东南大学2011年-土力学期末总复习

土力学总复习2011年6月20日土力学期末考试考试时间2011年6月27日考试地点请查询教务处网页1.土力学有一定难度，侧重基础部分2.本学期最后一门考试课，希望大家重视3.考试原则：难度一般不会超过作业和习题课内容不要求死记硬背，但一些公式要记土力学期末考试3.成绩比例期末考试；教学试验习题；平时考情4.考试内容：重点：基本概念，约占50％选择题25题，25分填空题15题，15分简答题4题，20分计算题4题，40分土力学内容复习土的三大工程问题渗透问题：渗流、渗透破坏（管涌、流土）变形问题：沉降计算；沉降与时间的关系强度问题：土压力，地基承载力，边坡稳定土的工程性质三大基本性质：渗透特性：达西定律变形特性：渗流固结理论；有效应力原理强度特性：莫尔－库仑强度理论基本知识土的三个特点：碎散性、多相性、天然性土的物理性质：组成、状态、结构土的应力计算：自重应力、附加应力、有效应力原理重点内容土的渗透定律和渗透破坏问题达西定律、一维渗流计算渗透力和渗透破坏、流土条件地基沉降量计算以及与时间关系土的压缩性指标与分层总和法计算沉降量渗流固结理论、沉降量与时间的关系土的抗剪强度莫尔－库伦强度理论、极限平衡条件三轴试验与抗剪强度指标第一章土的物理性质§1.1土的形成§1.2土的三相组成§1.3土的物理状态§1.4土的结构§1.5土的压实性§1.6土的工程分类第一章土的物理性质§1.1土的形成风化作用：物理、化学、生物搬运沉积方式：残积土、运积土一般了解第一章土的物理性质§1.2土的三相组成固体颗粒粒径级配：粒组，分析方法，级配曲线级配良好：Cu，Cc;特征粒径矿物成分：原生、次生(高岭、伊利、蒙脱)颗粒形状和比表面积土中水结合水(强、弱)、自由水(重力、毛细)土中气(一般了解)第一章土的物理性质重点§1.3土的物理状态物理性质指标三相草图试验指标：密度、土粒比重Gs、含水量w常用指标：e,n,w,Sr,,Gs,sat,d,物理状态指标粗粒土：密实度相对密度细粒土：稠度液性指数粘性大小塑性指数第一章土的物理性质dsat重点：各物理量定义重点minmaxmaxreeeeDpLpL§1.4土的结构粗粒土：单粒结构细粒土：分散(片堆)结构、凝聚(片架)结构结构性指标（了解）：粘性土的灵敏度粘性土的触变性第一章土的物理性质§1.5土的压实性细粒土：相应于一定压实功存在最优含水量、最大干密度压实标准：压实度粗粒土：不存在最优含水量全干和饱和状态容易压实压实标准：相对密度第一章土的物理性质土的工程分类分类依据：粗粒土：级配组成细粒土：矿物成分、亲水性(Ip)分类标准（了解）：国家标准：粒径级配、塑性图(塑性指数、液限)（掌握）其他部委员：粒径级配、塑性指数（了解）第一章土的物理性质土的物理性质重点：土的物理性质指标定义式土的粒径级配曲线土的三相草图与三相换算土的物理状态指标第一章土的物理性质土的渗透特性土的渗透性与渗透规律平面渗流与流网渗透力与渗透变形土的渗透性与渗透规律渗透定律：达西定律：v=ki，适用条件：层流渗透系数测定方法：常水头、变水头试验影响因素：粒径级配、矿物成分、饱和度第二章土的渗透性与渗流问题重点重点：一维渗流计算平面渗流与流网平面渗流基本方程：Laplace方程流网等势线与流线流网特征：正交性、曲边正方形形状与水位无关均质地基流网形状与渗透系数无关用于求解水头、水力坡降、流速和渗流量重点：流网的特征和应用渗透力与渗透变形渗透力：孔隙水对土骨架的拖曳力方向与渗流方向一致土体受力分析：土骨架、土水整体为隔离体渗透破坏：流土：表层土、向上渗流，icr＝/w管涌：Cu10，iicr重点土的渗透特性重点：达西定律：v=ki,i=H/L,H为总水头差多层土一维渗流计算流网：等势线概念；特征及应用土体受力分析；渗透力的计算：j=iw流土的发生条件，临界水力坡降土体中的应力计算地基中的应力状态土体的自重应力计算地基中的附加应力计算基底压力计算有效应力原理地基中的应力状态地基中常见的应力状态侧限应力状态：自重应力平面应变状态：附加应力一般应力状态：附加应力应力莫尔圆符号规定压为正、逆时针旋转为正土体的自重应力计算水平地基中的自重应力：侧限应力状态均质地基成层地基地下水位的影响均质土坝的自重应力（一般了解）iiszHszsysxK0zsz重点地基中的附加应力计算集中力作用：均质等向线弹性布氏解－应力泡、应力分布特征分布荷载作用附加应力系数、影响因素角点法：矩形、条形基础荷载影响因素：各向异性－应力集中、应力扩散§3.4基底压力计算简化计算：圣维南原理－线性分布重点有效应力原理饱和土体的有效应力原理：两条内容有效应力和孔隙水压力计算自重应力情况：静水位稳定渗流条件两种隔离体取法：土水整体、土骨架附加应力情况：孔压系数A和Bu'渗透力产生有效应力重点土体中的应力计算重点：自重应力：水平、垂直；水下用浮容重竖直方向自重应力的计算附加应力：布氏解；叠加原理；影响因素:L/B,z/B，(x/B)有效应力原理：总应力、有效应力的计算；两种隔离体孔压计算静水压力、渗流中孔压、超静孔压(孔压系数)土的压缩性和地基沉降量计算变形特性测试方法一维压缩性及其指标地基最终沉降量的计算饱和土体的渗流固结理论变形特性测试方法一、常规三轴试验（方法）二、侧限压缩试验（方法）三、普遍应力－应变关系及本构模型（特点）四、现场原位试验（了解）一维压缩性及其指标土的压缩性：压缩性指标e~p曲线；压缩系数；侧限压缩模量e~lgp曲线；先期固结压力；压缩指数先期固结压力的图解法原位压缩曲线的推求重点(e0,)(0.42e0,)Cc,Ce=Const地基最终沉降量的计算基本假设结果影响修正材料力学：基底压力线性分布弹性力学：均匀连续各向同性弹性介质侧限应变条件，基础中点下应力分布主固结沉降：公式不计入Sd和Ss的影响单一土层的沉降量计算分层总和法重点iiiiiiiiHeeeHeeS121111siSS22zuCtuvwvaekC)1(1固结系数tHCTvv2时间因素§4.4饱和土体渗流固结理论一维渗流固结微分方程及其解答假设条件渗流固结微分方程微分方程解答固结度的概念一点的固结度土层平均固结度重点：土层平均固结度计算公式aekCHtCTTfUUSSwvvvvttt)1(.4/.3)(.2.112问题1：已知求解问题2：已知求解问题3：已知量测求解S),(~,~,~,332211tSStStStCHtvtvStCHS,,,?,,,tSCHStv123321SAeSAeUvvBTtBTt)1(1渗流固结的工程问题：室内试验结果工程问题§4.4饱和土体渗流固结理论重点土的压缩性和地基沉降量计算重点：土的压缩性：压缩性指标分层总和法计算最终沉降量基本原理：假设计算方法：e~p曲线；e~lgp曲线沉降与时间的关系：土层平均固结度Ut；Tv、Cv沉降计算：固结度~时间土的抗剪强度土体破坏与强度理论土的抗剪强度的测定试验应力路径与破坏主应力线土的抗剪强度指标土的动强度与砂土的振动液化土体破坏与强度理论土的抗剪强度土的强度主要是抗剪强度莫尔-库伦强度理论（三条内容）直剪试验与库伦公式应力状态与莫尔圆莫尔-库伦破坏准则土的极限平衡应力状态土破坏与否的判断滑裂面的位置土的抗剪强度机理摩擦强度与粘聚强度tgcf)2/45(2)2/45(213tgctgf2/45重点室内试验1.直剪仪：慢剪、固结快剪、快剪2.三轴仪：固结排水、固结不排水、不排水3.无侧限抗压仪：3=0的不排水三轴试验4.其他试验野外测试1.十字板试验：测试软粘土不排水强度指标2.其他现场试验土的抗剪强度的测定试验重点：不同类型三轴试验一.应力路径二.p-q平面上的应力路径与莫尔圆三.强度包线与破坏主应力线sin=tg；a=ccos四.总应力路径与有效应力路径总应力状态与有效应力状态总应力路径与有效应力路径五.粘性土密度-有效应力-抗剪强度的唯一性关系应力莫尔圆平移应力点平移§5.3应力路径与破坏主应力线一.总应力指标与有效应力指标二.三轴试验强度指标三.直剪试验强度指标四.土的强度指标的工程应用一般采用峰值强度；大变形问题采用残余强度不同现场地基情况与施工条件cd，dcu，u=0ccu，cu;c，cs，scq，qccq，cq土的抗剪强度指标重点砂土液化及液化机理：孔压急剧升高；瞬间丧失承载能力影响砂土液化的因素：饱和度、组成、状态、结构等；粉细砂、粉土场地液化的判断：动力反应分析、现场试验砂土液化的工程防治：加固、围封、桩/深基础土的动强度与砂土的振动液化第五章土的抗剪强度重点：莫尔－库伦强度理论库仑公式，强度指标极限平衡条件总应力指标与有效应力指标莫尔圆与应力路径强度指标：三轴试验强度指标间的关系CD，CU，UU砂土的液化：定义；影响因素；可液化土没有交齐作业和试验报告的同学请尽快完成！缺作业同学尽快和助教老师联系！缺试验报告同学尽快和实验课老师联系！