土力学解析

土力学解析（精选8篇）

土力学解析 篇1

土力学客观题

1.土力学的奠基人Terzaghi

2.关于土力学的基本概念正确的是AD

A.力学是研究土的应力、变形、强度和稳定，以及土与结构物相互作用和规律的一门力学分支。

B.基础是地表以下的地层（岩层或土层）

C.地基是将结构所承受的各种作用传递到基础上的下部结构

D.地基基础的设计必须满足两个基本条件是强度问题和变形问题。

3.土体的特点是碎散性、三相性、天然性。

4.土力学研究的三大核心问题是渗透问题、变形问题、强度问题

5.关于土的三大问题描述正确的是：BD

A.加拿大特朗斯康谷仓失稳属于土体的变形问题。

B.土质边坡稳定性问题属于：土体的强度问题。

C.阪神大地震中地基液化属于土体的渗流问题

D.比萨斜塔属于土体的变形问题。

6.影响粘性土工程性质最大的是土中的结合水

7.累计曲线法土分析的粒组，级配良好的土是指Cu>5，Cc=1~3

8.理论上评价砂性土物理状态最合理的指标Dr

9.根据《公路土工试验规程》中土的粒组划分，砂的粒径范围为0.075-2mm

10.已知某砂土的天然孔隙比为e=0.7，emax=1.0，emin=0.4，其物理状态为中密

11.《建筑地基基础设计规范》规定划分粘土和粉质粘土的指标是塑性指数

12.粘性土土的界限含水量有塑限含水量、液限含水量、缩限含水量

13.粒度分析方法有筛析法、静水沉静分析法

14.级配良好的土是指均匀的土。×

15.粘性土的含水量变化影响土体的强度，是通过结合水膜厚度的变化而起作用的。√

16.用相对密度划分砂土的密实程度是比较合理的，也是最常用的。√

17.实际工程中常用相对密度来评价砂土的密实程度。√

18.土体的液性指数大于1时，不一定呈流塑状态。×

19.土体的物理状态就是密实程度。×

20.适用于砂性土渗透系数测定的室内试验方法是常水头试验

21.已知某路堤靠山侧地下水位较高，地下水通过路堤渗透时水力坡降为1.2，路堤填土的饱和重度为21KN/m3，可能出现的现象为流砂

22.渗透速度v与水头梯度I的关系是正比例

23.动水力的单位为KN/m3

24.某砂土作常水头渗透试验，测得当渗流稳定时，渗透流量0.12cm3/s，土样高度为10cm，断面为30cm2，土样上下两点的水头差为2cm，则该砂土的渗透系数为0.02cm/s

25.当土体渗透时的水力梯度大于临界水力梯度，可能出现的现象为流砂

26.下列哪一种土样更容易发生流砂？细砂或粉砂

27.下列有关流土与管涌的概念，正确的说法是A

A.流土属突发性破坏，管涌属渐进式破坏

B.发生流土时，水流向_上渗流;发生管涌时，水流向下渗流

C.流土多发生在黏性土中，而管涌多发生在无黏性士中

D.流土属渗流破坏，管涌不属渗流破坏

28.达西定律适用于（中砂、细砂）等土质。

29.渗透作用对土的破坏形式有流砂、管涌

30.达西定律中的渗透速度不是孔隙水的实际流速。√

31.土中气体对土体的渗透性没有影响。×

32.变水头渗透试验适用于测定粘性土的渗透系数。√

33.达西定律适用于砂性土和粘性土。×

34.土体发生渗透时的动水力与渗透方向一致，大小与水力坡降成正比。√

35.当土体发生渗透时的水力坡降为1时，其土体的渗透系数具有与渗透速度相同的数值和单位。√

36.成层土水平方向的等效渗透系数大于垂直方向的等效渗透系数。√

37.土体发生渗透时的动水力与渗透方向相反，大小与水力坡降成正比。×

38.土中附加应力是由下述何种原因形成（建筑荷载）。

39.计算土中应力时，一般将土体假定为理想弹性体

40.已知某地基为均质土体，厚30m，土体重度为18KN/m3，则地表下20.0m处自重应力为（360KPa）。

41.已知某地基为均质土体，厚30m，土体重度为18KN/m3，静止土压力系数为0.5，则地表下20.0m处水平向自重应力为（180KPa）。

42.有效应力表达式是下列哪种形式（σ′=σ-μ）。

43.底面边长为3m的正方形基础上作用一竖向力，若其基底的最大、最小压应力分别为400kPa和100kPa，则可推出该力的偏心距（单向偏心）为0.3

44.均布条形荷载作用下计算土中任一点的竖向应力时，坐标轴的原点是在均布荷载的边缘

45.土中应力按成因分有自重应力、附加应力

46.建筑物基础下的地基应力计算包括自重应力、附加应力

47.刚性地基下基底压力分布图形主要有钟形分布、抛物线形分布、马鞍形分布

48.自重应力和附加应力都随深度增长×

49.土中地下水位的变化会影响土中附加应力分布√

50.土中附加应力计算与土质类型有关×

51.计算土中应力时，将土体视为理想弹性体√

52.有两个宽度不同的基础，基底总压力相同，在同一深度处，较宽基础产生的附加应力小√

53.布西奈斯克公式假定荷载作用在地表，而实际基础都有一定的埋深，这一假定将使土中应力计算结果偏大√

54.水中一点的应力和土中一点的应力状态是一样的×

55.随着地下水位下降，土层和地表也随着沉降。√

56.土的变形模量可通过（荷载）试验来测定。

57.分层总和法计算土体沉降时，将土体假定为（线弹性体）。

58.计算地基的最终沉降量是计算的基底（中点沉降）。

59.已知地基某点的自重应力为180KPa，该点的前期固结压力为200KPa，该沉积土层为（超固结土）。

60.某5米厚的饱和粘土地基上作用有200KPa的无限均布荷载，粘土的饱和重度为21KN/m3，则距地表下5米处的超孔隙水压力p2为（200kpa）。

61.饱和土固结完成时，孔隙水压力为（0）。

62.室内侧限压缩试验测得的e-p曲线越陡，表名土样的压缩性（愈高）。

63.一个土样，含水量为w=40%，重度γ=18kN/m3，土粒重度γs=27kN/m3，在压缩仪中，荷载从零增至100kPa，土样压缩了0.95mm，试问压缩系数α为多少（环刀高度为2cm）。0.998mpa-1

64.根据前期固结压力，可把土体的固结状态分为（欠固结、超固结、正常固结）。

65.引起欠固结土沉降的应力有：（有效应力、自重应力、附加应力）。

66.下列说法属于分层总和法计算地基沉降原则的有（土层分界面需分层、地下水位处需分层、分层厚度应小于等于基础宽度0.4倍）

67.我们在计算土体沉降时，采用的是有效应力。（√）

68.分层总和法计算土体的沉降时，地下水位面应分层。（√）

69.土体压缩性越大土体越易固结。（√）

70.同一场地条件，埋置深度相同的两个矩形基础，底面积不同，基底附加应力相同，基础的长宽比相等，基础的最终沉降量不同。（×）

71.压缩指数值越大，土的压缩性越高。（√）

72.两个土性相同的土样，变形模量E0和压缩模量Es之间的相对关系为E0

73.研究土的抗剪强度时，是把土体作为（弹性土体）。

74.理论上抗剪强度与（有效应力）应有对应的关系。

75.土体在极限平衡状态下，剪切破坏面与大主应力作用面的夹角为（45º+φ/2）

76.三轴压缩试验中，若地基土为饱和粘土，地基排水条件有利，表面为缓慢加载，其强度指标应采用的试验为（CD试验）。

77.三轴试验时，试样所受的大主应力等于（小主应力+偏应力）

78.某饱和粘土做三轴压缩试验，获得内摩擦角最大的试验方法是（CD试验）。

79.直接剪切试验中，控制土体排水条件是采用（剪切速率）。

80.某饱和粘土做三轴压缩试验，内摩擦角趋于零的试验方法是（UU试验）。

81.无侧限抗压强度试验适用于（饱和粘性土）。

82.土体发生强度破坏时，破裂面与大主应力面的夹角为（）。×

83.与强度有关的工程问题主要是（土工构筑物的稳定、土工构筑物的环境问题、建筑物地基的承载力）。

84.粘性土的抗剪强度是由（土的粘聚力、土的内摩阻力）构成的。

85.直剪试验的剪切方法有（快剪、固结快剪、慢剪）。

86.三轴试验的剪切方法有（UU、CU、CD）。

87.土体强度计算中，要考虑土体变形的影响。（×）

88.直剪试验不能控制排水条件。（×）

89.三轴压缩试验中含水量保持不变的是固结不排水试验。（×）

90.有效应力强度指标对于一种土是常量。（√）

91.土体破裂面与大主应力面的夹角为。（×）

92.土中孔隙水压力变化会影响土体强度。（×）

93.挡土墙后的填土表面水平，墙背垂直光滑，填土为匀质土体，无水作用，墙后主动土压力的分布为：三角形

94.朗金土压力理论中，主动土压力就是土体达到极限平衡状态时的：小主应力

95.计算静止土压力时，墙后土体应力状态处于（弹性平衡）

96.库仑土压力理论假定填土是：刚性体

97.库仑土压力理论计算土压力时，一般将土体假定为：刚体

98.墙背倾斜条件和填土条件相同时，墙背越粗糙则主动土压力值越：小

99.土压力有：静止土压力、主动土压力、被动土压力

100.朗金土压力理论的假定包括：填土表面水平、墙背垂直、墙背光滑无摩擦

101.朗金土压力理论对成层土的土压力计算，分界面上：有两个土压力值、分布图形可能有突变值

102.库仑土压力理论可适用于：墙背倾斜、墙背粗糙有摩擦、填土为砂土

103.朗金土压力理论和库仑土压力理论只有在（β=0、ε=0、δ=0）的条件下，计算结果相等。

104.选用内摩擦角较大的土体作为填料可以减小墙后主动土压力。√

105.若拱桥桥台以被动土压力作为抗力，其设计值就是采用朗金或库仑土压力理论的计算值。×

106.土压力计算中，地下水产生的水压力可以采用土体的饱和重度计算的土压力得出。×

107.朗金土压力理论是库仑土压力理论的一种特殊情况。×

108.在挡土墙墙背竖直、光滑、填土水平时，朗金土压力理论与库仑土压力理论在计算土压力时表达式相同，计算结果相同，所以可以说朗金土压力理论是库仑土压力理论的一种特殊情况。×

109.砂性土坡稳定性分析中假定滑动面是：平面

110.均质粘土土坡稳定性分析中假定滑动面是：圆弧

111.费伦纽斯确定最危险滑动面圆心时认为土的内摩擦角ϕ=0时，最危险圆弧为：坡脚圆

112.若土坡的土质为饱和粘土，因填土或加荷速度较快，这时，土坡稳定分析应采用：总应力法

113.费仑纽斯条分法对土条两侧的作用力的假定为忽略土条两侧的作用力

114.地基土整体剪切破坏中，P—S曲线上的第一个转折点相应的荷载为：比例界限

115.在地基破坏过程的剪切阶段，首先出现塑性变形的应是：基础边缘

116.临塑荷载相应于：比例界限

117.对宽度修正系数很小的地基土，要提高其承载力，主要采取（增大基础埋深）的方法

118.一般粘性土地基的容许承载力，需修正：深度

119.某建筑物基础宽2.0m，埋深2.0m，确定地基承载力设计值时，需修正：不修正

120.地基容许承载力是指考虑一定安全储备后的：临塑荷载

121.土坡失稳的原因主要是：外力破坏土体内原有的应力平衡、外界气候变化使土干湿、胀缩、冻结、融化强度降低、土坡内浸水使土湿化程度降低、附近施工引起的震动

122.均质粘土失稳时的滑动面形式为：坡脚圆、坡面圆、中点圆

123.土坡稳定分析中，有水渗流时，动水力引起的力矩属：滑动力矩、稳定安全系数k表达式的分母

124.地基破坏的形式有：整体剪切破坏、局部剪切破坏、刺入剪切破坏、平面剪切破坏

125.典型地基土的破坏模式有：局部剪切破坏、刺入、整体剪切破坏

126.地基破坏的过程要经历3个阶段：压密阶段、剪切阶段、破坏阶段

127.确定地基容许承载力的方法有：根据现场载荷试验的P—S曲线来确定、根据规范确定、根据地基承载力的理论公式确定

128.毕肖甫条分法在计算滑坡推力时，忽略土条间的作用力。×

129.费伦纽斯条分法在计算滑坡推力时，忽略土条间的作用力。√

130.在土坡稳定性验算中不考虑土中水的影响偏于安全。×

131.地基允许承载力经过深度和宽度修正后不一定大于其标准值。√

132.地基容许承载力经过深度和宽度修正后可能小于其标准值。×

133.当按容许应力法进行地基基础计算时，设计规范在取安全系数时，附加组合比主要组合小，地基的容许承载力均允许提高一定数值。√

134.根据《公路桥涵地基与基础设计规范》，汽车制动力属于：可变荷载

135.混凝土基础的混凝土强度标号一般不低于：20号

136.在进行地基基础的设计时，区别于柔性基础，刚性基础应满足：基础变阶处宽高比

137.刚性基础通常是指：无筋扩展基础

138.对于素混凝土基础而言，材料强度越高，允许的台阶宽高比：越大

139.当基底压力比较大、地基土比较软弱而基础的埋置深度又受限制时，不能采用：刚性基础

140.砖石条形基础是属于哪一类基础：刚性基础

141.持力层下有软弱下卧层，为减小由上部结构传至软弱下卧层表面的竖向应力，应：减小基础埋深，加大基础底面积

142.下列基础中，（墙下独立基础）通过过梁将上部荷载传给基础。

143.基础稳定性验算包括：基础倾覆稳定性验算、基础滑动稳定性验算。

144.以下哪些基础形式属于浅基础：扩展基础、条形基础、箱型基础

145.地基变形验算的内容有：沉降量、沉降差、倾斜、局部倾斜

146.基础工程设计计算的基本原则是：基底压力小于地基的容许承载力、地基及基础的变形值小于结构物要求的沉降值、地基及基础的整体稳定性满足要求、基础本身的强度满足要求

147.汽车制动力在作用组合时，与下列哪些作用不能同时组合：支座摩阻力、流水压力、冰压力

148.我国现行的公路桥梁设计规范中，作用分为：永久作用、可变作用、偶然作用

149.桥梁基础若地基土强度满足要求，基础可以直接放置在地表。×

150.刚性扩大基础就是基础不配制钢筋的素混凝土基础。×

151.加大建筑物的结构刚度，其调整不均匀沉降的能力增强。×

152.基础设计中天然地基上的浅基础在地基条件允许时，应优先考虑。√

153.筏板式基础作为柔性基础相对于刚性基础而言，对消除由于地基沉降不均匀引起结构物损坏更有利。√

154.设计时，刚性基础只要满足刚性角的要求（），就是安全的。√

155.

土力学解析 篇2

参见文献[2]的摘要, 由文献[3]~[12]总结:初步建立“非饱和土有效应力的大气张力公式与新概念土力学”的构架。其要点有, 提出有效应力的新概念, 即有效应力是土体中提供抗剪强度的点的集合所对应的应力;非饱和土有五相;自由水和孔隙气具有等效压缩刚度 (等效压缩模量和等效压缩系数) ;有效应力的实质是自由水和孔隙气没有抗剪能力;大气张力抗拉强度, 揭示了非饱和土的“吸力”之谜;大气张力库仑抗剪强度, 展示了经典凝聚力的全貌;应该用绝对压强论述土力学。其公式有, 非饱和土有效应力的大气张力公式;大气张力系列的饱和度系数和自由水通道率、有效自重应力、地基承载力、郎肯土压力、库伦土压力、土坡稳定、地基压缩变形和渗流固结等等新公式。

文中将在文献[2-12]的基础上, 探讨上述土力学的新概念在特殊土强度方面的应用。

1 新概念土力学的基本公式

参见文献[2, 10], 抗剪极限状态非饱和土有效应力的大气张力公式

其中, σ′s为颗粒接触有效应力;σ′c为结合水膜有效应力;σF为表面张力垂直分量贡献有效应力。

在抗剪极限状态, σ′s是法向压力, 其作用处切向提供由滑动摩擦和咬合摩擦产生的抗剪强度, σ′c和σF是法向拉力, 其作用处切向直接提供真凝聚力, 所以σ′s-σ′c-σF就是有效应力。由式 (1) 得, 有效应力

在z方向, 半空间无限体, 有效自重应力

其中, X为饱和度系数;Bu为非饱和土的自由水通道率。

Uwa为计算点处绝对压强下的自由水压力, 作用在同一平面的自由水上, 尽可能实测, 按重力水、毛细水、角部毛细水的区别有不同的计算式[4]。

Ua为计算点处 (绝对) 孔隙气压力, 作用在同一平面的孔隙气上, 尽可能实测。

Pa-[BuUaw+ (1-X) Ua]为水气不抵大气压强自重应力[6]。

2 修正一般土的饱和度系数和自由水通道率的计算公式

见文献[4], 初探, 文献[6]-[9]及文献[12], 不断更新, 下面进一步修正:

饱和度系数X应先按表1计算。

还应该对表1的结果进行孔隙比修正:取X= (0.908/e) ×表1的X, 且X《Sr。

计算BS0:粘粒水分分配系数k1=粘粒含量, 一般土, 认为IP=10时, k1=0;IP=17时, k1=0.4;按直线分布得

计算BS:结合水膜可靠连接面积率系数k2, 一般土, 认为IL=1 (含水量为液限) 时, k2=0;Il=0 (含水量为塑限) 时, k2=0.45;含水量为缩限时, k2=0.9, 按直线分布得:

结果:自由水通道率Bμ=X-BS。

其中, Sr为饱和度;IP为塑限指数;IL为液限指数;BS0为粘粒水分分配面积率;BS为粘性土的结合水膜可靠连接面积率。

注1:粘粒水分分配系数k1:粘粒与其他土粒共同吸附土中水, 土中水优先在粘粒形成结合水膜[13], 但考虑到截面上下两个粘粒不一定对齐, 所以择中取k1=粘粒含量

注2:结合水膜可靠连接面积率系数k2:参见文献[3]的结论, 认为粘性土在室内干燥失水过程中, 由泥浆期-液限-塑限-缩限, 截面上下两个粘粒不断靠近, 在接触处, 由无结合水膜接触 (泥浆期) -有弱结合水膜接触 (流塑) -有强结合水膜接触 (软塑下限时为0) -有45%强结合水膜接触 (塑限) -有90%强结合水膜接触 (缩限) 。

3 特殊土的饱和度和孔隙比

见文献[14]:土饱和度Sr计算方法用于粘土时出现数值偏大甚至超过理论最大值的不合理现象。偏差的原因是, 将粘土中的结合水作为普通自由水引进公式。见文献[15]:根据目前对结合水密度的认识, 强结合水密度一般为1.30~1.74g/cm3, 平均为1.5g/cm3左右。

见文献[16]

其中, W为天然含水量;γs为土粒重度;γw为水的重度。

式 (4) 与文献[14]的式 (1-2) 实质及计算结果相同。

见文献[14]的式 (3-1) , 认为在红粘土中, 结合水的平均密度为1.35g/cm3, 含量占总水量的60%, 得到水的加权重度dw, 即式 (3.1) 的γw=1.35×0.6+1×0.4, 其倒数为0.83, 按式 (4) 由γw=1计算得到的Sr (常规饱和度) , 再乘以0.83就是红粘土的实际饱和度。

3.1 红粘土及多粘粒的一般土的饱和度和孔隙比

见文献[14], 讨论的是贵州红粘土。下面讨论能适用于各地红粘土及多粘粒的一般土, 注意, 有膨胀性的红粘土, 按膨胀土处理。

首先, 求强结合水在总水量中的含量ζc。红粘土多处于可塑及硬塑范围, 所含弱结合水不多, 且弱结合水与自由水重度差别不大, 故取弱结合水重度=1.0g/cm3, 归于自由水。通常认为, 塑限含水量是有无弱结合水的界限。事实上, 含水量在塑限时, 粘粒吸附强结合水 (假定有3层水分子) , 其他土颗粒也由于润湿吸附水 (假定有1层水分子) , 取强结合水的重度为1.5g/cm3, 得

其中, Wp为塑限含水量;k1为粘粒含量。

其次, 求水的加权重度

所以, 实际饱和度

另外, 由土工试验及非膨胀土的特性知道, 所求的孔隙比就是常规孔隙比。

3.2 膨胀土的饱和度和孔隙比

参文献[17], 三类粘土矿物的特性见表2。参文献[18]的附录A, 膨胀土的自由膨胀率与蒙脱石含量、阳离子交换量的关系见表3。

注:1.表中蒙脱石含量为干土全重含量的百分数, 采用次甲基蓝吸附法测定。2.对不含碳酸盐的土样, 采用醋酸铵法测定其阳离子交换量, 对含碳酸盐的土样, 采用氯化铵-醋酸铵法测定其阳离子交换量。

由表3知, 我国现行的《膨胀土地区建筑技术规范》, 认为蒙脱石含量是决定土的自由膨胀率的主要因素。事实上, 蒙脱石晶层间是以分子引力连结, 联结力弱, 水很容易进入晶层之间, 具有显著的吸水膨胀、失水收缩的特性。见表2, 蒙脱石的比表面积大, 为800m2/g。参文献[19], 蒙脱石根据所吸附的阳离子不同, 分为钠基蒙脱石和钙基蒙脱石。钠基蒙脱石可促进土体的分散性, 钙基蒙脱石能抑制土体的分散性。所以, 忽略侧面面积, 假设钠基蒙脱石有1个晶层 (即有2个内表面和2个外表面) , 其内表面积占总表面积的50%;钙基蒙脱石有4个晶层 (即有8个内表面和2个外表面) , 其内表面积占总表面积的80%。

下面, 由土的三项组成讨论膨胀土的饱和度和孔隙比。土的总体积V;孔隙部分体积VV, 增量为ΔVV;固体颗粒体积VS, 增量为ΔVS;土中水的体积VW, 增量为ΔVW;土的总质量m;固体颗粒质量mS, 增量为ΔmS;土中水的质量mW, 增量为ΔmW。由文献[20]《土工试验方法标准》已知:V为环刀的体积, 由含水率试验得, 含水量W=mW/mS;由密度试验得土的密度ρ=m/V, 干密度ρd=mS/V;由土粒比重试验得固体颗粒的密度ρs=mS/VS;从而已知V, 通过计算:先由ρ、ρd, 可求得m、mS;进一步, 由W、ρs, 可求得mW、VS;按水的重度=1, 数值上VW=mW。这样, 通过土工试验及计算, 可以得到:m、mS、mW;V、VS、VW。

膨胀土除了应该按3.1节那样考虑强结合水的重度为1.5g/cm3, 进行水的加权重度计算外, 还要考虑蒙脱石内表面结合水属于土颗粒的因素。蒙脱石内表面结合水, 产生负的ΔmW和ΔVW, 还产生正的ΔmS和ΔVS。

首先, 求蒙脱石内表面结合水占水总质量mW的比例kw。设蒙脱石内表面积占蒙脱石总表面积的比例为km, 按前面假设, 0.5《km《0.8。见表1, 比表面积取上限, 且认为其他粘粒的比表面积与高岭石相同, 非粘粒的比表面积=1/5×20=4, 为高岭石的1/5。设蒙脱石、伊利石、高岭石加其他粘粒、非粘粒的含量分别为δm、δi、δk、δs, 则:

取强结合水的重度为1.5g/cm3得

参式 (3.2) 得

实际土粒外部的水质量为mW-=mW-ΔmW。其体积为

实际土粒的体积VS+=VS+ΔVW, 实际的孔隙体积

实际孔隙比e-=VV-/VS+, 实际饱和度

注意, 其他粘粒不包括膨胀蛭石, 膨胀蛭石与蒙脱石相似, 有较多吸水的内表面。

3.3 湿陷性黄土的骨架率、骨架饱和度和骨架孔隙比

见文献[21]406页, 通过对所获取微观照片进行统计分析发现:华阴、潼关、灵宝土样孔径大于20的孔隙面积可占到孔隙总面积的80%以上;又408页结束语的 (4) :黄土的湿陷性主要与平均孔径大于20μm的孔隙含量密切相关。对于同一场地所取的土样, 孔径大于20μm的孔隙含量增加, 其湿陷性增高。

因此, 可认为湿陷性黄土结构由土骨架 (包括微小孔隙) 和大孔隙组成。通过下面试验可以近似地反映湿陷性黄土结构。由文献[20], 用环刀切取天然土样, 土样的等级应为Ⅰ级不扰动土样, 环刀面积不应小于5 000m2。然后采用室内压缩试验, 分级加荷, 加荷至破坏 (沉降突变) , 并在该荷载下沉降稳定。

设上述环刀体积为V、高度为h0, 土样沉降了Δh,

定义湿陷性黄土的骨架率

如3.2节, 通过常规土工试验及计算, 可以得到m、mS、mW;V、VS、VW。所以

4 红粘土及多粘粒的一般土的强度计算

用式 (7) 的饱和度SR代替表1中的Sr, 加上其他参数, 可以求得红粘土的的饱和度系数和自由水通道率, 然后按文献[2]的公式, 进行大气张力系列的地基承载力、库伦抗剪强度、郎肯土压力、库伦土压力、土坡稳定计算。

5 膨胀土的强度计算

见文献[18], 强制性条文:地基基础设计应符合下列规定:1) 建筑物的地基计算应满足计算的有关规定;2) 地基基础设计等级为甲级、乙级的建筑物, 均应按地基变形设计;3) 建造在坡地或斜坡附近的建筑物以及受水平荷载作用的高层建筑、高耸构筑物和挡土墙、基坑支护等工程, 尚应进行稳定性计算。验算时应计及水平膨胀力的作用。

见文献[23]:笔者曾提出一种分层考虑裂隙影响的膨胀土边坡稳定性分析的方法, 概括如下:1) 仍然采用现有的条方法, 如瑞典法、毕晓普法、摩根斯坦法等。2) 将膨胀土层近似划分为3个区域, 如图6中a、b、c所示。a区为裂缝充分发育区 (强风化) , 厚度近似取为2hc/3, 假定裂隙开展深度为hc=4m。该层取裂隙土的强度指标;b层为一般裂隙区 (未充分发育, 弱风化) , 厚度为hc/3, 取裂隙土与原状土强度指标的平均值;c层为无裂隙区, 取原状土强度指标。3) 考虑渗透力, 假定浸润线沿着坡面, 这是最危险的情况。4) 寻找危险滑动面时, 要考虑局部滑动和整体滑动的情况。

见文献[24]:缓倾角软弱层, 软弱层倾角一般6°~10°, 底部层面极光滑, 具蜡状光泽, 充填连续灰白色粘土, 厚1~10mm, 非常细腻稀软;上部充填草黄色粘土, 裂隙很发育, 一般厚度1~4mm, 最厚达20cm。软弱层内物质的粘粒含量高达60%以上, 液限最大达到64%, 粘土矿物成分以蒙脱石为主。

5.1 膨胀土的地基承载力计算

取基础底面处的膨胀土样进行试样饱和后试验, 按1节, 饱和土X=1,

通过计算得BS, 所以, 基础底面处的自由水通道率Bμzi=X-BS。

结合文献[2]的式 (7) 和文献[18]的式 (5.2.6) 得, 修正后的地基承载力特征值

其中, fak为地基承载力特征值。

见文献[18]:地基承载力特征值可由载荷试验或其他原位测试、结合工程实践经验等方法综合确定, 并应符合下列要求:1) 荷载较大的重要建筑物宜采用本规范附录C现场浸水载荷确定;2) 已有大量试验资料和工程经验的地区, 可按当地经验确定。

地基承载力的其他计算见文献[18], 注意甲乙级的建筑物, 均应按地基变形设计。

5.2 膨胀土的库伦抗剪强度、郎肯土压力、库伦土压力、土坡稳定计算

假定当地的裂隙开展深度为hc (不一定是4m) 。按上述将膨胀土层近似划分为a、b、c, 即3个区域。a、b区用饱和土样, X=1, a区自由水通道率Bu=1, b区自由水通道率计算同5.1节。C区用实际土样, 按3.2节的式 (14) 和式 (15) 求得实际的孔隙比和饱和度, 再代入表1及加上相关系数, 按2节, 求得饱和度系数和自由水通道率。强度指标, a区取裂隙土的强度指标, b区取裂隙土与原状土强度指标的平均值, c区取原状土强度指标。

然后, 按文献[2]的公式, 进行大气张力系列的库伦抗剪强度、郎肯土压力、库伦土压力、土坡稳定计算。注意应加上水平膨胀力的作用, 要计入软弱层的不利影响;在土坡稳定计算中, 还要计入渗透力。

6 湿陷性黄土的强度计算

见文献[22], 在湿陷性黄土地区进行建设, 应根据湿陷性黄土的特点和工程要求, 因地制宜, 采取以地基处理为主的综合措施, 防止地基湿陷对建筑物产生危害。湿陷性黄土, 在一定压力下受水浸湿, 土结构迅速破坏, 并产生显著附加下沉的黄土。……自重湿陷性黄土, 在上覆土的自重压力下受水浸湿, 产生显著附加下沉的黄土。

防护距离:防止建筑物地基受管道、水池等渗漏影响的最小距离。

6.1 湿陷性黄土的饱和度系数和自由水通道率

取天然土样除了常规土工试验得到常规参数外, 还要按3.3节的室内压缩试验得到天然湿陷性黄土的骨架率、骨架饱和度和骨架孔隙比。天然土样饱和 (骨架结构未破坏) 的骨架饱和度等于100%, 骨架率和骨架孔隙比同天然土样。

然后, 将土样的骨架饱和度、骨架孔隙比以及液限指数、塑性指数或粘粒含量按2节的公式计算得到骨架的Xf和Bμf, 再乘以骨架率得到

6.2 湿陷性黄土的地基承载力计算

见文献[22], 强制性条文:1) 甲类建筑应消除地基的全部湿陷量或采用桩基穿透全部湿陷性黄土层, 或将基础设置在非湿陷性黄土层上;乙丙类建筑应消除地基的部分湿陷量。地基承载力特征值, 应保证地基在稳定的条件下, 使建筑物的沉降量不超过允许值;……对天然含水量小于塑限含水量的土, 可按塑限含水量确定土的承载力。

结合文献[2]的式 (7) 和文献[22]的式 (5.6.5) 得, 修正后的地基承载力特征值

其中, fak为地基承载力特征值;Bμzi为基础底面处或地基处理的下卧层顶面处的自由水通道率;ηb、ηd分别为基础宽度和埋深的地基承载力修正系数。

其实, 修正后的地基承载力特征值, 仅直接用于丁类建筑, 对于甲乙丙类建筑, 用于地基处理后的下卧层验算。由文献[2]的式 (8) , 得到大气张力下卧层顶面处有效自重压力为

再结合文献[22]的式 (6.1.7) 和式 (6.1.8) , 用于地基处理的下卧层顶面的计算。

6.3 湿陷性黄土的库伦抗剪强度、郎肯土压力、库伦土压力、土坡稳定计算

见文献[22]:1) 确定滑动面时, 应考虑湿陷性黄土地基中可能存在的竖向节理和裂隙;2) 对有可能受水浸湿的湿陷性黄土地基, 土的强度指标应按饱和状态的试验结果确定。见文献[25]:浸水前后湿陷性黄土的抗剪强度采用快剪试验测定。首先将所取的天然土样分为两组, 其中一组土样的每个样品均取4个环刀试样, 分别在100kPa、200kPa、300kPa以及400kPa荷载压力下测其抗剪强度;另一组土样中的每个样品同样取4个环刀试样, 但每个环刀试样都进行充分浸水, 对浸水后的环刀试样分别施加100kPa、200kPa、300kPa以及400kPa荷载压力, 待土样下沉稳定后再测其抗剪强度。最后对浸水前后湿陷性黄土的抗剪强度进行对比分析, 研究其浸水前后抗剪强度的变化规律。又有:浸水后湿陷性黄土的抗剪强度明显低于天然状态下湿陷性黄土的抗剪强度。

注意的是, 浸水湿陷稳定的土样已经破坏了原有骨架加大孔隙的结构, 与上述的天然土样饱和 (骨架结构未破坏) 不同, 与一般饱和土相似。因此, 应该用浸水湿陷稳定的土样进行常规试验得到其饱和度、孔隙比, 然后按2节计算得到饱和度系数和自由水孔隙比。很显然, X=1, 如果是粉土类, Buzi=1, 如果是粉质粘土类, 由于粘粒含量一般不多, 而含水量又饱和, 液限指数较大, Buzi≈1。还因为土从不饱和到饱和, 计算点处绝对压强下的自由水压力Uwa由小于大气压强到大于大气压强, 所以侧向水压力大大增加, 威胁稳定。

所以, 首先应考虑湿陷性黄土的土层是否会浸湿, 取天然土样试验或取天然土样按上述进行侵水湿陷稳定后的抗剪强度试验, 得到相应的饱和度系数、自由水通道率和抗剪强度指标, 然后按文献[2]的公式, 进行大气张力系列的库伦抗剪强度、郎肯土压力、库伦土压力、土坡稳定计算。注意应考虑湿陷性黄土地基中可能存在的竖向节理和裂隙。

7 结论

a.红粘土与膨胀土含有较多的粘粒, 存在大量的结合水, 实际饱和度应考虑由于结合水重度大于自由水的因素。蒙脱石颗粒含有较多的内表面, 该内表面含有的结合水, 实际上减少膨胀土颗粒间的水质量及体积, 增加颗粒的质量和体积, 因此, 膨胀土的实际饱和度和孔隙比与常规不同。湿陷性黄土由土骨架 (包括微小孔隙) 和大孔隙组成, 其特征为骨架率、骨架饱和度和骨架孔隙比。

b.求得特殊土的饱和度及孔隙比后, 加上液限指数、塑性指数或粘粒含量, 可以按一般土的方法求得特殊土的饱和度系数及自由水通道率。

c.进一步, 提出了特殊土进行大气张力系列的库伦抗剪强度、地基承载力、郎肯土压力、库伦土压力、土坡稳定计算的方法。

针对土力学发展的分析 篇3

关键词：岩土工程；土力学

有限元法在我国普及的初期，许多工程师对数值分析能否解决实际问题曾抱着怀疑的态度，但是不少有识的技术领导还是给予热情的支持。记得上世纪80年代初在组织三峡深水围堰第一轮多单位协作分析计算时，长江水利委员会司兆乐总工曾提出计算分析结果能达到“精确定性、粗略定量”的目标。到今天，虽然不能说这一目标已完全实现，但对相当一部分岩土工程来说，做到这一点已没有困难。当然，岩土工程的设计和施工在今后相当长的时期内仍需要工程师们的经验，但是，在科学技术飞速发展的今天，数值分析技术必将越来越成为人们必须依赖的工具。

同样，在岩土力学研究中，计算也已成为和实验一样不可或缺的手段。在某些特殊情况下数值模拟甚致可以代替实验。而离心模型试验与数值模拟的相互配合，已经成为解决岩土工程问题的一个重大研究方向。

本文将就21世纪岩土工程数值分析的发展前景提出一些看法，基于作者专业知识的局限，重点探讨土力学问题的数值分析问题。

自古以来，人类就广泛地利用土作为建筑地基和材料。古代许多伟大建筑物，如我国长城、大运河、宫殿庙宇、桥梁等，国外的比萨斜塔、金字塔等的修建都需要有丰富的土的知识和在土层上修建建筑物的经验。由于社会生产力和技术条件的限制，这一阶段经过了很长时间，直到18世纪中叶，还停留在感性认识阶段。

理论提高阶段。产业革命以后，大量建筑物工程的兴建，促使人们对土进行了专题研究。把已积累的经验进行一些理论归纳和解释。如1773年，法国科学家库伦（C.A.Coulomb）发表了土压力理论和土的抗剪强度公式；1856年，法国工程师达西（H.Darcy）研究了砂土的透水性，创立了达西渗透公式；1857年英国学者朗肯（W.Jm.Rankine）建立了另一种土压力理论与库伦理论相辅相承；1885年，法国科学家布辛内斯克（J.Boussinesq）提出了半无限弹性体中的应力分布计算公式。至今仍都是地基中应力计算的主要方法等等。

形成独立学科阶段。从20世纪20年代起，不少学者发表了许多理论和系统的著作。1920年法国普兰特发表了地基滑动面的数学公式，1916年瑞典彼得森提出了计算边坡稳定性的圆弧滑动法。而最具代表意义的是1925年美国太沙基（K.Terzaghi）首次发表了《土力学》一书。这本著作比较系统地论述了若干重要的土力学问题，提出了著名的有效应力原理，至此，土力学开始真正地形成独立学科。从那时起，直到20世纪60年代，土力学的研究基本上是对原有理论与试验充实与完善。自20世纪60年代以来，随着电子计算机的出现和计算技术的高速发展，使土力学的研究进入了一个全新的阶段。

第四阶段。此时，最突出的工作是用新的非线性应力应变关系代替过去的理想弹塑性体。随着应力应变模型建立，以此为基础建立了新的理论体系。 1957年，D.C.Drucker提出了土力学与加工硬化塑性理论，对土的本构模型研究起了很大的推动作用。许多学者纷纷进行研究，并召开多次学术会议，提出了各种应力应变模型。如在工程中常用的邓肯-张模型、英国剑桥模型等。我国在这个阶段也进行了很多工作，如清华大学黄文熙模型、南京水利科学研究院沈珠江模型和河海大学殷宗泽模型等。这些模型都是对土的非线性应力-应变规律提出数学描述，并用土的实际情况相验证。

虽然在50年代已有人对塑性理论应用于土力学的可能性进行过探索，但只有到 1963 年， 罗斯科（Roscoe）发表了著名的剑桥模型，才提出第一个可以全面考虑土的压硬性和剪胀性的数学模型， 因而可以看作现代土力学的开端。经过 30 多年的努力，现代土力学已越过重要的阶段而渐趋 成熟，并正在下列几方面取得重要进展：①非线性模型和弹塑性模型的深入研究和大量应用；②损伤力学模型的引入与结构性模型的初步研究；③非饱和土固结理论的研究；④砂土液化理 论的研究；⑤剪切带理论及渐进破损问题的研究；⑥土的细观力学研究等。

将土质学和土力学结合在一起的教材，有20世纪50年代巴布可夫的《土学及土力学》与60年代俞调梅的《土质学及土力学》。在这些土力学教材中，特别强调了应当重视对土的基本性质的认识和土工试验，并将黏性土的物理化学性质内容列入教材，从而形成了土力学与土的工程性质紧密结合的教材体系。

土质学与土力学是研究与土的工程问题有关的学科，它既是工程力学的一个分支学科，又是土木工程学科的一部分。土是一种自然地质的历史产物，是一种特殊的变形体材料，它既服从连续介质力学的一般规律，又有其特殊的应力一应变关系和特殊的强度、变形规律，因此，土质学与土力学形成了不同于一般固体力学的分析方法和计算方法，所以在学习本课程以前必须具备工程地质学、材料力学等预备知识。而土质学与土力学的理论与分析计算方法又是学习土木工程专业课程以及从事土木工程技术工作必需的基础知识，是一门介于基础课与专业课之间的技术基础课。

所有的工程建设项目，包括高层建筑、高速公路、机场、铁路、桥梁、隧道等，都与它们赖以存在的土体有着密切的关系，在很大程度上取决于土体能否提供足够的承载力，取决于工程结构是否遭受超过允许的沉降和差异变形等，这就要涉及土中应力计算、土的压缩性、土的抗剪强度以及地基极限承载力等土力学基本理论。

现代土力学可以归结为一个模型、三个理论和四个分支。一个模型即本构模型，特别是指结构性模型。这是因为迄今为止所提出的本构模型都是从重塑土的变形特点出发的，并把颗粒之间的滑移看作塑性变形的根源，而包括砂土在内的天然土类都具有内部结构，变形过程必然伴随着结构的破坏和改变。因此发展新一代的结构性模型是现代土力学的核心问题。

“从实践中来，到实践中去”，这是任何学科发展的必由之路，当然也是实用性很强的土力学的发展的必由之路。固结理论是从地基沉降计算的需要出发而建立起来的，在指导地基设计中得到不斷发展和完善，便是对这一命题的最好说明。

参考文献：

[1]黄文熙.土的工程性质.北京：水利电力出版社，1983.148～161

土力学心得体会 篇4

在网络课程这样综合的平台上近一个月的学习，对《土力学》这门课有新的认识，也感受到了学科带头人李广信教授的授课魅力，现将本人学习李广信教授《土力学》课程的的几点体会分享一下。

因而充满了风险与挑战，也就包含丰富的哲学命题。从哲学的高度认识岩土、学习岩土、进行岩土工程实践具有新时代的意义和实践价值。

哲学的核心是“求真”和“求知”，它的特点是思辨性、解释性和概括性。大师在讲课的时候就像在谈人生，李广信教授用哲学观点来分析解释和阐明土力学原理，对土力学学科中复杂的本质特征和核心内容进行形象化的解说，极大的启发了我的思路，引导我从哲学角度思考土力学的科学问题，就像李老师授课时所讲，我们现在研究或看待问题时要整体宏观的把握问题，即是很难，但是为我们的学习和研究是非常有帮助的。学会运用哲学思想考虑科学问题的方法，不仅有助于我们提高教学水平，更有益于我们的启迪我们的科研思路。

人类要想在大自然中生存，就必须顺应自然，它是一个和谐体，会排斥一切不符合和谐发展的因素。回归到土力学中，任何一项与土有关的工程，不论是边坡还是地基，不论是大型工程还是微型工程，在设计和施工研究时都要遵循土的三大基本特性，这样才能真正做到与自然和谐相处，才能保证我们工程的稳定性和存在性。在工程中出现的许多错误与事故就是违反了土力学基本原理才发生的。听李老师土力学的阐述，深入细致的讲解，在不知不觉中学习到的不仅仅是有关《土力学》的纯粹的知识，更多的是关于土力学的研究方法与一些思考。也使我越来越坚信，《土力学》在工程中的重要性，从而对土产生了浓厚的兴趣。

另外，李广信教授在对《土力学》课程内容把控上很有针对性和总结性，总能把较为复杂的内容转化成易懂的知识点教予听课者，在知识点处都有整体性的把握，并能很直观，清晰的抓住主要矛盾。比如：岩

土工程在地基承载力问题上是一个模糊的概念，是一个综合的整体的概念，不是精准的数值；应变与强度问题是量变到质变的过程；岩土工程中的加固与减弱，应遵循：无为而治，顺乎自然，兵强则灭，木强则折的思想；土在加载变形过程中似乎是有生命的，有不同的发展阶段等等。

对于《土力学》课程的主要内容，李广信教授也有自己的一套总结，包括三个方面，首先是土的三大特性，其次是经典土力学的三大定律，最后是土的三类岩土工程问题。三个方面内容环环相扣，土的特点决定土的受力情况和发展定律，工程岩土问题需要遵循定律来达到设计目的，这样使土力学整门课程的内容结合成面的形式，而不是成知识点的形式。

在听课过程中对李广信教授讲解印象深刻的还有他提出了趣味土力学的说法。他认为在课堂教学中，适当地穿插一些类比、比喻和故事等，会使课堂气氛更活跃，也能够加强对概念的理解和记忆，但是课堂授课毕竟不是脱口秀，避免过多的“包袱”冲淡了课程的主要内容的讲解与理解。大师的课程资料上不乏生动形象的代表，比如：沙滩上的观察、地震液化等动态的表现形式，不仅使我产生了浓厚的兴趣，还对知识有了更深更直观的认识。说实话，以前总感觉土力学课程，对学生来说难度很大，同时也很枯燥，作为经验不足的年轻教师，很难将这些课程讲解的形象生动，让这些枯燥的力学理论变得生动起来，让学生易于乐于接受。自我深省还是专业功底、学术素养不足，无法将现有的专业理论知识和技能提高到一个新的讲解层面。李广信教授的讲解让我更加深了对土力学课程的认

识。

总之，李广信教授的讲课，让我受益匪浅，不仅增加了对难度较大的《土力学》课程讲解和学习的信心，还对李广信教授的严谨丰富的治学理念和态度深深钦佩。此次学习能够指导我在今后的教学过程中要注重哲学思想的培养，并且也尝试着在日常教学中运用哲学思想，采用李广信教授的授课思路和方法，抓住重点内容，努力找到提高学生学习兴趣的窍门。这次网络在线课程是一次快乐、收获颇多的学习经历。篇二：土力学学习心得

土力学学习心得

学习土力学这门课程还是比较难的，其理论基础比较多，且又很贴近工程实际。在学习土力学中，你会联想到你所学习的一些专业知识，如材料力学、水力学、工程材料、工程地质与水文地质等知识，是一门既广又专的学科！

下面具体介绍一下土力学这门课程，它主要是研究土体的变形、强度和渗透特性等内容。从土体本身的特性，如散碎性、三相体系、自然变异性推导其出力学特性：变形特性、强度特性以及渗透特性。研究方法是将连续介质力学的基本知识和描述碎散体特性的理论（压缩性、渗透性、粒间接触、强度特性）结合起来，研究土的变形、强度和渗透特性以及与此有关的工程问题。而本册土力学书中前三章便是研究土体的这些物理及力学特性，而后五章便是研究土的一些工程问题：第四章压缩固结是研究土体的变形问题，第五章抗剪强度和第六章挡土墙土压力是研究土体的强度问题，第六章边坡是研究土体的稳定问题，而最后一章是在前面的基础上研究地基的变形和稳定问题。

将土体本身特性和其力学特性结合在一起的是有效应力原理：u。其含义是，研究平面上的总应力，等于孔隙应力u和由土骨架承受的应力（有效应力?）。有效应力原理在研究土的渗透特性时提出，贯穿于整个土力学课程。

下面，我通过有效应力原理为主线来梳理整个土力学内容： 在研究土的渗透特性时。可以通过有效应力原理来确定在渗流条件下水平面上的孔隙水应力和有效应力，进而通过判断有效应力是否为0来判断是否发生流土。

研究土的压缩与固结时，通过单向固结模型模拟的土体固结过程就应用了有效应力原理。其描述为：在某一压力作用下，饱和土的固结过程就是土体中各点的超孔隙水应力不断消散、附加有效应力相应增加的过程，或者说是超孔隙水应力逐渐转化为附加有效应力的过程。在这一转化过程中，任一时刻任一深度上的应力始终遵循着有效应力原理，这是整个土体压缩与固结研究的基础。

研究土的抗剪强度时。在直接剪切实验和三轴压缩试验中，都采用三种不同的剪切方法。即不固结不排水（uu）、固结不排水（cu）、固结排水（cd）。其中，是否排水即是否存在孔隙水应力。而孔隙水应力和有效应力的计算有遵循着有效应力原理。所以说有效应力原理贯穿于整个土力学中，是土力学研究的一块基石，是解决工程问题的钥匙。通过以上的介绍大家应该明白学习的重点了吧，希望大家在学习的过程中注重以理解为重，最重要的是自己课下积极主动独立完成课堂作业，这个非常重要，有助于你进一步了解土力学课中学习的知识！

以上就是我对于土力学这门课程初步的认识。以后大家若有机会再学习相关深入的课程，我想一定会有更大的收获。篇三：土力学总结及日记

土力学实训总结 一转眼间一周的实训马上就要结束了。自己才觉悟到时间过得很快。现在想起刚学这门课的时候对什么都觉得不知道老师讲了也不是很懂。就连出去跟老师在外面的铁路线路上实习。自己也是看热闹。对于许多东西都事是而非。即便老师讲了对于初次接触的我也只是觉得好奇。根本忘了自己学习的目的。

在实训的过程中我根据任务指导书上的要求，通过查课本把自己以前没有搞懂的问题认真的全都弄明白了。在每一个细节上都很认真地完成了。尤其是缩短轨配置的计算，把自己以前老搞混淆的计算步骤现在也搞清楚了。对于自己不懂的地方我也虚心的请教同学、和老师。经过同学和老师的耐心讲解自己以前不会的也彻底懂了，自己由以前对这门课的讨厌也变得喜欢。

实习过程中我对土力学的：土的密度试验，土的界限含水率试验，土的剪切试验，土的固结试验以及土的击实试验，都有了了解。现将了解到的知识总结如下： 实验一 土的含水率试验

（一）、试验目的 105—1100c下烘于恒量时所失去的水的质量和干土质量的百分比值。土在天然状态下的含水率称为土的天然含水率。所以，试验的目土的含水率指土在的：测定土的含水率。

（二）、烘干法试验 1.操作步骤

（1）取代表性试样，粘性土为15—30g,砂性土、有机质土为 50g,放入质量为m0的称量盒内，立即盖上盒盖，称湿土加盒总质量m1，精确至0.01g.（2）打开盒盖，将试样和盒放入烘箱，在温度105——1100c的恒温下烘干。烘干时间与土的类别及取土数量有关。粘性土不得少于8小时；砂类土不得少于6小时；对含有机质超过10%的土，应将温度控制在65——700c的恒温下烘至恒量。

（3）将烘干后的试样和盒取出，盖好盒盖放入干燥器内冷却至室温，称干土加盒质量m2为，精确至0.01g 实验二 土的密度试验

（一）、试验目的

测定土在天然状态下单位体积的质量。

（二）、试验方法与适用范围

1、操作步骤

（1）测出环刀的容积v，在天平上称环刀质量m1。

（2）取直径和高度略大于环刀的原状土样或制备土样。

（3）环刀取土：在环刀内壁涂一薄层凡士林，将环刀刃口向下放在土样上，随即将环刀垂直下压，边压边削，直至土样上端伸出环刀为止。将环刀两端余土削去修平（严禁在土面上反复涂抹），然后擦净环刀外壁。

（4）将取好土样的环刀放在天平上称量，记下环刀与湿土的总质量m2

2、计算土的密度：按下式计算 ??mm2_m1? vv

3、要求：①密度试验应进行2次平行测定，两次测定的差值不得大于0.03g/cm3，取两次试验结果的算术平均值；②密度计算准确至0.01 g/cm3.实验三 土的界限含水率试验

（一）、试验目的细粒土由于含水量不同，分别处于流动状态、可塑状态、半固体状态和固体状态。液限是细粒土呈可塑状态的上限含水量；塑限是细粒土呈可塑状态的下限含水量。

本试验的目的是测定细粒土的液限、塑限，计算塑性指数、给土分类定名，共设计、施工使用。

实验四 土的击实试验

（一）、试验目的本试验的目的是用标准的击实方法，测定土的密度与含水率的关系，从而确定土的最大干密度与最优含水率。

轻型击实试验适用于粒径小于5mm的粘性土，重型击实试验适用于粒径小于20mm的土。

（二）、计算与制图

以干密度为纵坐标，含水率为横坐标，绘制干密度与含水率的关系曲线，即为击实曲线。曲线峰值点的纵、横坐标分别代表土的最大干密度和最优含水率。如果曲线不能得出峰值点，应进行补点试验。

计算数个干密度下的饱和含水率。以干密度为纵坐标，含水率为横坐标，在击实曲线的图中绘制出饱和曲线，用以校正击实曲线。

实验五 土的固结试验

（一）、试验目的本试验的目的是测定试样在侧限与轴向排水条件下的变形和压力，或孔隙比和压力的关系，变形和时间的关系，以便计算土的压缩系数、压缩指数、压缩模量、固结系数及原状土的先期固结压力等。

（二）、试验方法

适用于饱和的粘质土（当只进行压缩试验时，允许用于非饱和土）。

试验方法：

1、标准固结试验；

2、快速固结试验：规定试样在各级压力下的固结时间为1小时，仅在最后

一级压力下除测记1小时的量表读数外，还应测读达压缩稳定时的量表。篇四：岩土力学心得体会

岩土工程

10水利2班 7号 和超强 1基本概念

岩土工程geotechnical engineering 地上、地下和水中的各类工程统称土木工程。土木工程中涉及岩石、土、地下、水中的部分称岩土工程。2发展现状

随着多种所有制工程施工企业的发展及跨区域经营障碍被打破，岩土工程市场已处于完全竞争状态。岩土工程项目承接主要通过公开招投标活动实现，行业内市场化程度较高，市场集中度偏低。

我国岩土工程行业具有企业数量多、规模小的特点。据《2013-2017年中国岩土工程行业发展前景与投资战略规划分析报告》统计，我国仅从事强夯业务的企业就超过300家，岩土工程行业的集中度较低，导致优势企业无法形成规模优势。这与发达国家该行业高度集中的特点形成了鲜明对比。

岩土工程行业在未来的发展中要解决行业分散、集中度过低的问题，提高整体竞争力进而提高盈利能力，需要在未来的发展中抓住时代机遇，适应时机，以更优的业务模式、调整行业业务结构类型，实现行业的飞速发展。

数据显示，未来岩土工程行业的几大发展机遇主要表现在以下四个方面：

民生工程的机遇

根据国家“十二五”规划，在“十二五”期间，我国经济将着重调整经济结构，大力发展新兴产业，提升经济发展的质量和效益，同时会加大民生领域的投资，将着力保障和改善

民生作为五大着力点之一，民生工程建设已上升为国家发展战略高度。

民生工程投入最多的领域包括：1000万套保障性住房建设、教育和卫生等民生工程、技术改造和科技创新，以及农田水利建设投资四万亿等。2011年中央财政在民生工程计划支出达到10510亿，比2010年增长18.1%。各地政府在民生工程的投入力度也不断加大。岩土工程企业应顺势而为，抓住民生工程这一重大机遇，加强在相关领域的投入和开拓，保持良好发展势头。

经济结构调整中得新机

调整经济结构，同样是我国“十二五”规划中的核心内容，关系到我国经济能否实现可持续发展。在“十二五”期间，我国将提高服务业的比重，推动产业升级，加快西部和内陆区域的发展，提高能效，减少污染，大力发展战略性新兴产业。国民经济结构的调整，对岩土工程行业来说意味着服务对象的变化，进而影响到岩土工程行业的服务内容和形式，以及行业格局。因此，需要岩土工程企业紧密关注经济结构调整的趋势，研究新领域，发展新技术，创新服务模式，以适应市场环境的变化。

转变发展方式，是“十二五”期间我国经济的重要任务，是提升我国经济发展质量和效益的根本途径。对于工程建设领域而言，简单追求量的粗放式增长方式已经不能适应未来发展的需要。作为工程建设的重要环节，岩土工程行业的发展模式也将发生深刻转变，必将从“外延式”发展转变成“内生式”的发展模式，不断增强企业自身的科技创新能力、发展动力和竞争实力，实现更有质量的发展。绿色市场拓展广阔

近年来国家突出强调要建设资源节约型、环境友好型社会，大力倡导发展绿色环保、再生能源、新材料、循环利用、垃圾处理等方面的新型产业。国家“十二五”规划也将节能和降低碳排放作为重要的政策导向。在工程建设领域，低碳节能方面的标准和要求也在不断加强，节能环保新材料、新技术的应用也在不断加速。这对于岩土工程行业而言，即是新的挑战，也昭示着新的市场空间。

国际格局变动下的市场增长

虽然近年来国际政治和经济局势都出现了一些动荡，但以“金砖四国”为代表的新兴市场国家的经济仍然保持了较快的增长速度，国际经济的重心也日益从大西洋两岸向太平洋两岸转移。以新兴经济体为代表的亚非拉国家，正是历来我国工程建设以及岩土工程行业“走出去”的重要市场区域。国际经济格局的变化、亚非拉国家经济的快速增长，将会更加促进我国岩土工程行业走出国门，推动我国岩土工程行业的国际化进程。3学科专业

简介

岩土工程专业是土木工程的分支，是运用工程地质学、土力学、岩石力学解决各类工程中关于岩石、土的工程技术问题的科学。按照工程建设阶段划分，工作内容可以分为：岩土工程勘察、岩土工程设计、岩土工程治理、岩土工程监测、岩土工程检测。

随着我国经济的繁荣与发展，各种建筑工程如雨后春笋般拔地而起，座座水库波光粼粼，栋栋高楼鳞次见比。在各种土建工程中，岩土工程占有十分重要的地位。岩土工程是以土力学、岩体力学及工程地质学为理论基础，运用各种勘探测试技术对岩土体进行综合整治改造和利用而进行的系统性工作。这一学科在国外某些国家和地区被称为“大地工程”、“土力工程”或“土质工程”。岩土工程是土木工程的一个重要组成部分。智研咨询资料统计，它包括岩土工程勘察、设计、试验、施工和监测，涉及工程建设的全过程。在房屋、市政、能源、水利、道路、航运、矿山、国防等各种建设中，都有十分重要的意义。主要研究方向

①城市地下空间与地下工程：以城市地下空间为主体，研究地下空间开发利用过程中的各种环境岩土工程问题，地下空间资源的合理利用策略，以及各类地下结构的设计、计算方法和地下工程的施工技术（如浅埋暗挖、盾构法、冻结法、降水排水法、沉管法、tbm法等）及其优化措施等等。

②边坡与基坑工程：重点研究基坑开挖（包括基坑降水）对邻近既有建筑和环境的影响，基坑支护结构的设计计算理论和方法，基坑支护结构的优化设计和可靠度分析技术，边坡稳定分析理论以及新型支护技术的开发应用等。

③地基与基础工程：重点开展地基模型及其计算方法、参数研究，地基处理新技术、新方法和检测技术的研究，建筑基础（如柱下条形基础、十字交叉基础、筏形基础、箱形基础及桩基础等）与上部结构的共同作用机理和规律研究等。4发展前景

展望岩土工程的发展,笔者认为需要综合考虑岩土工程学科特点、工程建设对岩土工程发展的要求，以及相关学科发展对岩土工程的影响。

岩土工程研究的对象是岩体和土体。岩体在其形成和存在的整个地质历史过程中，经受了各种复杂的地质作用，因而有着复杂的结构和地应力场环境。而不同地区的不同类型的岩体，由于经历的地质作用过程不同，其工程性质往往具有很大的差别。岩石出露地表后，经过风化作用而形成土，它们或留存在原地，或经过风、水及冰川的剥蚀和搬运作用在异地沉积形成土层。在各地质时期各地区的风化环境、搬运和沉积的动力学条件均存在差异性，因此土体不仅工程性质复杂而且其性质的区域性和个性很强。岩石和土的强度特性、变形特性和渗透特性都是通过试验测定。在室内试验中，原状试样的代表性、取样过程中不可避免的扰动以及初始应力的释放，试验边界条件与地基中实际情况不同等客观原因所带来的误差，使室内试验结果与地基中岩土实际性状发生差异。在原位试验中，现场测点的代表性、埋设测试元件时对岩土体的扰动，以及测试方法的可靠性等所带来的误差也难以估计。

岩土材料及其试验的上述特性决定了岩土工程学科的特殊性。岩土工程是一门应用科学，在岩土工程分析时不仅需要运用综合理论知识、室内外测成果、还需要应用工程师的经验，才能获得满意的结果。在展望岩土工程发展时不能不重视岩土工程学科的特殊性以及岩土工程问题分析方法的特点。

土木工程建设中出现的岩土工程问题促进了岩土工程学科的发展。例如在土木工程建设中最早遇到的是土体稳定问题。土力学理论上的最早贡献是1773年库伦建立了库伦定律。随后发展了rankine(1857)理论和fellenius(1926)圆弧滑动分析理论。为了分析软粘土地基在荷载作用下沉降随时间发展的过程，terzaghi(1925)发展了一维固结理论。回顾我国近50年以来岩土工程的发展，它是紧紧围绕我国土木工程建设中出现的岩土工程问题而发展的。在改革开放以前，岩土工程工作者较多的注意力集中在水利、铁道和矿井工程建设中的岩土工程问题，改革开放后，随着高层建筑、城市地下空间利用和高速公路的发展，岩土工程者的注意力较多的集中在建筑工程、市政工程和交通工程建设中的岩土工程问题。土木工程功能化、城市立体化、交通高速化，以及改善综合居往环境成为现代土木工程建设的特点。人口的增长加速了城市发展，城市化的进程促进了大城市在数量和规模上的急剧发展。人们将不断拓展新的生存空间，开发地下空间，向海洋拓宽，修建跨海大桥、海底隧道和人工岛，改造沙漠，修建高速公路和高速铁路等。展望岩土工程的发展，不能离开对我国现代土木工程建设发展趋势的分析。

一个学科的发展还受科技水平及相关学科发展的影响。二次大战后，特别是在20世纪60年代以来，世界科技发展很快。电子技术和计算机技术的发展，计算分析能力和测试能力的提高，使岩土工程计算机分析能力和室内外测试技术得到提高和进步。科学技术进步还促使岩土工程新材料和新技术的产生。如近年来土工合成材料的迅速发展被称为岩土工程的一次革命。现代科学发展的一个特点是学科间相互渗透，产生学科交叉并不断出现新的学科，这种发展态势也影响岩土工程的发展。岩土工程是20世纪60年代末至70年代初，将土力学及基础工程、工程地质学、岩体力学三者逐渐结合为一体并应用于土木工程实际而形成的新学科。岩土工程的发展将围绕现代土木工程建设中出现的岩土工程问题并将融入其他学科取得的新成果。岩土工程涉及土木工程建设中岩石与土的利用、整治或改造，其基本问题是岩体或土体的稳定、变形和渗流问题。笔者认为下述12个方面是应给予重视的研究领域，从中可展望21世纪岩土工程的发展。5区域土性

经典土力学是建立在无结构强度理想的粘性土和无粘性土基础上的。但由于形成条件、形成年代、组成成分、应力历史不同，土的工程性质具有明显的区域性。周镜在黄文熙讲座〔1〕中详细分析了我国长江中下游两岸广泛分布的、矿物成分以云母和其它深色重矿物的风化碎片为主的片状砂的工程特性，比较了与福建石英质砂在变形特性、动静强度特性、抗液化性能方面的差异，指出片状砂有某些特殊工程性质。然而人们以往对砂的工程性质的了解，主要根据对石英质砂的大量室内外试验结果。周镜院士指出：“众所周知，目前我国评价饱和砂液化势的原位测试方法，即标准贯入法和静力触探法，主要是依据石英质砂地层中的经验，特别是唐山地震中的经验。有的规程中用饱和砂的相对密度来评价它的液化势。显然这些准则都不宜简单地用于长江中下游的片状砂地层”。我国长江中下游两岸广泛分布的片状砂地层具有某些特殊工程性质，与标准石英砂的差异说明土具有明显的区域性，这一现象具有一定的普遍性。国内外岩土工程师们发现许多地区的饱和粘土的工程性质都有其不同的特性，如伦敦粘土、波士顿蓝粘土、曼谷粘土、oslo粘土、lela粘土、上海粘土、湛江粘土等。这些粘土虽有共性，但其个性对工程建设影响更为重要。

我国地域辽阔、岩土类别多、分布广。以土为例，软粘土、黄土、膨胀土、盐渍土、红粘土、有机质土等都有较大范围的分布。如我国软粘土广泛分布在天津、连云港、上海、杭州、宁波、温州、福州、湛江、广州、深圳、南京、武汉、昆明等地。人们已经发现上海粘土、湛江粘土和昆明粘土的工程性质存在较大差异。以往人们对岩土材料的共性、或者对某类土的共性比较重视，而对其个性深入系统的研究较少。对各类各地区域性土的工程性质，开展深入系统研究是岩土工程发展的方向。探明各地区域性土的分布也有许多工作要做。岩土工程师们应该明确只有掌握了所在地区土的工程特性才能更好地为经济建设服务。6模型研究

本构模型研究篇五：关于《土力学》课程学习的若干体会 注册岩土考试心得

关于《土力学》这门课，我是在08年开始接触到的，那个时候对于土的基本物理性质、土的成因、第四纪沉积物等概念尚无法清晰、概括的认识。去年教授这门课时，在同学生们的交流过程中，发现不少学生与我当年有同样的困惑，对于这门课的认识存在很大的局限，后来我总结了下，主要是对课程的主干把握不足，对于土的主要性质、参数没能真正理解导致。

土力学中所需要掌握的重点就是：土的基本物理性质、土的压缩与变形、土体的强度与本构模型、土体渗流、土体固结等。其中土的基本物理性质是基础与保障，而压缩与变形、强度与本构模型、渗流以及固结则是通过研究其各方面的特性与机理，应用到岩土工程的实践中去。

在土的物理力学性质中，首要任务是了解土是从哪儿来的，土体的成分有哪些。不少书中开宗明义：土是岩石风化的产物（又包括物理风化、化学风化、生物风化），土体中的矿物成分包括原生矿物和次生矿物。这里和岩石中的三大岩的成因不无关系，因此在学习该部分内容前，大多数高校会开设工程地质这门课，工程地质与土力学有很多交叉的地方。因此建议在学习土力学前，先温习一下工程地质中有关三大岩的介绍、第四纪沉积层的论述等。

紧接着，就是土体的物理性质，包括含水率、密度、相对密度，这是土体的三个基本物理性质；所谓基本，是指此三项指标均可由实验数据得到，而其余指标：孔隙比、孔隙率、饱和度、干密度、饱和重度、浮重度等，均可由此三项指标进行公示换算得到。然后又提到了土体的分类。土体到底是如何分类的？不少人都知道是按照粒径大小进行划分，粒组可划分为：巨粒组、粗粒组、细粒组。其界限粒径依次为：60mm、0.075mm,这些大部分学生均能掌握很好。但是问题是，对于其深层次的比如粘土与粉土的区别，为何粘土矿物具有很强的亲水性，这些问题是需要关注与思考的。一言以蔽之，粘土矿物（蒙脱石、伊利石、高岭石）其颗粒粒径细小，比表面积大，其晶格结构的特殊性导致了其亲水性、带电性（双电层效应），而这些性质会进一步影响到其宏观性质----可塑性（液塑限）。总之，土体的基本物理性质及其组成这一基础章节，看似简单，实为重中之重，对该章节的把握，会影响到后续的学习与理解，需要反复阅读与学习，为后期的学习打下坚实的基础。

土力学测验习题及答案 篇5

姓名学号专业及班级

一、填空题（10分）

1、土中孔隙体积与土的土粒体积之比称为。

2、渗透力是一种力。它的大小和

相一致。

3、土体的压缩系数被认为是由于土体中减小的结果。

4、地基中的应力一般包括由土体自重引起的和由新增外荷引起的。

5、已知某地基土，重度 =19.3kN/m3，地下水位在地面以下2m处，则2m处由上部土层所产生的竖向自

重应力为38.6kPa。若地下水位以下土的饱和重度sat =20.6kN/m3,则地面以下4m处由上部土层所产生的竖向自重应力为59.8kPa。

6、已知某天然地基上的浅基础，基础地面尺寸为3.5m×5.0m，埋深d =2m，由上部结构传下的竖向荷载

F =4500kN，则基底压力为kPa。

二、选择题（20分）

1、对粘性土进行分类定名的依据是（B）

A．液限B．塑性指数C．液性指数D．塑限

2、室内测定土的压缩性指标的试验为（C）

A．剪切试验B．侧限压缩试验C．无侧限压缩试验D．静载试验

3、自重应力在均质土中呈（C）分布。

A．折线分布B．曲线分布C．直线分布D．均匀分布

4、某柱下方形基础边长2m，埋深d =1.5m，柱传给基础的竖向力F =800kN，地下水位在地表下0.5m

处，则基底压力P为（A）。

A．220kPaB．230kPaC．210kPaD．215kPa5、下面有关自重应力的描述不正确的是：（C）

A、在求地下水位以下的自重应力时，应取其有效重度计算

B、自重应力随深度的增加而增大

C、地下水位以下的同一土的自重应力按直线变化，或按折线变化

D、土的自重应力分布曲线是一条折线，拐点在土层交界处和地下水位处

6、在土工试验室中，通常用（B）测定土的密度

A．联合测定法B．环刀法C．比重计法D．击实仪

7、下列关于影响土的渗透系数的因素中描述正确的：①粒径的大小和级配；②结构与孔隙比；③饱和度；④矿物成分；⑤渗透水的性质（B）

A．仅①②对渗透系数有影响；

B．④⑤对渗透系数无影响；

C．①②③④⑤对渗透系数均有影响。

8、地基中，地下水位的变化，会引起地基中的自重应力（D）

A．增大B．减小C．不变D．可能增大，也可能减小

9、某场地自上而下的土层分布为：

A．99.8kPaB．109.8kPaC．111kPaD．109.2kPa10、不透水岩基上有水平分布的三层土，厚度为1m，渗透系数分别为k1 =1m/d，k2 =2m/d，k3 =10m/d，则等效土渗透系数kx为多少？（B）

A．12m/dB．4.33m/dC．1.87m/d

三、判断题（5分）

1.2.3.4.5.甲土的饱和度大于乙土，则甲土的含水量一定高于乙土（×）某砂的不均匀系数为10，曲率系数为5，则该砂为良好级配。（×）在进行渗透试验时，如未对土样充分饱和，则测出的渗透系数偏大。（×）在任何情况下，土体自重应力都不会引起地基的沉降。（×）在荷载分布范围内任意点沿垂线的附加应力 z值，随深度愈向下愈大。（×）

四、计算题

1、某土样经试验测得体积为100cm3，湿土质量为187g，烘干后，干土质量为167g。若土的相对密度ds

为2.66，试求该土样的含水量、密度、孔隙比e、饱和度Sr。（15分）

m187167w100%100%12%ms167

em1871.87g/cm3 V100VV100167/2.66d0.122.660.593Sr86% VS167/2.66n(100167/2.66)/100

12、室内做常水头渗透试验，土样截面积为70cm3，两测压管间的土样长为10cm，两端作用的水头为7cm，在60s时间内测得渗透水量为100cm3，水温为20oC。试计算渗透系数k。（15分）

K=Q*L/AHT=100*10/70*7*60=0.03403、某地基剖面图如图所示，计算各分层处的自重应力，并绘制自重应力沿深度的分布图。（15分）

土力学实践教学方法研究 篇6

仅仅依靠课堂授课教学模式是难以满足现代工程技术飞速发展对综合素质人才的要求。所以对土木工程专业学生的培养，必须在传统课堂授课模式的基础上，加强教学过程中的实践环节。实践教学对学生实际动手和思考问题能力的培养是课堂教学所不能及的，特别是对与实际工程联系较为紧密的相关专业课，实践教学尤为重要[1]。土木工程专业基础课中，土力学是非常重要的技术基础课之一，也是一门非常感性的课程，学生要不断的接触土。通过在实际工程中，观察土在各种施工过程中的性状，了解土在不同外力作用下状态的变化，利用试验设备对土进行各种条件下的不同种类土性能进行测试，研究其力学特性，最后才能对土的概念有较为深入的理解。土的压缩、剪胀、破坏、塑性都是从实践性教学中获得的[2]。在土力学的发展过程中，所有重要理论的建立，无一不是通过千百遍实践后摸索得来的。如库伦强度理论、太沙基固结理论、达西定律、有效应力原理等，均是通过试验归纳验证得到的。因此，为了让学生能更加深刻地理解土力学基本概念和重要原理，更能自如的在实际工程中运用土力学知识，在学生的培养过程中，必须加强实践教学环节。

一、土力学实践教学当前存在的主要问题

1.实践课时少于教学内容多的`矛盾问题。近年来，随着土木工程新理论、新技术的飞速发展，各学科门类和知识量也迅速增加，各高校开设的课程数量明显增加，这也导致在总学时不变的情况下，单门课程课时大幅压缩，对于土力学这样的密切联系实际工程学科的实践学时更是减之又减。这就使得教学课时少与教学内容广泛之间的矛盾日趋明显。

2.实践教学环节问题。由于实践教学条件限制，国内高校大多没有对实践教学给予足够的重视，土力学实践教学基本以实验教学为主，且课时较少，这就导致学生对土力学的理解往往只能停留在书本层面，对实际的工程活动非常陌生，往往会感到课堂讲授的知识非常抽象，特别对于一些经典的土力学理论，这种现象若长期不能得到有效改善，会使得实践教学环节和理论教学严重脱节，严重挫伤学生的积极性和创新能力。此外，实践教学考核体系不完善的问题也较为突出，特别是对学生实践环节的评分标准存在很大的主观性。目前，仅有少数高校采取了较为科学的实践教学方式，如清华大学的土力学实践教学包括实验教学、课程设计、案例分析、学生研究训练(SRT，StudentResearch Training)和毕业论文综合训练[2]，华南理工大学则包括土工实验、参加科研、毕业设计和工程实例分析[3]。

3.当前部分教师虽然拥有很高的学历，但没有多少实际工程经验，造成了理论功底很深，但实践经验却明显不足的现象[4]。此外，由于高校在考核职称时，过于强调科研成果，导致部分教师忙于学术研究，很少有精力参与工程实践活动，也缺乏相应的实际工程经验，这必然导致课堂上不能做到结合实际工程去理解和讲授，课堂教学往往成了照本宣科。

二、土力学实践教学方法探讨

(一)实验课程考核方法

目前国内大部分高校都未建立独立的土力学实践考核体系，只是根据实验报告进行考评，成绩占土力学课程总成绩一定的比例，这从客观上降低了学生对土力学试验课程的重视程度，也必将影响学生试验课程的学习和试验能力的提高。因此，笔者建议将土力学实验设置为一门独立的课程，并单独计算学分，从定量和定性两个角度去考核学生的实践能力。从定量角度考核，主要是教师根据学生完成试验设计和试验后提交的作业或书面报告等内容，对学生做出考核;定性考核则是教师通过观察学生在试验过程中表现出的动手能力、操作能力和解决实际问题能力定性地给予考核成绩。

(二)实验内容

常规的土力学试验主要有：土的液塑限试验、渗透试验、压缩试验、直剪试验和三轴试验等，教师在组织实验过程中，要保证每位同学必须亲自动手操作实验，针对每位同学实验中遇到的问题，要结合课堂上讲授的理论给予解答，让学生在做实验中能感知到知识的融会贯通。

上述常规的土力学实验，主要是土力学的一些基本原理和土体的一些力学特性进行实验验证，学生通过这样的锻炼，可以培养其基本的试验操作能力，但对于学生综合实践能力的培养却捉襟见肘。为此，可以挑选一些相互间关联性较强的基础试验，将其组合成一个综合性的试验，既可以加强学生对各知识点内在联系的理解，也能培养其综合分析问题、解决问题的能力。除此之外，还可以在现有实验设备的基础上，引导学生对现有设备进行创新性改进，以完成更复杂的土力学实验。如对常规三轴压缩仪进行适当加工，使之可以完成图的压缩流变试验;对直剪试验中的剪切盒进行适当地改进，使之可以完成土的剪切流变试验等。此外，可以结合科研项目或者实际工程，选定适当的试验课题，由教师指导学生自主设计实验方案，并得出研究结果。如采用锚杆对开挖基坑进行支护时，如何设置锚杆与水平面之间的角度，教师可以结合主应力作用下土体破裂面与最大主应力面之间的夹角关系，来引导学生做出切合实际的锚杆设计方案，并要求对设计方案的试验结果进行综合分析后提交书面报告。

(三)实习与课程设计

通过实习学生可以很好的将理论与实际相结合。土力学实习主要包括认识实习和生产实习。前者主要是让学生认识土的形成、分布与存在状态及其主要结构特征。该阶段可以组织学生到施工现场去了解地质构造、土层分布以及不良土层的处理措施等。在生产实习阶段，可以组织学生参加一些土力学的生产实践活动，主要是参与地基基础或土质边坡的施工方案选择、施工组织设计等。通过生产实习，学生对土体截止的物理力学特性会有更深刻的认识。

土力学课程设计主要是结合实际工程地质条件，针对具体工程项目，给出最优的设计方法和施工方法，是学生学会处理实际工程问题的能力。通过课程设计中一系列专业实践训练，学生对知识的实际运用能力得到了很大的提高：一方面课程设计使学生对土力学基本原理和基础理论理解更加透彻;另一方面，在如何运用这些基础理论、基本知识、基本技能解决实际工程问题方面，也得到了一定锻炼。因此，课程设计是理论联系实际的桥梁，也是对学生提高设计能力的具体训练和考察过程。

(四)实习基地的建设

实习基地建设是保证实践教学质量的重要环节，优选实习基地对学生培养具有重要意义[5]。学校可以自筹经费建立学生工程实习中心或者广泛利用校外资源，选择几家典型的、在业界具有较强专业实力的勘察设计和施工单位作为实习基地。

自建实习中心，要鼓励学生利用课堂上学习到的理论知识大胆创新，通过让学生建造一些小型的工程模型来实现学生在设计产品中的新理念和新想法。这种最为直接的将理论用于实际的做法，能够从很大程度上加强学生对理论知识的理解和实际运用能力。此外，在设计或施工单位的实习基地，学生甚至有机会参与一些大型的基础建设项目，更能切身体会到课堂上的理论知识是如何在实践中应用的，其综合运用专业理论知识的能力将会得到很大的提高。

(五)教师实践教学能力的提高

随着工程技术水平的飞越式发展，新理论、新技术、新方法等不断涌现，新的工程规范也陆续颁布，这对教师的实践教学能力提出了更高的要求。教师需要不断掌握最新的专业技术、理论以及行业规范，不断更新自己的知识库，不断完善自身的知识结构。

教师要多开展科学研究和工程实践，把反映现场实际工程的最新成果及时充实到土力学课堂讲授中，只有自己力学功底厚、知识水平高，才能达到对土力学教材内容的深刻理解，才有可能非常清楚地给学生讲解书中的内容，从而达到较好的教学效果[6]。通过长期、深入、系统的科学研究，并不时追踪土力学的学科发展动态，了解国内外土力学领域的最新热点研究问题，在实践教学中结合一些施工现场典型的工程案例，适当引用一下这些热点理论和热点知识，能在很大程度上提高学生的专业兴趣和学习积极性，也从另一个侧面提高了实践教学效果。

三、结语

总之，土力学实践教学是一项系统工程，涉及到专业要求、教学内容、教学方法及教学手段和学生的学习情况等各个方面[7]。在实践教学过程中，教师要着重培养学生的综合专业素质和解决实际问题的能力。学校相关教务部门要研究出具体实施方案，加大实践教学经费的投入，积极协调学校各相关部门整合实践资源，优化实践教学环境，加强与校外相关施工或设计企业的联系与合作，并通过组织土力学教师集中培训，不断提高教师队伍的理论水平和实践能力，不断推进土力学实践教学方法的改进。

参考文献：

[1]周莉，董连成，许珊珊，等。应用型人才培养的土力学实践教学探索[J].山西建筑，，40(10)。

[2]李广信，吕禾，张建红。土力学课程中的实践教学[J].实验技术与管理，，23(12)。

[3]潘健。土力学课程教学中的实验和实践环节[J].教育理论与实践，，27(S1)。

[4]刘勇健，李友群，刘广静。加强实践性教学培养土木工程专业学生的创新能力[J].高等建筑教育，，(5)。

[5]田悦，赵中华。实践型土木工程专业实践教学改革的研究[J].时代教育，2014，11(1)。

[6]阮波。土木工程专业土力学课程教学实践与体会[J].长沙铁道学院学报(社会科学版)，，(12)。

《土力学》课堂教学方法探索 篇7

1《土力学》教学体会

1.1 土力学的特点

土是岩石风化的产物, 土是由岩石经物理、化学、生物风化作用以及剥蚀、搬运、沉积作用等交错复杂的自然环境中所生成的各类沉积物[1]。土的形成过程决定了它具有特殊物理力学性质。与一般的建筑材料 (如混凝土, 钢材) 相比, 土体具有碎散性、多相性和自然变异性。碎散性是指土体颗粒之间存在大量孔隙, 可以透水透气;多相性是指土体是由固体颗粒、水和气体组成的多相体系, 每相的质和量的变化直接影响土的力学性质;自然变异性是指土的形成经历了漫长的地质历史时期, 具有明显的不均匀性, 性质复杂, 且随着时间还在不断变化。因此, 土的力学性质较复杂, 深刻理解这些特点, 有利于掌握土力学性质的本质[2,3]。

1.2 教师应对土力学理论体系整体性把握

教师应重视土力学基本原理间的内在联系, 将内容庞杂、繁多的土力学概念、公式, 以一条主线贯穿联系起来。以东南大学、浙江大学等四校合编的《土力学》为例, 全书可分为三大部分内容。第一部分为基础理论, 包括:第一章, 土的组成;第二章, 土的物理性质及分类。这两章内容是贯穿全书的基础与主线。第二部分为理论核心。包括:第三章, 土的渗流性及渗流;第四章, 土中应力;第五、六章, 土的压缩性和地基变形;第七章, 土的抗剪强度。以上五章主要讲述了土的三大特性, 即:渗透特性、变形特性、强度特性。第三部分为土力学在工程中的应用。包括:第八章, 土压力;第九章, 地基承载力;第十章, 土坡和地基的稳定性。这三章内容主要讲了挡土墙的稳定性问题, 地基的承载力问题及边坡稳定性问题, 是第二部分理论在工程中的具体应用。贯通全书, 可以总结为一个原理:即有效应力原理;两个变形:压缩变形和剪切变形;三个理论:渗透理论、变形理论及强度理论, 它们各自又自成体系, 有效应力原理将它们有机的结合在一起, 构成了土力学的基本内容。

2 课堂教学方法探索

2.1 结合经典案例, 激发学习兴趣

绪论课对全书内容做出系统性的总结, 即一个原理 (有效应力原理) , 两个变形 (压缩、剪切) , 三个理论 (强度、变形、渗流) 。结合相关工程案例形象化介绍。如加拿大特朗斯康谷仓、香港宝城滑坡、阪神大地震中地基液化属于土体强度破坏问题;比萨斜塔、苏州虎丘塔、日本关西机场属于土体变形问题;九江大堤决口属于渗透破坏问题。播放工程事故的图片、录像 (基坑工程失稳事故、建筑物倾斜事故、大堤管涌、路基滑坡事故等) , 简要说明工程事故中的设计、施工问题及与土力学的关系。通过直观的视觉冲击增强学生对相关知识重要性、实用性的认识, 使学生在正式学习之前了解学习内容的应用前景与今后工作的需要, 从而激发其努力学习的热情。

2.2 注重课堂教学的启发与互动

课堂讲授注重与学生的启发与互动。上课前做好教学策划, 对所要讲授的知识点进行分析归纳, 理清本知识点在本课程的地位及与其他章节的联系, 这样在授课过程中才能做到有的放矢。在教学启发过程中, 思路要连贯不能跳跃, 以便掌握讲课的速度和调整讲课方法, 根据学生的知识结构层次循序渐进。比如再讲土的压缩特性时, 首先提出问题:土体为什么会被压缩?压缩的实质是什么?引发学生思考。进而结合第二章的内容, 在土的物理性质中讲到土由三相组成, 那压缩的过程中到底是土体的哪一相被压缩了呢?在这个过程中要宽容学生的不同见解, 大学生思维跳跃, 教师对于在启发过程中的互动与思考, 都应给予应有的接纳及正面的解释, 使学生积极思考, 主动学习。

2.3 借助多媒体, 丰富课堂内容

应用多媒体可以提高课堂教学的生动性, 比如在绪论课中工程背景的介绍, 可以借助多媒体播放工程事故的图片、录像, 加强学生对工程实际的感性认识。有些章节理论性较强, 公式推导及图表较多, 板书不易完成, 可以通过多媒体清楚生动的展现在大屏幕上。以东南大学、浙江大学等四校合编的《土力学》为例, 第四章中地基附加应力部分, 采用了竖向集中力作用时的地基附加应力布辛奈斯克解, 其中涉及到六个应力分量和三个位移分量, 公式繁多且复杂, 若采用多媒体辅助板书教学的效果比较好。

2.4 开展实验, 激发学生动手与学习兴趣

土工试验是土力学理论研究的基本手段, 是土力学教学中的一个非常重要的环节。比如达西做了大量砂土的渗流实验发现了土体的渗流定律-达西定律。库伦通过对粘性土和无粘性土开展了剪切试验, 发现了土的抗剪强度定律-库伦定律。通过实验课的学习, 使学生认识到实际工程项目中必需做的试验项目有哪些, 试验的流程是怎么样的, 争强学生的工程意识。

3 结语

土力学与其他力学相比有其自身的特点, 教师应重视土力学基本原理间的内在联系, 将内容庞杂的概念、公式, 以一条主线贯穿联系起来。笔者结合自己的教学实践, 探讨了土力学的课堂教学方法。

摘要：土力学与其他力学相比有其自身的特点, 文章围绕土力学的特点及教学实践, 探讨了土力学的课堂教学方法 。土力学的教学要把握好备课和课堂设计两个环节, 同时还要把握其自身特点将繁杂的内容系统化, 理论与实践相结合。

关键词：土力学,教学内容,教学方法

参考文献

[1]东南大学, 浙江大学, 湖南大学, 苏州科技学院.土力学.[M].中国建筑工业出版社.2011.

[2]姚笑青.土力学课程特点与课堂教学方法探讨.[J]高等建筑教育, 2007, 16 (4) :81-85.

土质学与土力学课程教学改革思考 篇8

[摘 要]增加土质学与土力学课程的学时数是更好的完成教学的前提条件；改变传统的教学模式为多种教学方法相结合的教学手段，授课效果会有较大的提高；加强实验室的建设，充分利用实习基地的有利条件，将实验教学与实习环节较好的结合，学生就能够更好的将理论应用于实践；无论是理论教学还是实践教学都需要教师具有较高的专业素养，教师通过进一步的探索并汲取其他同类院校的先进经验，使土质学与土力学教学质量得到不断的提高。针对土质学与土力学课程教学中存在的问题，通过课程设置的改革、多种方法相结合的教学手段、加强实践环节、教师专业素养的提高等四个方面的措施来提高教学质量。

[关键词]土质学与土力学 教学手段 实践环节 教学质量

[中图分类号] G710 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2015）05-0157-02

通过近几年的改革，勘查技术与工程专业教育教学质量取得了一定的成效，学生的教学平台有了较大的提升，尤其是实验室和实习基地的建设，在多位援疆教师的帮助指导下，土力学实验室已经能够满足学生的基本物理力学实验，学生的实践能力得到了提高，师资队伍在不断壮大，教学质量在不断增强。土质学与土力学课程有其自身的特点，教学改革还需进一步探索与加强，本文针对教学中存在的问题，拟探讨教学质量提高的几种措施。

一、现阶段教学中存在的问题

通过课堂教学及实验教学发现，学生学习本门课程存在如下问题：

首先，土质学与土力学课程的内容多，理论多，公式多，计算多，实践性强。学生在学习过程中往往对理论的学习兴趣不够浓厚，对土力学的特点认识不够，不能很好的将理论应用于实际问题中，如库伦-摩尔强度理论在挡土墙上土压力的计算、土坡稳定分析等的应用；该课程中基本公式相对较多，土的物理性质及工程分类这部分物理性质指标较多，学生往往较厌烦，如何将这些基本指标应用到解决具体工程问题中，或者如何通过已知几个指标来换算求解其他指标时较混乱，甚至有个别同学不知如何入手；涉及具体问题计算多，尤其是土中应力计算、土的沉降计算部分，计算时相关参数需要查大量的表，同时计算步骤较多，学生往往觉得较繁琐，提不起兴趣。

其次，在实验教学环节中，还存在学生扎堆，但有个别同学不动手的现象，实验室面积小、组数少，不能使得每位同学在实验过程中得到锻炼。

除此，还有本课程教学手段单一，仅仅为传统的板书教学，课程内容较多，存在课时紧张的问题，对于有关土力学案例，图片不能更好地给学生展示讲解。

最后，学生系统复习的时间少，平均成绩往往较其他课程偏低。

二、教学质量提高的措施

（一）课程设置的改革

学生具备材料力学、弹性力学等有关的内容，具有一定理论基础，但是学习本门课程之前不具备专业基础知识。我校老的培养方案中土质学与土力学设置在大二第一学期，而工程地质学基础设置在大二的第二学期，这给学生学习本门课程带来了一定的困难，提及相关概念不甚理解。当然，工程地质学基础课程的学习也需要岩土力学知识支撑，因此建议两门课程均设置在大二的上学期较好。另外，该课程作为专业核心基础课程，课时相对少，授课教师不能将有关土力学的案例在有限的课堂时间内给大家讲解完整，同时课堂内也没有时间让学生与老师及学生与学生之间进行更多的互动和交流，因此想通过课堂教学让学生完全掌握基本理论，并能够较好地将其应用到实践中，增加学时势在必行。

（二）多种方法相结合的教学手段

土质学与土力学有其自身的特点，不同于固体力学，它往往依靠试验和工程经验，但也不同于一般的专业课程，还需重概念，重理论，因此在教学中多种方法相结合才能达到较好的授课效果。

在土力学教学过程中，用系统性教学法注重土力学各章节内容之间的联系，使其形成一个有机的整体。实际上教材内容顺序上安排得很恰当，土的物理性质始终都贯穿到后面的各章节中，土的物理性质决定了土的三大特性，并且通过研究土的物理性质和三大特性可以解决土工建筑物与地基出现的三大工程问题。所以，在讲授这门课的时候，要将土的物理性质作为基础和主线，土中应力计算作为先导，土的三大特性作为核心，重点讲解这几部分，把土压力计算、土坡稳定分析、地基承载力等这几章作为基础理论的应用来讲解。如学习了土中应力计算之后，讲解土的沉降计算，首先引入建筑物基础与地基相互作用可能出现的工程问题，这样来启发学生思考土的沉降计算这部分属于土的变形问题；其次让学生思考为什么地基土会产生沉降，这样可以使得土中应力与土的沉降计算两部分更好的联系到一起。

案例教学法对学习该课程具有重要的作用。采用工程案例导入教学主题—学生参与案例讨论—教师引入土力学理论—再转入理论应用的课堂模式，可以将抽象的概念、原理具体化，可以调动学生参与教学的积极性，活跃课堂的气氛，从而达到教与学的互动，检验了学生掌握基本知识和基本理论的牢固性和灵活性。

采取多种教学形式激发学生的学习兴趣。部分内容采取传统的板书教学形式，如公式推导部分；部分内容采用多媒体形式，给学生放映工程实例的相关图片、视频等方式让学生了解实际工作中需要解决的工程问题；部分偏向工程应用的章节课可以采取多教师讲授，尤其是经验丰富的教师参与讲授或以讲座的形式，提出现阶段工程常用的解决问题的方法和手段。如土坡稳定分析、土压力计算、地基承载力计算这三章，通过这几种教学方式能够较好的增强教学效果。

（三）加强实践环节

土质学与土力学十分重视实践经验，因此学习本课程应尽可能地与工程实践结合起来，从而能更好地解决与土有关的工程问题。

本课程设置了实验教学内容，实验教学主要为室内试验。室内试验将几个实验项目穿插到理论教学过程中，实验课程设置课时较少，在安排的课时内完整地完成实验全过程是不可能实现的。基本上，实验的准备工作均为实验指导老师提前来完成的。如土的直剪实验，完整的操作过程应为从野外取原状样，到室内环刀切取与环刀同体积的土样4个，然后将土样压入直剪仪盒内→施加垂直压力→施加剪力→试样破坏→记录测微表读→试验结果整理。一级荷载需要完成以上的步骤，总共四级荷载共需重复完成四次工作。因整个实验耗时较长，实验安排的时候往往是每组分别做各级不同的荷载协作来完成，最终汇总数据，完成实验结果整理绘图，但因每组的操作均存在不同的误差，导致实验结果不太理想，学生不能完整地了解实验的全过程。因此，建议本课程要加强实验室的建设，逐步增添实验仪器，更换陈旧的实验仪器，加强实验室环境的改造，以上几项已经列入了我校“中西部高校提升综合实力项目”中。

此外，原位试验也具有举足轻重的作用。勘查技术专业在培养方案中设置了岩土工程勘察教学实习部分，其作为一种综合性的实习过程，要重视原位试验对教学的辅助作用。注意引导学生试验中对土力学知识的运用，掌握试验的目的、试验数据的整理、得出成果的应用，可使学生充分认识到土质学与土力学课程的重要性。今后实习中尝试将土力学的室内基本实验穿插进来，让学生把握野外取样、保存、制样等前期的准备工作，通过完成原位试验对理论学习具有较好的促进作用。加强实习基地的建设，选择适宜的实习场地，增设新的实习内容会对土质学与土力学的教学有较好的促进作用，并且对教学效果会有较好的提升作用。

（四）教师专业素养的提高

课程教学的效果与教师的专业素养是分不开的，对于实践性较强的工科专业，教师实践经验缺乏与注重实用性的课程特点间的矛盾凸显，尤其作为青年教师，应加强本专业的野外实践，可考虑到生产实践单位锻炼，例如参与到本专业学生的毕业实习环节中去，不断积累工程经验，及时发现问题，通过实践指导理论。同时要增强科研能力的培养，多参加相关学术研讨会，与全国乃至世界上的专家学者交流探讨，学习一些新理论新方法在专业上的应用，增加本专业的前沿知识，促进本专业方向的发展。

三、结语

增加土质学与土力学课程的学时数是更好的完成教学的前提条件；改变传统的教学模式为多种教学方法相结合的教学手段，授课效果会有较大的提高；加强实验室的建设，充分利用实习基地的有利条件，将实验教学与实习环节较好的结合，学生就能够更好的将理论应用于实践；无论是理论教学还是实践教学都需要教师具有较高的专业素养，教师通过进一步的探索并汲取其他同类院校的先进经验，使土质学与土力学教学质量得到不断的提高。

[ 参 考 文 献 ]

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