土力學與基礎(chǔ)工程課后思考題答案之南宮幫珍創(chuàng)作第二章土由哪幾部分組成？土中水分為哪幾類？其特征如何？對土的工程性質(zhì)影響如何？土體一般由固相、液相和氣相三部分組成（即土的三相）。土中水按存在形態(tài)分為：液態(tài)水、固態(tài)水和氣態(tài)水（液態(tài)水分為自由水和結(jié)合水，結(jié)合水分為強結(jié)合水和弱結(jié)合水，自由水又分為重力水和毛細水）。特征：固態(tài)水是指存在于顆粒礦物的晶體格架內(nèi)部或是介入礦物構(gòu)造的水，液態(tài)水是人們?nèi)粘Ｉ钪胁怀扇鄙俚奈镔|(zhì)，氣態(tài)水是土中氣的一部分。影響：土中水并不是處于靜止狀態(tài)，而是運動著的。工程實踐中的流沙、管涌、凍脹、滲透固結(jié)、滲流時的邊坡穩(wěn)定問題都與土中水的運用有關(guān)。土的不均勻系數(shù)Cu及曲率系數(shù)Cc的定義是什么？如何從土的顆粒級配曲線形態(tài)上，Cu和Cc數(shù)值上評價土的工程性質(zhì)。不均勻系數(shù)Cu反映了大小分歧粒組的分布情況。曲率系數(shù)Cc描述了級配曲線分布的整體形態(tài)，暗示是否有某粒組缺失的情況。評價：（1）對于級配連續(xù)的土：Cu>5,級配良好；Cu<5,級配不良。（2）對于級配不連續(xù)的土：同時滿足Cu>5和Cc=1?3,級配良好，反之則級配不良。說明土的天然重度、飽和重度、浮重度和干重度的物理概念和相互聯(lián)系，比較同一種土各重度數(shù)值的大小。天然重度、飽和重度、浮重度和干重度分別暗示單位體積的土分別在天然、飽和、濕潤、干燥狀態(tài)下的重量，它們反映了土在分歧狀態(tài)下質(zhì)量的差別。飽和重度>天然重度>干重度>浮重度土的三相比例指標有哪些？哪些可以直接測定？哪些通過換算求得？為換算方便，什么情況下令V=1,什么情況下令Vs=1?三相比例指標有：天然密度、含水量、相對密度、干密度、飽和密度、有效密度、孔隙比、孔隙率、飽和度。直測指標：密度、含水量、相對密度。換算指標：孔隙比、孔隙率、飽和度。當已知相對密度ds時令丫5=1,當已知天然密度時令丫=1,如若兩者都已知，設(shè)V=1或Vs=1都行反映無黏性土密實度狀態(tài)的指標有哪些？采取相對密實度判斷砂土的密實度有何優(yōu)點？而工程上為何應(yīng)用得其實不廣泛？指標：孔隙比、最大孔隙比、最小孔隙比。優(yōu)點：判斷密實度最簡便的方法是用孔隙比e來描述，但e未能考慮級配的因素，故引入密實度。應(yīng)用不廣泛的原因：天然狀態(tài)砂土的孔隙比e值難測定，此外按規(guī)程方法室內(nèi)測定孔隙比最大值和孔隙比最小值時，人為誤差也較大。下列物理指標中，哪幾項對黏性土有意義？哪幾項對無黏性土有意義？塑性指數(shù)、液性指數(shù)對黏性土有意義。粒徑級配、相對密實度對無黏土有意義。簡述滲透定理的意義，滲透系數(shù)K如何測定？動水如何計算？何謂流砂現(xiàn)象？這種現(xiàn)象對工程有何影響？滲透定理即達西定律V二ki，其反映土中水滲流快慢。室內(nèi)測定滲透系數(shù)有常水頭法和變水頭法，也可在現(xiàn)場進行抽水實驗測定。流砂現(xiàn)象：當動水為GD數(shù)值等于或大于土的浮重度時，土體發(fā)生浮起而隨水流動。影響：基礎(chǔ)因流砂破壞，土粒隨水流走，支撐滑落，支護結(jié)構(gòu)移位，地面不均勻沉降，引起房屋發(fā)生裂縫及地下管線破壞，嚴重時將導致工程事故。土發(fā)生凍脹的原因是什么？發(fā)生凍脹的條件是什么？原因：在氣溫降低以及濃度變更發(fā)生滲透壓兩種作用下，下臥未凍結(jié)區(qū)的水被吸引到凍結(jié)區(qū)介入凍結(jié)，使冰晶體不竭擴大，在土層中形成冰夾層，土體隨之發(fā)生隆起。發(fā)生凍脹條件：（1）土的因素：凍脹通常發(fā)生在細粒土中（2）水的因素：土層發(fā)生凍脹是由水分的遷移和積聚所致（3）溫度因素：當氣溫驟降且冷卻強度很大時，土的凍結(jié)面迅速向下推移，凍結(jié)速度很快。毛細水上升的原因是什么？在哪些土中毛細現(xiàn)象最顯著？原因：概況張力的作用。粉細砂和粉土的毛細現(xiàn)象最為顯著。何謂最優(yōu)含水量？影響填土壓實效果的主要因素有哪些？在一定的壓實功（能）下使土最容易壓實，并能達到最大密實度時的含水量稱為土的最優(yōu)含水量。影響因素：（1）含水量（2）擊實功（3）土的性質(zhì)、土的結(jié)構(gòu)、物理狀態(tài)及分類方法諸方面有何重要區(qū)別？分類方法區(qū)別：無黏性土靠密實度劃分，而黏性土靠液性指數(shù)劃分。物理狀態(tài)：無黏性土最主要物理狀態(tài)指標為孔隙比e、相對密度和尺度貫入試驗擊數(shù)。黏性土的物理狀態(tài)指標為可塑性、靈敏度、觸變性。礦物組成：地基土分為幾大類？各類土的劃分依據(jù)是什么？為什么粒度成分和塑性指數(shù)可作為土分類的依據(jù)？比較這兩種分類的優(yōu)缺點和適用條件。地基土分為：粗粒土和細粒土兩大類。劃分依據(jù)：顆粒度和粒間作用力。粗粒土的工程性質(zhì)和大程度上取決于土的粒徑級配，故按其粒徑級配累積曲線再分成細類。細粒土分類基于長基實驗結(jié)果統(tǒng)計分析所得結(jié)論，多用塑性指數(shù)或者液限加塑性指數(shù)作為分類指標。優(yōu)點：塑性圖劃分細粒土能較好反映土粒與水相互作用的一些性質(zhì)。缺點：卻不克不及反映天然土工程的另一重要因素——土的結(jié)構(gòu)性。適用條件：淤泥和淤泥質(zhì)土的生成條件，物理性質(zhì)和工程特性是什么？能否作為建筑物的地基？生成條件：在靜水成緩慢的流水環(huán)境中沉積，并經(jīng)生物化學作用形成。物理性質(zhì)和工程特性：孔隙比大（e》1）,天然含水量高（W》WL）壓縮性高，強度低和具有靈敏性、結(jié)構(gòu)性的土層，為不良地基，故不克不及作為建筑物的地基。第三章土的自重應(yīng)力分布有何特點？地下水位的升降對自重應(yīng)力有何影響，如何計算？均質(zhì)土的自重應(yīng)力沿水平面均勻分布，且于深度Z成正比，即隨深度呈線性增加地下水位升高則土的自重應(yīng)力減小，反之則增加。計算即減去水的自重應(yīng)力。剛性基礎(chǔ)的基底壓力分布有何特征？工程中如何計算中心荷載及偏心荷載下的基底壓力？剛性基礎(chǔ)：剛度較大，基底壓力分布隨上部荷載的大小、基礎(chǔ)的埋深及土的性質(zhì)而異。中心、偏心荷載計算見P49如何計算基底附加壓力？在計算中為什么要減去基底自重應(yīng)力？土的自重應(yīng)力一般不引起地基變形，只有新增的建筑物荷載，即作用于地基概況的附加壓力，才是使地基壓縮變形的主要原因。試以矩形面積上均布荷載和條形荷載為例，說明地基中附加應(yīng)力的分布規(guī)律。分布規(guī)律：當距離地基中心距離相同時，附加應(yīng)力隨深度增加而逐漸減小。當深度相同時，附加應(yīng)力自地基中心線向兩邊逐漸減小。目前根據(jù)什么假設(shè)計算地基中的附加應(yīng)力？這些假設(shè)是否合理可行？歸納總結(jié)各種荷載作用下地基附加應(yīng)力的計算方法。假設(shè)地基均質(zhì)和各向同性的線性變形體，然后按彈性力學解答計算附加應(yīng)力，其實，地基土并不是所假設(shè)的那樣，應(yīng)該考慮地基不均勻和各向異性對附加應(yīng)力計算的影響。計算方法見課本飽和土中的總應(yīng)力為有效應(yīng)力和孔隙水壓力之和，或者說有效應(yīng)力等于總應(yīng)力減去孔隙水壓力。第四章（這章當初老師沒畫思考題，以周一復習為主）第五章？什么是土的抗剪強度指標？試說明土的抗剪強度的來源。對一定的土類，其抗剪強度指標是否為一個定值？為什么？定義：是指土體抵抗剪切破壞的極限能力。土的抗剪強度指標：土的黏聚力和土的內(nèi)摩擦角?？辜魪姸鹊膩碓矗海?）無粘性土：來源于土粒間的摩擦力（內(nèi)摩擦力）（2）粘性土：除內(nèi)摩擦力外，還有內(nèi)聚力。對一定的土類，其抗剪強度指標也并不是常數(shù)值，均因試驗方法和土樣的試驗條件等的分歧而異，同時，許多土類的抗剪強度線并不是都呈直線狀，隨著應(yīng)力水平有所變更。何謂土的極限平衡狀態(tài)和極限平衡條件？試用莫爾—庫侖強度理論推求土體極限平衡條件的表達式。當土體中某點任一平面上的剪應(yīng)力等于抗剪強度時，將該點即瀕于破壞的臨界狀態(tài)稱為“極限平衡狀態(tài)”。表征該狀態(tài)下各種應(yīng)力之間的關(guān)系稱為“極限平衡條件”。公式推求在P101土體中首先發(fā)生剪切破壞的平面是否就是剪應(yīng)力最大的平面？為什么？在何種情況下，剪切破壞面與最大剪應(yīng)力面是一致的？在通常情況下，剪切破壞面與大主應(yīng)力面之間的夾角是多少？紛歧定。因為根據(jù)P101圖5.5可知破壞面是莫爾圓與抗剪強度包線相切時切點所代表的平面。當莫爾圓與抗剪強度包線相切時對應(yīng)的剪力為最大剪應(yīng)力時，剪切破壞面與最大剪應(yīng)力面是一致的。剪切破壞面與大主應(yīng)力面之間的夾角是90-內(nèi)摩擦角（P102）分別簡述直剪試驗和三軸壓縮試驗的原理。比較二者之間的優(yōu)缺點和適用范圍。（原理和適用范圍自己總結(jié)下）P103-105直剪實驗的優(yōu)點：構(gòu)造簡單、操縱方便缺點：（1）剪切面限定在上下盒之間的平面，而不是沿土樣最單薄的剪切面破壞（2）剪切面上的剪應(yīng)力分布不均，在邊沿發(fā)生應(yīng)力集中現(xiàn)象（3）在剪切過程中，剪切面逐漸縮小，而計算抗剪強度時卻按圓截面計算（4）試驗時不克不及嚴格控制排水條件，不克不及量測孔隙水壓力。三軸壓縮實驗的優(yōu)點：能較為嚴格地控制排水條件以及丈量試件中孔隙水壓力的變更，試件中的應(yīng)力狀態(tài)比較明確，破裂面發(fā)生在最單薄的部位。缺點：試件中的主應(yīng)力樓2=樓3（那個字母打不出來），而實際上土體的受力狀態(tài)未必屬于軸對稱情況。什么是土的無側(cè)限抗壓強度？它與土的不排水強度有何關(guān)系？如何用無側(cè)限抗壓強度試驗來測定黏性土的靈敏度？無側(cè)限抗壓強度試驗如同三軸壓縮實驗中樓3=0時的特殊情況。由P106公式5.14可知不排水抗剪強度為無側(cè)限抗壓強度的1/2。測定靈敏度：將已做成無側(cè)限抗壓強度試驗的原狀土樣，完全破壞其結(jié)構(gòu)，并迅速塑成與原狀試樣同體積的重塑試樣，對重塑試樣進行無側(cè)限抗壓強度，測得其無側(cè)限抗壓強度試比較黏性土在分歧固結(jié)和排水條件下的三軸試驗中，其應(yīng)力條件和孔隙水壓力變更有何特點？并說明所得的抗剪強度指標各自的適用范圍。P110（CU、UU、CD）比較多….自己總結(jié)下試說明在飽和黏性土的不固結(jié)不排水試驗結(jié)果中（圖5.22）不管用總應(yīng)力還是有效應(yīng)力暗示，其莫爾應(yīng)力圓的半徑為何都不變？對于飽和軟黏土，在不固結(jié)不排水條件下進行剪切試驗，可認為內(nèi)摩擦角=0，其抗剪強度包線與樓（樓是字母）軸平行，故莫爾應(yīng)力圓的半徑為何都不變。第六章土壓力有哪幾種？影響土壓力的各種因素中最主要的因素是什么？P123土壓力類型：主動土壓力、主動土壓力、靜止土壓力。最主要因素：（1）擋土墻的位移方向和位移量（2）土的類型特定分歧（3）墻體的形態(tài)分歧（4）墻后土體的排水狀態(tài)試論述主動土壓力、主動土壓力、靜止土壓力的定義和發(fā)生的條件，并比較三者數(shù)值大小。主動土壓力：擋土結(jié)構(gòu)物向離開土體的方向移動，致使側(cè)壓力逐漸減小至極限平衡狀態(tài)時的土壓力。主動土壓力：擋土結(jié)構(gòu)物向土體推移，致使側(cè)壓力逐漸增大至主動極限平衡狀態(tài)時的土壓力。靜止土壓力：土體在天然狀態(tài)時或擋土結(jié)構(gòu)物不發(fā)生任何移動或轉(zhuǎn)動時，土體作用于結(jié)構(gòu)物的水平壓應(yīng)力。主動土壓力〈靜止土壓力〈主動土壓力試比較朗金土壓力理論和庫侖土壓力理論的基本假定和適用條件。P124和P129朗金土壓力理論基本假定：擋土墻墻背豎直、光滑，填土面水平。適用條件：適用于墻背垂直光滑而墻厚填土坡度比較簡單的情況。庫侖土壓力理論基本假定：墻后填土是理想的散粒體（黏聚力C=0），滑動破裂面為通過墻踵的平面適用條件：適用于砂土或碎石填料的擋土墻計算，可考慮墻背傾斜、填土面傾斜以及墻背與填土間的摩擦等多種因素的影響。墻背的粗糙程度、填水排水條件的好壞對主動土壓力有何影響？墻背粗糙則墻背與填土間有摩擦力發(fā)生，剪應(yīng)力不為0。排水條件的好壞主要體現(xiàn)在土的有效重度上地基的剪切破壞有哪些形式？發(fā)生整體剪切破壞時P-S曲線的特征如何？形式：整體剪切破壞、局部剪切破壞、沖切破壞。地基發(fā)生整體剪切破壞，P-S曲線陡直下降，通常稱為完全破壞階段。？地基的Pcr和P1/4的物理概念是什么？在工程中有何實際意義？塑性變形區(qū)：當荷載超出臨界荷載時所對應(yīng)的區(qū)域稱為塑性變形區(qū)。Pcr：地基中將要出現(xiàn)但尚未出現(xiàn)塑性變形區(qū)，其相應(yīng)的荷載為臨界荷載PcrP1/4：塑性區(qū)的最大發(fā)展深度控制在基礎(chǔ)寬度1/4,相應(yīng)的荷載用P1/4暗示工程實踐標明，即使地基發(fā)生局部剪切破壞，地基中塑性區(qū)有所發(fā)展，只要塑性區(qū)范圍不超出某一限度，就不致影響建筑物的平安和正常使用，因此，以Pcr作為地基土的承載力偏于守舊。一般認為在中心垂直荷載下塑性區(qū)最大深度所對應(yīng)的荷載可用P1/4暗示什么是地基土的極限荷載Pu？與哪些因素有關(guān)？地基的極限承載力Pu是地基承受基礎(chǔ)荷載的極限壓力影響因素：1、基礎(chǔ)的埋深、寬度、形狀2、荷載傾斜與偏心的影響3、覆蓋層抗剪強度的影響4、地下水位的影響5、下臥層的影響土坡穩(wěn)定有何實際意義？影響土坡穩(wěn)定的實際意義有哪些？如何防止土坡滑動？意義：土坡不穩(wěn)定會使地質(zhì)體容易在重力地質(zhì)作用下發(fā)生蠕動滑坡泥石流等災害。影響因素：1、土的類型及特征2、地質(zhì)構(gòu)造條件、狀態(tài)3、地表及地下水作用狀態(tài)4、人為工程因素5、地震的影響如何防止土坡滑動：對于無粘性土只要坡面不滑動，土坡就能堅持穩(wěn)定。而對于粘性土，則要經(jīng)過穩(wěn)定性分析計算，確定最小穩(wěn)定性系數(shù)Kmin,對其采納防護措施。何謂無黏性土坡的自然休止角？無黏性土