【精品】《土力学及基础》期末复习资料.doc

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1、《土力学及基础》学习指导一、《十-力学及地基基础》的内容纽成结构特征《土力学及地基基础》课程内容属性上具有双重性。因此，在白学的过程当中，掌握内容的组成结构是至关重要的。十•力学的内容在纽•成上，各部分的前因后果的逻辑关系比较明显，是一个渐次深入的结构组成，其中土力学基本问题的解答是一个承上启下的连接环节，其作用是将逐次深入的土力学基础理论引入到并行排列的纽•成结构——基础工程学当中。血基础工程学的组成结构相对简单且独立性较强，但与十•力学的基本问题解答密切相关。因此,无论从内容的组成结构的地位及重耍性，述是该内容本身的份量，土力学在《土力学与地基基础》课程占理论基础的主导地位，

2、学好土力学是进一步学习基础工程学的必要条件。综上所述，笔者将土力学的内容结构组成进一步细划，见图2.可以看出，土力学作为力学的一个分枝，具有一般力学课程的特点，即内容组成的结构性特征明显。在“教”与“学”的过程中，掌握和理解土力学的这种组成上的结构特征，对各部分内容的融会贯通，灵活应用及承上启下是十分重要的。(图二)二、土力学的难点分析2.1地基的沉降历吋规律——太沙基一维固结理论地基饱和土的太沙基一维固结理论，是课程的难点之一，但也是必须掌握的基本内容。一维固结方程的建立采用了土的压缩规律、土中水的渗透规律以及饱和十.的水一一弹簧模型(有效应力与孔隙水压力的分担转换)。方程的建

3、立运用了高等数学偏微分方程的于•段，ifU方程求解则采用了数理方程的方法。求出的孔隙水压力与时间和深度的函数，应用于固结度的概念，通过积分得到了固结度的表达式。上述过程简单可归纳为：一维固结方程建立数理方程求解u(z,t)推导固结度表达式U(a,Tv)的计算方法及应用，对于数理方程解答，则可以简取了解其前因后果的过程即可。因此，熟练掌握和理解固结度的概念，在公式己知条件下，灵活应用U(a,Tv)是学习饱和土一维固结理论的核心。U(a,Tv)为饱和粘性土层的平均固结度，是”和时间因素Tv的函数。这一函数的表达一般采用：%1图或表的形式描述%1U(a,t)=f(a,Tv)的显式表达式

4、；而上述的函数,无论是实际问题,述是试题，一般均为己知条件,学习的重点是灵活应用，而勿需死记硬背公式，这一点是十分重要。而固结的问题无外乎是：①已知吋间t,求解相应固结度Ut及固结沉降st；即tTvUtst=Ut.scc②已知固结度U（（或固结沉降St）,求解达到该值所需时间tBP：stUt=st/s°°Tvt因此，对上述有了全面理解z后，再來学习一维固结理论，则是一个查表或查图式按计算器的问题了，当然理解固结系数CV和吋间因素Tv及掌握英相应表达式仍是十分重要的。2.2地基极限承载力Pu的理论计算地基的极限承载力Pu的理论计算是地基承载力确定的主耍方法之一，其理论推导中弹性力学

5、知识要求较高，推导过程亦较复杂。学生在学习屮，特别是自学时往往无从下手。地基极限承载力的理论推导有两种类型，一是完全的极限平衡理论——Vesic公式，二是半经验的极限平衡理论一一太沙基公式，根据日前国家强调'•通材”教育的基本点出发，分清理论解答的属性是很重要的，各类极限平衡理论得到的解答均可简单地归纳为：Pu=y。b.Ny+q.Nq+c.Nc上式中，c.Nc是极限承载力理论解的基础项，是地基十-强度产生的承载力；q.Nq是在基本项基础上考虑了基础底面两侧超载q的承载力提高，超载q最一般的即为基础埋深内土的自重应力，Wq=D,又称为基础埋深的承载力提高；yeb.Ny是在基本项的基

6、础上考虑地基重度的承载力提高，外在表现为基础宽度b对承载力的提高。准确理解农达式（1）的齐项的含义及概念是十分重要的，而分项系数Nq.Nc则不同公式有不同的表达式，但它们均是地基土内摩角的函数，解决问题时均作为已知条件，不必硬记。极限承载力理论计算的应用也较简单，-•般用作浅基础的地基承载力验算，但值得一提的是r.bNr项的承载力提高是以基础沉降变形为代价的，其便用应有限度。而另一重要的参数，安全系数K的选择，在试题中一般均为己知条件，而在解决实际问题时应慎重选择。三、基础工程学的学习要点基础工程学的内容组成结构是一种相对独立的并列结构，如前所述，基础工程学的理论基础之一是土力学

7、，除此之外，还有结构设计原理，工程力学等。例如浅基础中包括了地基承载力验算及沉降分析，这与土力学克接郴关：而浅基础的结构设计，则与结构设计原理密切相关。在《十•力学与地基基础》课程的教学中，重点是与十.力学相关的内容，如上述浅基础内容中，浅基础的承载力验算和沉降分析是本课的核心内容。因此，在基础工程的学习中，应特别重视与土力学相关内容，换言之，基础结构设计部分，严格意义上应属于结构设计原理的范畴，血不是《十•力学与地基基础》的主要教学内容,这一点在“教”与“学”的过程同样应区分清