础工程

第二章、.图的性质及工程分类

2.1概述

1．土的三相体系：固相（固体颗粒）、液相（土中水）、气相(气体)。饱和土为二相体：固相、液相。

2．2土的三相组成及土的结构

2.2.1土的固体颗粒（固相）

1.、高岭石：水稳性好，可塑性低，压缩性低，亲水性差，稳定性最好。

2、（1）、土的颗粒级配曲线：横坐标：土的粒径（mm），为对数坐标；纵坐标：小于

某粒径的土粒质量百分数（%），常数指标。

（2）、.由曲线的形态可评定土颗粒大小的均匀程度。曲线平缓则表示粒径大小相差悬殊，颗粒不均匀，级配良好；反之，颗粒均匀，级配不良。

3、工程中用不均匀系数C U和曲率系数C C来反映土颗粒级配的不均匀程度

C U=d60/d10;C C=(d30)2/(d10×d60)

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。

2.2.2土中水和气

1．土中液态水分为结合水和自由水两大类。

2.土中气体：粗颗粒中常见与大气相连通的空气，它对土的工程性质影响不大；在

细颗粒中则存在与大气隔绝的封闭气泡，使土在外力作用下压缩性提高，透水性降低，对土的工程性质影响较大。

2.2.3土的结构和构造

1土的构造最主要特征就是成层性，即层理构造。

2.3土的物理性质指标（都很重要，建议整节复习，不赘述）会做P19例2.1

2.4无黏性土的密实度

1、影响砂、卵石等无黏性土工程性质的主要因素是密实度。

2、相对密实度（1）D r=(e max-e)/(e max-e min)

e天然空隙比；e max最大空隙比（土处于最松散状态的e）；e min最小空隙比（土

处于最紧密状态的e）

（2）相对密实度的值介于0—1之间，值越大，表示越密实。

2.5黏性土的物理特性

2.5.1黏性土的界限含水量

1、黏性土从一种状态转变为另一种状态的分界含水量称为界限含水量（掌握上图）

2.5.2黏性土的塑性指数和液性指数

1、（1）塑性指数I p= w L -w p (w L:液限；w p塑限)

（2）、塑性指数习惯上用不带“%”的百分数表示。

（3）、I p越大，表明土的颗粒越细，土的黏粒或亲水矿物（如蒙脱石）含量越高，土处在可塑状态的含水量变化范围就越大。（判断题）

（4）、塑性指数常作为工程上对黏性土进行分类的依据。

2、（1）液性指数I L=(w-w p)/(w L-w p)=(w-w p)/I p 。用小数表示。w为天然含水

量。（2）、可以利用I L来表示黏性土所处的软硬状态（判断题）

2.5.3黏性土的灵敏度和触变性

1、天然状态下的黏性土，由于地质历史作用常具有一定的结构性。工程上常用灵敏

度S t来衡量黏性土结构性对强度的影响。S t=q u/q u’

qu,qu’----分别为原状土和重塑土式样的无侧限抗压强度。

2、土的灵敏度越高，其结构性越强，受扰动后土的强度降低就越明显。

3、与结构性相反的是土的触变性。黏性土结构遭到破坏，强度降低，但随时间发展

土体强度恢复的胶体化学性质称为土的触变性。

2.6土的渗透及渗流

1、水透过土空隙流动的现象，称为渗透或渗流，而土被水透过的的性质，称为土的

渗透性。

2.6.1土的渗透性

1、达西定律v=ki 得到的结论：渗透速度=土的渗透系数×水力梯度或水力坡降

2.6.3动水力及渗流破坏

1、流砂或流土：当动水力的数值等于或大于土的浮重度时（即向上的动水力克服了土粒向下的重力时），土体发生浮起而随水流动的现象。（名词解释）

2、管涌：当地下水流动的水力坡降i很大时，水流由层流变为紊流，此时渗流力将土体粗粒孔隙中充填的细粒土带走，最终导致土体内形成贯通的渗流管道，造成土体塌陷，这种现象称为管涌。（名词解释）

2.7土的压实性及动力特性

2.7.1土的压实原理

1、在一定的压实功（能）下使土最容易压实，并能达到最大密实度的含水量称为土的最优（或最佳）含水量，用w op表示。与其相对应的干密度则成为最大干密度，以ρdmax表示。

2.7.2击实试验及其影响因素

1、击实曲线的特点：（结合P33图2.40理解记忆）

①峰值。只有当土的含水量达到最优含水量时，才能达到这个峰值ρdmax

②击实曲线位于理论饱和曲线左边。

③击实曲线的形态。

2、只有在适当含水量的情况下，土才能达到比较好的压实效果。

2.7.3土的振动液化

1、土体液化是指饱和状态砂土或粉土在一定强度的动荷载作用下表现出类似液体性

质而完全丧失承载力的现象。（可能名词解释）

2.8地基土（岩）的工程分类

2.8.7特殊土（必考）

1、软土的特性：孔隙比大（e≥1），天然含水量高（w≥w L）、压缩性高、强度低和具有灵敏性、结构性。为不良地基。包括淤泥、淤泥质黏性土、淤泥质粉土等。

2、淤泥和淤泥质土是工程建设中经常遇到的软土。

当黏性土的w≥w L，e≥1.5时称为淤泥；

当w≥w L， 1.5＞e≥1.0时称为淤泥质土。

附：上课复习题

一、是非题

1、若土的颗粒级配曲线较平缓，则表示粒径相差悬殊，土粒级配良好。√

2、土的相对密实度越大，表示该土越密实。√

3、当某土样的含水量在缩限和塑限之间时，土处于可塑状态。×

4、黏性土的塑性指数越大，说明黏性土处于可塑状态的含水量变化范围越大。√

5、液性指数是指无黏性土的天然含水量和塑限的差值与塑性指数之比。×

6、甲土的饱和度大于乙土的饱和度，则甲土的含水量就一定高于乙土的含水量。

×

7、颗粒级配曲线平缓，表明粒径大小相差较多，土粒不均匀；曲线较陡，表明土

粒大小相差不多，土粒较均匀。√

8、土的灵敏度越高，其结构性越强，工程性质就越好。×

9、土的灵敏度定义为：原状土的无侧限抗压强度与经重塑后的土体无侧线抗压强

度之比。√

10、天然孔隙比大于或等于1.5的黏性土称为淤泥质土。×

二、选择题（填空题形式）

1、若甲乙两种图的不均匀系数相同，则两种土限定粒径与有效粒径之比值相同。

2、黏性土的塑性指数越大，表示土的黏粒含量越高。

3、下列黏土矿物中，亲水性最强的是蒙脱石。

4、土的三个基本试验指标是天然密度、含水量和土粒相对密度。

5、若土的颗粒级配曲线很陡，则表示土粒较均匀。

6、不同状态下同一种土的重度由大到小的排列顺序γsat＞γ＞γd＞γ’.

7、某砂土的天然孔隙比与其所能达到的最大空隙比相等，则该土处于最松散状态。

8、对无黏性土的工程性质影响最大的因素是密实度。

9、无黏性土，随着孔隙比的增大，它的物理状态是趋向松散。

10、黏性土以塑限指数I p的大小来进行分类时，当I p大于17为黏土。（超了，

应该不会考，书上没有，百度知道，10到17之间为粉质黏土）

11、对黏性土进行分类定名的依据是塑性指数。

第三章、土中应力计算（无计算）

3.1土的自重应力