硕士研究生入学考试(《土力学》考试大纲) - 中国科

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1、硕士研究生入学考试(《土力学》考试大纲)-中国科中国科学院·水利部成都山地灾害与环境研究所硕士研究生入学考试《土力学》考试大纲　　　　《土力学》是土木工程的专业基础课程之一。与之紧密相关的课程《地基基础》、《土力学与地基基础》则是土木工程某些专业的专业课。包括两大部分内容：（1）土的基本物理力学性质，如土的物理性质、渗透性、土中应力、变形特性、抗剪强度。（2）土工结构物的主要计算，如土压力、土坡稳定分析、地基承载力、基础工程、地基处理。　　一、考试内容　　1.土的物理性质　　（1）基本名词与定义　　土、土力学、地基、基础、土的风化、不均匀系数、曲率系数。　　界限含

2、水量ωL、ωP、ωS、塑性指数、液性指数、活动性、相对密度。　　（2）土粒、水、空气三相　　（a）土粒分布、级配。（b）三种水：结晶水、结合水（薄膜水）、自由水。（c）土中气体的物态　　（3）土的物理性质　　（a）无粘性土的相对密度，孔隙比。　　（b）粘性土的调度液塑性指明　　（4）三相图及物理指标　　（a）熟练绘制三相图、单位三相图　　（b）3个体积、6个重量，共9个物理指标的三种计算方法：即公式套算法：据单位三相图计算法；据三相中三个体积、两重量计算法；（c）9个物理指标的推证。　　（5）土的工程分类　　（a）先分为粗细粒土，对粗粒土定名12个，对细粒土依据ω

3、L、IP在塑性图分类定名。（b）特殊土分类：黄土、红土、膨胀土、杂填土、软土、垃圾。　　2.土中应力　　（1）基本名词与意义　　土中应力为自重应力、附加应力、渗透力。　　基低压力、附加基底压力、有效应力、总应力、孔隙水压力、持力层、下卧层、应力集中与分散、应力跑。　　（2）自重应力计算　　自重应力是有效应力，地下水位以下为浮容量，不透水界面（岩石、不透水土）上下发生突变。　　（3）附加应力　　依据弹性理论进行计算　　（a）先计算基底压力、影响基底压力的三个因素：荷载（大小、型式、方向），基础（尺寸、型式、刚度、埋深），地基土性质。　　（b）空间问题　　即基础长度L

4、与宽度之经小于5时作为空间问题计算，反之作为平面问题计算。　　所有计算公式均较长，不必记背。　　只能计算角点下的附加应力，均由5个符号组成，σZ、ρ、L、B、Z，主要是附加应力系数k的计算及代数叠加。难点是三角形荷载外某点σZ计算。　　（c）平面问题　　可直接计算（查表k值）荷载外任意点的应力。　　（4）计算误差　　地基土上软下硬（E1＜E2）将产生应力集中，反之应力扩散。成层土地基（即各向异性地基）一般产生集中。　　（5）有关问题　　了解或掌握感应图计算方法。　　3.土的渗透性　　（1）基本名词与定义　　渗透性、渗透力、流土、管涌、接触流土、接触冲刷、临界水力坡

5、降、允许水力坡降。　　（2）达西定律　　U＝Ki、q＝KiA均为达西定律表达式。渗透系数k是坡降I＝1时的流速。记住砂土、粘土、卵砾石各自k的变化范围。　　（3）渗流下的应力状态　　推导渗流向上向下的应力状态,并画总应力σ、孔隙水压力u、有效应力σ′图。　　（4）土的渗透稳定性　　四种典型的渗透破坏型式，各自产生的环境条件。　　（5）k的影响因素　　土粒大小与级配、密度、水、气体。推导成层土的Kx、Ky。（a）推导Kx时用了二个物理概念，即各层土流量qi之和等qx，以及各层土水力坡降ii总流量相等。（b）Ky的推导也用了二个物理概念，即各层土流量相等，以及各层土水

6、头损失之和等于总的水头损失。　　（6）推导常水头及变水头试验的渗透系数k的计算式。　　4.土的压缩性及地基变形计算　　（1）基本名词与定义　　侧限压缩、压缩系数av、压缩指明Cc、压缩模量Es、变形模量E、弹性模量E、体积压缩系数mv、av与Es判别土的压缩性侧面系数ko、侧胀系数μ（即泊松比）、先期固结压力、超固结比OCR、固结度、固结系数Cv、时间因数Tv。　　（2）土的压缩性　　忽略孔隙水及土粒体积的压缩量，土的压缩是孔隙体积的减小。　　压缩量随时间增长的过程称为固结，当有效应力等于压缩应力以后的变形称为次固结。e-p曲线上每点的物理意义是该压力P作用下压缩

7、稳定以后对应的孔隙比e。　　推导单向压缩公式　　（压缩前后土粒体积不变）。熟练掌握由以上各式计算土体压缩量。　　推导e-p与e-logP曲线的增量与微分关系av与Cc的关系式。　　推导μ～k0、E～Es的关系式。　　（3）压缩量Si（沉降量）计算　　（a）同e-p曲线计算Si的方法与步骤。　　（b）由e-logp曲线计算Si的方法与步骤：确定pc、将试验曲线修复成现场压缩曲线、分OCR＝1、＞1、＜1计算Si。　　（4）太沙基－维渗流固结理论　　推导饱和土体－维渗流方程，流出的水量等于孔隙体积的变化量，使用固结度Ut～Tv曲线计算St或t。掌握地基变形S与时间t的

8、其它方法和