一、名词解释 1 液限:表示土从塑态转化为液态时的含水量。 2 基底附加压力:一般建筑物都埋于地表以下,建筑物建成后作用于基底上的平均压力减去基底原先存在 于土中的自重应力才是新增加的压力,此压力称为基底附加压力。 3 主动土压力:挡土墙在土压力作用下背离墙背方向转动或移动时,墙后土压力逐渐减少,当达到某一位 移量时,墙后土体开始下滑,作用在挡土墙上的土压力达到最小值,滑动楔体内应力处于主动极限平衡状 态,此时作用在墙背上的土压力称为主动土压力。 4 超静水压力:由外荷载引起的孔隙水压力。 5 管涌:在渗透水流作用下,土中的细颗粒在粗颗粒形成的孔隙中移动,以致流失;随着土的孔隙不断增 大,渗透流速不断增加,较粗的颗粒也相继被水流带走,最终导致土体内形成贯通的渗流管道。 6 地基极限承载力:指地基即将破坏时作用在基底上的压力。 7 基底压力:指基础底面与地基土之间的压力,与地基对基础的反作用力大小相等,方向相反,也称基底反力。 10 地基承载力:指地基土承受荷载的能力。 11 被动土压力:挡土墙在外力作用下向墙背方向移动时,墙挤压土体,墙后土压力逐渐增大,当达到某一 位移时,墙后土体开始上隆,滑动楔体内应力处于被动极限平衡状态,此时作用在墙背上的土压力称为被 动土压力。 12 孔压系数:在不排水和不排气的条件下,由外荷栽引起的孔隙水压力增量与应力增量的比值。 13 粒径级配:土中各粒组的相对含量就称为土的粒径级配。 14 砂土的密实度:通常指单位体积中固体颗粒的含量。 15 固结度:超静孔隙水压力的消散部分对起始孔隙水压力的比值。 16 土的触变性:含水量和密度不变,土因重塑而软化,又因静置而逐渐硬化,强度有所恢复的性质,称为土的触变 性. 17 有效应力:全部竖直向粒间作用力之和对横断面积的比值。 18 压缩系数:孔隙比的变化对竖向压应力的变化的比值。 19 前期固结压力:土在历史上受到的最大固结压力(有效应力) 。 20 最优含水量:在压实曲线上,峰值干密度所对应的含水量称为最优含水量。 21 土的抗剪强度:土体抵抗剪切变形的能力。 22 灵敏度:原状土样的单轴抗压强度(或称无侧限抗压强度)与重塑土样的单轴抗压强度的比值。 23 渗透力:单位土体内土颗粒所受的渗流作用力称为渗透力。 24 流土:在自下而上的渗流出处,任何土,只要满足渗透坡降大于临界坡降这一水力条件,均会发生流土。 25 正常固结土:土层目前的自重应力等于先期固结压力的土层。 26 不均匀系数:控制粒径与有效粒径的比值,表示土的粒径级配均匀与否,用下式表示: Cu=d60/d10 1 27 前期固结压力:土体在历史上曾受到过的的最大有效应力,以 σp 表示 28 平均固结度:土层发生渗流固结,在某一时刻 t,土层一平面已承受的有效应力与全部附加应力的比值。 29 库仑定律:当土所受法向应力不很大时,土的抗剪强度可以简化为法向应力的线性函数,即表示为库伦 公式: 30 临塑荷载:塑性变形区的最大深度 Zmax = 0,地基处于刚要出现塑性变形区时作用在地基上的荷载,称 为临塑荷载。 二、填空 1 土的主要特点有 碎散性 、自然变异性、三相组成。 2 实验室测定渗透系数 k 的方法有常水头渗透试验、变水头渗透试验。 3 根据挡土墙的位移情况和墙后土体所处的应力状态,土压力分为:静止土压力、主动土压力和被动土压 力三类。 4 地基破坏的类型分 局部剪切破坏、整体剪切破坏和冲剪破坏三种。 5 饱和土体在承受附加应力的瞬间,全部附加应力是由地基土中的孔隙水承担,完全固结后,附加应力全 部由地基土的 土骨架 承担。 6 已知甲土样的粒径级配曲线比乙土样的平缓,那么颗粒级配较好的是甲土样。 7 在土坡的稳定性分析中,安全系数可以表示滑动土体的抗滑力矩与滑动力矩的比值。 8 土的抗剪强度指标是粘聚力和内摩擦角。 9 在土的三相指标中密度、含水量、比重是必须测定的基本指标,它们的测定方法分别是环刀法、比重瓶 法、烘干法。 10 地基破坏分压密、局部剪切、整体剪切三个阶段。 11 土的级配是指土中各粒组的相对含量。级配的优劣可以用不均匀系数和曲率系数两个系数加以判别。 12 有效应力原理包含下述两点:一、土的有效应力等于总应力减去孔隙水压力,二、 土的有效应力控制 土的变形和强度。 13 郎肯土压力理论的三个假定条件分别是墙背垂直、光滑、墙后填土面水平。 14 土中的主要粘土矿物有 高岭石、蒙脱石、伊利石 ;他们都是由 硅片和铝片组成的层状结构。 15 土孔隙中水可分为有 结合水 、 自由水 两大类型。 16 土的压缩性指标有 压缩系数、压缩模量、压缩指数 等。 17 根据超固结比,将土可分为 超固结土 、正常固结土和欠固结土三种固结状态。 18 三轴剪切试验根据排水条件,可分为 不固结不排水剪 、 固结不排水剪 和 固结排水剪 三种试验方法。 19 饱和粘性土在局部荷载作用下,其沉降可认为是由机理不同的瞬时沉降、主固结沉降、次固结沉降 。 2 三、简答题 1 何谓压实度?试简述土的压实原理。 答:压实度指现场测定的干密度与室内标准击实试验测定的最大干密度的比值。土的压实原理:具有最优 含水量的土,其压实效果最好。这是因为含水量较小,土中水主要是强结合水,土粒周围结合水膜很薄, 使颗粒间具有很大的分子吸引力,阻止土颗粒移动,压实比较困难。当为含水量增大,土中包括强结合水 和弱结合水,结合水膜变厚,土粒间的联结减弱而使土粒易于移动,压实效果就变好。但当含水量继续增 大,以致土中出现自由水,压实时孔隙中过多的水分不易立即排出,势必阻止土颗粒移动,所以压实效果 反而下降。 2 比较直剪试验优缺点。 答:优点:结构简单,操作方便。 缺点:⑴ 剪切过程中试样内的剪应变和剪应力分布不均匀;⑵ 剪切面人为地限制在上、下盒的接触面 上,而该平面并非是试样抗剪最弱的剪切面。⑶ 剪切过程中试样面积逐渐减小,且垂直荷载发生偏心;但 计算抗剪强度时却按受剪面积不变和剪应力均匀分布计算。⑷ 不能严格控制排水条件,因而不能量测试样 中的孔隙水压力。⑸ 根据试样破坏时的法向应力和剪应力,虽可算出大、小主应力 、 的数值,但中主应 力 无法确定。 3 请简述压缩模量 ES 的定义,以及它与一般材料弹性模量的区别。 答:在完全侧限条件下,土体竖向附加压力与相应的应变增量之比为土的压缩模量。它与一般材料弹性 模量的区别:⑴ 土在压缩试验时,不能发生侧向膨胀,只能发生竖向变形;⑵ 土不是弹性体,不能恢复 到原来的位置,除了部分弹性变形,还有相当部分不可恢复的残余变形。 4 试简述对土的工程分类依据? 解:对于无粘性土,颗粒级配对其工程性质起着决定性的作用,因此颗粒级配是无粘性土工程分类的依据 和标准。而对于粘性土,由于它与水作用十分明显,土粒的比表面积和矿物成分在很大程度上决定这种土 的工程性质,而体现土的比表面积和矿物成分的指标主要有液限和塑性指数,所以液限和塑性指数是对粘 性土进行分类的主要依据。 5 比较三轴试验优缺点。 解:优点:⑴ 试验中能严格控制试样的排水条件,准确测定试样在剪切过程孔隙水压力的变化,从而定量 获得土中有效应力的变化情况;⑵ 与直剪试验相比,试样中的应力状态相对地较为明确和均匀,不硬性指 定破裂面位置;⑶ 除抗剪强度指标外,还可测定,如土的灵敏度,压力系数、孔隙水压系数等力学指标。 缺点:⑴ 试样制备和试验操作比较复杂;⑵ 试样中的应力与应变仍然不均匀。⑶ 试验一般都是在轴 对称的应力应变条件下进行的。 6 流砂现象与管涌现象的异同点? 答:在向上的渗透水流作用下,表层土局部范围内的土体或颗粒群同时发生悬浮,移动的现象称为流土.在渗透 水流作用下,土中的细颗粒在粗颗粒形成的孔隙中移动,以致流失;随着土的孔隙不断被水流逐渐带走,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. 7 怎样分别确定土的三种模量? 3 答:土的三种模量:压缩模量,变形模量,弹性模量。 压缩模量是根据室内侧限压缩试验得到的; 变形模量是根据现场载荷试验得到的; 弹性模量的测定方法有静力法和动力法两大类。 8 何谓先期固结压力?如何根据先期固结压力来判断天然土层固结状态? 答:土层在历史上曾经受过的最大压力称为先期固结压力.如果土层目前承受的上覆自重压力等于先期固结 压力,这种土称为正常固结土;如上覆自重压力小于先期固结压力, 这种土称为超固结土; 如上覆自重压力大 于先期固结压力, 这种土称为欠固结土. 9 简述测量土的渗透性的试验方法有哪些? 答:测量方法有: (1) 常水头法, (2) 变水头法 , (3) 现场抽排水法。 10 简述分层总和法的计算步骤。 答:计算步骤: (1)划分计算分层, (2)计算各层土的自重应力, (3)计算各层土的附加应力, (4)确定 计算深度, (5)计算各层土的沉降量, (6)计算总的沉降量 11 按施工条件,如何选择地基土的强度试验方法及指标? 答:当施工的工期短,地基土来不及固结排水时,采用 UU 试验; 当施工的工期长,地基土基本固结排水时,采用 CD 试验; 介于以上两种之间,采用 CU 试验。 13 侧限渗压模型有效应力与孔隙水压力随时间的转换过程 答:这一转换过程可分为三个阶段: (1)t=0 时,荷载全部由孔隙水来承担,即 u=σ,σ′=0。 (2)t>0 时,超静孔隙水压力逐渐消散,有效应力增加,总应力由土骨架和水共同承担,σ=σ′+u。 (3)t=∞时,超静孔隙水压力消散为零,此时外荷载全部由土骨架承担,土的固结过程完结,σ′=σ,u=0。 14 产生主动土压力和被动土压力的条件 答:主动土压力产生的条件:挡土墙在土压力作用下离开土体位移,墙后土体达到极限平衡状态时,作用 在挡土墙上土压力即为主动土压力,它是土压力中的最小值。 被动土压力产生的条件:挡土墙挤压墙后土体,挡土墙向土体方向位移,墙后土体达到极限平衡状态 时,作用在挡土墙上土压力即为被动土压力,它是土压力中的最大值。 产生被动土压力所需要的位移量大大超过产生主动土压力所需要的位移量。 4 51、土的强度问题:1、地基承载力与地基稳定性的问题 2、挡土墙及地下结构土压力问题 型问题 3、土坡稳定 52、抗剪强度测定指标: C 、ψ 试验: (1)室内试验:1、直接剪切试验 :快剪 Q 、固结快剪 CQ 、慢剪 S 2、三轴压缩试验:不固结不排水剪 UU、固结不排水剪 CU、固结排水剪 CD 3、无侧限抗压强度试验 (2)现场原位测试:十字板剪切试验、大型直接剪切试验 (3)野外试验:十字板剪切试验:适用饱和软黏土 54、抗剪指标的选择:1、建筑物施工速度快,而地基土的透水性和排水条件不良时,可采用三轴仪不固结 不排水试验或直剪仪快剪试验的结果 2、如果地基荷载增长速率较慢,地基土的透水性不太小(如低塑 性土的黏土)以及排水条件又较佳时,(黏土层中夹砂层)可以采用固结排水或慢剪试验结果 3、介于两 种直剪,可采用固结不排水或固结快剪试验结果 58、地基破坏的三个阶段:线性变形阶段、弹塑性变形阶段、破坏阶段 59、土压力:1、静止土压力:大小不变、方向:不向任何方向移动 2、主动土压力:大小:随位移增大而减小。方向:离开土体的方向、作用点:作用在墙上 3、被动土压力:大小:随着位移增大而增大 方向:向着土体方向、作用点:作用在墙上的 土压力 60、郎肯的假设条件:1、挡土墙的墙背垂直 2、挡土墙的墙后填土表面水平 3、挡土墙的墙背光滑,墙和 填土之间没有摩擦力(墙背垂直、光滑、填涂面水平) 63、减轻地基不均匀沉降的危害的措施:1、建筑物的体型力求简单 2、设置沉降缝 3、相邻建筑物基础间 应有一定的距离 4、调整建筑物的局部标高 5、减轻建筑物自重 6、调整荷载分布 7、增强结构的整 体刚度和强度 65、正摩阻力:桩受轴向荷载作用后,桩相对于桩侧土体向下移动,使土对桩产生向上作用的摩阻力 负摩阻力:当桩周土体因某种原因发生下沉,且其沉降速率大于桩下沉时,桩侧土就相对于桩产生向 下位移,而使土对桩产生向下作用的摩阻力 66、负摩阻力产生的条件:1、在桩附近地面大面积堆载,引起地面沉降;2、从土层中抽取地下水或其它 原因使地下水位下降,使土层产生自重固结下沉;3、桩穿过欠压密土层进入硬持力层,欠压密土层产 生自重固结下沉;4、桩数很多的密集群桩打桩时,使桩周土中产生很大的超孔隙水压力,打桩停止后 桩周土在固结作用下引起下沉;5、在黄土、冻土中的桩,因黄土湿陷、冻土融化产生地面下沉。 5