第一篇：《土力學(xué)》教案

《土力學(xué)》教案

Soil Mechanics

3土中應(yīng)力計算

為了對建筑物地基基礎(chǔ)進(jìn)行沉降（變形）以及對地基進(jìn)行強度與穩(wěn)定性分析，必須知道建筑前后土中的應(yīng)力分布與變化規(guī)律。

土中的應(yīng)力包括：

土的自重應(yīng)力：自然狀態(tài)下土中的應(yīng)力。附加應(yīng)力：外加荷載（如建筑物、車輛、地震等）引起的土的應(yīng)力變化量。土中應(yīng)力計算一般采用彈性理論求解，假定地基土是均勻、連續(xù)、各向同性的半空間線性變形體。當(dāng)然這種假定與實際土大相徑庭。不過，當(dāng)附加應(yīng)力不超過一定范圍時，土的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系可近似為直線關(guān)系，此時應(yīng)用彈性理論計算土中應(yīng)力還是比較準(zhǔn)確的。

要求：掌握土的自重應(yīng)力、附加應(yīng)力的計算及基底壓力計算，了解有效應(yīng)力的概念。

3.1 土中自重應(yīng)力

3.1.1均質(zhì)土的自重應(yīng)力計算

假設(shè)：地基土是彈性半無限空間體（此時土無側(cè)向變形及剪切變形），如P47圖3.1所示。

自重應(yīng)力計算： 土的豎向自重應(yīng)力為：

?cz??z

土的水平自重應(yīng)力為：

?cx??cy?K0?cz

豎向及水平面上的剪應(yīng)力為零：

?xy??yz??zx?0

2.1.2 其它情況下土自重應(yīng)力計算（1）多層土地基 ?cz???ihi

i?i,hi分別為i層土的重度與厚度。

（2）有地下水影響時

將地下水面作為一分界面，地下水面以下以土的浮重度代替重度進(jìn)行計算。因為影響土體變形的是有效應(yīng)力。** 有效應(yīng)力原理：

?????u

總應(yīng)力，孔隙水??,?,u分別為有效應(yīng)力，壓力。

舉例（海底的土表面上的水壓力是很大，但土很軟，若將水壓力該為其它壓力，土就會被壓實。

（3）自重應(yīng)力對土體變形的影響：分老土與新土。

P47例3.1

已知：

?1?19kN/m,h1?2.0m

3?sat?19.4kN/m,h2?2.5m ?3??sat?17.4kN/m,h3?4.5m

求：

繪制自重應(yīng)力與空隙水壓力（靜水壓力）分布圖。

33解：

?0?0kPa

?cz1??1?h1?17.4?4.5?38kPa

??cz2??1?h1??2?h1?38?(19.4?9.8)?2.5?62kPa????cz3??1?h1??2?h2??3?h3?62?(17.4?9.8)?4.5?96.2kPa?cz3??1?h1??2?h2??3?h3?38?19.4?2.5?17.4?4.5?164.8kPa?w??w?(h1?h2)?9.8?7?68.6kPa

自重應(yīng)力與空隙水壓力（靜水壓力）分布如上圖所示。

3.2基底壓力分布與簡化計算

基底壓力（接觸壓力）：建筑物荷載通過基礎(chǔ)傳給地基的壓力。基地壓力分布很復(fù)雜（涉及上部建筑、基礎(chǔ)與地基的相互作用），與基礎(chǔ)的剛度、平面形狀、大小、埋置深度有關(guān)，還與基礎(chǔ)上的荷載大小與分布、地基土的性質(zhì)有關(guān)。

1）柔性基礎(chǔ)：剛度小，抵抗彎曲變形的能力很小，基礎(chǔ)隨地基一起變形。柔性基礎(chǔ)的基底壓力分布與其上部荷載分布情況一致。例如：土壩、路基… 如P48圖3.4所示。

2）剛性基礎(chǔ)：剛度大，受到外載后基礎(chǔ)產(chǎn)生彎曲變形很小?；A(chǔ)下的地基變形一致，隨荷載增大基底壓力變化如P48圖3.5所示。例如：柱式獨立基礎(chǔ) P48圖3.5

對于工業(yè)與民用建筑，當(dāng)基礎(chǔ)尺寸較小時，如柱下單獨基礎(chǔ)及墻下條形基礎(chǔ)等，基地壓力可當(dāng)作直線分布按材料力學(xué)公式簡化計算。3.2.1

基底壓力的簡化計算 1）中心受壓基礎(chǔ)

作用在基底上的荷載合力通過基底的形心時，基底壓力可假定為均勻分布（P49圖3.6），此時基底壓力計算為：

F?Gp?

（2.2.1）

AF-基礎(chǔ)上的豎向力設(shè)計值

G-基礎(chǔ)自重設(shè)計值及其上回填土的有效重量

A-基底面積。

P49圖3.6

2）偏心受壓基礎(chǔ)

在單向偏心荷載作用下，設(shè)計時通常將基礎(chǔ)長邊方向定在偏心方向。此時基底邊緣壓力按材料力學(xué)偏心受壓公式計算：

pmaxF?GMF?G?6e?????1??pminblWbl?l?

M-基底形心上的力矩設(shè)計值 M?(F?G).e e-荷載偏心矩 W-基礎(chǔ)底面的慣性矩，矩形W?bl/6 2P49圖3.7

當(dāng)e?1/6時，基底壓力呈梯形分布； P49圖

3.7

（a

當(dāng)e?1/6時，呈三角形分布，pmin?0P49圖3.7（b））

當(dāng)e?1/6時，pmin?0，基底與地基部分脫開，這時可根據(jù)偏心荷載與基底反力平衡的條件求取。

2(F?G)pmax?3b(l/2?e)P49圖3.7（c）

3）基底附加應(yīng)力：建筑物建成后，作用于基底上的平均應(yīng)力減去原土層的自重應(yīng)力。

一般而言，地基在自重應(yīng)力作用下，變形早已完成，故只有附加應(yīng)力才可能引起地基產(chǎn)生附加應(yīng)力和變形。，附加應(yīng)力計算為：

p0?p??cd?p??0d

d——基礎(chǔ)埋深 P50圖3.8

3.3 地基附加應(yīng)力計算

計算方法是假定土是均勻、連續(xù)、各向同性的線彈性體，用彈性理論求解。假定很多，求解過程仍然是很復(fù)雜的。

3.3.1豎向集中力作用下的附加應(yīng)力計算。

如P50圖3.9

豎向集中力作用于半空間表面時，任一點的應(yīng)力、位移解由法國力學(xué)家J.Boussinesq 求出，較常用的是豎向正應(yīng)力與位移：

33Fz3F3?z??cos?

522?R2?RF(1??)z1w?[3?2(1??)]

2?ERR為了計算方便，將前一式變?yōu)椋?3Fz3Fz?z??5225/22?R2?(r?z)31F

?25/222?[(r/z)?1]zF?a2z！附加應(yīng)力與土的力學(xué)性質(zhì)（如彈性模量無關(guān)）

系數(shù)??f(r/z)見 P51 表3.1。F——集中力

r——集中力作用點與計算點的水平距離 z——集中力作用點與計算點的豎向距離

P52頁例3-2：

332已知：地表面集中力F?200kN 求：

1）地面下z?3m處水平面上的附加應(yīng)力；

2）距作用點r?1m處豎直面上的附加應(yīng)力； 解：

F?z?a2

z??f(r/z)

1）已知Z，根據(jù)一系列r，定?，再求?z，結(jié)果如P52表3.2。

2）已知r，根據(jù)一系列Z，定?，再求?z，結(jié)果如P52表3.3。P52圖3.10

應(yīng)力擴散的水平與豎向規(guī)律（水平方向，離荷載作用軸線越遠(yuǎn)，附加應(yīng)力越??；豎向則是離荷載作用面越遠(yuǎn)，附加應(yīng)力越?。?。三維圖。

下面的各種情況計算是以本例為基礎(chǔ)的。

？多個集中力作用 疊加原理。

?z??Fiai2 z3.3.2 分布荷載作用下的附加應(yīng)力 P55例3.3: 圖3.16 有一矩形底面基礎(chǔ)b=4m, l=6m, 其上作用有均布荷載p0?100kPa, 計算圖中點c及點k下6米處的附加應(yīng)力.解：已知集中力的解,怎樣求矩形均勻分布區(qū)域下的附加應(yīng)力.若知道均布矩形荷載角點下的附加應(yīng)力可以豎向集中力作用下的附加應(yīng)力計算為基礎(chǔ)，大家能知道該怎么做嗎。

可根據(jù)微積分的思想來求解，以矩形荷載面角點為原點，在矩形面積內(nèi)取一微面積dxdy，則該微面積上的均布荷載可看作一集中力，該微面積中心坐標(biāo)為（x，y），則在角點下任意深度z處的附加應(yīng)力為：

dF?p0dxdy3dFz

d?z?2225/22?(x?y?z)3p0z?dxdy2225/22?(x?y?z)?z???d?z??cp0A

?c??c(l/b,z/b)見P54表3.4 1)角點c處的附加應(yīng)力: z=0, l=6,b=4，?c??c(l/b,z/b)??c(1.5,0)?0.25 ?z??cp0?0.25*100kPa?25kPa 2)點k下6米處的附加應(yīng)力:

33?關(guān)鍵在于:點k不在角點下, 怎么辦 與4個面積有關(guān):ksdi,kscr, kiaj,krbj, ?c1??c(l/b,z/b)??c(9/1,6/1)??c(9,6)?0.05

?c2??c(l/b,z/b)??c(3/1,6/1)??c(3,6)?0.033?c3??c(l/b,z/b)??c(9/3,6/3)??c(3,2)?0.131

?c4??c(l/b,z/b)

??c(3/3,6/3)??c(1,2)?0.084?zk?(?c1??c2??c3??c4)p0?6.4kPa

3.3.3 其它形式荷載

1)三角形分布矩形荷載作用下的附加應(yīng)力 P56圖3.18

求解方法同樣采用微積分原理,只是p0是變化的。

?z1??t1p0?z2??t2p0?t1,?t2都是l/b，z/b的函數(shù),見P56?57，表3.5前者為小邊角點的附加應(yīng)力, 后者為大邊角點的附加應(yīng)力.2)同理可求得均布圓形荷載(P57圖3.19)中心與周邊的附加應(yīng)力系數(shù)(P57表3.6)3)均布條形荷載(P58圖3.22)作用下的附加應(yīng)力系數(shù)見P59表3.7.!各種荷載形式原理圖,及參數(shù).均布條形荷載與均布方形荷載附加應(yīng)力比較：見P60 頁圖3.23 比較影響范圍及原因。

P60頁例3.5。

已知: 條形基礎(chǔ), 均布荷載250kPa.求: 1)基底中心下附加應(yīng)力分布規(guī)律 2)深度z=2m的水平面上的附加應(yīng)力.解: 均布條形基礎(chǔ)下的附加應(yīng)力計算:

?z??sz(x/b,z/b)p0 1)已知x=0,z變化 ?z??sz(0,z/2)p0

查表求一系列z對應(yīng)的系數(shù),然后算出附加應(yīng)力值.2)已知z=0,x變化

?z??sz(x/2,2/2)p0??sz(x/2,1)p0

查表求一系列x對應(yīng)的系數(shù),然后算出附加應(yīng)力值.結(jié)果如P61圖3.24.附加應(yīng)力變化趨勢(附加應(yīng)力的擴散現(xiàn)象)。2.3.1 雙層地基

當(dāng)?shù)鼗列再|(zhì)差異過大時，采用均勻、連續(xù)、各向同性的線性半空間計算誤差就很大

（1）上層軟而下層硬時，引起上層應(yīng)力集中

（2）上層硬而下層軟，引起上層應(yīng)力擴散。P66例3.6 圖3.30

已知: 粘土厚10米, 其下砂土層為承壓水頂部水頭為6米.求:最大開挖深度.解: 開挖基坑破壞為孔隙水壓力超過上覆有效應(yīng)力: ?A??sat(10?H)?uA?0 H=6.89

作業(yè): P66: 3.2,3.4,3.5,3.8.

第二篇：土力學(xué)實驗教案

《土力學(xué)與基礎(chǔ)工程》實驗教案

緒論

一、土工試驗的對象和作用

土工試驗是對土的工程性質(zhì)進(jìn)行測試，并獲得土的物理性指標(biāo)（如密度、含水率、土粒比重等）和力學(xué)性指標(biāo)（如壓縮模量、抗剪強度指標(biāo)等）的實驗工作，從而為工程設(shè)計和施工提供可靠的參數(shù)，它是正確評價工程地質(zhì)條件不可缺少的前提和依據(jù)。

土是自然界的產(chǎn)物，其形成過程、物質(zhì)成分以及工程特性是極為復(fù)雜的，并且隨其受力狀態(tài)、應(yīng)力歷史、加載速率和排水條件等的不同而變得更加復(fù)雜。、所以，在進(jìn)行各類工程項目設(shè)計和施工之前，必須對工程項目所在場地的土體進(jìn)行土工試驗，以充分了解和掌握土的各種物理和力學(xué)性質(zhì)，從而為場地巖土工程地質(zhì)條件的正確評價提供必要的依據(jù)。因此，土工試驗是各類工程建設(shè)項目中首先必須解決的何題。

從土力學(xué)的發(fā)展歷史及過程來看，從某種意義上也可以說土力學(xué)是土的實驗力學(xué)，如庫侖(Coulomb)定律、達(dá)西(Darcy)定律、普洛特(Practor))壓實理論以及描述土的應(yīng)力一應(yīng)變關(guān)系的雙曲線模型等，無一不是通過對、土的各種試驗而建立起來的。因此，土工試驗又為土力學(xué)理論的發(fā)展提供依據(jù)，即使在計算機及計算技術(shù)高度發(fā)達(dá)的今天，可以把土的復(fù)雜的彈塑性應(yīng)力一應(yīng)變關(guān)系納人到巖土工程的變形與穩(wěn)定計算中去，但是土的工程性質(zhì)的正確測定對于這些計算模型的建立以及模型中參數(shù)的確定仍然是一個關(guān)鍵伺題。所以，土工試驗在土力學(xué)的發(fā)展過程中占有相當(dāng)重要的地位。

采用原位測試方法對土的工程性質(zhì)進(jìn)行測定，較之室內(nèi)土工試驗具有不少優(yōu)點，原位測試方法可以避免鉆孔取土?xí)r對土的擾動和取土卸荷時土樣回彈等對試驗結(jié)果的影響，試驗結(jié)果可以直接反映原位土層的物理狀態(tài)，某些不易采取原狀土樣的土層（如深層的砂），只能采用原位測試的方法。但在進(jìn)行原位測試時，其邊界條件較為復(fù)雜。在計算分析時，有時還需作不少假定方能進(jìn)行，如十字板剪切試驗結(jié)果整理中的豎向和水平向抗剪強度相等的假定等，并且有些指標(biāo)還不能用原位測試直接測定，如應(yīng)為路徑、時間效應(yīng)及應(yīng)變孩率等對主的性狀的影響。室內(nèi)土工試驗由于能進(jìn)行各種模擬控制試驗以及進(jìn)行全過程和全方位的量測和觀察，在某種程度上反而能滿足土的計算或研究的要求。因此，室內(nèi)土工試驗又是原位測試所代替不了的。

任何試驗都有其一定的局限性，土工試驗一樣也有其局限性。其實，當(dāng)土樣從鉆孔中取出時，就已產(chǎn)生兩種效應(yīng)使該土樣偏離了實際情況，一是取土、搬運及試驗切土?xí)r的機械作用擾動了土的結(jié)構(gòu)，降低了土的強度；二是改變了土的應(yīng)力條件，土樣產(chǎn)生回彈膨脹。這兩種效應(yīng)統(tǒng)稱為擾動，擾動使試驗指標(biāo)不符合原位土體的工程性狀。除此以外，試樣的數(shù)量也是非常有限的，一層土一般只能取幾個或十幾個試樣，試樣總體積與其所代表的土層體積相比，相差懸殊；同時，土還是各向異性的，在垂直方向上與在水平方向上，其性質(zhì)指標(biāo)是不相同的。而室內(nèi)土工試驗的應(yīng)力條件是相對理想和單一化的，如固結(jié)試驗是在完全側(cè)限條件

下進(jìn)行的，三軸壓縮試驗也僅是軸對稱的，這些條件均與實際土層的受力條件不盡相符。因此，土工試驗有一定的局限性，另外，土工試驗成果因試驗方法和試驗技巧熟練程度的不同，也可能會有較大差別，這種差別在某種程度上甚至大于計算方法所引起的誤差。

二、土工試驗項目

（1）（2）（3）（4）（5）（6）（7）

土的含水率試驗 土的密度試驗 土的液限塑限試驗 土的擊實試驗 土的滲透試驗 土的壓縮固結(jié)試驗 土的直剪試驗

實驗一： 密度試驗（環(huán)刀法）

一、概述

土的密度ρ是指土的單位體積質(zhì)量，是土的基本物理性質(zhì)指標(biāo)之一，其單位為g/cm3。土的密度反映了土體結(jié)構(gòu)的松緊程度，是計算土的自重應(yīng)力、干密度、孔隙比、孔隙度等指標(biāo)的重要依據(jù)，也是擋土墻土壓力計算、土坡穩(wěn)定性驗算、地基承載力和沉降量估算以及路基路面施工填土壓實度控制的重要指標(biāo)之一。土的密度一般是指土的天然密度。

二、試驗方法及原理

密度試驗方法有環(huán)刀法、蠟封法、灌水法和灌砂法等。對于細(xì)粒土，宜采用環(huán)刀法；對于易碎、難以切削的土，可用蠟封法，對于現(xiàn)場粗粒土，可用灌水法或灌砂法。環(huán)刀法就是采用一定體積環(huán)刀切取土樣并稱土質(zhì)量的方法，環(huán)刀內(nèi)土的質(zhì)量與環(huán)刀體積之比即為土的密度。

1．儀器設(shè)備

(1)恒質(zhì)量環(huán)刀：內(nèi)徑6.18cm(面積30cm2）或內(nèi)徑7.98cm(面積50cm2），高20mm，壁厚1.5mm；

(2)稱量500g、最小分度值0.1g的天平；

(3)切土刀、鋼絲鋸、毛玻璃和圓玻璃片等。

2.操作步驟

(1)按工程需要取原狀土或人工制備所需要求的擾動土樣，其直徑和高度應(yīng)大于環(huán)刀的尺寸，整平兩端放在玻璃板上。

(2)在環(huán)刀內(nèi)壁涂一薄層凡士林，將環(huán)刀的刀刃向下放在土樣上面，然后用手將環(huán)刀垂直下壓，邊壓邊削，至土樣上端伸出環(huán)刀為止，根據(jù)試樣的軟硬程度，采用鋼絲鋸或修土刀將兩端余土削去修平，并及時在兩端蓋上圓玻璃片，以免水分蒸發(fā)。

(3)擦凈環(huán)刀外壁，拿去圓玻璃片，然后稱取環(huán)刀加土質(zhì)量，準(zhǔn)確至0.1g。

環(huán)刀法試驗應(yīng)進(jìn)行兩次平行測定，兩次測定的密度差值不得大于0.03 g/cm3.，并取其兩次測值的算術(shù)平均值。

實驗二： 含水率試驗（烘干法）

一、概述

土的含水率是指土在溫度105-110℃下烘到衡量時所失去的水質(zhì)量與達(dá)到恒量后干土質(zhì)量的比值，以百分?jǐn)?shù)表示。

二、試驗方法及原理

含水率試驗方法有烘干法、酒精燃燒法、比重法、碳化鈣氣壓法、炒干法等，其中以烘干法為室內(nèi)試驗的標(biāo)準(zhǔn)方法。烘干法是將試樣放在溫度能保持105~110℃的烘箱中烘至恒量的方法，是室內(nèi)測定含水率的標(biāo)準(zhǔn)方法。

1．儀器設(shè)備

(1)保持溫度為105110℃的自動控制電熱恒溫烘箱或沸水烘箱、紅外烘箱、微波爐等其他能源烘箱；(2)稱量200g、最小分度值0.0lg的天平；(3)裝有干燥劑的玻璃干燥缸；(4)恒質(zhì)量的鋁制稱量盒。

2．操作步驟

(1)從土樣中選取具有代表性的試樣15~30g（有機質(zhì)土、砂類土和整體狀構(gòu)造凍土為50g)，放人稱量盒內(nèi)，立即蓋上盒蓋，稱盒加濕土質(zhì)量，準(zhǔn)確至0.0lg。

(2)打開盒蓋，將試樣和盒一起放人烘箱內(nèi)，在溫度105^-110℃下烘至恒量。試樣烘至恒量的時間，對于粘土和粉土宜烘8~10h，對于砂土宜烘6~8h。對于有機質(zhì)超過干土質(zhì)量5％的土，應(yīng)將溫度控制在65~70℃的恒溫下進(jìn)行烘干。

(3)將烘干后的試樣和盒從烘箱中取出，蓋上盒蓋，放人干燥器內(nèi)冷卻至室溫。(4)將試樣和盒從干燥器內(nèi)取出，稱盒加干土質(zhì)量，準(zhǔn)確至0.0lg。

烘干法試驗應(yīng)對兩個試樣進(jìn)行平行鍘定，并取兩個含水率測值的算術(shù)平均值。當(dāng)含水率小于40％時，允許的平行測定差值為1％；當(dāng)含水率等于、大于40%時，允許的平行測定差值為2％。

實驗三： 土的液塑限試驗

一、概述

界限含水率試驗要求土的顆粒粒徑小于0.5mm, 且有機質(zhì)含量不超過5%，且宜采用天然含水率的試樣，但也可采用風(fēng)干試樣，當(dāng)試樣中含有粒徑大于0.5mm的土?；螂s質(zhì)時，應(yīng)過0.5mm的篩。

二、液限試驗（圓錐儀液限試驗）

液限是區(qū)分粘性土可塑狀態(tài)和流動狀態(tài)的界限含水率，測定土的液限主要有圓錐儀法、碟式儀法等試驗方法，也可采用液塑限聯(lián)合測定法測定土的液限。

圓錐儀液限試驗就是將質(zhì)量為76g的圓錐儀輕放在試樣的表面，使其在自重作用下沉人土中，若圓錐體經(jīng)過5s恰好沉人土中10 mm深度，此時試樣的含水率就是液限。

1.儀器設(shè)備

(1)圓錐液限儀；

(2)稱量200g,最小分度值0.0lg的天平；(3)烘箱、干燥器；

(4)鋁制稱量盒、調(diào)土刀、小刀、毛玻璃板、滴管、吹風(fēng)機、孔徑為0.5mm的標(biāo)準(zhǔn)篩、研缽等設(shè)備。

2.操作步驟

(1)選取具有代表性的天然含水率土樣或風(fēng)干土樣，若土中含有較多大于0.5mm的顆?；驃A有多量的雜物時，應(yīng)將土樣風(fēng)干后用帶橡皮頭的研杵研碎或用木棒在橡皮板上壓碎，然后再過0.5mm的篩。

(2)當(dāng)采用天然含水率土樣時，取代表性土樣250g，將試樣放在橡皮板或毛玻璃板上攪拌均勻；當(dāng)采用風(fēng)干土樣時，取過0.5mm篩的代表性土樣200g,將試樣放在橡皮板上用純水將土樣調(diào)成均勻膏狀，然后放人調(diào)土皿中，蓋上濕布，浸潤過夜。

(3)將土樣用調(diào)土刀充分調(diào)拌均勻后，分層裝人試樣杯中，并注意土中不能留有t空隙，裝滿試杯后刮去余土使土樣與杯口齊平，并將試樣杯放在底座上。

(4)將圓錐儀擦拭干凈，并在錐尖上抹一薄層凡士林，兩指捏住圓錐儀手柄，保持錐體垂直，當(dāng)圓錐儀錐尖與試樣表面正好接觸時，輕輕松手讓錐體自由沉人土中。

(5)放錐后約經(jīng)5s,錐體人土深度恰好為10 mm的圓錐環(huán)狀刻度線處，此時土的含水率即為液限。(6)若錐體人土深度超過或小于l0mm時，表示試樣的含水率高于或低于液限，應(yīng)該用小刀挖去沾有凡士林的土，然后將試樣全部取出，放在橡皮板或毛玻璃板上，根據(jù)試樣的干、濕情況，適當(dāng)加純水或邊調(diào)拌邊風(fēng)干重新拌和，然后重復(fù)（3）~（5）試驗步驟。

(7)取出錐體，用小刀挖去沾有凡士林的土，然后取錐孔附近土樣約10~15g,放人稱量盒內(nèi)，測定其含水率。

液限試驗需進(jìn)行兩次平均測定，并取其算術(shù)平均值，其平行差值不得大于2％。

三、塑限試驗（滾搓法）

塑限是區(qū)分粘性土可塑狀態(tài)與半固體狀態(tài)的界限含水率，測定土的塑限的試驗方法主要是滾搓法。滾搓法塑限試驗就是用手在毛玻璃板上滾搓土條，當(dāng)土條直徑達(dá)3mm時產(chǎn)生裂縫并斷裂，此時試樣的含水率即為塑限。

1．儀器設(shè)備

(1)200mm×300mm的毛玻璃板；

(2)分度值0.02mm的卡尺或直徑3 mm的金屬絲；(3)稱量200g,最小分度值0.0lg的天平；(4)烘箱、干燥器；

(5)鋁制稱量盒、滴管、吹風(fēng)機、孔徑為0.5mm的篩、研缽等。

2.操作步驟

(1)取代表性天然含水率試樣或過0.5 mm篩的代表性風(fēng)干試樣100g, 放在盛土皿中加純水拌勻，蓋上濕布，濕潤靜止過夜。(2)將制備好的試樣在手中揉捏至不粘手，然后將試樣捏扁，若出現(xiàn)裂縫，則表示其含水率已接近塑限。

(3)取接近塑限含水率的試樣8~10g, 先用手捏成手指大小的土團(tuán)（橢圓形或球形），然后再放在毛玻璃板上用手掌輕輕滾搓，滾搓時應(yīng)以手掌均勻施壓于土條上，不得使土條在毛玻璃板上無力滾動，在任何情況下土條不得有空心現(xiàn)象，土條長度不宜大于手掌寬度，在滾搓時不得從手掌下任一邊脫出。

(4)當(dāng)土條搓至3 mm直徑時，表面產(chǎn)生許多裂縫，并開始斷裂，此時試樣的含水率即為塑限。若土條搓至3 mm直徑時，仍未產(chǎn)生裂縫或斷裂，表示試樣的含水率高于塑限；或者土條直徑在大于3 mm時已開始斷裂，表示試樣的含水率低于塑限，都應(yīng)重新取樣進(jìn)行試驗。

(5)取直徑3mm且有裂縫的土條3-5g,放人稱量盒內(nèi)，隨即蓋緊盒蓋，測定土條的含水率。塑限試驗需進(jìn)行兩次平均測定，并取其算術(shù)平均值，其平行差值不得大于2％。

四、液、塑限聯(lián)合測定法

液、塑限聯(lián)合測定法是根據(jù)圓錐儀的圓錐人土深度與其相應(yīng)的含水率在雙對數(shù)坐標(biāo)上具有線性關(guān)系的特性來進(jìn)行的。利用圓錐質(zhì)量為76g的液塑限聯(lián)合測定儀測得土在不同含水率時的圓錐人土深度，并繪制其關(guān)系直線圖，在圖上查得圓錐下沉深度為l0mm（或17mm)所對應(yīng)的含水率即為液限，查得圓錐下沉深度為2mm所對應(yīng)的含水率即為塑限。

1．儀器設(shè)備

(1)液塑限聯(lián)合測定儀。

(2)稱量200g, 最小分度值0.0lg的天平。

(3)烘箱、干燥器。

(4)鋁制稱量盒、調(diào)土刀、孔徑為0.5mm的篩、研缽、凡士林等。

2.操作步驟

(1）原則上采用天然含水率土樣，但也可采用風(fēng)干土樣，當(dāng)試樣中含有粒徑大于0.5mm的土粒和雜物時，應(yīng)過0.5 mm篩。

(2)當(dāng)采用天然含水率土樣時，取代表性試樣250g;采用風(fēng)干土樣時，取過0.5mm篩的代表性試樣200g, 將試樣放在橡皮板上用純水調(diào)制成均勻膏狀，放人調(diào)土皿，蓋上濕布，浸潤過夜。

(3)將制備好的試樣用調(diào)土刀充分調(diào)拌均勻后，分層裝人試樣杯中，并注意土中不能留有空隙，裝滿試杯后刮去余土使土樣與杯口齊平，并將試樣杯放在聯(lián)合測定儀的升降座上。

(4)將圓錐儀擦拭干凈，并在錐尖上抹一薄層凡士林，然后接通電源，使電磁鐵吸住圓 錐。

(5)調(diào)節(jié)零點，使屏幕上的標(biāo)尺調(diào)在零位，然后轉(zhuǎn)動升降旋鈕，試樣杯則徐徐上升，當(dāng)錐尖剛好接觸試樣表面時，指示燈亮，立即停止轉(zhuǎn)動旋鈕。

(6)按動控制開關(guān)，圓錐則在自重下沉人試樣，經(jīng)5s后，測讀顯示在屏幕上的圓錐下沉深度，然后取出試樣杯，挖去錐尖入土處的凡士林，取錐體附近的試樣不少于log,放人稱量盒內(nèi)，測定含水率。

(7)將試樣從試樣杯中全部挖出，再加水或吹干并調(diào)勻，重復(fù)以上試驗步驟分別測定試樣在不同含水率下的圓錐下沉深度。液塑限聯(lián)合測定至少在三點以上，其圓錐入土深度宜分別控制在3~4mm,7~9mm和15~17mm。3.液限和塑限確定

以含水率為橫坐標(biāo)、以圓錐人土深度為縱坐標(biāo)在雙對數(shù)坐標(biāo)紙上繪制含水率與圓錐人土深度關(guān)系曲線，如下圖所示。三點應(yīng)在一直線上，如圖中A線。當(dāng)三點不在一直線上時，通過高含水率的點與其余兩點連成兩條直線，在圓錐下沉深度為2mm處查得相應(yīng)的兩個含水率，當(dāng)所查得的兩個含水率差值小于2％時，應(yīng)以該兩個含水率平均值的點（仍在圓錐下沉深度為2mm處）與高含水率的點再連一直線，如圖中B線，若兩個含水率的差值大于、等于2時，則應(yīng)重做試驗。

在含水率與圓錐下沉深度的關(guān)系圖上查得圓錐下沉深度為17mm所對應(yīng)的含水率為17mm液限；查得圓錐下沉深度為l0mm所對應(yīng)的含水率為l0mm液限；查得圓錐下沉深度為2mm所對應(yīng)的含水率為塑限，取值以百分?jǐn)?shù)表示，準(zhǔn)確至0.1％。

實驗四 擊實試驗

一、概述

本實驗的目的是用擊實儀在一定擊實次數(shù)下測定土的最大干密度和最優(yōu)含水量,借以了解土的壓實性質(zhì)。

本實驗采用南實處型擊實儀，此儀器適用于粒徑小于5毫米的土粒，如粒徑大于5毫米的土粒重量介于總土量的3—30%時,允許以本儀器用粒徑小于5毫米的土料進(jìn)行實驗,但應(yīng)對實驗結(jié)果進(jìn)行校正,如粒徑大于5毫米的土粒重量小于總量的30%時,可以不加校正.二、試驗設(shè)備、方法與原理 1．儀器設(shè)備

（1）擊筒容量為1000立方厘米, 錘重2.5公斤,南實處型落距為460毫米.（2）天平:感量0.01克.（3）臺秤:稱重10公斤,感量1克.（4）篩:孔徑5毫米.（5）其它:推土器,削土刀,稱量盒,搪瓷盤,水噴水器,碎土設(shè)備和少量輕機油.2.操作步驟

（1）將具有代表性的風(fēng)干土樣,或在低于60oC攝氏度溫度下烘干的土樣,或天然含水量低于塑限可以碾散過篩的土樣,放在橡皮板上用木碾碾散,過5毫米篩后備用(本步驟由實驗室完成).（2）參照土的塑限,估計其最佳含水量?0p,預(yù)定至少五個不同含水量,使各含水量依次相差約2%,且其中至少有二個大于和小于?0p。各個預(yù)定含水量及土樣原有含水量(由實驗室給出),按下式計算所需的加水量: mω?mω0?0.01(ω?ω0)

1?0.01ω0式中: mω——所需的加水質(zhì)量,克。

mω0——含水量為ω0時的土質(zhì)量,克。

ω——要求達(dá)到的預(yù)期含水量,%。

ω0——土樣原有的含水量,%。

（3）按預(yù)定含水量制備試樣。取土樣約2.5千克，平鋪于不吸水的平板上，用噴水設(shè)備往土樣上均勻噴灑預(yù)定的水量，稍靜置一段時間后，裝入塑料袋內(nèi)或密封于盛土器內(nèi)靜置備用。靜置時間對高液限粘土（CH）不得少于一晝夜，對低液限粘土（CL）可酌情縮短,但不應(yīng)少于12小時.（4）準(zhǔn)備好擊實筒和擊錘,把擊實筒固定于底板,檢查各部分螺絲接頭是否完好,筒與底板是否接觸好,螺絲是否擰緊,擊實筒底面和筒內(nèi)壁需涂少許潤滑油.（5）將擊實筒連底板放在堅實地面上,將制備的土樣分三層放入擊實筒內(nèi),每裝一層擊實一層,每層25擊.如土系用于中小型堤壩工程,則可用每層15擊.每層的裝土及擊實方法如下: 取制備好的試樣600—800克(使擊實后的略高于筒高的1/3)倒入筒內(nèi),整平其表面,并用圓木板稍加壓緊,按25擊(或15擊)擊數(shù)進(jìn)行擊實.擊實時,提起擊錘與導(dǎo)筒頂接觸(落高為460毫米)后,使其自由鉛直下落,每次錘擊時應(yīng)挪動擊錘,使錘跡均勻分布于土面.然后安裝護(hù)筒,把土面刨成毛面,重復(fù)上述步驟進(jìn)行第二及第三層的擊實.擊實后高出擊實筒的余土高度不得大于10毫米.（6）用削土刀小心沿護(hù)筒內(nèi)壁與土的接觸面劃開,轉(zhuǎn)動并取下護(hù)筒(注意勿將擊實筒內(nèi)土樣帶出),齊筒頂細(xì)心削平試樣,拆除底板.如試樣底面超出筒外,亦應(yīng)削平.然后檫凈筒外壁,用臺秤稱出筒加土重,稱重準(zhǔn)至1克.（7）用推土器推出筒內(nèi)試樣,從試樣中心不同位置處取兩小塊各約15～30克土,測定其含水量,計算 準(zhǔn)至0.1%,其平行誤差不得超過1%.（8）按4到7步驟進(jìn)行其余含水量下土的擊實和測定工作.三、計算及制圖

1.按下式計算擊實后各點的干密度: ?d??1?0.01?

式中： ?d－—干密度，g/cm

3ρ－—濕密度，g/cm3

ω－—擊實后測定的含水量，% 2.將測得的不同?d及ω值,繪出?d及ω關(guān)系曲線(即擊實曲線).曲線上峰點的坐標(biāo)分別為?dmax和?op.如不能連接成合理曲線時,應(yīng)進(jìn)行補點實驗.3.按下式計算飽和含水量: ?sat(%)?(??1?)?100% ?dGs式中：?sat(%)－－飽和含水量（%）；

Gs－－土粒比重；

??－－水的密度g/cm3。

計算幾個干密度下土的飽和含水量,以干密度為縱坐標(biāo),飽和含水量為橫坐標(biāo),繪制飽和曲線(見擊實實驗記錄).1.8擊實曲線1.5151.7最大干密度1.67最優(yōu)含水量20%飽和度100%密度rd克/厘米21.6***4

含水量 ω% 實驗

五、滲透實驗

一、概述:

滲透是水流經(jīng)多孔介質(zhì)的現(xiàn)象.若土中滲透水流呈層流狀態(tài),則滲透速度與水力坡降成正比.當(dāng)水力坡降等于1時的滲透速度,稱為土的滲透系數(shù).本次實驗是在室內(nèi)南55型滲透儀測定粘性土的滲透系數(shù),滲透系數(shù)是估算滲流量,飽和條件下土工建筑物與地基內(nèi)的滲水流速,以及選擇筑壩土料的重要指標(biāo).二、試驗設(shè)備、方法與原理

1．儀器設(shè)備

（1）滲透儀

（2）無空氣水

（3）量筒: 容量100立方厘米,精度1立方厘米

（4）其他: 秒表,溫度計,凡士林,修土刀等

2.操作步驟

（1）按工程需要,取原狀土或制備成所需狀態(tài)的擾動土樣,按前述容重實驗中環(huán)刀取土的方法操作,修平環(huán)刀上下土樣突出的部分,但不得用刀在土樣兩端反復(fù)涂抹,切削試樣時應(yīng)根據(jù)要求將環(huán)刀刃口垂直或平行于土的天然層面。

（2）測定試樣容重,并取削下的余土測定含水量。

（3）將容器套筒內(nèi)壁涂上一薄層凡士林,然后將裝有試樣的環(huán)刀推入套筒,并壓入止水墊圈.刮去擠出的凡士林.裝好帶有透水石和墊圈的上下蓋,并且用螺絲擰緊,不得漏氣漏水。

（4）把裝好式樣的容器的進(jìn)水口與供水源裝置連通，關(guān)止水夾。使供水瓶注滿水，直至供水瓶的排氣孔有水溢出時為止。

（5）把容器側(cè)立，排氣管向上，并打開排氣管管夾。然后打開止水夾及進(jìn)水口管夾，排除容器底部的空氣，直至水中無夾帶氣泡溢出為止。關(guān)閉氣管管夾，平放好容器。

（6）在不大于200cm水頭作用下，靜置某一時間，待上出水口7有水溢出后，開始測定。

（7）當(dāng)采用變水頭時，將水頭管充水至需要高度后，關(guān)止水夾5（2），開動秒表，同時測記起始水頭h1，經(jīng)過時間t后再測記終了水頭h2(每次測定的水頭差應(yīng)大于10厘米)。如此連續(xù)測記2～3次后，再使水頭管水位回升至需要高度，再連續(xù)測記數(shù)次，前后需6次以上，試驗終止①，同時測記試驗開始時與終止的水溫。

（8）當(dāng)采用常水頭時打開5（1）、5（2）、5（3）止水夾，開動秒表，同時用量筒接取出水口7處

3時間t的滲水量，并測記水頭h及水溫ToC,如此重復(fù)測記6次以上，每次定的水量，應(yīng)不少于5.0cm。

三、計算及制圖

1.按下式計算滲透系數(shù): KT?2.20? 或

KT?haL ?log1(變水頭）A?th2QL(常水頭）

A?h?t注：①每次測定的水頭應(yīng)大于10厘米.對較粘的試樣或較密實的試樣,測記時間可能長,為避免測試過程中水溫變化較大,影響實驗結(jié)果,規(guī)定每測試一次,應(yīng)在3～4小時內(nèi)完成.如不能滿足上述要求,可加大作用水頭或改用負(fù)壓法.測試時,如發(fā)現(xiàn)水流過快,應(yīng)檢查試樣及容器漏水或試樣集中滲流現(xiàn)象.有,則應(yīng)重新制樣,安裝.式中: KT－水溫ToC時的土的滲透系數(shù),厘米/秒;a－測壓管的斷面積,平方厘米;A－試樣的斷面積,平方厘米;L－試樣長度,厘米;t－水頭自h1降到h2所經(jīng)的時間,秒;h1－測壓管中開始水頭,厘米;

h2－測壓管中終了水頭,厘米;Q－時間t內(nèi)的滲透流量,立方厘米;h－常水頭,厘米.2.按下述公式計算水溫10oC時的滲透系數(shù).以10oC為標(biāo)準(zhǔn)是由于地下水滲流的溫度在10oC右,選它做標(biāo)準(zhǔn)是為了符合實際滲透情況.K10?Kt??T ?10式中: K10－水溫為10oC時土的滲透系數(shù),厘米/秒;KT－水溫為ToC時土的滲透系數(shù),厘米/秒;?T－ToC時水的動力粘滯系數(shù)，克秒/平方厘米;?10－10oC時水的動力粘滯系數(shù),克秒/平方厘米.?T比值與溫度的關(guān)系見表5—1.?10 3.取測得的六個(或四個)滲透系數(shù)較接近的數(shù)個求其算術(shù)平均值.實驗六： 土的壓縮、固結(jié)試驗

一、概述

標(biāo)準(zhǔn)固結(jié)試驗就是將天然狀態(tài)下的原狀土或人工制備的擾動土，制備成一定規(guī)格的土樣，然后在側(cè)限與軸向排水條件下測定土在不同荷載下的壓縮變形，且試樣在每級壓力下的固結(jié)穩(wěn)定時間為24h。

二、試驗方法與原理 1.儀器設(shè)備

(1)固結(jié)容器。由環(huán)刀、護(hù)環(huán)、透水板、加壓上蓋等組成，土樣面積30cm2或50cm2，高

度2cm。

(2）加荷設(shè)備。可采用量程為5～l0kN的杠桿式、磅秤式或氣壓式等加荷設(shè)備。

(3)變形量測設(shè)備?？刹捎米畲罅砍蘬0mm, 最小分度值0.0lmm的百分表，也可采用一準(zhǔn)確度為全量程0.2％的位移傳感器及數(shù)字顯示儀表或計算機。

(4）毛玻璃板、圓玻璃片、濾紙、切土刀、鋼絲鋸和凡士林或硅油等。

2.試驗步驟

(1)按工程需要選擇面積為30cm，或50cm的切土環(huán)刀，環(huán)刀內(nèi)側(cè)涂上一層薄薄的凡士林或硅油，刀口應(yīng)向下放在原狀土或人工制備的擾動土上，切取原狀土樣時應(yīng)按天然狀態(tài)時垂直方向一致。

（2）小心地邊壓邊削，注意避免環(huán)刀偏心入土，應(yīng)使整個土樣進(jìn)入環(huán)刀并凸出環(huán)刀為止，然后用鋼絲鋸（軟土）或用修土刀（較硬的土或硬土),將環(huán)刀兩端余土修平，擦凈環(huán)刀外壁。

(3)測定土樣密度，并在余土中取代表性土樣測定其含水率，然后用圓玻璃片將環(huán)刀兩端蓋上，防止水分蒸發(fā)。

(4）在固結(jié)儀的固結(jié)容器內(nèi)裝上帶有試樣的切土環(huán)刀（刀口向下），在土樣兩端應(yīng)貼上潔凈而濕潤的濾紙，再用提環(huán)螺絲將導(dǎo)環(huán)置于固結(jié)容器，然后放上透水石和傳壓活塞以及定向鋼球。

(5)將裝有土樣的固結(jié)容器，準(zhǔn)確地放在加荷橫梁的中心，如杠桿式固結(jié)儀，應(yīng)調(diào)整杠桿平衡，為保證試樣與容器上下各部件之間接觸良好，應(yīng)施加1kPa預(yù)壓荷載；如采用氣壓式壓縮儀，可按規(guī)定調(diào)節(jié)氣壓力，使之平衡，同時使各部件之間密合。

(6)調(diào)整百分表或位移傳感器至“0”讀數(shù)，并按工程需要確定加壓等級、測定項目以及試驗方法。

(7）加壓等級可采用12.5kPa，25kPa，50kPa，l00kPa,200kPa，400kPa,800kPa，1600kPa和3200kPa。第一級壓力的大小視土的軟硬程度，分別采用12.5kPa, 25kPa或50kPa；最后一級壓力應(yīng)大于土層的自重應(yīng)力與附加應(yīng)力之和，或大于上覆土層的計算壓力100-200kPa, 但最大壓力不應(yīng)小于400kPa。

(8）當(dāng)需要確定原狀土的先期固結(jié)壓力時，初始段的荷重率應(yīng)小于1,可采用0.5或0.25.最后一級壓力應(yīng)使測得的e-lgp曲線下段出現(xiàn)直線段。對于超固結(jié)土，應(yīng)采用卸壓、再加壓方法來評價其再壓縮特性。

(9)當(dāng)需要做回彈試驗時，回彈荷重可由超過自重應(yīng)力或超過先期固結(jié)壓力的下一級荷重依次卸壓至25kPa，然后再依次加荷，一直加至最后一級荷重為止。卸壓后的回彈穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)與加壓相同，即每次卸壓后24h測定試樣的回彈量。但對于再加荷時間，因考慮到固結(jié)已完成，穩(wěn)定較快，因此可采用12h或更短的時間。

(10）對于飽和試樣，在試樣受第一級荷重后，應(yīng)立即向固結(jié)容器的水槽中注水浸沒試樣，而對于非飽和土樣，須用濕棉紗或濕海綿覆蓋于加壓蓋板四周，避免水分蒸發(fā)。

(11)當(dāng)需要預(yù)估建筑物對于時間與沉降的關(guān)系，需要測定豎向固結(jié)系數(shù)CV，或?qū)τ趯永順?gòu)造明顯的軟土需測定水平向固結(jié)系數(shù)CH時，應(yīng)在某一級荷重下測定時間與試樣高度變化的關(guān)系。讀數(shù)時間為6s, 15s, lmin, 2.25min, 4min，6.25min，9min，12.25min，16min,20.25min，25min，30． 25min，36min，42．25min，49min，64min，100min，200min，400min，23h,24h,直至穩(wěn)定為止。當(dāng)測定CH時，需具備水平向固結(jié)的徑向多孔環(huán)，環(huán)的內(nèi)壁與土樣之間應(yīng)貼有濾紙。

(12)當(dāng)不需要測定沉降速率時，則施加每級壓力后24h測定試樣高度變化作為穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)；只需測定壓縮系數(shù)的試樣，施加每級壓力后，每小時變形達(dá)0.0lmm時，測定試樣高度變化作為穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)。(13）當(dāng)試驗結(jié)束時，應(yīng)先排除固結(jié)容器內(nèi)水分，然后拆除容器內(nèi)各部件，取出帶環(huán)刀的土樣，必要時，揩干試樣兩端和環(huán)刀外壁上的水分，測定試驗后的密度和含水率。

實驗七： 直剪試驗

一、概述

直接剪切試驗就是直接對試樣進(jìn)行剪切的試驗，簡稱直剪試驗，是測定土的抗剪強度的一種常用方法，通常采用4個試樣，分別在不同的垂直壓力p下，施加水平剪切力，測得試樣破壞時的剪應(yīng)力τ, 然后根據(jù)庫侖定律確定土的抗剪強度參數(shù)內(nèi)摩擦角φ甲和粘聚力c。

二、試驗方法

直接剪切試驗一般可分為慢剪、固結(jié)快剪和快剪三種試驗方法。

1.慢剪試驗。先使土樣在某一級垂直壓力作用下，固結(jié)至排水變形穩(wěn)定（變形穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)為每小時變形不大于0.005mm），再以小于每分鐘0.02mm的剪切速率緩慢施加水平剪應(yīng)力，在施加剪應(yīng)力的過程中，使土樣內(nèi)始終不產(chǎn)生孔隙水壓力，用幾個土樣在不同垂直壓力下進(jìn)行剪切，將得到有效應(yīng)力抗剪強度參數(shù)φs、cs，但歷時較長，剪切破壞時間可按下式估算

tf =50t50 式中 tf —達(dá)到破壞所經(jīng)歷的時間；

t50 —固結(jié)度達(dá)到50％的時間。

2.固結(jié)快剪試驗。先使土樣在某一級垂直壓力作用下，固結(jié)至排水變形穩(wěn)定，再以每分鐘0.8mm的剪切速率施加剪力，直至剪壞，一般在3 ~ 5min內(nèi)完成，適用于滲透系數(shù)小于10-6cm/s的細(xì)粒土。由于時間短促，剪力所產(chǎn)生的超靜水壓力不會轉(zhuǎn)化為粒間的有效應(yīng)力，用幾個土樣在不同垂直壓力下進(jìn)行慢剪，便能求得抗剪強度參數(shù)值φcq、ccq，其值稱為總應(yīng)力法抗剪強度參數(shù)。

3.快剪試驗。采用原狀土樣盡量接近現(xiàn)場情況，以每分鐘0.8mm的剪切速率施加剪力，直至剪壞，一般在3~5min內(nèi)完成，適用于滲透系數(shù)小于10-6cm/s的細(xì)粒土。這種方法將使粒間有效應(yīng)力維持原狀，不受試驗外力的影響，但由于這種粒間有效應(yīng)力的數(shù)值無法求得，所以試驗結(jié)果只能求得(σtan φq + cq）的混合值。快速法適用于測定粘性土天然強度，但φq角將會偏大。

三、儀器設(shè)備

1.直剪儀。采用應(yīng)變控制式直接剪切儀。

2.測力計。采用應(yīng)變?nèi)?，量表為百分表或位移傳感器?/p>

3.環(huán)刀。內(nèi)徑6.18cm, 高2.0cm。

4.其它。切土刀、鋼絲鋸、濾紙、毛玻璃板、圓玻璃片以及潤滑油等。

四、操作步驟

1.對準(zhǔn)剪切盒的上下盒，插人固定銷釘，在下盒內(nèi)放潔凈透水石一塊及濕潤濾紙一張。

2.將盛有試樣的環(huán)刀，平口向下、刀口向上，對準(zhǔn)剪切盒的上盒，在試樣面放濕潤濾紙一張及透水石一塊，然后將試樣通過透水石徐徐壓人剪切盒底，移去環(huán)刀，并順次加上傳壓活塞及加壓框架。

3.取不少于4個試樣，并分別施加不同的垂直壓力，其壓力大小根據(jù)工程實際和土的軟硬程度而定，一般可按25kPa，50kPa，100kPa，200kPa，300kPa,400kPa，600kPa?施加，加荷時應(yīng)輕輕加上，但必須注意，如土質(zhì)松軟，為防止試樣被擠出，應(yīng)分級施加。

4.若試樣是飽和試樣，則在施加垂直壓力5min后，向剪切盒內(nèi)注滿水；若試樣是非飽和土試樣，不必注水，但應(yīng)在加壓板周圍包以濕棉紗，以防止水分蒸發(fā)。

5.當(dāng)在試樣上施加垂直壓力后，若每小時垂直變形不大于0.005mm, 則認(rèn)為試樣已達(dá)到固結(jié)穩(wěn)定。6.試樣達(dá)到固結(jié)穩(wěn)定后，安裝測力計，徐徐轉(zhuǎn)動手輪，使上盒前端的鋼珠恰與測力計接觸，測記測力計初讀數(shù)。

7.松開外面四只螺桿，拔去里面固定銷釘，然后開動電動機，使應(yīng)變?nèi)κ軌?，觀察測力計的讀數(shù)，它將隨下盒位移的增大而增大，當(dāng)測力計讀數(shù)不再增加或開始倒退時，即出現(xiàn)峰值，認(rèn)為試樣已破壞，記下破壞值，并繼續(xù)剪切至位移為4mm時停機；當(dāng)剪切過程中測力計讀數(shù)無峰值時，應(yīng)剪切至剪切位移為6mm時停機。

8.剪切結(jié)束后，卸去剪切力和垂直壓力，取出試樣，并測定試樣的含水率。

第三篇：《土力學(xué)》教案2004(1章)

《土質(zhì)土力學(xué)》

教案

第一章 緒論

一．學(xué)土質(zhì)土力學(xué)這門課的意義（為什么要學(xué)這門課）

（1）本課程的重要性：

“萬丈高樓從地起”

地基與基礎(chǔ)是整個建筑工程質(zhì)量與安全的基礎(chǔ)，它是建筑物出問題的主要方面（占2/3以上，人為因素除外）。而且一旦出現(xiàn)事故，很難補救。它在建筑的工期（25-30%）與造價（5-50%）方面占較大比重。

難就難在地基的材料“土”的特殊力學(xué)性質(zhì)令人琢磨不透。（2）知識的廣泛適用性

當(dāng)前我國土木工程方興未艾，隨著人類活動的發(fā)展，改造地球的能力的提高，本課程知識將很有前途；

一般人員將土力學(xué)只與建筑方面的地基基礎(chǔ)聯(lián)系在一塊，事實上遠(yuǎn)不止如此：

交通上的路面可看成基礎(chǔ)，路面下的土層可以看成地基，水利的大壩可看成基礎(chǔ)，大壩下的土就是地基，應(yīng)有大土木的概念，只有涉及土的地方，就是土力學(xué)的用武之地

（3）知識的長期實用性

當(dāng)前地球上的建筑業(yè)、交通、水利等土木工程建設(shè)方興未艾，隨著人類改造地球能力的提高，本學(xué)科也日趨完善。

以后人類的生存空間向海洋、太空發(fā)展時，會發(fā)展成海洋土力學(xué)、太空土力學(xué)

目前關(guān)于海洋土的力學(xué)性質(zhì)研究、海洋邊坡穩(wěn)定分析在我國已有一些進(jìn)展。

在英國雜志《Geotechnique》就有月球土的力學(xué)性質(zhì)研究的論文。

本學(xué)科是一門越來越古老，也越來越年輕的學(xué)科。而有些學(xué)科，如石油學(xué)科，過幾十年，石油開采完了，該學(xué)科也就壽終正寢了。

二．基本概念

(1)土是礦物或巖石碎屑在自然環(huán)境下生成的堆積物。（提問）

(2)土力學(xué)是研究土的物理性質(zhì)、化學(xué)和力學(xué)性質(zhì)（荷載、水、溫度作用下土體的應(yīng)力、變形與強度規(guī)律），從而解決工程中土體變形和穩(wěn)定問題的一門學(xué)科。

(3)地基：通常把支承基礎(chǔ)的土體或巖體成為地基 a)天然地基b)人工地基

(4)基礎(chǔ)：將結(jié)構(gòu)承受的各種作用傳遞到地基上的結(jié)構(gòu)主成部分。（說明基礎(chǔ)和地基的不同）根據(jù)基礎(chǔ)的埋置深度不同可分為淺基礎(chǔ)和深基礎(chǔ)（基礎(chǔ)方面的知識在基礎(chǔ)工程會有仔細(xì)地講解）

土力學(xué)是土木工程專業(yè)的一門重要專業(yè)基礎(chǔ)課程。是土木工程設(shè)計、施工的重要基礎(chǔ)。

三．學(xué)習(xí)目的

（1）掌握土的基本物理、力學(xué)、強度特性。

（2）具有土體變形與穩(wěn)定分析的能力：地基沉降計算

地基承載力計算

土壓力計算與擋土墻設(shè)計 土坡穩(wěn)定分析。

四．本課程的特點

1）理論性強：

理論主要涉及土的基本性質(zhì)、土的應(yīng)力與變形計算、土坡穩(wěn)定分析

2）實踐性很強：

本課程重要內(nèi)容都是與工程實踐聯(lián)系十分密切的，書中的理論是為實踐服務(wù)的，

第四篇：土力學(xué)實驗教案

實驗一

液、塑限試驗

一、目的

測定細(xì)粒土的液限含水率、塑限含水率、塑性指數(shù)、液性指數(shù)、確定土的工程分類。

二、試驗方法 液塑限聯(lián)合測定法

三、儀器設(shè)備

1、光電式液限、塑限聯(lián)合測定儀，試樣杯

2、天平，稱量200g，最小分度值0.1g。

3、其它：烘箱、鋁盒、調(diào)土刀、刮土刀、凡士林等。

四、試驗步驟

1、本次試驗原則上應(yīng)采用天然含水率的土樣進(jìn)行，也允許用風(fēng)干土制備土樣，土樣過0.5mm篩后，噴灑配制一定含水率的土樣，然后裝入密閉玻璃廣口瓶內(nèi)，潤濕一晝夜備用（土樣制備工作實驗室已預(yù)先做好）。

2、將已制備好的土樣取出調(diào)勻后，密實地裝入試樣杯中（土中不能有孔洞），高出試樣杯口的余土，用刮土刀刮平，隨即將試樣杯放在升降底座上。

3、接通電源，調(diào)平底座，吸放安扭調(diào)到“吸”的狀態(tài)，把裝有透明光學(xué)微分尺的圓錐儀，在錐體上抹以薄層凡士林，使電磁鐵吸穩(wěn)固錐儀。并使光學(xué)微分尺垂直于光軸（可從屏幕上觀察，刻度線清晰，并在屏幕居中位置）。

4、調(diào)節(jié)零點，使讀數(shù)屏幕上的零線與光學(xué)微分尺影像零線重合，按下“手”（即手動）按鈕，使儀器處于備用狀態(tài)。

5、轉(zhuǎn)動升降座，待試樣杯上升到土面剛好與圓錐儀錐尖接觸時，按“放”按鈕，圓錐儀自由下落，歷時5秒，當(dāng)音響訊號自動發(fā)出聲響時，立即從讀數(shù)屏幕上讀出圓錐儀下沉深度，平行兩組試驗。

6、把升降座降下，細(xì)心取出試樣杯，剔除錐尖處含有凡士林的土，取出錐體附近的試樣不少于15-30g放入稱量鋁盒內(nèi)，稱量得質(zhì)量m1，并記下盒號，測定含水率。

7、將稱量過的鋁盒，放入烘箱；在105℃～110℃的溫度下烘至恒量，取出土樣盒放入玻璃干燥皿內(nèi)冷卻，稱干土的質(zhì)量m2。

8、重復(fù)2～7條的步驟，測試另二種含水率土樣的圓錐入土深度和含水率

9、以含水率為橫坐標(biāo)，以圓錐入土深度為縱坐標(biāo)在雙對數(shù)坐標(biāo)紙上繪制含水率與相應(yīng)的圓錐入土深度關(guān)系曲線，如圖1-2所示。三點應(yīng)在一根直線上，如圖中A線。如果三點不在同一直線上，通過高含水率的一點與其余兩點連兩根直線，在圓錐入土深工為2mm處查得相應(yīng)的兩個含水率，用該兩含水率的平均值的點與高含水率的測點作直線，在含水率與圓錐下沉深度的關(guān)系圖上查得下沉深度為17mm對應(yīng)的含水率為液限，查得下沉深度為2mm對應(yīng)的含水率為塑限。

五、成果整理

書中表格，雙對數(shù)座標(biāo)軸

實驗二

固結(jié)試驗

（一）、試驗?zāi)康?/p>

本試驗的目的是測定試樣在側(cè)限與軸向排水條件下的變形和壓力，或孔隙比和壓力的關(guān)系，變形和時間的關(guān)系，以便計算土的壓縮系數(shù)、壓縮指數(shù)、壓縮模量、固結(jié)系數(shù)及原狀土的先期固結(jié)壓力等。

（二）、試驗方法

適用于飽和的粘質(zhì)土（當(dāng)只進(jìn)行壓縮試驗時，允許用于非飽和土）。

試驗方法：

1、正常慢固結(jié)法；（快速固結(jié)試驗：本實驗采用規(guī)定試樣在各級壓力下的固結(jié)時間為10分鐘）

（三）、儀器設(shè)備

①固結(jié)容器；②加壓設(shè)備；③百分表；④其他：刮土刀、天平、秒表等。

（四）、試驗步驟

（1）根據(jù)工程需要，切取原狀土試樣或制備給定密度與含水量的擾動土樣。

（2）按試驗一、二的方法，測定試樣的密度及含水量。

（3）將土樣壓入環(huán)刀，在固結(jié)容器內(nèi)放置護(hù)環(huán)、透水板和用水濕潤后的薄濾紙，將帶有環(huán)刀（環(huán)刀的表面積為30cm，h?20mm）的試樣，小心裝入護(hù)環(huán)內(nèi)，然后在試樣上放薄濾紙、透水板和加壓蓋板、傳壓鋼柱，置于加壓框架下，對準(zhǔn)加壓框架的正中，安裝量表。

（4）施加0.25kPa的預(yù)壓壓力，使試樣與儀器上下各部分之間接觸良好，然后調(diào)整量表，使指針讀數(shù)為5.00。

（5）確定需要施加的各級壓力。加壓等級一般為50.0、100、200、400kPa。（在工程實踐中做本實驗的最后一級壓力應(yīng)大于上覆土層的計算壓力100~200kPa）。

（6）測記穩(wěn)定讀數(shù)。當(dāng)不需要測定沉降速率時，穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定為每級壓力下固結(jié)24小時。測記穩(wěn)定讀數(shù)后，本實驗取固結(jié)穩(wěn)定時間為10分鐘，再施加第2級壓力。依次逐級加壓至試驗結(jié)束。

（7）試驗結(jié)束后，迅速拆除儀器部件，取出帶環(huán)刀的試樣。（如系飽和試樣，則用干濾紙吸去試樣兩端表面上的水，取出試樣，測定試驗后的含水量）。

(8)、計算與制圖

1按下式計算試樣的初始孔隙比e0 2e0??wGs(1?0.01w0)?1?0

式中：ρ0—試樣初始密度，g/cm3；

w0—試樣的初始含水量，%。

2按下式計算各級壓力下固結(jié)穩(wěn)定后的孔隙比ei

ei?e0?(1?e0)?hih0

式中：Δhi—某級壓力下試樣高度變化，即總變形量減去儀器變形量，mm；

h0——試樣初始高度，mm。

3繪制e～p的關(guān)系曲線

以孔隙比e為縱坐標(biāo)，壓力p為橫坐標(biāo)，將試驗成果點在圖上，連成一條光滑曲線。

(五)、本試驗記錄格式詳見實驗報告

實驗三

直剪試驗

（一）、試驗?zāi)康?/p>

直接剪切試驗是測定土的抗剪強度的一種常用方法。通常采用4個試樣，分別在不同的垂直壓力p下，施加水平剪切力進(jìn)行剪切，測得剪切破壞時的剪應(yīng)力τ。然后根據(jù)庫侖定律確定土的抗剪強度指標(biāo)：內(nèi)摩擦角φ和粘聚力c。

（二）、試驗方法與適用范圍

1、試驗方法

快剪試驗：在試樣上施加垂直壓力后立即快速施加水平剪應(yīng)力。（本實驗采用此方法）

固結(jié)快剪試驗：在試樣上施加垂直壓力，待試樣排水固結(jié)穩(wěn)定后，快速施加水平剪應(yīng)力。

慢剪試驗：在試樣上施加垂直壓力及水平剪應(yīng)力的過程中，均使試樣排水固結(jié)。

2、適用范圍：適用于測定細(xì)粒土的抗剪強度指標(biāo)c和φ及土顆粒的粒徑小于2mm的砂土的抗剪強度指標(biāo)φ。滲透系數(shù)k大于10-6cm/s的土不宜作快剪試驗。

（三）儀器設(shè)備

應(yīng)變控制式直剪儀：剪切盒、垂直加壓框架、量力環(huán)、推動機構(gòu)等；

位移計（百分表）：量程5~10mm,分度值0.01mm；

天平、環(huán)刀、削土刀、飽和器、秒表、濾紙、直尺等。

2、操作步驟（粘性土）

（1）試樣制備：從原狀土樣中切取原狀土試樣或制備給定干密度和含水量的擾動土試樣。按規(guī)范規(guī)定，測定試樣的密度及含水量。用環(huán)刀取試樣。

（2）試樣安裝：

對準(zhǔn)上下盒，插入固定銷。在下盒內(nèi)放濕濾紙和透水板。將裝有試樣的環(huán)刀平口向下，對準(zhǔn)剪切盒口，在試樣頂面放濕濾紙和透水板，然后將試樣徐徐推入剪切盒內(nèi)，移去環(huán)刀，重復(fù)取樣。

轉(zhuǎn)動手輪，使上盒前端鋼珠剛好與量力環(huán)接觸。調(diào)整測力計讀數(shù)為零。依次加上加壓蓋板、鋼珠、加壓框架，安裝垂直位移計，測記起始讀數(shù)。

（3）施加垂直壓力：一個垂直壓力相當(dāng)于現(xiàn)場預(yù)期的最大壓力p，一個垂直壓力要大于p，其他垂直壓力均小于p。但垂直壓力的各級差值要大致相等。也可以取垂直壓力分別為100、200、300、400kPa 各級垂直壓力可一次輕輕施加，若土質(zhì)軟弱，也可以分級施加以防試樣擠出。

（4），拔去固定銷，開動秒表，以0.8~1.2mm/min的速率剪切（每分鐘4~6轉(zhuǎn)的均勻速度旋轉(zhuǎn)手輪），使試樣在3~5min剪損。

剪損的標(biāo)準(zhǔn)：①當(dāng)測力計的讀數(shù)達(dá)到穩(wěn)定，或有明顯后退表示試樣剪損；②一般宜剪切至剪切變形達(dá)到4mm；③若測力計的讀數(shù)繼續(xù)增加，則剪切變形達(dá)到6mm為止。

（5）剪切結(jié)束后，倒轉(zhuǎn)手輪，盡快移去垂直壓力、框架、鋼珠、加壓蓋板等。取出試樣，重復(fù)實驗，直至完成。

(6)、計算與制圖

1計算： 按下式計算試樣的剪應(yīng)力

??kR

式中：k—測力計率定系數(shù)，N/0.01mm；

R—測力計讀數(shù)，0.01mm；

2制圖：①以抗剪強度τf為縱坐標(biāo)，垂直壓力p為橫坐標(biāo)，繪制抗剪強度τf與垂直壓力p的關(guān)系曲線。

(五)、本試驗記錄格式詳見實驗報告

第五篇：土力學(xué)總結(jié)

一、名詞解釋

1.最優(yōu)含水率:在擊數(shù)一定時，當(dāng)含水率較低時，擊實后的干密度隨著含水率的增加而增大；而當(dāng)含水率達(dá)到某一值時，干密度達(dá)到最大值，此時含水率繼續(xù)增加反而招致干密度的減小。干密度的這一最大值稱為最大干密度，與它對應(yīng)的含水率稱為最優(yōu)含水率。

2.靜止側(cè)壓力系數(shù) :土體在無側(cè)向變形條件下，側(cè)向有效應(yīng)力與豎向有效應(yīng)力之比值。3.抗剪強度:土體抵抗剪切變形的最大能力或土體頻臨剪切破壞時所能承受的最大剪應(yīng)力稱為土的抗剪強度。

4.主動土壓力 :當(dāng)擋土墻離開填土移動，墻后填土達(dá)到極限平衡狀態(tài)時，作用在墻上的土壓力稱為主動土壓力。

5.允許承載力:地基頻臨破壞時所能的基底壓力稱為地基的極限承載力，將土中的剪切破壞區(qū)限制在某一區(qū)域范圍內(nèi)，視地基土能承受多大的基底壓力，此壓力即為允許承載力。容許承載力等于極限承載力除以安全系數(shù)。管涌：管涌是滲透變形的一種形式．指在滲流作用下土體中的細(xì)土粒在粗土顆粒形成的空隙中發(fā)生移動并被帶出的現(xiàn)象． 被動土壓力：當(dāng)擋土墻向沿著填土方向轉(zhuǎn)動或移動時，隨著位移的增加墻后受到擠壓而引起土壓力增加，當(dāng)墻后填土達(dá)到極限平衡狀態(tài)時增加到最大值，作用在墻上的土壓力稱為被動土壓力。土：是各類巖石經(jīng)長期地質(zhì)營力作用風(fēng)化后的產(chǎn)物，是由各種巖石碎塊和礦物顆粒組成的松散集合體。

粒組：將工程性質(zhì)相似，顆粒大小相近的土粒歸并成組，按其粒徑大小分成若干組別，稱為粒組。

土的結(jié)構(gòu)：指組成土的土粒大小、形狀、表面特征，土粒間的連結(jié)關(guān)系和土粒的排列情況，其中包括顆粒或集合體間的距離、孔隙大小及其分布特點。

塑性指數(shù)：粘性土中含水量在液限與塑限兩個稠度界限之間時，具有可塑性，且可塑性的強弱可由這兩個稠度界限的差值大小來反映，這差值就稱為塑性指數(shù)IP。即

滲透系數(shù)：反映土的透水性能的比例系數(shù)，是水力梯度為1時的滲透速度，其量綱與滲透速度相同。其物理含義是單位面積單位水力梯度單位時間內(nèi)透過的水量。角點法：利用角點下的應(yīng)力計算公式和應(yīng)力疊加原理推求地基中任意點的附加應(yīng)力的方法稱為角點法。

側(cè)限壓縮模量：土在完全側(cè)限條件下，豎向附加應(yīng)力σz與相應(yīng)豎向應(yīng)變εz之比值，即Es=σz/εz。

附加應(yīng)力：在外荷作用下，土體中各點產(chǎn)生的應(yīng)力增量。

基底壓力：基礎(chǔ)底面?zhèn)鬟f給地基表面的壓力，由于基底壓力作用于基礎(chǔ)與地基的接觸面上，故也稱基底接觸壓力。

平均固結(jié)度：土層發(fā)生滲流固結(jié)，在某一時刻t，土層骨架已經(jīng)承擔(dān)起來的有效應(yīng)力對全部附加壓應(yīng)力的比值，稱為土層的平均固結(jié)度。

極限承載力：地基從局部剪損破壞階段進(jìn)入整體破壞階段，即將喪失穩(wěn)定性時的基底壓力。臨界荷載：塑性區(qū)最大深度限制在基礎(chǔ)寬度的四分之一（或三分之一）時相應(yīng)的基底壓力。容許承載力：地基穩(wěn)定有足夠的安全度，并且變形控制在建筑物的容許范圍內(nèi)時，單位面積所能承受的最大荷載

應(yīng)力。

庫侖定律：當(dāng)土所受法向應(yīng)力不很大時，土的抗剪強度與法向應(yīng)力可近似用線性關(guān)系表示，這一表征土體抗剪強度與法向應(yīng)力的公式即為庫侖定律表達(dá)式

式中：c-內(nèi)聚力，υ-內(nèi)摩擦角，σ-法向應(yīng)力，τf-抗剪強度。固結(jié)不排水試驗：施加周圍壓力,打開排水閥門,允許排水固結(jié),固結(jié)完成后關(guān)閉排水閥門,再施加豎向壓力,使試樣在排水的條件下剪切破壞的三軸壓縮試驗

二、是非題(每題 1 分)1．附加應(yīng)力大小只與計算點深度有關(guān)，而與基礎(chǔ)尺寸無關(guān)。（×）2．完全飽和土體，含水量w=100％

（×）

3．固結(jié)度是一個反映土體固結(jié)特性的指標(biāo)，決定于土的性質(zhì)和土層幾何尺寸，不隨時間變化。(×)4．飽和土的固結(jié)主要是由于孔隙水的滲透排出，因此當(dāng)固結(jié)完成時，孔隙水應(yīng)力全部消散為零，孔隙中的水也全部排干了。（×）5．土的固結(jié)系數(shù)越大，則壓縮量亦越大。（×）6．擊實功能（擊數(shù)）愈大，土的最優(yōu)含水率愈大。（×）

7．當(dāng)?shù)叵滤挥傻孛嬉韵履骋簧疃壬仙降孛鏁r地基承載力降低了。（√）

8．根據(jù)達(dá)西定律，滲透系數(shù)愈高的土，需要愈大的水頭梯度才能獲得相同的滲流速度。（×）9．三軸剪切的CU試驗中，飽和的正常固結(jié)土將產(chǎn)生正的孔隙水應(yīng)力，而飽和的強超固結(jié)土則可能產(chǎn)生負(fù)的孔隙水應(yīng)力。

（√）10．不固結(jié)不排水剪試驗得出的 值為零（飽和粘土）。

（√）

三、填空題(每題 3 分)1.土的結(jié)構(gòu)一般有（單粒結(jié)構(gòu)）（蜂窩狀結(jié)構(gòu)）和（絮狀結(jié)構(gòu)）等三種，其中（絮狀結(jié)構(gòu))是以面～邊接觸為主的。

2.常水頭滲透試驗適用于(透水性強的無粘性土)，變水頭試驗適用于(透水性差的粘性土)。3.在計算矩形基底受豎直三角形分布荷載作用時，角點下的豎向附加應(yīng)力時，應(yīng)作用兩點，一是計算點落在(角點)的一點垂線上，二是B始終指(寬度)方向基底的長度。4.分析土坡穩(wěn)定的瑞典條分法與畢肖甫法其共同點是(假設(shè)滑動面是圓弧面）、（假定滑動體為剛體），不同點是（條分法不考慮條間力）。5.地基的破壞一般有（整體剪切破壞）、(局部剪切破壞)和(沖剪破壞)等三種型式，而其中(整體剪切)破壞過程將出現(xiàn)三個變形階段。

1、無粘性土的性質(zhì)主要取決于顆粒的粒徑和級配。

2、用三軸試驗測定土的抗剪強度指標(biāo)，在其它條件都相同的情況下，測的抗剪強度指標(biāo)值最大的是 固結(jié)排水剪切試驗，最小的是不固結(jié)不排水剪切試驗。

3、評價粗顆粒土粒徑級配的指標(biāo)有不均勻系數(shù)和曲率系數(shù)。

4、τf表示土體抵抗剪切破壞的極限能力，當(dāng)土體中某點的剪應(yīng)力τ=τf時，土體處于極限平衡狀態(tài)；τ>τf時，土體處于破壞狀態(tài)；τ<τf時，土體處于平衡狀態(tài)。

5、樁按受力分為端承樁和摩擦樁。

6、用朗肯土壓力理論計算土壓力時，擋土墻墻背垂直、光滑，墻后填土表面因水平。

7、樁的接頭方式有 角鋼焊接、法蘭盤焊接和硫磺膠泥連接。

8、建筑物地基變形的特征有沉降量、沉降差、局部傾斜和傾斜四種類型

1、在天然狀態(tài)下，自然界中的土是由 固體顆粒、水 和 氣體 組成的三相體系。

2、土的結(jié)構(gòu)一般可以分為單粒結(jié)構(gòu)、蜂窩結(jié)構(gòu)和絮狀結(jié)構(gòu)三種基本類型。

3、有一個濕土重23克，烘干后重15克，測得土的液限為40%，塑限為24%，則土樣的塑性指數(shù)Ip= 16 ；液性指數(shù)IL 1.83。

4、常用的計算基礎(chǔ)最終沉降的方法有分層總和法和《地基規(guī)范》推薦法。

5、在荷載作用下，建筑物地基由承載力不足而引起的剪切破壞的形式分為： 整體剪切破壞、局部剪切破壞、沖剪破壞。

6、擋土墻按其結(jié)構(gòu)形式可分為：重力式擋土墻、懸臂式擋土墻和扶臂式擋土墻。

7、摩擦型樁設(shè)計以 設(shè)計樁底標(biāo)高 為主要控制指標(biāo)，以 貫入度 為參考指標(biāo)。

8、樁按施工方法分為預(yù)制樁和灌注樁。

一、填空題(每空1分,共20分)

1、巖石按形成原因分為巖漿巖、沉積巖、變質(zhì)巖三類。

2、粉土的性質(zhì)主要與其密實度、天然含水量有關(guān)。

3、滲透固結(jié)過程實際上是孔隙水壓力消散和有效應(yīng)力增長的過程。

4、已知土中某點σ1=30 kPa，σ3=10 kPa，該點最大剪應(yīng)力值為 10 kPa，與主應(yīng)力的夾角為 45。

5、第四紀(jì)沉積物按形成條件分為殘積層、坡積層、洪積層、沖積層 等幾種類型。

6、擋土墻的抗滑動穩(wěn)定安全系數(shù)Ks是抗滑力與、滑動力之比，要求不小于 1.3。

7、摩擦樁基中，如果群樁中的各樁受力與單樁相同，那么群樁的沉降量 大于 單樁；如果群樁的沉降量與單樁相同，那么群樁中的各樁受力 小于單樁。

8、地震烈度是指 受震地區(qū)的地面影響和破壞的強烈程度。

二、選擇題(每小題2分,共10分)

1、碎石土和砂土定名時下列何項方法正確？（B）

A、按粒組劃分 B、按粒組含量由大到小以最先符合者確定 C、按粒組含量由小到大以最先符合者確定 D、按有效粒徑確定

2、在粉土中，當(dāng)動力水（A）土的浮重時，會發(fā)生流砂現(xiàn)象。A、大于等于 B、小于等于 C、小于 D、無法確定

3、指出下列何項不屬于土的壓縮性指標(biāo)（E為土的變形模量，G為土的剪切模量）：D（A）a 1-2（B）E（C）Es（D）G

4、下列何項因素對地基沉降計算深度的影響最為顯著？B A、基底附加應(yīng)力 B、基礎(chǔ)底面尺寸 C、土的壓縮模量 D、基礎(chǔ)埋置深度

5、高層建筑為了減小地基的變形，下列何種基礎(chǔ)形式較為有效？B(A)鋼筋混凝土十字交叉 基礎(chǔ)(B)箱形基礎(chǔ)(C)筏形基礎(chǔ)(D)擴展基礎(chǔ)

二、單項選擇題（10分）

1．在研究土的性質(zhì)時，其最基本的工程特征是（B）A．土的力學(xué)性質(zhì) B．土的物理性質(zhì) C．上的壓縮性 D．土的滲透性

2．矩形分布的荷載角點下附加應(yīng)力系數(shù)是L／b、Z／b的函數(shù)，其中b是（C）A．矩形面積的長邊 B．三角形荷載分布方向的邊長 C．矩形面積的短邊 D．三角形荷載最大值所對應(yīng)的邊長 3．土的壓縮性是指土在壓力作用下體積縮小的特性，土的體積減小包括土顆粒本身的壓縮、土內(nèi)空隙中水的壓縮和封閉在土中的氣體的壓縮。在一般壓力作用下，土的壓縮就是指（D）。

A.土顆粒本身的壓縮 B.土內(nèi)空隙中水的壓縮

C.封閉在土中的氣體的壓縮 D.土中空隙體積的減小

4．形成年代已久的天然土層在自重應(yīng)力作用下的變形早已穩(wěn)定，當(dāng)?shù)叵滤幌陆禃r，水位變化范圍內(nèi)的土體，土中自重應(yīng)力會（B）。A．減小 B．增大

C．不變 D．具體問題具體分析

5．地基整體傾覆的穩(wěn)定安全系數(shù)表達(dá)式為（D）A.K=抗剪切力矩/剪切力矩 B．K=抗傾覆力/傾覆力 C．K=抗滑動力/滑動力 D．K=抗傾覆力矩/傾覆力矩

1、采用搓條法測定塑限時，土條出現(xiàn)裂紋并開始斷裂時的直徑應(yīng)為（B）(A)2mm(B)3mm(C)4mm(D)5mm

2、《地基規(guī)范》劃分砂土的密實度指標(biāo)是（C）

(A)孔隙比(B)相對密度(C)標(biāo)準(zhǔn)貫入錘擊數(shù)(D)野外鑒別

3、建筑物施工速度較快，地基土的透水條件不良，抗剪強度指標(biāo)的測定方法宜選用（A）（A）不固結(jié)不排水剪切試驗（B）固結(jié)不排水剪切試驗（C）排水剪切試驗（D）直接剪切試驗

4、地基發(fā)生整體滑動破壞時，作用在基底的壓力一定大于（C）。

（A）臨塑荷載（B）臨界荷載（C）極限荷載（D）地基承載力

5、夯實深層地基土宜采用的方法是(A)（A）強夯法（B）分層壓實法（C）振動碾壓法（D）重錘夯實

四、問答及簡述題(共 30 分)1.為什么說在一般情況下,土的自重應(yīng)力不會引起土的壓縮變形（或沉降），而當(dāng)?shù)叵滤幌陆禃r，又會使土產(chǎn)生下沉呢？(10分)一般情況下，地基是經(jīng)過了若干萬年的沉積，在自重應(yīng)力作用下已經(jīng)壓縮穩(wěn)定了。自重應(yīng)力已經(jīng)轉(zhuǎn)變?yōu)橛行?yīng)力了，這種情況下，自重應(yīng)力不會引起土體壓縮。但如土體是新近沉積，自重應(yīng)力還未完全轉(zhuǎn)變未有效應(yīng)力，則自重應(yīng)力將產(chǎn)生壓縮。（5分）

當(dāng)?shù)叵滤幌陆禃r，部分土層從水下變?yōu)樗?，該土層原來受到浮托力作用，現(xiàn)該浮托力因水位下降而消失，相當(dāng)于在該土層施加了一個向下的體積力，其大小等于浮托力。該力必然引起土體壓縮。（5分）

2.簡述用分層總和法求基礎(chǔ)沉降的方法步驟。(10分)1 根據(jù)作用在基礎(chǔ)上的荷載的性質(zhì)，計算基底壓力和分布(2分)2 將地基分層．(1分)3 計算地基中土的自重應(yīng)力分布(1分)4 計算地基中垂向附加應(yīng)力分布(1分)5 按算術(shù)平均求各分層平均自重應(yīng)力和平均附加應(yīng)力(1分)6 求第I層的壓縮量，(2分)7 將各個分層的壓縮量累加，得到地基的總的沉降量.(2分)3.土的粒徑分布曲線和粒組頻率曲線如何測得，有何用途？對級配不連續(xù)的土，這兩個曲線各有什么特征？（10分）

1.土的粒徑分布曲線：以土顆粒粒徑為橫坐標(biāo)（對數(shù)比例尺）小于某粒徑的土質(zhì)量占試樣的總質(zhì)量的百分?jǐn)?shù)為縱坐標(biāo)繪制的曲線。(2分)根據(jù)土的粒徑分布曲線可以求得土中各粒組的含量，用于評估土的分類和大致評估的工程性質(zhì)．某些特征粒徑，用于建筑材料的選擇和評價土級配的好壞。

2.粒組頻率曲線：以個顆粒組的平均粒徑為橫坐標(biāo)對數(shù)比例尺，以各顆粒組的土顆粒含量為縱坐標(biāo)繪得。(2分)土的粒徑分配曲線不僅可以確定粒組的相對含量，還可以根據(jù)曲線的坡度判斷土的級配的好壞．(3分)

1、答：土體的壓縮主要是由孔隙體積的減小引起的，土中固體顆粒和土中水的體積壓縮可以忽略不計。由孔隙比的定義e=VV/VS可知，在土體的壓縮過程中，VS始終不變，只有VV隨之減小，所以土的壓縮性可以用孔隙比表示。

2、答：無粘性土抗剪強度的來源包括內(nèi)摩擦力和咬合力兩部分。影響因素主要有：土顆粒的形狀、土的原始密度以及土的含水量

3、答：不相同

（1）計算基底壓力時，在確定基礎(chǔ)及臺階上土的自重時，基礎(chǔ)埋置深度應(yīng)從設(shè)計地面到基礎(chǔ)底面的距離。

（2）計算基底附加應(yīng)力時，在確定基底自重應(yīng)力時，基礎(chǔ)埋置深度應(yīng)為從自然地面到基礎(chǔ)底面的距離。

4、答：（1）土的抗剪強度取決于有效應(yīng)力的大小。

（2）試驗排水條件不同，土樣的固結(jié)程度不同，即影響有效應(yīng)力數(shù)值的大小，因此測定的抗剪指標(biāo)也不同。

5、答：擋土墻向著離開填土方向移動，當(dāng)達(dá)到某一位移量時，墻后填土出現(xiàn)滑裂面，作用在擋土墻上的土壓力達(dá)到最小值，墻后填土處于極限平衡狀態(tài)。此時作用在擋土墻的土壓力稱為主動土壓力。

6、答：單樁豎向承載力是指單樁在外荷載作用下，不喪失穩(wěn)定，不產(chǎn)生過大變形所能承受的最大荷載。由樁身材料強度和土對樁支承力綜合確定。其中確定土對樁支承力方法主要有：樁的靜載荷試驗和按靜力學(xué)公式計算等。

1、直剪試驗存在哪些缺點？ 答：（1）土樣在試驗中不能嚴(yán)格控制排水條件，無法量測孔隙水壓力；（2）剪切面固定在剪切盒的上下盒之間，該處不一定是 土樣的薄弱面；（3）試樣中應(yīng)力狀態(tài)復(fù)雜，有應(yīng)力集中情況，仍按均勻分布計算；

（4）試樣發(fā)生剪切后，土樣在上下盒之間錯位，實際剪切面積減小，但仍按初始面積計算。

2、影響邊坡穩(wěn)定的因素有哪些？ 答：（1）土坡的邊坡坡度。以坡角表示，坡角θ越小越安全，但不經(jīng)濟(jì)。

（2）土坡的邊坡高度H，在其它條件都相同的情況下，邊坡高度H越小越安全。（3）土的物理力學(xué)性質(zhì)。如γ，c，υ越大，則土坡越安全

3、產(chǎn)生被動土壓力的條件是什么？

答：擋土墻向著填土方向移動，當(dāng)達(dá)到某一位移量時，墻后填土出現(xiàn)滑裂面，作用在擋土墻上的土壓力達(dá)到最大值，墻后填土處于極限平衡狀態(tài)。此時作用在擋土墻的土壓力稱為被動土壓力。

4、什么是單樁豎向承載力？確定單樁承載力的方法有哪幾種？ 答：（1）單樁豎向承載力是指單樁在外荷載作用下，不喪失穩(wěn)定，不產(chǎn)生過大變形所能承受的最大荷載。

（2）由樁身材料強度和土對樁支承力綜合確定。其中確定土對樁支承力方法主要有：樁的靜載荷試驗和按靜力學(xué)公式計算等。

1．答案：粘性土含水多少而呈現(xiàn)出的不同的物理狀態(tài)稱為粘性土的稠度狀態(tài)。土的稠度狀態(tài)因含水量的不同，可表現(xiàn)為固態(tài)，塑態(tài)與流態(tài)三種狀態(tài)。含水量相對較少，粒間主要為強結(jié)合水連結(jié)時表現(xiàn)為固態(tài)。含水量較固態(tài)為大，粒間主要為弱結(jié)合水連結(jié)，具可塑性，表現(xiàn)為塑態(tài)。含水量繼續(xù)增加、粒間主要為液態(tài)水占據(jù)，連結(jié)極微弱，表現(xiàn)為流態(tài)。

2．答案：工程上常把大小相近的土粒合并為組，稱為粒組。粒徑大于0.075mm的各粒組，均由原生礦物所構(gòu)成；粉粒組由原生礦物與次生礦物混合組成，其中以石英為主，其次為高嶺石及難溶鹽；粘粒組主要由不可溶性次生礦物與腐植質(zhì)組成，有時也含難溶鹽。

1．答：土體的抗剪強度主要是由兩部分所組成的，即摩擦強度σtgυ和粘聚強度c。其中摩擦強度又包括兩個組成部分：（1）滑動摩擦力（2）咬合摩擦力。一般認(rèn)為，無粘性土不具有粘聚強度。影響土體的抗剪強度的主要因素是：密度，粒徑級配，顆粒形狀，礦物成分，顆粒間距離，土粒比表面積，膠結(jié)程度等。

2.答：擋土墻是否發(fā)生位移以及位移方向和位移量，決定了擋土墻所受的土壓力類型，并據(jù)此將土壓力分為靜止土壓力，主動土壓力和被動土壓力。擋土墻不發(fā)生任何移動或滑動，這時墻背上的土壓力為靜止土壓力。當(dāng)擋土墻產(chǎn)生離開填土方向的移動，移動量足夠大，墻后填土體處于極限平衡狀態(tài)時，墻背上的土壓力為主動土壓力。當(dāng)擋土墻受外力作用向著填土方向移動，擠壓墻后填土使其處于極限平衡狀態(tài)時，作用在墻背上的土壓力為被動土壓力。擋土墻所受的土壓力隨其位移量的變化而變化，只有當(dāng)擋土墻位移量足夠大時才產(chǎn)生主動土壓力和被動土壓力，若擋土墻的實際位移量并未達(dá)到使土體處于極限平衡狀態(tài)所需的位移量，則擋土墻上的土壓力是介于主動土壓力和別被動土壓力之間的某一數(shù)值。

2．答案：發(fā)生整體剪切破壞的地基，從開始承受荷載到破壞，經(jīng)歷了一個變形發(fā)展的過程。這個過程可以明顯地區(qū)分為三個階段。

（1）直線變形階段。地基處于穩(wěn)定狀態(tài)，地基僅有小量的壓縮變形，主要是土顆?；ハ鄶D緊、土體壓縮的結(jié)果。所以此變形階段又稱壓密階段。

（2）局部塑性變形階段。變形的速率隨荷載的增加而增大，p-S關(guān)系線是下彎的曲線。這一階段是地基由穩(wěn)定狀態(tài)向不穩(wěn)定狀態(tài)發(fā)展的過渡性階段。

（3）破壞階段。當(dāng)荷載增加到某一極限值時，地基變形突然增大。地基中已經(jīng)發(fā)展到形成與地面貫通的連續(xù)滑動面，地基整體失穩(wěn)。

在地基變形過程中，作用在它上面的荷載有兩個特征值：一是臨塑荷載pcr，一是極限荷載pu。

3．答案：（1）按限制塑性變形區(qū)的范圍來確定地基的容許承載力（2）根據(jù)極限承載力確定地基容許承載力（3）按地基規(guī)范承載力表確定地基容許承載力（4）原位試驗求地基的容許承載力

1、比較朗肯土壓力理論和庫侖土壓力理論的基本假定何適用條件？（4分）答：朗肯土壓力理論假定擋土墻背豎直、光滑，其后填土表面水平并無限延伸。

庫侖土壓力理論假定：a.墻后填土是理想的散粒體。b.滑動破裂面為通過墻踵的平面。朗肯土壓力理論只能解決擋土墻背豎直、光滑，其后填土表面水平的問題，而 庫侖土壓力理論能解決擋土墻背傾斜、填土表面傾斜的一般土壓力問題。

1、請簡述軟弱土有哪些特性？

答：軟弱土的特性有：天然含水量高、孔隙比大、壓縮性高、滲透性差、具有構(gòu)荷性。

2、請說明單向固結(jié)理論的假定條件。答：單向固結(jié)理論的假定條件：（1）土的排水和壓縮只限豎直方向，水平方向不排水，不壓縮；（2）土層均勻，完全飽和。在壓縮過程中，滲透系數(shù)k和壓縮模量Es=(1+e)/a不變；（3）附加應(yīng)力一次驟然施加且沿土層深度z為均勻分布。

3、請問確定基礎(chǔ)埋置深度應(yīng)考慮哪些因素？

答：確定基礎(chǔ)埋置深度應(yīng)綜合考慮以下因素：上部結(jié)構(gòu)情況、工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件、當(dāng)?shù)貎鼋Y(jié)深度和建筑場地的環(huán)境條件。

4、影響飽和土液化的主要因素有哪些?、答：影響飽和土液化的主要因素有：土的類別、排水條件、土的密實度、土的初始固結(jié)壓力及振動作用強度和持續(xù)時間。

1．確定地基承載力的常用方法有那些？

確定地基承載力的常用方法有：理論公式計算，根據(jù)土的性質(zhì)指標(biāo)查規(guī)范中的承載力表以及由現(xiàn)場荷載試驗和靜力觸探試驗確定等三類。

4.什么叫前期固結(jié)應(yīng)力？什么叫超固結(jié)比？討論它們有什么意義？把土在歷史上曾受到過的最大有效應(yīng)力稱為前期固結(jié)應(yīng)力；把前期固結(jié)應(yīng)力與現(xiàn)有有效 應(yīng)力之比定義為超固結(jié)比。超固結(jié)比可以反映土體經(jīng)歷不同的應(yīng)力歷史問題，用于討論應(yīng)力歷史對土體壓縮性的影響。

2、簡述天然地基上的淺基礎(chǔ)設(shè)計得一般步驟。（4分）答：

1、準(zhǔn)備資料；

2、選擇基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)類型和材料；

3、選擇持力層，確定合適的地基基礎(chǔ)深度；

4、確定地基承載力；

5、根據(jù)地基承載力，確定基礎(chǔ)底面尺寸；

6、進(jìn)行必要的驗算（包括變形和穩(wěn)定性驗算）；

7、基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)和構(gòu)造設(shè)計；

8、繪制基礎(chǔ)施工圖。

3、地基處理的目的主要有哪些？（4分）答：

1、提高地基強度或增加其穩(wěn)定性；

2、降低地基的壓縮性，以減少其變形；

3、改善地基的滲透性，減少其滲漏或加強其滲透穩(wěn)定性；

4、改善地基的動力特性，以提高其抗震性能；

5、改良地基的某種特殊不良特性，以滿足工程的要求。1．確定地基承載力的常用方法有那些？

確定地基承載力的常用方法有：理論公式計算，根據(jù)土的性質(zhì)指標(biāo)查規(guī)范中的承載力表 以及由現(xiàn)場荷載試驗和靜力觸探試驗確定等三類。

3.簡述用分層總和法求基礎(chǔ)沉降的方法步驟

（1）選擇計算剖面，在每個剖面上選擇若干計算點。

（2）地基分層。每層厚度可以控制在2~4 米或小于或等于0.4B，B 為基礎(chǔ)的寬度。

（3）求出計算點垂線上各分層層面處的豎向自重應(yīng)力，并繪出分布曲線。

（4）求出計算點垂線上各分層層面處的豎向附加應(yīng)力并繪出它的分布曲線。并以附加

應(yīng)力等于0.2 或0.1 倍自重應(yīng)力為標(biāo)準(zhǔn)確定壓縮層的厚度。

（5）按算術(shù)平均算出各分層的平均自重應(yīng)力和平均附加應(yīng)力。

（6）根據(jù)第i 分層的平均初始應(yīng)力、初始應(yīng)力和附加應(yīng)力之和，由壓縮曲線查出相應(yīng)的初始孔隙比和壓縮穩(wěn)定后孔隙比。

（7）按無側(cè)向變形條件下的沉降量計算公式分層計算各層的壓縮量，最后總和得出基礎(chǔ)的沉降量。

五、計算題(共 30 分)1.某一取自地下水位下的飽和試樣，用環(huán)刀法測定其容重。環(huán)刀的體積為50cm3，環(huán)刀重為80g，環(huán)刀加土重為172.5g，該土的土粒比重為2.7，試計算該土樣的天然容重、飽和容重、干容重及孔隙比。（10分）

解：ｍ＝７２．５－８０＝９２．５；ｖ＝50

ｃｍ3 飽和土：ρ ＝ρ= =92.5／50＝1.85ｇ/ｃｍ3(3分)r ＝ｒ＝1.85×9.8＝18.13 ｋN／ｍ3(2分)因為： ； ＝1.0 =2.7/(1+1)=1.35ｇ/cm3；（4分）rd＝1.35×9.8＝13.23kN/m3（1分）

2.對一完全飽和的正常固結(jié)土試樣，為了模擬其原位受力狀態(tài)，先在周圍壓力σｃ=140ＫＰａ作用下固結(jié)，然后再在Δσ3＝０的情況下進(jìn)行不排水剪試驗，測得其破壞時的σ1=260，同時測出破壞時的孔隙水應(yīng)力Ｕf=110KPa，試求：（１）該試樣的不排水強度Cｕ；（２）破壞時試樣中的有效主應(yīng)力σ＇1及σ＇3；（３）破壞時的孔隙水應(yīng)力系數(shù)Ａf；（４）試樣的固結(jié)不排水抗剪強度指標(biāo)Cｃｕ、υcu和有效應(yīng)力強度指標(biāo)c', υ'。(10分)解：1.σ3＝σｃ=140kPa；σ1＝260kPa;故 Cu=(σ1-σ3)/2=(260-140)/2=60 kPa(2分)

2、σ＇1＝σ1-uf=260-110=150 kPa;σ＇3＝σ3-uf=140-110=30 kPa(2分)

3、(2分)

4、正常固結(jié)土，Ccu=0;C＇=0 υcu＝17.5°(2分)υ＇＝41.8°(2分

3.墻背直立的光滑擋土墻，墻高為10ｍ，兩層填土的厚度與性質(zhì)指標(biāo)如下圖所示，試求作用在墻背上總的主動土壓力，并繪出壓力分布圖（10分）解：ka1=tg2(45-?1／2)＝tg2(45-15)＝tg230(1分)ka2=tg2(45-?2／2)＝tg2(45-17)＝tg228(1分)因C2>0，需判定下層土是否出現(xiàn)拉應(yīng)力區(qū)

下層土無拉應(yīng)力區(qū)

B點交界面上：pa1=r1H1 ka1=16×3×tg230=16 kPa(2分)B點交界面下：pa2=r1H1 ka2－2c2 =16×3×tg228-2×8×tg28=5.1 kPa(2分)C點：pa3=（r1H1＋r2H2）ka2－2c2(2分)=（16×3＋20×7）×tg228-2×8×tg28=44.6 kPa Pa=0.5×3×16＋0.5×7×（5.1+44.6）=197.95 kN/m(2分)

1、某土樣重180g，飽和度Sr=90%，相對密度為2.7，烘干后重135g。若將該土樣壓密，使其干密度達(dá)到1.5g/cm3。試求此時土樣的天然重度、含水量、孔隙比和飽和度。（10分）解：由已知條件可得原土樣的三相數(shù)值為： m=180g ms=135g mw=180－135=45g Vs=135/2.7=50cm3 Vw=45 cm3 Vv=45/0.9=50cm3 V=50＋50=100 cm3 土樣壓密后的三相數(shù)值為：V=135/1.5=90cm3 Vv=90－50=40 cm3 Vw=40 cm3 mw=40g m=135＋40=175g γ=175/90×10=19.4 kN/m3 w=40/135×40%=30% e=40/50=0.8 Sr=40/40×100%=100%

4、已知某樁基礎(chǔ)，樁的截面尺寸為300㎜×300㎜，樁長8.5 m，根據(jù)靜載荷試驗的S－logt曲線確定極限荷載為600kN,其它條件如圖所示，試驗算單樁承載力是否滿足要求？（14分）解：（1）確定單樁承載力 Rk 按靜載荷試驗：Rk=600/2=300kN 按經(jīng)驗公式：Rk=qpAp＋up∑qsilsi

=1800×0.32＋4×0.3×(1×12＋4.9×10＋1.6×25＋1×35)=325.2kN 所以取小值，Rk=300kN（2）單樁平均軸向力驗算：

每樁受力：Q=(N＋G)/n=(2130＋2.3×2.6×1.5×20)/8=2309.4/8=288.68kN< Rk=300kN(滿足)(3)單樁中受最大軸向力樁的驗算： My=M＋Q·H=260＋40×1.5=320kN·m Qmax=(N＋G)/n＋My·xmax/∑xi2 =288.68＋320×1/(4×12＋2×0.52)=359.79kN<1.2 Rk=360kN(滿足)（１）天然密度：

含水量： 孔隙比：

飽和度：

（2）液性指數(shù)： 塑性指數(shù)：

土的稠度狀態(tài)為：硬塑；

2．解：

4、有一擋土墻高H=6m，墻后填土水平并有均布荷載q=9KPa，墻背垂直、光滑，填土物理性質(zhì)指標(biāo)如下：，試計算坡頂裂縫出現(xiàn)后的主動土壓力，并確定其總土壓力的作用點的位置。解：

主動土壓力系數(shù)：

擋土墻底部的土壓力強度： 臨界深度： 主動土壓力：

主動土壓力距墻底的距離為：

?

1、巖體的強度小于巖石的強度主要是由于（）。

（A）巖體中含有大量的不連續(xù)面

（B）巖體中含有水

（C）巖體為非均質(zhì)材料

（D）巖石的彈性模量比巖體的大

2、巖體的尺寸效應(yīng)是指（）。

（A）巖體的力學(xué)參數(shù)與試件的尺寸沒有什么關(guān)系

（B）巖體的力學(xué)參數(shù)隨試件的增大而增大的現(xiàn)象

（C）巖體的力學(xué)參數(shù)隨試件的增大而減少的現(xiàn)象

（D）巖體的強度比巖石的小 3、影響巖體質(zhì)量的主要因素為（）。

（A）巖石類型、埋深

（B）巖石類型、含水量、溫度

（C）巖體的完整性和巖石的強度（D）巖體的完整性、巖石強度、裂隙密度、埋深

4、我國工程巖體分級標(biāo)準(zhǔn)中巖石的堅硬程序確定是按照（）。

（A）巖石的飽和單軸抗壓強度

（B）巖石的抗拉強度

（C）巖石的變形模量

（D）巖石的粘結(jié)力

5、下列形態(tài)的結(jié)構(gòu)體中，哪一種具有較好的穩(wěn)定性？（）（A）錐形（B）菱形（C）楔形（D）方形

1、A

2、C

3、C

4、A

5、D

6、A

7、C

8、B

9、A

10、D

6、沉積巖中的沉積間斷面屬于哪一種類型的結(jié)構(gòu)面？（）（A）原生結(jié)構(gòu)面

（B）構(gòu)造結(jié)構(gòu)面（C）次生結(jié)構(gòu)面

7、巖體的變形和破壞主要發(fā)生在（）

（A）劈理面（B）解理面（C）結(jié)構(gòu)面D）晶面

8、同一形式的結(jié)構(gòu)體，其穩(wěn)定性由大到小排列次序正確的是（）（A）柱狀>板狀>塊狀（B）塊狀>板狀>柱狀（C）塊狀>柱狀>板狀（D）板狀>塊狀>柱狀

9、不同形式的結(jié)構(gòu)體對巖體穩(wěn)定性的影響程度由大到小的排列次序為（）（A）聚合型結(jié)構(gòu)體>方形結(jié)構(gòu)體>菱形結(jié)構(gòu)體>錐形結(jié)構(gòu)體（B）錐形結(jié)構(gòu)體>菱形結(jié)構(gòu)體>方形結(jié)構(gòu)體>聚合型結(jié)構(gòu)體（C）聚合型結(jié)構(gòu)體>菱形結(jié)構(gòu)體>文形結(jié)構(gòu)體>錐形結(jié)構(gòu)體（D）聚合型結(jié)構(gòu)體>方形結(jié)構(gòu)體>錐形結(jié)構(gòu)體>菱形結(jié)構(gòu)體

10、巖體結(jié)構(gòu)體是指由不同產(chǎn)狀的結(jié)構(gòu)面組合圍限起來，將巖體分割成相對的完整堅硬的單無塊體，其結(jié)構(gòu)類型的劃分取決于（）（A）結(jié)構(gòu)面的性質(zhì)（B）結(jié)構(gòu)體型式（C）巖石建造的組合（D）三者都應(yīng)考慮

1、A

2、C

3、C

4、A

5、D

6、A

7、C

8、B

9、A

10、D 選擇題

1、在我國工程巖體分級標(biāo)準(zhǔn)中，軟巖表示巖石的飽和單軸抗壓強度為（）。（A）15~30MPa（B）<5MPa（C）5~15MPa（D）<2MPa

2、我國工程巖體分級標(biāo)準(zhǔn)中巖體完整性確定是依據(jù)（）。（A）RQD（B）節(jié)理間距（C）節(jié)理密度（D）巖體完整性指數(shù)或巖體體積節(jié)理數(shù)

3、在我國工程巖體分級標(biāo)準(zhǔn)中，較完整巖體表示巖體的完整性指數(shù)為（）。（A）0.55~0.35（B）0.35~0.15（C）>0.55（D）0.75~0.55

4、在我國工程巖體分級標(biāo)準(zhǔn)中，巖體基本質(zhì)量指標(biāo)是由哪兩個指標(biāo)村確定的？（）。（A）RQD和節(jié)理密度（B）巖石單軸飽和抗壓強度和巖體的完整性指數(shù)（C）地下水和RQD（D）節(jié)理密度和地下水

5、我國工程巖體分級標(biāo)準(zhǔn)中是根據(jù)哪些因素對巖石基本質(zhì)量進(jìn)行修正的？（）。①地應(yīng)力大?。?②地下水； ③結(jié)構(gòu)面方位； ④結(jié)構(gòu)面粗糙度。（A）①，④（B）①，②（C）③（D）①，②，③

6、某巖石、實測單軸飽和抗壓強度RC=55MPa，完整性指數(shù)KV=0.8，野外鑒別為原層狀結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)面結(jié)合良好，錘擊清脆有輕微回彈，按工程巖 體分級標(biāo)準(zhǔn)確定該巖石的基本質(zhì)量等級為（）（A）I級（B）II級（C）III級（D）IV級 問答題

1、為什么要進(jìn)行工程巖體分類？

1、C

2、D

3、D

4、B

5、D

6、B 選擇題

1、初始地應(yīng)力主要包括（）。

（A）自重應(yīng)力（B）構(gòu)造應(yīng)力

（C）自重應(yīng)力和構(gòu)造應(yīng)力（D）殘余應(yīng)力

2、初始地應(yīng)力是指（）。

（A）未受開挖影響的原始地應(yīng)力

（B）未支護(hù)時的圍巖應(yīng)力

（C）開挖后巖體中的應(yīng)力

（D）支護(hù)完成后圍巖中的應(yīng)力

3、構(gòu)造應(yīng)力的作用方向為（）。

A、鉛垂方向 B、近水平方向

C、斷層的走向方向 D、傾斜方向

4、下列關(guān)于巖石初始應(yīng)力的描述中，哪個是正確的？（）。（A）垂直應(yīng)力一定大于水平應(yīng)力

（B）構(gòu)造應(yīng)力以水平應(yīng)力為主（C）自重應(yīng)力以壓應(yīng)力為主

（D）自重應(yīng)力和構(gòu)造應(yīng)力分布范圍基本一致

5、如果不時行測量而想估計巖體的初始應(yīng)力狀態(tài)，則一般假設(shè)側(cè)壓力系數(shù)為下列哪一個值比較好？（）

（A）0.5（B）1.0（C）<1（D）>1

6、測定巖體的初始應(yīng)力時，最普遍采用的方法是（）（A）應(yīng)力恢復(fù)（B）應(yīng)力解除法（C）彈性波法（D）模擬試驗

1、C

2、A

3、B

4、B

5、B

6、B 選擇題

1、在工程實踐中，洞室圍巖穩(wěn)定性主要取決于（B）。

（A）巖石強度（B）巖體強度（C）結(jié)構(gòu)體強度（D）結(jié)構(gòu)面強度 計算題

7.1解釋巖體原始應(yīng)力﹑二次應(yīng)力﹑圍巖壓力。

7.2某直墻型隧道處于Ⅳ類圍巖，浄寬5.5m，浄高7.4m，圍巖容重 r=20，適用鐵路隧道計算方法確定圍巖壓力。

7.3一直墻型隧道建于軟弱破碎巖體中，埋深40m,圍巖巖石容重 r=23 內(nèi)摩檫角

q=36 ,巖石抗壓強度R=8Mpa,隧道寬6m,高8m,使用泰沙基理論和普氏理論確定圍巖壓力。7.4Ⅲ類圍巖中的一直墻型隧道，埋深26m,圍巖容重22，計算內(nèi)摩擦角30度，隧道寬6m,高8m。試按淺埋隧道確定圍巖壓力。