土质土力学
土质学与土力学
3、絮凝状结构：土粒或聚粒以边——边、边 ——面方式相联结在一起的结构形式（又称蜂窝状 结构）。这种结构具大孔隙，在外力作用下有较大 的变形。
4、土的结构性与灵敏度
土的性质由于其结构的破坏而改变的特性称为 qu 土的结构性。土的结构性用灵敏度表示：
St q0
灵敏度 St
低灵敏土 St=1~2
中等灵敏土 St=2~4
灵敏土 St=4~8
特别灵敏土 St=8~16
《土质学与土力学》多媒体课件
人防工程教研室 赵佩胜 制作
中 国 人 民 解 放 军 理 工 大 学 工 程 兵 工 程 学 院 多 媒 体 教 学 课 件
第四节 土的三相比例指标
土的三相（固相、液相、气相）组成物质在重量和体积
上的比例关系，反映出土的一些物理性质，如干湿、紧密等， 也可以间接地评价土的工程性质，可用三相图来表示土的物 质组成。 在三相图中，各相组成部分在重量和体积方面的关系如
Cu<5 Cu>10
土粒均匀，其级配不良 级配良好
3、三角坐标法
三角坐标可以表示三种粒组的含量，一般把土 粒分成砂粒、粉粒、粘粒三类。 利用几何上，等边三角形内任一点到三角形三 个边的垂直距离之和为一常数（图1-3）。
，
令：
h1 h 2 h 3 H 1 0 0 %
《土质学与土力学》多媒体课件
1、单粒结构：主要为碎石类土、砂类土等大颗粒土的 结构形式。
2、聚粒结构：若干个片状土粒以面——面方式聚合在 一起，形成较大的叠片状集合体。 据研究认为：较小的粘土颗粒为片状的，表面带负电荷，
边角断口处带正电荷。
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土质土力学03土的物理性质
环刀
3 土的物理性质
（3）饱和密度(重度)
sat
m Vv w s V
ma(0) mw m ms
sat sat g
A w W S
体积
Va Vw
Vv
V
Vs
volume
质量 mass
3 土的物理性质
（4）干密度（重度）
ms V
ma(0) mw m ms
d
A a W S
d sat
当土在天然状态下为干燥时，测得的密
度为干密度，饱和时（土处于地下水位 面附近及以下）为饱和密度。
3 土的物理性质
(6) 土的有效重度（浮重度） 当土浸没在水中时，其颗粒会受到浮力的作用，土体所受的 重力应扣除浮力。计算地下水位以下土层的自重应力时应当 考虑浮力的影响，此时采用有效重度计算。 有效重度是扣除浮力以后的颗粒所受重力与土的总体积之比， 用’表示，有效重度又称为浮重度（浮容重）。有效重度 除于重力加速度称为土的有效密度（浮密度），用’表示。 计算式为： m s g Vs w ' sat w V ms Vs w ' sat w sat 1
V
土的有效重度的影响因素与土的密度相同。
3 土的物理性质
2．土的含水性 土的含水性是指土的含水情况，说 明土的干湿程度。 可用土中含水的质量来表示，也可 用水充填孔隙的程度表示。
3 土的物理性质
(1) 土的天然含 水量（含水率）
ma(0) mw
mw 100% ms
用百分数表示 实测指标（烘干 法）
3 土的物理性质
土的工程性质主要指土的物理性质
土质学与土力学：第1章《绪言》PPT教学课件
本构关系模型、计算方法、计算机技术的应用。
第一章 绪言
Charles- Auguste de Coulomb (1736-1806) 法国科学家
土力学成为一门独立学科的 重要标志Terzaghi是土力学 的奠基人(1883-1963)
1776 1856 1857 1925 1936 1949
岩石风化 的产物
分散性
非连续介质
▽复杂性 ▽易变形 ▽分散性
第一章 绪言
1.3 土力学的发展和展望
1776年，库仑（Coulomb）提出挡土墙理论标志着土力学的开始； 1925年太沙基出版《土力学》，标志着土力学阶段； 研究土作为刚性体，弹性体的性质，代表理论为太沙基原理 、 有效应力原理、渗透固结理论和极限平衡理论
物理—力学性质及它们之间的相互关系
土的形成 与演化
土质学
三大特性的 理论和参数
连续介质力学 的理论与方法
土力学
分散介质力学 的理论与计算
土的变形、强度、稳定 以及与其有关的工程问题
第一章 绪言
1.2 土及其特点
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。
Coulomb 强度定律，土压力理论(1736-1806)) Darcy 定律 Rankine 新的土压力理论 Terzaghi 有效应力原理及渗透固结理论 第一届国际土力学及基础工程会议 中国土力学研究的兴起
第一章 绪言
土力学之父
Karl Von Terzaghi (1883-1963)
1925年，《土力学》 1943年，《理论土力学》
《土质学与土力学》
第一章 绪言 主讲教师: XXX
土质土力学
质量
重度一般在26～28.5kN/m3
比重瓶法 浮称法 浮力法 虹吸筒法
3、土的含水率：土中
水的质量与土粒质量之 比。
ma(0)
A
W S
V
a
Vv V Vs
mw
Vw
mw m w= × % 100 ms ms 土中水的质量 = × % 100 土中颗粒的质量
质量
体积 土的三相图
含水率的影响因素
土层所处的自然条件 土的空隙体积数量等
筛孔径（mm）
各级筛上的土粒质量 （g） 小于各级筛孔径的土 粒含量（％） 各粒组的土粒含量 （％）
2.0
100 90 10
1.0
100 80 25
0.5
250 55 30
0.25
300 20.1 底盘
50 10 100
解：（1）留在2.0mm筛上的土粒质量为100g，则小于2.0mm 的土粒质量为1000－100＝900g，小于2.0.mm的土粒含量为 900/1000＝90％；同理可得小于其它孔径的土粒含量。 （2）因小于2.0mm和小于1.0mm孔径的土粒含量90％和80％ ，可得2.0mm到1.0mm粒组的土粒含量0.90－0.80＝10％。
小土的渗透性。
第二节 土的颗粒特征
土的固体颗粒对土的性质的影响：矿物成分（前）、粒度成分 粒度：土粒大小是描述土的最直观和最简单的标准，将土粒 的大小称为粒度。 粒组：描述土的粒度的方法，随颗粒的大小不同，土具有不同 的性质，工程上常把大小相近的土粒合并为一个粒组。 划分粒组 的原则 在同一个粒组内，土的工程地质性质是相似的
ma(0) m mw ms
2、干密度（重度）：土的固体
颗粒质量（重力）与土的总体积
土质学与土力学
土质学与土力学
土质学是研究不同类型的土壤的性质、结构、性能和力学性质的科学，是地质学的一个分支。
土质学研究土壤的物理性质、化学性质、生物性质、结构和力学性质，它涉及到土壤的不稳定性、流变性、坡（角）能等问题，因此，作为一门集地质学、矿物学、化学、物理学、微生物学、工程学和农业生态学于一体的多学科交叉学科，土质学对工程施工提供了重要的理论支持。
土力学是建筑材料的分支，主要用于研究地基、桩基和建筑物的抗压和抗拉性能。
土力学的研究围绕土力的性质、力学模型、稳定性问题、变形、破坏等展开，它包括多种复杂的物理机制、力学原理和数学模型。
土力学的研究为提高土壤的工程性质、诊断其变形行为等提供了实践性的依据。
土质学和土力学是一体的，它们共同为土壤工程、建筑材料、基础设施和建筑物等提供了重要理论支持，它们对建筑结构在变形、破坏等方面的研究有重大影响。
通过对土壤力学特性和工程特性的研究，可以保证土壤不被破坏，从而确保建筑安全稳定。
土质学与土力学第1章土的物理性质及工程分类
第一章 土的物理性质及工程分类§1.1 §1.2 §1.3 §1.4 §1.5 §1.6 §1.7 土的形成 土的三相组成 土的结构和构造 土的三相比例指标 土的物理状态指标 土的工程分类 土的击实特性§1.1 土的形成土的形成示意图 岩石 地球风化搬运、 搬运、沉积土 地球31 风化物理风化 化学风化 生物风化地表或接近地表条件下，岩石、 在地表或接近地表条件下，岩石、矿 物发生机械破碎的过程。
物发生机械破碎的过程。
主要因素是 岩石的失重和温度变化， 岩石的失重和温度变化，岩石裂隙中 水的结冰等。
水的结冰等。
原生矿物 次生矿物在地表或接近地表条件下， 在地表或接近地表条件下， 岩石、 岩石、矿物发生化学变化并 生成新矿物的过程。
生成新矿物的过程。
主因是 水和氧，前者引起溶解、 水和氧，前者引起溶解、水 化，后者引起氧化等化学反 应。
动植物及微生物 引起的岩石风化。
动植物活动有 机 质物理风化5石灰岩里面 含有二氧化碳的水，渗入石灰岩隙缝中， 里面， 二氧化碳的水 在石灰岩里面，含有二氧化碳的水，渗入石灰岩隙缝中， 会溶解其中的碳酸钙。
这溶解了碳酸钙的水，从洞顶上滴下来时， 会溶解其中的碳酸钙。
这溶解了碳酸钙的水，从洞顶上滴下来时， 由於水分蒸发、二氧化碳逸出，使被溶解的钙质又变成固体(称为固化 称为固化)。
由於水分蒸发、二氧化碳逸出，使被溶解的钙质又变成固体 称为固化 。
由上而下逐渐增长而成的，称为“钟乳石 钟乳石”。
由上而下逐渐增长而成的，称为 钟乳石 。
化学风化62 搬运 由风力、水流、重力等完成 搬运—由风力 水流、 由风力、 沉积—残积 坡积、 残积、 3 沉积 残积、坡积、冲积等根据形成过程，可将土分为两大类： 根据形成过程，可将土分为两大类：残积土 无搬运母岩表层经风化作用破碎 成岩屑或细小颗粒后， 成岩屑或细小颗粒后， 未经搬运残留在原地的 堆积物运积土 有搬运风化所形成的土颗粒， 风化所形成的土颗粒， 受自然力的作用搬运到 远近不同的地点所沉积 的堆积物坡积土洪积物（层）断面 洪积物河流形成冲击土河床、河漫滩、 河床、河漫滩、阶地（平原河谷）冲击物 平原河谷）风积土风积土： 风积土：由风力带动土粒经过一段搬运距离后沉积下来 的堆积物。
土质学与土力学_绪论
剥蚀
搬运
沉积
土的主要特征： • 分散性：土是由固体颗粒及孔隙组成的分散体系，土粒间 无联结或有微弱的联结。 • 复杂性：土的性质与成因有关，各地的异差较大，其性质 极易受外界环境的变化（如温度、含水量等）的影响。 • 易变性：土的强度低，易变形。 由此产生： • 渗透性：水可在土的孔隙中流动。 • 压缩性：孔隙中水和气在受外力时可排出，孔隙体积减小。 • 抗剪性：孔隙中土粒的错位主要发生在联结处。
土质学理性质及工程分类 粘性土的物理化学性质 土中水的运动规律 土中应力计算 土的压缩及沉降计算 土的抗剪强度理论 挡土墙土压力计算 土坡稳定分析 地基承载力
土的动力特性
土的勘察及勘察报告
一、土质学及土力学的研究对象
土质学及土力学是一门研究土的细微观结构特性及其在 工程建筑荷载作用下的应力、变形、强度、渗流及长期稳定 性问题。 在工程建设中土作为不同的研究对象： •地基 •建筑材料 •介质（实际上是结构和荷载） 土是岩石风化后的松散沉积物，是具有土粒骨架孔隙特 性的松散介质。 土的形成： 岩石风化
随着生产力的提高和现代科学技术的不断发展，各学科 之间相互渗透、交叉、融合已成为现代科学技术发展的趋势。 本来土质学与土力学就密不可分，土质学从细微观研究土的 性质，土力学从宏观研究土的工程力学特性，所以本着微观 解释宏观，宏观指导微观的观点，我们的土质学与土力学才 能显示强大的生命力。同时该学科也还应该广泛的吸收现代 数学、测试技术等学科的先进成果，不断地充实强大该学科 的研究能力和范围，为国民经济建设服务。 另外，在基础工程和土力学也是密不可分，研究基础工 程，必涉及到大量的土力学问题，所以它们是一对孪生姐妹， 讲土力学必联系到基础工程，讲基础工程时，必用到土力学， 所以要学好土力学，必须参照基础工程的相关内容。
土质学与土力学,钱建固
土质学与土力学，钱建固土质学与土力学是土木工程学科中非常重要的两个分支。
土质学是研究土壤物理特性、化学性质和构造特征的学科，而土力学则是研究土壤力学特性和力学行为的学科。
这两个学科的研究成果对于土木工程的设计和施工具有重要的指导作用。
土质学研究的对象是土壤，土壤是由矿物质、有机质、水和空气组成的自然界的一种多相材料。
土壤的物理特性包括颗粒组成、孔隙结构和密度等；化学性质包括土壤的酸碱度、养分含量和有机质含量等；构造特征则包括土壤的均质性、层理性和颜色特征等。
土壤的物理特性决定了土壤的孔隙结构和水分运移特性，化学性质与土壤的肥力和环境影响有关，构造特征则反映了土壤的形成过程和堆积环境。
土力学是研究土壤力学特性和力学行为的学科。
土壤力学特性包括土壤的强度特性、变形特性、渗透特性和压缩特性等。
土壤的强度特性是指土壤的抗剪强度和抗压强度，是衡量土壤承载力的重要参数。
土壤的变形特性则研究土壤在外力作用下的变形行为，包括压缩变形、弯曲变形和剪切变形等。
土壤的渗透特性是指土壤的渗透能力和水分运移特性，它对于预测土壤的水文特性和地下水的补给能力很重要。
土壤的压缩特性研究土壤的压缩变形规律和孔隙水压力的变化规律，它对于土壤的沉降和基础的设计和施工具有重要的指导意义。
土质学和土力学相互联系，相辅相成。
土质学提供了土壤的基本性质和参数，为土力学的研究提供了基础数据。
土力学则研究了土壤的力学特性和行为规律，为土木工程的设计和施工提供了理论依据。
例如，土壤的强度特性决定了土壤的稳定性和可变性，对于土木工程的地基和基础工程设计具有重要的影响。
土壤的渗透特性决定了地下水的补给能力和土壤的排水能力，对于路基和堤坝的设计和施工也具有重要的影响。
钱建固是我国土力学和土质学的泰斗级专家，他对土质学和土力学的研究做出了重要的贡献。
他主持或参与了许多土力学和土质学方面的研究项目，取得了一系列的科研成果。
钱建固的研究成果不仅在国内具有重要的指导作用，在国际上也影响深远。
土质学和土力学课件
透水性很大，无粘性，毛细水上升高 度不超 过粒径大小
易透水，当混入云母等杂质时透水性 减小，而压缩性增加；无粘性，遇水不膨 胀，干燥时松散，毛细水上升高度不大， 随粒径变小而增大
粉粒 粘粒
粗 细
0.05～0.01 0.01～0.005
透水性小，湿时稍有粘性，遇水膨胀 小，干时稍有收缩，毛细水上升高度较大 较快，极易出现冻胀现象
土中水
土中水处于不同位置和温度条件下，可具 有不同旳物理状态——固态、液态、气态。液 态水是土中孔隙水旳主要存在状态，因其受土 粒表面双电层影响程度旳不同可分为结合水、 毛细水、重力水。后两者也称为非结合水（自
由水）。
水的类型
主要作用力
结合水
物理化学力
毛细水 非结合水
重力水
表面张力和重力 重力
1．结合水
土力学与土质学
(第1章）
第1章 土旳物理性质和工程分类
学习要求：
了解土旳成因和三相构成，掌握土旳物理性 质和物理状态指标旳定义、物理概念、计算公式 和单位。要求熟练地掌握物理指标旳三相换算。 了解地基土旳工程分类根据与精拟定名。
基本内容：
1.1 土旳形成与特征 1.2 土旳三相构成 1.3 土旳物理性质指标 1.4 土旳物理状态指标 1.5 土旳工程分类
化学风化——指岩石碎屑与空气、水和多种水溶液相接触， 经氧化、碳化和水化作用，变化原来矿物成份，形成新 旳矿物（次生矿物）。生成旳土为细粒土，粘性土。
生物风化——由动物、植物和人类对岩体旳破坏称~。
土旳构造和构造
1.定义： 指土颗粒旳大小、形状、表面特征， 相互排列及其联结关系旳综合特征。
2.分类：
水溶盐
●有有机高质岭石、伊利石和蒙脱石
土质学与土力学绪论
土力学武汉理工大学胡幼常Email: huyouchang@12土力学是研究土的力学土力学是研究土的力学，，它是力学的一个分支它是力学的一个分支，，其研究对象是土其研究对象是土。
一、土的工程定义土是地壳表层母岩经受强烈风化的产物土是地壳表层母岩经受强烈风化的产物，，是各种矿物颗粒的集合体是各种矿物颗粒的集合体。
二、土的基本特征1. 多孔性—土体内部存在大量孔隙土体内部存在大量孔隙。
2. 散体性—颗粒间的联结强度远低于颗粒本身的强度。
研究土的意义—所有的建筑都植根于岩土构成的地基之上之上，，因此有岩石力学和土力学此有岩石力学和土力学。
3三、土的用途1. 作为地基作为地基（（称为基土称为基土）：）：）：如房屋如房屋如房屋、、桥梁桥梁、、堤坝堤坝、、码头等的基础2. 作为建筑材料作为建筑材料（（称为土料称为土料）：）：）：如堤坝如堤坝如堤坝、、路堤等路堤等。
3. 作为建筑物的周围介质作为建筑物的周围介质：：如地下管道如地下管道、、隧道隧道、、地铁地铁、、沟渠等沟渠等。
四、土力学的任务利用力学知识利用力学知识，，运用试验手段运用试验手段，，研究土的强度研究土的强度、、变形的规律变形的规律。
4五、土力学的基本内容1. 土的物理性质2. 土的基本力学性质3. 土力学基本原理4. 用土力学分析和计算地基基础等工程问题5. 地基处理六、学习土力学应注意的问题1. 充分认识土的多孔性和散体性充分认识土的多孔性和散体性，，将土的力学特性与一般连续介质的力学特性区别开来介质的力学特性区别开来。
2. 土力学的理论尚未形成完善的力学体系完善的力学体系，，注意各种理论所作的基本假定的基本假定，，掌握其适用条件掌握其适用条件。
3. 注重试验的重要性注重试验的重要性，，掌握几种基本土工试验的操作方法和试验步骤试验步骤，，注意培养自己的试验操作技能和对试验现象进行分析和总结的能力分析和总结的能力。
5六、土力学发展简史1773年法国工程师Coulomb 发表论文发表论文《《极大极小准则在若干静力学问题中的应用学问题中的应用》》为开端为开端。
土质土力学02土的物质组成和结构
d10——mm
Cu、Cc是国际通用的指标，根据不均 匀系数、曲率系数进行土的级配分类：
当Cu5且1Cc3时，为级配良好的土， 即为非均粒土，表明土中各粒组的含 量相差不大，大小颗粒混杂，累计曲 线平缓；
若不能同时满足上述两个条件，则为 级配不良的土，即均粒土，颗粒大小 较均匀，累计曲线的中段显得陡直。
土类名称 漂石(块石)土 卵石(碎石)土
优点：可以清楚地说明各粒组的含量 缺点：大量土样进行对比时较困难
粒组（mm）
10-5 5-2 2-1 1-0.5 0.5-0.25 0.25-0.10 0.10-0.05 0.05-0.01 0.01-0.005 0.005-0.002 0.002
土样1 -
3.1 60. 14.4 405 26.0 9.0
累积含量百分比是指小于（或大于）某粒径的 所有土颗粒占全部土颗粒的质量百分比。
优点：便于多个土样的粒度成分对比； 缺点：当土样数量很多时，较烦乱，不易分辨。
累积百分含量xd（%）
d50
120 100
80 60 40 20
0
0.001
d10
粒度成分曲线 d50
d60 d60
系列1 系列2 系列3
-
粒度成分(以质量%计) 土样2 25.0 20.0 12.3 8.0 8.2 4.9 4.6 8.1 4.2 5.2 1.5
土样3 -
8.0 14.4 37.6 11.1 18.9 10.0
(2) 累计曲线法（粒径分布曲线图） 以粒径为横坐标，以小于某一粒径的累计百分 含量为纵坐标，建立直角坐标系，将试验结果 数据投到该坐标系中，得到两者之间的关系曲 线（累计曲线）。一般横坐标（粒径）采用对 数的形式，因此累计曲线为半对数曲线。
土质学与土力学实验报告
土质学与土力学实验报告一、引言土质学与土力学是土木工程领域中非常重要的两个学科，它们研究的是土壤物理性质和土壤力学特性。
土质学主要研究土壤的组成、结构、水分特性以及与土壤相关的其他性质；而土力学则关注土壤的力学行为，如承载能力、压缩性、剪切性等。
通过对土质学与土力学的实验研究，可以深入了解土壤的性质和行为，为土木工程的设计和施工提供科学依据。
二、实验目的本实验旨在通过对土质学与土力学的实验研究，掌握土壤的基本性质和力学特性，并通过实验数据的分析与解读，加深对土壤行为的理解。
三、实验内容1. 土壤颗粒分析实验：该实验主要通过筛分方法，将土壤按照颗粒大小进行分类，并计算出不同颗粒级配的百分比。
通过该实验可以了解土壤的颗粒组成及其分布特点。
2. 液塑限实验：该实验主要通过塑限试验和液限试验，确定土壤的塑性指数和液性指数，从而评价土壤的塑性和液性特征。
3. 压缩特性实验：该实验主要通过压缩试验，研究土壤的压缩性质，包括压缩曲线、压缩系数等。
通过该实验可以了解土壤在不同应力条件下的变形行为。
4. 剪切强度实验：该实验主要通过直剪试验或剪切箱试验，研究土壤的剪切强度特性，包括剪切强度参数、剪切曲线等。
通过该实验可以了解土壤在受到剪切力作用时的变形和破坏行为。
四、实验结果与分析1. 土壤颗粒分析实验结果：根据实验数据，可以统计出土壤的颗粒级配曲线，并计算出不同级配的百分比。
通过分析曲线和百分比数据，可以判断土壤的颗粒组成及其分布特点，进而评价土壤的工程性质。
2. 液塑限实验结果：根据塑限试验和液限试验的数据，可以计算出土壤的塑性指数和液性指数。
通过这些指数的计算，可以判断土壤的塑性和液性特征，为土壤的工程应用提供参考。
3. 压缩特性实验结果：通过压缩试验得到的压缩曲线和压缩系数等数据，可以分析土壤在不同应力条件下的变形行为。
这些数据可以用于土壤的沉降计算和地基设计等方面。
4. 剪切强度实验结果：通过直剪试验或剪切箱试验得到的剪切强度参数和剪切曲线等数据，可以评价土壤的剪切强度特性，并分析土壤在受到剪切力作用时的变形和破坏行为。
土质学与土力学,钱建固
土质学与土力学，钱建固土质学与土力学是土木工程中非常重要的两个学科，它们的研究内容与工程实践密切相关，为工程建设提供了基础和保障。
钱建固是中国土力学的开创者和奠基人，为土木工程的发展做出了巨大贡献。
土质学是研究土壤成分、结构、物理性质、化学性质以及土壤的形成和变异规律的学科。
土壤是地壳外围的一层薄壳，由岩石分解而成，其中含有有机物质、矿物质和水分。
土壤的性质和构造对工程建设具有重要影响，因此对土壤进行详细的研究和分析是工程设计的基础。
土力学是研究土壤力学性质和土壤与结构物之间相互作用的学科。
土壤具有较差的力学性质，容易发生塌陷、滑动、液化等问题，对工程建设产生很大的威胁。
土力学通过对土壤力学特性的研究，为工程设计和施工提供了理论基础和技术支持。
钱建固是中国土力学的奠基人，他提出了土力学的一系列基本理论和方法，为土木工程的发展做出了重要贡献。
土质学和土力学的研究成果在实际工程中得到了广泛应用。
例如，在房屋建设中，土壤的稳定性和承载力是决定建筑物安全性的关键因素。
通过对土壤的详细调查和测试，可以确定土壤的物理性质、力学性质和变形特性，从而指导土建工程的设计和施工。
另外，在公路和桥梁的建设中，土壤的稳定性和承载力同样是重要考虑因素。
通过土壤力学的研究，可以确定土壤的抗剪强度和压缩性能，为工程设计提供可靠的数据。
钱建固的研究成果使得土力学在桥梁工程中得到了广泛应用，为桥梁的设计和施工提供了科学依据。
钱建固的贡献不仅止于理论研究，还涉及工程实践和教育培养。
他在土力学领域的开创性工作和教学方法的创新，为土木工程领域人才的培养和学科的发展做出了重要贡献。
他的学术精神和奉献精神是每一位土木工程师应该学习的榜样。
综上所述，土质学与土力学是土木工程领域中非常重要的学科，它们的研究内容与工程实践密切相关，为工程建设提供了基础和保障。
钱建固是中国土力学的开创者和奠基人，通过提出一系列基本理论和方法，为土木工程的发展做出了巨大贡献。
土质与土力学考试知识点
土质土力学第一章土是有固体颗粒、水、气体三部分组成。
土的固相物质包括无机矿物颗粒和有机质，是构成土的骨架的最基本的物质。
土中的无机矿物成分又可以分为原生矿物和次生矿物。
原生矿物是岩浆在冷凝的过程中形成的矿物，如石英、长石、云母等。
次生矿物是将原生矿物经过化学风化作用所形成的新的矿物，如三氧化二铝、三氧化二铁、次生二氧化硅、黏土矿物以及碳酸盐等。
黏土矿物的主要代表是高岭石、伊利石和蒙脱石。
黏土的颗粒越细，表面积越大，亲水能力就越强，对土的工程性质的影响就会越大。
土的液相是存在于土孔隙中的水。
按照水与土的相互作用的强弱，可将土中的水分为结合水和自由水两大类。
结合水是处于土颗粒表面的水，受到表面引力的作用而不服从静水力学规律，其冰点是低于零度的。
结合水又分为强结合水和弱结合水。
自由水包括毛细水和重力水。
天然土的粒径一般是连续的，为了描述方便，工程上常把大小相近的土粒合并为组，称为粒组。
卵石粒组与砾石粒组的分界粒径是60m m,黏粒与粉粒的分界粒径为0.002mm 或者为0.005mm。
常用的土的颗粒级配表示方法有表格法、累计曲线法和三角坐标法。
累计曲线法是一种图示的表示方法,常用对数纸绘制,横坐标表示某一粒径,纵坐标表示小于某一粒径的土粒的百分含量。
在累计曲线上,可以确定两个指标描述土的级配,不均匀系数和曲率系数。
土颗粒的分析方法：颗分试验，可分为筛分法和沉降分析法。
对于粒径大于0.075的土粒可采用筛分析方法，对于小于0.075的土粒则必须用沉降分析方法来分析土的颗粒组成情况。
土的三相比例指标：试验指标和换算指标试验指标：土的密度、土粒比重和土的含水率换算指标：土的干密度、土的饱和密度、土的有效重度、土的孔隙比、土的孔隙率和土的饱和度。
塑限和液限在国际上统称为阿太堡界限。
测定黏性土的塑限指数的试验方法是滚搓法。
采用圆锥仪法测定液限。
塑性指数公式：IP WL WP液限指数公式：IL W WPIPemax eemax emin砂土的相对密度：Dr砂土的相对密度是砂土处于最疏松状态的空隙比与天然状态孔隙比之差和最疏松的状态稍微孔隙比与最紧密状态的孔隙比之差的比值。
土质土力学实验指导书
土质土力学实验指导书
（1）土的含水率实验
了解测试土的含水率的方法及适用条件，掌握烘干法、酒精燃烧法测试土的含水率。
（2）土的液塑限实验
掌握用光电式液塑限联合测定仪测定土的锥入深度h并测出土的相应含水率w，在双对数坐标纸上画出h—w关系图，得出土的液限与塑限，并会运用塑性图对细粒土进行分类。
（3）土的密度实验
了解测试土的密度的各种方法及适用条件，掌握环刀法测土的密度。
（4）土的固结（压缩）实验
掌握用固结仪测试土在各级荷载下的压缩变形，学会画e—P曲线，并用α1—2评价土的压缩性。
土的固结压缩实验为一综合性实验，由于课时所限，含水率实验内容应在第一次实验课内完全掌握。
该实验内容涉及到本门课程的多章内容，确定的实验指标较多，包括土的密度、、土的颗粒密度、土的孔隙比、土的压缩指数、土的压缩模量、土的压缩系数等，并用压缩模量、压缩系数对土的压缩性进行评价。
（5）土的直剪实验
掌握用直剪仪对土进行剪切，测试不同压力下土的抗剪强度，画出S—P图，求得土的抗剪强度指标粘聚力C及摩擦角φ，如时间允许，进行三轴实验的原理讲解与演示。
（6）土的击实实验
掌握标准击实仪的操作方法，画出击实曲线，求出土的最大干密度与最佳含水率。
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（6）土的击实实验
掌握标准击实仪的操作方法，画出击实曲线，求出土的最大干密度与最佳含水率。
土质与土力学
土质与土力学土质与土力学是土木工程中重要的概念，它们对于建筑物的稳定性和土地利用的合理性具有重要的影响。
土质是指土壤的物理和化学性质，包括颗粒组成、结构、含水量和孔隙度等。
土力学则研究土壤受力行为，包括土壤的承载力、剪切强度和变形性能等。
土质是土壤的重要特征之一，它决定了土壤的物理性质和化学性质。
土壤由不同大小的颗粒组成，包括砂、粉砂、粘土和有机质等。
这些颗粒的组合方式和相互之间的作用力决定了土壤的结构。
土壤的含水量和孔隙度也是土质的重要指标，它们影响着土壤的透水性和贮水性能。
土壤的颗粒组成和结构会影响土壤的透气性和保肥能力，而含水量和孔隙度则影响着土壤的保水能力和排水性能。
土壤受力行为是土力学的研究对象。
土壤在受到荷载或其他外力作用时会产生变形和破坏。
土壤的承载力是指土壤能够承受的最大荷载，它是设计建筑物基础的重要参数。
土壤的剪切强度是指土壤在受到剪切力作用时抵抗剪切破坏的能力，它影响着土壤的稳定性和抗滑性能。
土壤的变形性能是指土壤在受力后产生的变形和沉降，它对于建筑物的稳定性和土地利用的合理性具有重要的影响。
土质与土力学的研究对于土木工程的设计和施工具有重要的指导意义。
通过对土壤的物理和化学性质进行分析和测试，可以确定土壤的工程性质，为工程设计提供基础数据。
土力学的研究可以预测土壤在受力后的变形和破坏行为，为工程结构的设计和施工提供支持和保障。
而对土壤的合理利用和保护也是土质与土力学研究的重要内容，它关系到土地资源的可持续利用和环境的保护。
土质与土力学是土木工程中不可或缺的重要学科，它们的研究对于建筑物的稳定性和土地利用的合理性具有重要的影响。
通过对土壤的物理和化学性质的研究，可以确定土壤的工程性质，为工程设计提供基础数据。
土力学的研究可以预测土壤在受力后的变形和破坏行为，为工程结构的设计和施工提供支持和保障。
同时，对土壤的合理利用和保护也是土质与土力学研究的重要内容，它关系到土地资源的可持续利用和环境的保护。
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土的工程性质:分散性、易变性、复杂性。
●饱和土：除了土颗粒外所有的空隙都由水填满的土。
●结合水：当土与水相互作用时土粒会吸附一部分水分子在土粒表面形成一定厚度的水膜成为结合水。
●结合水特点1受土粒表面引力控制不符合静水力学规律自由流动2气节冰点低于零度3密度粘滞度比正常水高●粒组界限值：巨粒组与粗粒组60mm 粗粒组与细粒组0.075mm 砾与砂2mm●粒度：土的大小称为粒度。
●土粒大小的分析法：筛分法（〉0.075mm）沉降分析法（〈0.075mm）●粒组：在工程上常把大小相近的土合并为组。
●粒度成分：土中各种不同粒组的相对含量。
●粒度成分表示方法：表格法、累计曲线法、三角坐标法●土的塑性指标：液限WL：土从液态向塑性状态过渡的界限含水量塑限WP：土由可塑状态向脆性状态过渡的界限含水量。
塑性指数IP=WL-WP粘性土的塑性大小，可用土处于塑性状态的含水率变化范围来衡量，该范围即液限与塑限之差值，称为塑性指数。
液性指数IL= 一个能够表示天然含水率与界限含水率关系的指标，即液性指数→W= 土处于液限→W= 土处于塑限状态→可塑状态土的工程分类依据:1、土的颗粒组成特征。
2、土的塑性指标（）3、土中有机质存在情况●毛细性：土能够产生毛细现象的性质称为毛细性。
●毛细现象：土中水在表面张力作用下向土及其他方向移动的现象。
●土层中的毛细水带的三个分类：1，正常毛细水带；2、毛细网状水带；3、毛细悬挂水带●流砂现象：若水的渗流方向自下而上，党向上的动力水与土的浮容重相等时，土颗粒间的压力为零，土颗粒将处于悬浮状态而失去稳定，这种现象成为流砂现象。
●管涌：水在砂系土中渗透时，土中一些细小颗粒在动土力的作用下，可能通过粗颗粒的孔隙被水带走，称为管涌。
●冻土：在冰冻季节因大气复温影响使土中水分冻结成冻土。
●冻土现象：在冻土地区，随着土中水的冻结和融化会发生一些独特的现象称为冻土现象。
●冻土分类：季节冻土：隔年冻土；多年冻土●影响冻胀原因：土的因素；水的因素；温度因素●先期固结压力：土层历史上所曾经承受过的最大固结压力。
土的压缩性是指在外力作用下土体积缩小的性质，特点：1、土颗粒的体积不变，土的压缩主要由于孔隙的体积减小引起的;2、由于孔隙水的排出与时间有关，所以土的压缩量随着时间在增长。
●自重应力：由土体的重力产生的应力●附加应力：由外荷载的作用在土中产生的压力增加。
●土压力的类型：1、静止土压力：如果挡土墙静止不动，在土压力的作用下不向任何方向发生移动或转动，此时作用在墙背面上的土压力称为静止土压力。
2、主动土压力：如果挡土墙向离开土体的方向移动或转动，墙后土压力逐渐减小。
当位移达到一定值时，墙后土体即将出现滑裂面，此时….3、被动土压力：挡土墙在外荷载作用下，向墙背方向移动或转动时，墙挤压土体，墙后土压力逐渐增大，当达到某一位移时，土体即将上隆，此时土压力达到最大值，该土压为…●静止土压力假定条件：1、墙背竖直；2墙背的填土处于弹性平衡状态；3、墙后填土水平。
●郎金土压力理论假定条件：1、墙背竖直；2墙背光滑；3、填土水平●库伦土压力理论假定条件：1、墙后填土为均匀砂性土；2、华东破裂面通过墙角的两组平面；3、滑动土体为楔形的刚性体●土坡稳定的目的：检验所设计的土坡断面是否安全与合理●土坡稳定分析的方法：土坡稳定安全系数K=●击实实验目的：确定最佳含水量和最大干密度。
●简答题(判断级配)如何用累计曲线法判断土地级配状况？答：1、如果曲线缓：土粒分布范围广，土粒不均匀，级配良好：如果曲线陡：土粒分布范围窄，土粒均匀，级配差。
2、可用级配指标来判断土的级配状况：不均匀系数CU〉5（CU= ）曲率系数Cc=1～3(Cc= )为级配良好的土●管涌与流砂的区别？1、发生位置不同：流砂发生在土体表层渗流一出处管涌可以发生在土体表面渗流溢出处，也可以发生在土体内部2、产生原因不同：向上的动水力与土的浮容重相等细小的颗粒被水流带走3、发生地土体不同：流砂主要发生在细砂、粉砂及轻亚黏土中管涌只发生在砂性土中●（附加分布）简述集中荷载作用下附加应力的分布？答：1、在半无限土体内，沿着集中力作用线上值随深度增加而急骤减小在半无限土体内，任一水平面上，随着与集中力作用点距离的增大，值迅速减小在半无限土体内，在不通过集中力作用线的任一竖直抛面上，值随着深度的增加其变化情况为，先从0开始增加，在某一深度处达到最大值然后又减少。
●（库朗区别）？1、假设条件不同：朗金理论：1、墙背竖直；2墙背光滑；3、填土水平库仑理论：1、墙后填土为均匀砂性土；2、滑动破裂面通过墙角的两组平面；3、滑动土体为楔形的刚性体2、求土压力的方法不同：朗金：是从土体处于极限平衡状态时的应力情况出发，利用应力圆与破坏线相切的应力大小求解的。
库仑：是根据刚性滑动土体的静力平衡条件，利用正弦定律求解的。
3、适用范围不同：朗金：多使用于档土桩，板桩，锚桩，深井和刚性桩的土压力计算。
库仑：适用于俯斜式、仰式、重力式挡土墙以及墙填土面倾斜等情况挡土墙的设计。
2计算的结果：用朗金理论由于忽略墙背与填土之间的影响计算结果，主动土压力的计算结果比昆仑偏大，被动土压力计算结果比库仑偏小。
●土坡滑动失稳的原因？答：1、外届力的作用破坏了土体内原有的应力平衡2、土的抗剪强度由于外界各种因素的影响而降低，促使土坡失稳破坏。
●（渗透因素）影响土渗透性的因素？答：1、土的颗粒及矿物成分：土颗粒越大，越浑圆，越均匀，渗透性越好。
2、结合土膜厚度：厚度越大渗透性越小。
3、土的结构构造4、土中气体：密封的气体●（有效应力）有效应力原理的内容？土的有效应力等于总应力减去孔隙水压力1土的有效应力控制着土的变形和强度性能●（偏载分布）偏心荷载作用时，基地压力如何分布？答：偏心荷载作用时，基底压力按偏心受压公式计算(1- ) (1+ ) 1、当e＜b/6时Pmin＞0 基底压力呈梯形分布2、当e=b/6时Pmin＝0 基底压力呈三角形分布3.、当e＞b/6时Pmin＜0 基底产生的应力重新分布●土的颗粒分析方法可分为筛分析法和静水沉降法●常用的粒度表示方法有：表格法、累计曲线法、三角坐标法●土的粒度成分是指土中各种不同粒组的相对含量。
●土的性质有：分散性、易变性、复杂性。
●《公路土工试验规程》所列的分类标准，其分类依据为：1.土颗粒组成特征2.土的塑性指标：液限wl、塑限wp和塑性指数Ip。
3.土中有机质的存在情况。
●土的毛细现象是是指土能够产生毛细现象的性质。
土的毛细现象是指土中水在表面张力作用下，沿着细的孔隙向上及向其他方向移动的现象。
这种细微孔隙中的水被称为毛细水●土中的毛细水可划分为三个水带：正常毛细水带、毛细网状水带、毛细悬挂水带。
●冻土现象是由冻结及其融化两种作用引起的。
某些细粒土层在冻结时，往往会发生土层体膨胀，使地面隆启成丘，即所谓冻胀现象●土的冻胀机理（原因）：水冻结成冰体积膨胀。
冻结时土中水分向冻结区迁移和集聚的结果。
●影响冻胀的因素：1，土的因素。
冻胀现象常发生在细粒土中，特别是粉土、粉质黏土和粉沙等，冻结时水分迁移集聚最为强烈，冻胀现象严重。
2水的因素。
当冻结区附近地下水位较高，毛细水上升高度能够达到或接近冻结线，使冻结区能得到外部水源的不给时，将发生比较强烈的冻胀现象3，温度的因素。
当气温缓慢下降，冷却强度小，但负温持续的时间较长，则就能促使未冻结区水分不断的向冻结去迁移集聚，在中形成冰夹层，出现明显的冻胀现象●分层总和法计算地基最终沉降量的基本原理与步骤（10分）。
基本原理：（1）假设土层只发生竖向压缩变形，设备侧向变形，因此可用室内侧限压缩试验得到的参数（e,a,Es）计算沉降量；（2）按土的特性、应力状态及地下水位将地基可能受到的压缩层分为若干层，分别计算各分层的沉降量Si；（3）将各分层的沉降量按下式总和起来得地基最终沉降量。
求解步骤：（1）计算与绘制基础中心点下地基中的自重应力与附加应力分布曲线。
（2）分层计算变形量（3）确定受压层下限、计算最终沉降量。
●何谓土的不均匀系数？写出其表达式并加以解释。
其工程意义如何？土的不均匀系数是指工程上用来反映颗粒级配的不均匀程度的一个量，用CU或CC表示。
其计算表达式为：CU=d60/d10式中：d60--小于某粒径的土粒质量占土总质量60%时的粒径，该粒径称为限定粒径；d10--小于某粒径的土粒质量占土总质量10%时的粒径，该粒径称为有效粒径。
工程上，把CU<5的土看作均匀的，即级配不好，把CU>10的土看作不均匀，即级配良好。
在填土工程中，可根据不均匀系数CU值来选择土料，CU较大的土，颗粒不均匀，可获得较大的密实度，也易于夯实。
●土中应力是指土体在本身重力作用下产生的自重应力。
建筑物荷载或其他外荷载引起的附加应力、土中渗透水流引起的渗流应力等。
自重应力是由土体自身重量所产生的应力。
附加应力是由外部和在在土中产生的应力增量+-●基础按刚度可分为柔性基础和刚性基础。
柔性基础是假定基础没有任何抗弯刚度，实际工程中石不存在的。
柔性基础的底面压力分布与作用的荷载分布形状相同。
刚性基础是假定基础抗弯度为无穷大，在外荷载作用下，基础不变形。
刚性基础的基地压力分布图形和作用的荷载大小有关●p-s曲线由三个阶段组成。
1压密阶段2塑性变形阶段3破坏阶段●普朗特尔三个假设：（1）假定均质土体，并且不考虑图的重力，（2）假定基底光滑。
（3）对于埋藏深度小于基础宽度的浅基础，把基地平面当成地基表面●确定地基容许承载力三种方法？1根据载荷试验的p-s曲线来确定承载力的基本值，在经过修正确承载力设计值。
2根据地基承载力理论公式确定。
根据设计规范确定。
●临塑荷载时指在外部荷载的作用下，地基中刚开始出现塑性变形区时，相应得的基地底底面积上所承受的荷载。
临界荷载是指途中塑性区开展到不同深度时，其相应的荷载。
●整体剪切破坏常发生在浅埋基础下的密沙或硬粘土等坚实地基中。
局部剪切破坏常发生于中等密实砂土中。
刺入剪切破坏发生在松砂及软土中。
●影响土的渗透系数的主要因素（1）土的力度成分及矿物成分。
土的颗粒成分大小、形状及级配影响土中孔隙大小及其形状，因而影响土的渗透性。
土颗粒越粗、越浑圆、越均匀时，渗透性就大。
（2）结合水膜厚度。
结合水膜较厚时，会阻塞土的孔隙，减低土的渗透性。
（3）土的结构构造4.土的粘滞度5土中气体●临塑荷载时指在外部荷载的作用下，地基中刚开始出现塑性变形区时，相应得的基地底底面积上所承受的荷载。
临界荷载是指途中塑性区开展到不同深度时，其相应的荷载。
●土坡的滑动失稳的原因：1外界的作用破坏了土体内原来的应力平衡状态。
2土的抗剪强度由于受到外界各种因素的影响而降低，促使土坡试问破坏。