工程地质和土力学公式
工程地质及土力学
工程地质及土力学工程地质及土力学（Engineering Geology and Soil Mechanics）是土木工程的重要分支，是研究水土岩地基本质、地质构造与工程相互关系、土体强度和变形性质、地下水运动及安全稳定性等问题的学科。
它在建筑、交通、水利、能源等领域中有着广泛的应用和重要作用。
首先，工程地质研究的重点是用于地基工程施工的地质条件。
地质条件的差异对建筑物、道路、桥梁等工程物体的稳定性、耐久性、安全性和经济性均有很大影响。
通过对地质状况的认真勘查，可以预测地质灾害的触发条件和危险区域，为工程设计提供可靠数据，避免可能造成的损失和地质灾害。
工程地质勘探还为施工方案的设计和执行提供了重要的实验基础，如对土层的稳定性、坡面稳定和地基承载力等问题提供了实验数据保证。
其次，土力学原理是处理土层和砂石等固体材料的强度、变形及特性的科学。
土力学的研究还涉及土层的稳定性和基础承载力的确定。
通过详细分析土壤内部结构和组成，可以利用力学原理进行土体强度、刚度、变形、破坏条件等的分析和计算，从而为工程设计提供科学的理论依据。
土力学的重要成果之一是基础工程力学。
在施工过程中，基础的结构物是挑战性的，因为它们必须能够承受地面的力量和运动。
如果荷载承载面积过小，地面就会发生沉降和变形，造成结构物丧失稳定性。
正确的土力学分析和设计可以提供尽可能坚固和稳定的基础，同时确保地面得到足够的支撑和稳定。
最后，在地下水运动研究方面，工程地质和土力学也发挥了重要作用。
在地下水的分析过程中，需要计算水流速度、流量、压力、斜力、渗透性和渗透系数等参数。
这可以使用一般的水文学、流体力学和土力学原理进行分析和研究。
这些原理也可以应用到基础工程设计的各个方面，例如排水和广泛的灌浆活动，以确保基础建筑物的稳定性和安全性。
在总结上述内容之后，可以说，工程地质及土力学相互依存，互相促进，为工程建设提供了可靠的科学理论和技术手段。
工程地质可以为施工提供宝贵信息和实验基础，而土力学则提供了处理土层、固体材料强度、变形等的科学方法。
工程地质土力学
工程地质土力学
工程地质土力学是研究土地及其周围环境与工程结构之间相互作用的学科，主要研究工程中土体和岩石物理力学性质、地质构造特征、地下水运动、地震作用等因素对工程结构的影响。
在工程设计和施工中，工程地质土力学起到了至关重要的作用，能够提供关于地形、地质和地下水环境等信息，为工程结构的设计和施工提供技术支持。
工程地质土力学主要包括三个方面的内容：地质力学、土力学和工程地质。
地质力学是研究岩石和土壤的物理力学特性，包括研究地层的组成、结构和应力状态等。
土力学是研究土壤的物理力学特性，包括研究土体的强度、变形和稳定性等。
工程地质是研究地质环境对工程结构的影响，包括研究地形和地质构造、地下水流动、土壤侵蚀等因素。
在工程设计和施工中，工程地质土力学能够提供很多重要信息，包括地质勘探数据、地下水位、地貌和地质构造、土壤力学性质等。
这些信息能够帮助工程师了解工程结构周围环境的特征，从而更好地设计和施工工程结构。
总之，工程地质土力学是一门综合性的学科，涉及多个领域，对于工程结构的设计和施工具有重要意义。
工程地质与土力学第二版课程设计 (2)
工程地质与土力学第二版课程设计课程背景工程地质与土力学是土木工程专业中一门重要的专业基础课，是建筑物和其他工程的基础研究。
该课程以自然地球科学的知识为基础，旨在能够使学生了解岩石、土壤、地下水、地震、山体滑坡等地质现象与岩土工程设计的基本原理。
本次课程设计是基于“工程地质与土力学”第二版教材内容，以加强对该学科的理解，提高学生独立开发工程地质调查报告和土力学计算的能力为目的。
课程设计目标本次课程设计旨在让学生：1.了解工程地质调查的过程和方法；2.掌握土力学基本理论，能够计算出地基承载力和地下水扩散等重要参数，并进行工程设计；3.学会编写工程地质调查报告和土力学计算报告。
实验内容实验一：现场地质调查本实验旨在让学生进一步了解工程地质调查的过程和方法。
学生将在现场进行岩石和土壤取样，掌握现场地质调查工具的使用方法，制定现场调查方案，并在实验室对取样进行分析测试。
实验步骤1.制定现场调查方案，包括取样点的选取、钻孔深度的确定等；2.进入现场地质调查，完成岩土样品的取样和整理工作；3.将取样的岩石和土壤送到实验室进行分析测试；4.将实验室测试结果整理成工程地质调查报告。
实验二：地基承载力计算本实验旨在让学生掌握土力学的基本理论，能够计算出地基承载力等重要参数，并进行工程设计。
实验步骤1.了解地基承载力计算的理论基础，掌握相关公式和计算方法；2.根据实验室测试结果，计算地基承载力等重要参数，并编写土力学计算报告；3.对工程设计进行优化和改进。
实验成果1.实验一的成果为工程地质调查报告，主要包括现场地质调查方案、现场取样过程和结果、实验室分析测试方法和结果等；2.实验二的成果为土力学计算报告，主要包括地基承载力计算、地下水扩散计算等。
实验总结本次课程设计旨在让学生能够深入掌握工程地质与土力学的基础知识，提高其独立开发工程地质调查报告和土力学计算报告的能力。
通过本次课程设计的实验，不仅能够加强学生的理论掌握能力，同时也能够提高他们的实践操作能力，为今后的相关工作做好充分的准备。
工程地质及土力学重点
1.粘性土的极限平衡条件表达式是怎么样的？破裂面与最大主应力面的夹角是多少？ 答：)245tan(2)245(tan 231ϕϕσσ+++=︒︒c )245tan(ϕα+=︒ 2．写出库仑定律的表达式。
答: 砂土：ϕστtan =f 粘性土：c f +=ϕστtan 8.3 简述三轴实验法的优点和缺点？答：优点：可严格操纵排水条件；可量测孔隙水压力；破裂面在最软弱处。
缺点：σ2=σ3，轴对称；实验比拟复杂。
4.什么叫做岩体，它与岩石有何区别？答：岩体是由一种或多钟岩石构成的地质体，包含岩层的层理、节理断层、软弱夹层等类结构面和由结构切割成大小不一、形状各异的岩块所组成的复合体。
岩石是由一种或多种矿物所组成，并且有结构与构造特性的固体岩块。
岩石和岩体的工程性状是不一样的。
一般的坚硬岩石强度较高，变形模量较大；岩体的强度相对较低，变形较大。
4.确定土的抗剪强度指标的直接剪切试验，按其试验条件区分为哪几种？它们分别适用于什么样的工程情况？答：有三种：快剪、慢剪和固结快剪；快剪：适用于建筑物施工较快、土层排水条件不良的工程情况； 慢剪：适用于建筑物施工较慢，土层排水条件较好，在施工期间充分排水的工程情况；固结快剪：适用于介于上述两种情况之间的工程情况。
5.土的抗剪强度指标是什么通常通过哪些室内实验,原为测试测定答:(1)指土的粘聚力和内摩擦角.(2)常用方法:直接剪切实验,三轴压实验,无侧限抗压强度实验,十字板剪切实验等.6.挡土墙的土压力有哪三种是如何定义的在相同条件下,哪一种最大 影响土压力的大小和分布的因素有哪些？答:(1)分为三种,分别是:①.主动土压力:墙在土压力作用下向背离填土方向移动火绕墙转时,当墙的移动或转动到达某一数量时,滑动面上的剪应力等于土的抗剪强度,墙后土体到达主动极限平衡状态,形成滑动面,这时作用在墙上的土推力到达最小值.②.被动土压力:当挡土墙在外力作用下向着填土方向移动火转动时,直到墙的移动量足够大,滑动面上的剪应力等于抗剪强度,墙后土体到达被动极限状态,土体发生向上滑动,这时作用在墙上的抗力到达最大值.③.静止土压力:假设挡土墙具有足够的刚度,且建立在墙后土体的推力作用下,不产生任何移动火转动,则墙后土体处于弹性平衡状态,这时,作用在墙背上的土压力称为静止土压力.(2)在相同条件下,被动土压力值最大.。
工程地质与土力学绪论
砾石料 卵 石
砂
（人工破碎）
粘土
工程与土力学中的土
¯土有哪些特点？
碎散性 三相体系 自然变异性
力学特性复杂
• 变形特性
• 强度特性 • 渗透特性
¯为什么要学习土力学？
1、土具有广泛的工程应用
世界最大的人工岛
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
日本 关西机场
关西机场
问题：பைடு நூலகம்降大且不均匀
• 设计沉降：5.7-7.5 m • 完成时(1990年)实际沉降：
8.1 m，5cm/月 • 预测主固结需：20年 • 比设计多超填：3m
原因
渗透破坏：冲蚀、 水力劈裂、管涌
Teton坝失事现场现状
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。
溃口原因：堤基管涌
焦点词汇：豆腐渣工程
九江大堤决口
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
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。
1178年：至4层中，高约29m， 因倾斜停工
土力学垂直应力计算公式
土力学垂直应力计算公式土力学是土壤力学的一部分，研究土壤内部的应力、应变和变形规律，是土木工程、岩土工程和地质工程的重要基础理论。
在土力学中，垂直应力是一个重要的参数，它反映了土壤内部的压力状态。
本文将介绍土力学中垂直应力的计算公式及其应用。
垂直应力是指作用在土壤内部的垂直方向的应力，通常用σv表示。
在土力学中，垂直应力的计算公式可以通过静力平衡原理来推导。
在土壤中，垂直应力可以由土体的重量和外部载荷共同作用而产生。
根据静力平衡原理，可以得到如下的垂直应力计算公式：σv = γ z + q。
其中，σv表示垂直应力，γ表示土壤的单位重量，z表示土层的深度，q表示外部载荷。
在这个公式中，第一项γ z表示由土体自重产生的垂直应力，它与土层的深度成正比。
第二项q表示由外部载荷产生的垂直应力，它与外部载荷的大小成正比。
这个公式可以很好地描述土壤内部的垂直应力分布规律。
在实际工程中，垂直应力的计算公式可以应用于土壤的承载力计算、基础设计、地基沉降预测等方面。
例如，在基础设计中，需要计算基础底部的垂直应力，以保证基础的稳定性和安全性。
在地基沉降预测中，需要根据垂直应力的分布规律来预测地基的沉降情况，从而指导工程设计和施工。
除了上述的基本垂直应力计算公式外，土力学中还有一些其他的垂直应力计算公式，例如考虑土体非饱和状态、考虑土体动力特性等。
这些公式在不同的工程问题中有着不同的应用，工程师需要根据具体情况选择合适的计算公式。
此外，垂直应力的计算还需要考虑土壤的物理和力学性质，如土壤的孔隙度、土壤的压缩特性、土壤的强度特性等。
这些因素对垂直应力的分布和大小都有着重要的影响，工程师需要综合考虑这些因素来进行垂直应力的计算。
总之，垂直应力是土壤内部的一个重要参数，它反映了土壤的压力状态。
垂直应力的计算公式可以通过静力平衡原理来推导，它可以应用于土壤的承载力计算、基础设计、地基沉降预测等方面。
工程师需要根据具体情况选择合适的垂直应力计算公式，并综合考虑土壤的物理和力学性质来进行垂直应力的计算。
工程地质与土力学
二、基本概念与研究内容
定义 研究对象 工程地质学的基本任务 工程地质学的基本任务 学科体系 工程地质学的研究方法
定义：研究人类工程活动与地质环境之间的
相互制约并保证这种制约关系向良性方向发 工程地质学。 展的学科称之为工程地质学。 属于地质学的分支学科，工程地质学的 特点是始终与工程实践紧密联系，为应用地 质学。
瓦依昂坝位于意大利阿尔卑斯山东部皮亚韦(Piave)河支流瓦依昂河 瓦依昂坝 下游河段，混凝土双曲拱坝，最大坝高267m，水库总库容1.69亿m3， 水电站装机容量0.9万kW。施工年份1956～1960年(5年)。
工程地质学的基本任务：工程地质学 工程地质学的基本任务： 基本任务
是研究人类工程活动与地质环境之间的相互 制约关系，以便科学评价、合理利用、有效 科学评价、 科学评价 合理利用、 改造和妥善保护 妥善保护地质环境。 改造 妥善保护
在平原地区，对于工程地质的任务来说， 平原地区，对于工程地质的任务来说， 须查明土层的分布 厚度、 土层的分布、 须查明土层的分布、厚度、均匀性和其物 理力学性质以及地下水等的工程地质条件 等的工程地质条件， 理力学性质以及地下水等的工程地质条件， 并评估地基承载能力和建筑物沉降量以及 土体被挤出的可能性。 土体被挤出的可能性。 在山区， 在山区，除了研究上述平原地区所必须 的地质条件和评估地基的承载能力和变形 尚需勘察清楚建筑物场址四周的地质 外，尚需勘察清楚建筑物场址四周的地质 环境。 环境。要对这些有害地质现象进行研究分 提出评价和治理的意见， 析，提出评价和治理的意见，以确保建筑 物在地质上的稳定。 物在地质上的稳定。
工程地质学
测量专业
绪 论
一、学科性质、研究对象与任务 学科性质、 二、基本概念与研究内容 三、学科发展概况 四、相关内容及学习方法
《工程地质与土力学》课程标准
《工程地质与土力学》课程标准课程名称：工程地质与土力学适用专业：道路桥梁工程技术开设学期：第二学年第一学期学时：64学分：4一、课程性质及作用工程地质与土力学是道路桥梁工程技术专业的专业一般课程。
工程地质与土力学是以工程地质学和土力学的基本理论为基础，研究工程结构和基础工程设计与计算问题的一门学科，是道路桥梁工程技术专业的一门专业基础课程。
课程通过任务引领型的项目活动，使学生能从技术的角度去认识和解决有关工程地质方面的问题；通过教学和实习、实验能得到一些基本技能的训练，学习搜集、分析和运用有关地质方面资料、图件，并结合其他专业课的学习对一般的工程地质问题进行初步评价；从土的成因出发，分析土的物理、化学性质和影响土的性质变化的主要原因，并根据土的主要工程特性进行科学的分类。
本课程是交通土建类专业的一门实践性较强的技术基础课程，主要是为了培养本专业的高级实用型技术人才提供必要的工程地质与土力学的基础知识和基本技能训练。
本课程的前续课程有：土建力学，后续课程有：公路勘测技术、路基工程技术、桥梁下部结构技术、路面工程技术和隧道工程技术。
二、课程设计思路1.课程设计理念课程根据高技能应用性人才的培养要求，以职业技术应用能力的培养为主线，构建理实一体、任务驱动的教学体系。
课程设计基于专业调研、岗位工作任务的分解、学习领域的构建和学习领域的构建等工作过程。
教学内容的选取紧紧抓住高技能人才培养所要求的理论知识“必须够用”的原则，构建了基于工程地质勘测设计单位对于工程地质勘测实际应用需求的教学内容和体系，体现工学结合的设计理念。
2．课程设计思路紧紧围绕完成工作任务的需要来选择课程内容；变知识学科本位为职业能力本位，打破传统的以“了解”、“掌握”为特征设定的学科型课程目标，从“任务与职业能力”分析出发，设定职业能力培养目标；变书本知识的传授为动手能力的培养，打破传统的知识传授方式，以“学习情境”为主线，创设任务（单元），培养学生的实践动手能力。
工程地质与土力学
绪论一、概述常言道，万丈高楼平地起。
这说明人们早已意识到“建筑物”与“地”两者间的密切关系。
一切建(构)筑物都建造在地壳表层之上，地壳表层的岩土地层是直接承受建筑荷载的基本物质，又是建筑物赖以安全稳固的根基。
“建筑物”与“地”相互依存，不可分离。
在工程上，把承受建筑物荷载作用的部分岩土地层称为地基，设置于建筑物底部承受上部结构物荷载并向地基传递压力的下部结构称为基础。
地基和基础及上部结构构成了建筑物的整体。
因此，作为地基的岩土地层是关系到建筑物安全稳固的不可忽视的一部分。
此外，建筑物所坐落的自然地壳表面的地质环境，并非都是永久不变的、安全稳定和牢固的建筑场地，而是处于不断变化之中。
地壳不断地活动，自然地质作用仍然连续存在，地震经常发生；已经形成的岩土地层又重新受到风化的剥蚀、流水的冲刷侵蚀和搬运；山体崩塌、滑坡、泥石流等到处都有出现，构成极不利的建筑地质环境。
例如，近年来考古工作者发现：由于风、水的地质作用和海面的升降，许多古代建筑物沉没于海底或被风沙埋没于地下；一场大的地震使整个城市遭受到毁灭性的破坏；山体滑坡或泥石流等常把铁路和公路冲毁等，这些都是危及建筑物安全和正常使用不可忽视的地质环境问题。
因此，在建造建筑物时，不仅要考虑选择良好的岩土地层作为牢固的地基，还需考虑建筑地质环境对工程的影响。
．然而，作为建筑物地基的岩土地层是自然地质形成的产物，种类繁多，构造复杂，工程性质差异甚大：有各种坚硬的岩石；有按照不同的地质构造组成的各种岩体；也有由砂、砾石、粉土、粘土等按不同成因类型组成的松散沉积土层；还有由淤泥、淤泥质粘土及有机质土等组成的软弱土层及膨胀土、红粘土和黄土等特殊土层。
这些岩土地层在漫长的自然历史发展变化过程中，按其形成规律及沉积环境，分别以不同的地质构造和不同的成因类型，分布于地壳表面，构成复杂多变的建筑工程地质条件及地质环境。
’因此，在地壳表面进行各种建筑工程时，还有许多与岩土地层有关的问题需要进一步考虑和处理，主要的有：(1)对于某一具体建筑工程来说，首先要了解建筑场地下实际存在的岩土地层的种类与分布及其周围的地质环境。
土力学重点整理第一章至第五章
⼟⼒学重点整理第⼀章⾄第五章⼟⼒学与地基基础重点整理（1-5章，第六章以后⾃⾏看书）第⼀章：⼯程地质1、三⼤岩⽯：按成因分为岩浆岩（⽕成岩）、沉积岩（⽔成岩）、变质岩。
岩浆岩（⽕成岩）：由地球内部的岩浆侵⼊地壳或喷出地⾯冷凝⽽成。
沉积岩（⽔成岩）：岩⽯经风化，剥蚀成碎屑，经流⽔、风或冰川搬运⾄低洼处沉积，再经压密或化学作⽤胶结成沉积岩。
约占地球陆地⾯积的75%。
变质岩：是原岩变了性质的⼀种岩⽯。
变质原因：由于地壳运动和岩浆活动，在⾼温、⾼压和化学性活泼的物质作⽤下，改变了原岩的结构、构造和成分，形成⼀种新的岩⽯。
2、第四纪沉积层主要包括残积层、坡积层、洪积层、冲积层、海相沉积层、湖沼沉积层。
3、残积层、坡积层、洪积层、冲积层的形成原因、特性及如果作为建筑地基需注意：残积层：母岩经风化、剥蚀，未被搬运，残留在原地的岩⽯碎屑。
裂隙多，⽆层次，平⾯分布和厚度不均匀。
如果作为建筑地基，应注意不均匀沉降和⼟坡稳定性问题。
坡积层：⾬⽔和融雪⽔洗刷⼭坡时，将⼭上的岩屑顺着斜坡搬运到较平缓的⼭坡或⼭麓处，逐渐堆积⽽成。
厚薄不均、⼟质也极不均匀，通常孔隙⼤，压缩性⾼。
如果作为建筑地基，应注意不均匀沉降和地基稳定性。
洪积层：由暴⾬或⼤量融雪形成的⼭洪急流，冲刷并搬运⼤量岩屑，流⾄⼭⾕出⼝或⼭前倾斜平原，堆积⽽成。
靠⼭⾕处窄⽽陡，⾕⼝外逐渐变成宽⽽缓，形如扇状。
如果作为建筑地基，应注意⼟层的尖灭和透镜体引起的不均匀沉降（需精⼼进⾏⼯程地质勘察）冲积层：由河流的流⽔将岩屑搬运、沉积在河床较平缓地带，所形成的沉积物。
简答及论述题1、不良地质条件会对⼯程造成什么影响？选择⼯程地址时应注意避开哪些不良地质条件？不良地质条件会引发造成⼯程建设中的地基下沉、基础不均匀沉降及其它许多的地质灾害现象,使⼯程质量受到严重影响:①场址选择时,应避让⼯程地质条件差,对⼯程建设存在危险的地段,如果需采⽤对⼯程建设不利的地段作为建设场址时,应采取有效的应对措施;②在进⾏场区规划及总平⾯布臵时,应优先选择⼯程地质条件较好的区段作为主要建筑物的建筑场地。
工程地质与土力学试题库
工程地质与土力学试题库1、用体积为72cm 3的环刀取得某原状土样重132g ，烘干后土重122g ，s d =2.72，试运算该土样的ω、e 、r s 、γ、sat γ、γ'、d γ，并比较各重度的大小。
（答案：%2.8=ω，61.0=e ，%6.36=r S ，33.18=γKN/m 3，68.20=sat γKN/m 3，68.10='γKN/m 3，89.16=d γKN/m 3，γγγγ'>>>d sat ）解：（1）土的密度72132=ρ=1.83 g ／cm 3，重度γ=10×1.83=18.3 KN/m 3（2）含水量ω=122122132-=8.2%（3）天然孔隙比1)1(-+=ρρωw s d e =13.1810)082.01(72.2-⨯+⨯=0.61（4）d γ=ωγ+1=082.013.18+=16.9 KN/m 3（5）w s sateed γγ++=1=20.68 KN/m 3 （6）γ'=sat γ-w γ=10.68 KN/m 3 （7）饱和度r s =61.072.2082.0⨯=e d sω=36.6%各重度之间大小关系为：γγγγ'>>>d sat2、某土样处于完全饱和状态，土粒比重为2.68，含水量为32.0％，试求该土样的孔隙比e 和重度γ。
（答案：e ＝0.86；γ＝19kN ／m 3）3、某完全饱和的土样，经测得其含水率ω＝30％，土粒比重s d ＝2.72。
试求该土的孔隙比e 、密度ρ和干密度d ρ。
解：（1）依照土样饱和ed S sr ω==1.0，得孔隙比e =s d ω=0.3×2.72=0.816（2）由1)1(-+=ρρωws d e ，得ρ=e d w s ++1)1(ρω=95.1816.011)3.01(72.2=+⨯+⨯ g ／cm 3（3）干密度d ρ＝ωρ+1=3.0195.1+=1.5 g ／cm 34、某干砂试样密度ρ＝1.66g ／cm 3，土粒比重s d ＝2.69，置于雨中，若砂样体积不变，饱和度增至40％时，此砂在雨中的含水量ω为多少？解：（答案：ω＝9.2％）5、某原状土，ω=32%，L ω=30%，P ω=18%，确定土的名称与物理状态。
工程地质及土力学
某场地第一层为粘性土层，厚度为4m，天然重度γ1=18.5kN/m3，其下为基岩，经试验测得粘性土层的平均孔隙比e1=0.700，平均压缩系数a=0.5Mpa-1。
求该粘性土的平均压缩模量E s。
现在粘性土层表面增加大面积荷p=100kPa，求在该大面积荷载作用下粘性土层顶面的最终沉降量及土层的平均孔隙比e2。
某砂土土样的密度为1.77g/cm3，含水量为9.8%，土粒比重为2.67，烘干后测定最小孔隙比为0.461，最大孔隙比为0.943，试求孔隙比和相对密度。
（提示：）简述直剪试验和三轴试验的类型？直剪试验分为：慢剪、快剪和固结快剪。
三轴试验分为真三轴和加三轴。
简述泥石流形成的条件及防治措施？形成条件：1、地质条件决定了松散的固体物质来源、组成、结构、补给方式和速度等；2、充足的水源条件；3、有利于水和物质汇集的地形地貌防治措施：1、工程防治措施：泥石流工程治理要因势利导，顺其自然，就地论治，因害设防和就地取材，充分发挥泥石流排、拦、固、防治技术特殊作用的有效联合。
工程措施可分为治水工程、治土工程、排导工程、拦蓄工程和农田工程；2、生物防治措施：生物治理措施主要是对泥石流沟采取封山育林、植树造林等措施，因地制宜建立起水源涵养林、水土保持林、薪炭林、工程防护林、经济林等，使生态得到恢复，截滞、拦蓄大量降水，减少地表径流，减少水土流失。
简要叙述分析一下土的压缩模量、变形模量区别，及其测试方法？压缩模量：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，称为压缩模量，用Es表示；压缩模量采用室内压缩试验测定。
变形模量：土体在无侧限条件下应力与应变的比值，用E0表示；变形模量采用现场荷载试验测定。
简述地下水对建筑工程的影响？降低地下水会使软土地基产生固结沉降，不含里的地下水流动会诱发某些图层出现流砂现象和机械潜蚀，地下水位对位于水位以下的岩石、土层和建筑物基础产生浮托作用，某些地下水对钢筋混凝土基础产生腐蚀。
《工程地质与土力学》第七章：土的渗透性
一、渗流的概念
水在重力作用下，通过土中的孔隙发生流动的现象叫水的渗透。土 体能被水透过的性质，叫土的渗透性， 它是土的力学性能之一。流动的水叫渗流，如图1所示。 土坝在挡水后，水在浸润线以下的坝体中产生渗流；水闸挡水后， 在上下游水位差作用下，水从上游经过闸基渗透到下游.
第七章 土的渗透性
图1 坝、闸渗透示意图 （a）土坝渗透： （b）闸基渗透
——土样的横截面积，cm2；
第七章 土的渗透性
（3）水的动力粘滞系数 水温愈高，水的动力粘滞系数η 愈小，渗透系数 k 值愈大，试验 时某一温度下测定的渗透系数，应按下式换算为标准温度20°C下的渗透 系数 T 即 k 20 kT
20
式中
kT k 20
——ToC和20oC时土的渗透系数；
第七章 土的渗透性
QL k Aht
式中：
k
Q
――土样的渗透系数，cm/s； ——时间
t 秒内流经土样的水量，cm3；
L ——土样厚度（即渗透路径），cm；
A
——土样的横截面积，cm2；
——试验时的水头差, cm； ——时间，s。
h
t
第七章 土的渗透性 2、变水头试验法
变水头试验就是在试验过程中，渗透水头随时间而变化的一种试验 方法，如图4
见图11；12；13。
第七章 土的渗透性
图11 心墙坝的粘土截水槽示意图
第七章 土的渗透性
图12 心墙坝混凝土防渗墙示意图
第七章 土的渗透性
图13 水平粘土铺盖示意图
第七章 土的渗透性
2、下游设置反滤层、盖重或减压井，滤土排水，使渗流逸出，又防止 细小颗粒被带走。 见图14
图7.14 水闸防渗示意图
工程地质与土力学试题库(计算题)59211387
工程地质与土力学试题库（计算题）1、用体积为72cm 3的环刀取得某原状土样重132g ，烘干后土重122g ，s d =2.72，试计算该土样的ω、e 、r s 、γ、sat γ、γ'、d γ，并比较各重度的大小。
（答案：%2.8=ω，61.0=e ，%6.36=r S ，33.18=γKN/m 3，68.20=sat γKN/m 3，68.10='γ KN/m 3，89.16=d γKN/m 3，γγγγ'>>>d sat ）解：（1）土的密度72132=ρ=1.83 g ／cm 3，重度γ=10×1.83=18.3 KN/m 3（2）含水量ω=122122132-=8.2%（3）天然孔隙比1)1(-+=ρρωw s d e =13.1810)082.01(72.2-⨯+⨯=0.61（4）d γ=ωγ+1=082.013.18+=16.9 KN/m 3（5）w s sat eed γγ++=1=20.68 KN/m 3 （6）γ'=sat γ-w γ=10.68 KN/m 3（7）饱和度r s =61.072.2082.0⨯=e d sω=36.6%各重度之间大小关系为：γγγγ'>>>d sat2、某土样处于完全饱和状态，土粒比重为2.68，含水量为32.0％，试求该土样的孔隙比e 和重度γ。
（答案：e ＝0.86；γ＝19kN ／m 3）3、某完全饱和的土样，经测得其含水率ω＝30％，土粒比重s d ＝2.72。
试求该土的孔隙比e 、密度ρ和干密度d ρ。
解：（1）根据土样饱和ed S sr ω==1.0，得孔隙比e =s d ω=0.3×2.72=0.816（2）由1)1(-+=ρρωws d e ，得ρ=e d w s ++1)1(ρω=95.1816.011)3.01(72.2=+⨯+⨯ g／cm 3（3）干密度d ρ＝ωρ+1=3.0195.1+=1.5 g ／cm 3 4、某干砂试样密度ρ＝1.66g ／cm 3，土粒比重s d ＝2.69，置于雨中，若砂样体积不变，饱和度增至40％时，此砂在雨中的含水量ω为多少？解：（答案：ω＝9.2％）5、某原状土，ω=32%，L ω=30%，P ω=18%，确定土的名称与物理状态。
土的竖向有效应力计算公式
土的竖向有效应力计算公式土的竖向有效应力计算公式，这可是土力学中的一个重要知识点呢！在咱们的工程和地质领域，土的竖向有效应力计算那可是相当关键。
要搞清楚这个公式，咱们得先了解一下啥是土的竖向有效应力。
想象一下，有一块土地，上面盖了一栋大楼。
这时候，土地承受的压力可不只是大楼的重量，还有土地本身的自重，以及可能存在的地下水压力等等。
而土的竖向有效应力，就是扣除掉水压力之后，土地真正承受的那部分压力。
咱们来看看这个计算公式：σ' = σ - u 。
这里的σ' 就是竖向有效应力，σ 是总应力，u 是孔隙水压力。
就拿建房子打地基来说吧，工程师们得先算出这块土地的竖向有效应力，才能知道地基要打多深，要多牢固，不然房子建起来可能就歪歪扭扭，甚至会有危险。
我记得有一次去一个建筑工地，那时候正在进行地基的勘察和设计。
工程师们拿着各种仪器，在土地上这儿测测，那儿量量，神情特别专注。
他们把采集到的数据带回办公室，然后就开始用这个土的竖向有效应力计算公式来进行计算。
我在旁边看着，心里充满了好奇。
只见他们在纸上写写画画，一会儿眉头紧皱，一会儿又露出轻松的表情。
其中有一个年轻的工程师，可能是刚参加工作不久，在计算的时候出了点小差错，被旁边经验丰富的老工程师给指了出来。
老工程师耐心地给他讲解，告诉他每一个数据的意义和计算方法，那个年轻工程师听得连连点头，认真地重新计算。
这让我深刻地体会到，土的竖向有效应力计算公式虽然看起来只是一个简单的数学式子，但在实际应用中，却需要非常严谨和准确的计算。
哪怕是一个小小的数据错误，都可能导致整个工程出现大问题。
在实际工作中，不同的土类型、不同的地质条件，都会影响到这些参数的取值。
比如说，黏土和砂土的性质就很不一样，它们的孔隙率、渗透性等等都不同，所以在计算的时候，就得根据具体的情况来选择合适的参数。
而且，随着科技的发展，现在有了各种各样先进的测量仪器和计算软件，让这个计算过程变得更加精确和高效。
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1 3 tan 2 45o
2
3 1 tan 2 45o
2
粘性土
静止土压力强度
0 K 0z
静止土压力
1 E 0 H 2 K 0 2
K a 主动土压力系数
K a tan 2 (45
2
)
n
粘土
f tan c
（后为忽略孔隙水压力）
有效应力强度表达式
f ( u ) tan tan f c ( u ) tan c tan
莫尔－库仑破坏准则 无粘性土：c=0
变水头的细粒土的渗透系数
k
j
aL h ln 1 A(t 2 t1 ) h2
k 2.3
aL h lg 1 A(t2 t1 ) h2
渗流力 j（体积力）
J whA wi v AL
Gs 1 sat w 1 e w
管涌
流土临界水力坡降
icr
icr d
主动土压力
1 E a H 2 tan 2 (45 ) 2 2
粘性土：
无粘性土： p ＝ zK P 被动土压力系数
p ＝ zK P + 2c K P
K p tan 2 (45 ) 2
体积压缩系数
mv
1 a Es 1 e1
土的压缩应变
i
e1i e2i ai ( p2i p1i ) zi 1 e1i 1 e1i Esi
s
a z H1 z H1 1 e1 Es
次固结沉降 ss
H t Ca lg 1 e1 t1
Tv cv t H2
此时孔隙水压为零，有效应力不变，由土体蠕变引起
TV—时间因素
cv 土的竖向固结系数
cv
k (1 e1 ) a w
土质相同而厚度不同的两层土，当压缩应力分布和排水条件相同时，达到同一固结度 时时间因素相等
cv c t v2 t 2 2 1 H1 H2
t1 H12 2 t2 H 2
库仑定律：土的抗剪强度是剪切面上的法向总应力 的线性函数 沙土
n3 k
2
e-p 曲线得到压缩系数
a
e e1 e2 ＝ p p2 p1
e-lgp 曲线得到压缩指数
斜率Cc
e e1 e2 ＝ lgp lg p2 lg p1
侧限压缩模量
Es
1 e1 a
土的压缩模量 Es 与土的的压缩系数 a 成反比， Es 愈大， a 愈 小，土的压缩性愈低