中南大学土力学内容总结.doc
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1、中南大学土力学教学安排二、课程的基本要求学完“土力学”后,应达到以下基本要求: 认识土为松散体这一特点,并以此解释土的变形规律、渗透性质、强度特性; 掌握土的物理性质及其基本指标,土的分类,确定土的物理状态和土的定名,以及土的物理性质指标和土的强度和变形的关系; 掌握土中应力分布,地基变形,一维渗透固结理论,库仑莫尔强度理论; 要求掌握库仑、朗金土压力计算理论及适用范围,以及几种常见情况的土压力计算; 掌握土坡稳定的一些基本概念和土坡稳定计算的条分法,了解摩擦圆法和增加土坡稳定的一些措施。三、 课程的基本内容以及重点难点绪 论 介绍“土力学”的主要内容、任务和工程应用成就。第一章土的物理力学性
2、质 讲授内容:土的生成,土的粒径组成和矿物成分,土中的水和气体,土的三相含量指标,土的物理状态及指标,土的工程分类。 自学内容:土的结构及其联结,土的膨胀、收缩及冻胀。 重点:土的组成,三相含量指标和物理状态指标的计算,土的分类。上述实验方法和资料整理。 难点:认识土的物理指标和状态指标的变化对土性质的影响。第二章土的渗透性及水的渗流、第三章 土中应力和地基应力分布 讲授内容:土中一点的应力状态和应力平衡方程,土的渗透性,饱和土的有效压力和孔隙水压力,在简单受力条件下地基中应力分布,基底的接触应力,刚性基础基底压力简化算法,弹性半无限体内的应力分布。 自学内容:部分饱和土的孔隙压力及有效压力,
3、孔隙压力系数。 重点:土的渗透性和有效压力的概念,饱和土的有效压力和孔隙水压力计算,弹性半无限体内的应力分布计算。 难点:在渗透条件下,土的有效压力和孔隙水压力计算。第四章土的变形性质及地基沉降计算 讲授内容:土的弹性变形性质,土的压缩性,饱和粘土的渗透固结和太沙基一维固结理论,试验方法测定土的变形模量,地基沉降计算,沉降差与倾斜,饱和粘土的沉降过程。 自学内容:太沙基一维固结方程的详细推导和固结度公式的推导。 重点:土的压缩性和压缩性指标,土的固结概念,地基沉降的计算。 难点:基底非均匀压力时地基沉降的计算,各种荷载应力图形下固度的计算。 作业量:计算题4-5道,概念题2-3道第五章 土的抗
4、剪强度 讲授内容:摩尔库仑强度理论,土中一点应力平衡和应力平衡条件议程,抗剪强度实验,砂土和粘土的抗剪强度。 自学内容:了解应力路径及其影响。 重点:摩尔库仑强度理论及公式,抗剪强度实验。 难点:几种抗剪强度实验中的应力状态。第六章 天然地基承载力 讲授内容:地基的破坏形态,地基临塑压力,浅基础的极限承力的近似解(魏西克勃朗特公式),按规范确定地基极限承载力,地基承载力的荷载试验。 自学内容:了解原位测试确定地基承载力的几种方法。 重点:地基临塑压力,浅基础的极限承力,按规范确定地基极限承载力。 难点:极限承载力。第七章 土压力 讲授内容:土压力的概念和分类及决定性因素,静止土压力的计算,朗肯
5、土压力理论,库仑土压力理论,荷载作用下土压力的计算,粘性土的土压力,成层土的土压力计算。 自学内容:土压力的作图法 重点:朗肯土压力理论,库仑土压力理论,。 难点:粘性土和成层土土压力的计算。第八章 土坡稳定 讲授内容:土坡稳定的概念,直线滑面的土坡稳定检算,圆弧滑面的条分法。 自学内容:了解摩擦圆法。 难点:圆弧滑面的条分法计算五、课程学时分配章节内 容学时其 中 实 验(或上机学时)备注绪 论研究内容、任务及工程应用成就1第一章土的物理性质82实验1第二章土的渗透性及水的渗流6第三章土中应力和地基应力分布3第四章土的变形性质及地基沉降计算82实验2第五章土的抗剪强度62实验3第六章天然地基
6、承载力5第七章土压力4第八章土坡稳定2中南大学土力学习题第一章 土的物理性质1 土的三相比例指标包括:土粒比重、含水率、重度、孔隙比、孔隙率和饱和度,其中能够直接为试验所取得的是哪三个?答:能够直接为试验所取得的是土粒比重,含水量,重度。2 评价砂土和粘性土的物理指标分别有哪些?答:评价砂土的物理指标有孔隙比、相对密实度和标准贯入试验击数 评价粘性土的物理指标有最大干重度、最优含水率、压实系数3有一种土样,孔隙率,土粒比重,含水率是,则该土样处于何种状态? 答:因为,所以该土样属于饱和状态。4已知土粒的土粒比重,含水率,则10kN的土重中干土和水的重量各为多少?若土的孔隙率,则此时孔隙的体积为
7、多少? 解:5有一块50的原状土样质量为95.15g,烘干后质量为75.05个,已知土粒比重,求天然重度、干重度、饱和重度、浮重度、天然含水率、孔隙比、孔隙率、饱和度,并比较、数值的大小。 解:土的天然重度 土的干重度 土的含水率 土的饱和重度 土的浮重度 土的孔隙比 土的孔隙比 土的饱和度 各种不同重度之间的关系为:6某土坝施工时,土坝材料的土粒比重为,天然含水率为,上坝时的虚土干重度为,要求碾压后饱和重度达到95,干重度达到,如每日填筑坝体,问每日上坝多少虚土?共需加多少水?解:土的天然重度 当土的干重度达到 ,饱和度为95时,由下式 求得土的含水率 填筑坝体需要虚土坝体重量 需要加水 第
8、二章 土的渗透性及水的渗流1影响土的渗流性的因素主要有哪几种? 答:影响土的渗流性的因素主要有: 土的粒度成分及矿物成分; 结合水膜的厚度; 土的结构构造; 水的粘滞度; 土中气体。2什么是流砂?什么是管涌?它们之间有何不同? 答:当水由下向上渗流时,若向上的动水力与土的有效重度相等时,此时土颗粒间的压力等于零,土颗粒处于悬浮状态而失去稳定,这种现象就称为流砂现象。 水在砂性土中渗流时,土中的一些细小颗粒在动水力的作用下,可能通过粗颗粒的孔隙被水带走,这种现象称为管涌。流砂现象是发生在土体表面渗流逸出处,不发生与土体内部;而管涌现象可以发生在渗流逸出处,也可以发生于土体内部。3不透水岩基上有水
9、平分布的三层土,厚度均为1m,渗透系数分别为,则等效土层的竖向渗流系数为多少?解:等效竖向渗透系数:4已知土体比重,孔隙比,求该土的临界水力梯度。解:土的饱和重度 临界水力梯度 5如习题图2-1所示,在9m厚的粘性土层上进行开挖,下面为砂层。砂层顶面具有7.5m高的水头。问:开挖深度为6m时,基坑中水深h至少多大才能防止发生流土现象? 解:由公式 得B点的测压管水头为:6如上题图所示,某基坑下土层的饱和密度,当基坑底面积为,如果忽略基坑周边的入渗,试求为保持水深1m需要的抽水量。(粉质粘性层) 解:第三章 土中应力和地基应力分布1 某层土及其物理性质指标如图所示,计算土中自重压力。解:第一层土
10、为细砂,地下水位一下的细砂是受到水的浮力作用,其浮重度为: 第二层粘土层的液性指数 ,故认为粘土层受到水的浮力作用,其浮重度为:a点:b点:c点:d点:2如图所示某粉土地基,测得天然含水量,干重度,土粒比重,地面及地下水位高程分别为35.00m及30.00m,汛期水位将上升到35.00高程。试求25.00高程处现在及汛期时土的自重应力。当汛期后地下水位降到30.00高程(此时土层全以饱和状态计)、25.00高程处的自重应力又为多少?解:由得到 重度 饱和重度现在的自重应力 汛期时的自重应力 地下水下降后 3如左下图所示基础基底尺寸为4m2m,试求基底平均压力和,绘出沿偏心方向的基底压力分布图。
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