岩土工程专业土动力学课件(非常完整!)

第一章绪论

土动力学是研究各种动荷载作用下土的变形、强度特性及土体稳定性的一门学科。

一、动荷载的类型及特点

有两类常见的动荷载：冲击荷载与振动荷载。

1.冲击荷载。爆破、爆炸以及各种冲击引起的荷载，这类荷载对土体的作用主要体现在荷载的速率效应对土体强度与变形的影响。

2.振动荷载。地震，波浪，交通，大型机器基础等引起的荷载，这类荷载对土体的作用主要体现在3个方面：

（1）荷载的速率效应对土体强度与变形的影响

（2）荷载循环次数的影响（疲劳）

（3）荷载幅值的大小

二、土动力学的研究任务

探求动荷载作用下土体变形、强度变化的规律性，运用近代力学的原理，分析研究土工建筑物及建筑物地基在各种动力影响下的变形与破坏规律。研究内容包括两大方面的内容：

土的动力特性

土的动力稳定性

6个方面的研究问题，包括：

（1）工程建筑中的各种动荷作用及其特点

（2）土体中波的传播

（3）土的动力特性：土的动强度、动变形、土的震动液化等。

（4）动荷载作用下的土体本构关系（土的动应力应变关系问题）（5）土动力特性测试方法与测试技术

（6）动荷载作用下土体的稳定性，包括动荷作用下土与结构物的相互作用，地基承载力，土坡稳定性以及挡土墙的土压力。

三、土动力学发展阶段与发展趋势

第1阶段（20世纪30年代）动力机器基础研究

第2阶段（2次世界大战以后）冲击荷载作用下土的动力学问题研究

第3阶段（20世纪60年代以后）振动荷载作用下土的动力学问题研究（地震、海洋、交通等）

当前的主要发展趋势（4点）：

（1）注重研究土体的动力失稳机理

（2）进一步深化对土的动应力应变关系的研究

（3）进一步深化土与结构物相互作用的研究，即利用更加真实的土动应力应变关系，将结构物与土体相互作用过程中的变形与破坏作为一个整体进行仿真计算分析。

（4）注重现场观测结构、模型试验结果、计算分析结果的相互印证研究

第二章土的动力特性

土的动力特性是指动荷载作用下土的动强度特性与土的动变形特性。

研究土的动力特性，就是依据动荷载作用特点，揭示土的动力破

坏机理，探求动变形规律，建立动强度、动变形与各个影响因素之间的关系。

研究土的动力特性，可以为进一步研究土的动应力应变关系奠定基础，也可以为解决动荷载作用下土体变形与破坏问题奠定基础。

第一节土的动强度特性

一、土的动强度

土的动强度是指土抵抗动力破坏的极限能力，包括两方面含义：

1、冲击荷载作用下土的动强度，与单调荷载作用下土的强度定义一致，区别在于速率对强度的影响

2、振动荷载作用下土的动强度（循环强度）：在一定动荷循环作用次数下，土体达到某一破坏标准（破坏应变）所需的动应力。

二、影响土动强度的6个因素

1、加载速率对土动强度的影响

一般讲，加载速率对土动强度影响程度与土体的含水率有关，对于粘土，土的含水率越高，加载速率的影响就越明显，此时加载速率越高，土的强度也就越大；对于干燥土，加载速率的变化对土强度影响不明显。此处有图---091634

单调加载时土的动强度大于静强度。

2、动荷的循环效应对土强度特性的影响

2.1当给定循环作用次数时，土的动应变将随动应力的增大而增大

此处有图---091842

2.2当给定动应力幅值时，土的动应变将随动应力循环次数增加而

变大。此处有图---092146

综上：可以用少循环次数、大幅值的动应力或者用多循环次数、小幅值的动应力达到同一个动应变。

注意这一推论只有动应力大于振动稳定动应力时才成立！

3、动荷载作用前土的应力状态（初始应力状态）

包括固结应力（体积应力）的大小，偏应力的大小。

此处有图---092925

4、动应力的幅值大小

5、土性对土的强度特性的影响。包括土类、土的含水量、饱和度、密实（坚硬）程度。

6、动、静应力的作用方式。三轴、单剪、扭剪、一般应力状态。这就需要利用强度理论进行分析。

此处有图---093526

三、确定动强度的标准

1、应变标准。依据某一给定应变确定动强度的标准，以应力控制振动三轴试验为例，对于等压固结条件下的土样，按照土样轴向某一峰值应变确定循环荷载次数；对于偏压固结下的土样，按照土样轴向某一循环累积应变确定循环破坏次数。

此处有图---095527

2、孔压标准。依据有效应力原理，当饱和土体中的有效应力变位零时，土体发生破坏。对于某一应力状态下的土单元，依据有效应力为零时的孔压确定循环次数。对于等压固结的动三轴试验土样，当土

样中的累积孔压等于围压时即为孔压破坏标准；对于水平场地的饱和土层，土层中的累积孔压达到土层上覆有效压力时的孔压。

此处有图---095822

3、屈服破坏标准。在应力控制条件下，应变随振动次数急速增加的转折点为土屈服破坏的依据。

四、动强度曲线（循环强度曲线）与动强度指标

1、动强度曲线的定义。相同初始应力状态下，动应力（或动应力比）随循环（振动）破坏次数的变化关系曲线称为动强度曲线。

等压固结不排水动三轴试验动应力比：σd/2σc

动单剪试验：τd/2σv

此处少了点

3、mohr-column动强度指标的确定方法

（1）确定一定破坏振次Nr下的应力状态，σ1,σ3

（2）做出与应力状态对应的应力圆，至少三个

（3）做出应力圆的公切线，并确定mohr-column动强度指标φd和Cd

此处有图---101514

以三轴压缩为例：

1.使土样Ko固结，模拟建筑物修建之前实际场地土层的应力状态。

2.在不排水条件下，给土样施加增量剪应力（偏应力），以此模拟建筑物修建后在土层中

引起的增量剪应力

3.在此基础上，施加循环应力，直到土样达到破坏为止。取平均剪应变与循环剪应变达到

15%为确定破坏振次的标准。并按下式确定循环强度：

τf,cy=(τ a + τcy)f

此处少了点

第二节饱和无粘性土与少粘性土的振动液化

一液化的定义

美国土木工程协会岩土工程分部土动力学委员会于1978年2月组织了广泛讨论认为：液化是使任何物体转变为液体的行为和过程。就无粘性土而言，这种转变由固态到液态，它是孔压增加、有效应力减小的结果。

液化定义为一种状态的转变，将导致土强度的瞬间丧失，但是液化导致的剪切强度丧失的不是土强度较长期的丧失。

液化问题是一种特殊的动强度问题，被建华挡住看不见，有急剧性和突发性。（缺一页ppt）缺的是二、液化机理

三、土体发生振动液化的必要条件

1、振动力的作用足以使土体结构发生破坏

2、土体结构发生破坏后，土体结构的变化是其体积有变小的趋势，而不是松胀。

一般讲，发生液化的土体是饱和松散的无粘性土或少粘性土（粘粒含量<10%）。

四、影响饱和砂土振动液化的四个主要因素

1、土性条件，包括土的颗粒特征、密度特征、结构特征、饱和度等。

颗粒特征主要有，平均粒径d50，不均匀系数Cu（=d50/d10）与粘粒含量Mc，研究表明：

d50增加，抗液化能力增强；即粗颗粒越多，抗液化能力越强。

Cu增加，抗液化能力增强，一般讲，Cu大于10的砂土不宜发生液化。

密度特征主要有：相对密度Dr增加，抗液化能力增强；

结构特征方面：原状土的抗液化能力>重塑土的抗液化能力。

实验室研究显示：当土中的振动累计孔压比<0.6时，预剪振动将使松散土体的结构变密实，结构变好，从而有助于增强土的抗液化能力；

实验室试验时土样的制备方法对液化实验结果也有显著的影响。此处有图---110612

本页ppt仅有一张图，饱和度Sr与振次的关系曲线，Sr减小，土的抗液化能力增强。

2、土的初始应力状态的影响

（1）土层的上覆有效压力越大，其抗液化能力就越强。试验表明，土样的固结压力越大，其抗液化能力就越强。

（2）试验表明

有初始剪应力作用的土的抗液化能力>无初始剪应力作用土的抗液化能力。

无应力反向时的抗液化能力>有应力反向时的抗液化能力。

3、动荷条件影响

动荷频率对液化的影响，对于一定密度和应力状态的砂土，高频振动比低频振动更容易使土屈服。对于模拟地震荷载的试验，通常振动荷载频率为1.0Hz。

动荷持续时间对液化的影响，即使动荷振幅不大，长时间振动也可使土体液化。

多向振动的影响，多向振动会导致饱和土的抗液化能力降低。

不规则应力波序对抗液化能力有影响。

4、排水条件。实际场地中土层的排水条件是影响其抗液化能力的一个重要因素，排水条件好，土层的抗液化能力就大，甚至不发生液化。因此改善土层的排水条件是处理可液化土层的一个重要措施。

综上：细的颗粒，均匀的级配，浑圆的土粒形状，光滑的土粒表面；较低的结构强度，低的密度，高的含水量，较低的渗透性，较差的排水条件，较高的动荷强度，较长的振动持续时间，较小的法向压力都是不利于饱和砂土抗液化性能的因素。

五、饱和沙土液化可能性的估计

对15m以内的饱和无粘性土层一般分为初判和复判。

1.土层液化可能性初判

如果设计地震烈度小于6度，不考虑地震液化问题

如果土层的地址年代为第四纪晚更新世（Q3）及其以前形成土层，被判为不液化或不考虑液化问题

在7度、8度、9度地震作用下，若土层中的粘粒含量分别大于10、

13、16时，被判为不液化。

2.复判方法1.临界标准贯入计数法

这是目前我国大多数工程勘察规范推荐使用的一种复判方法。其基本依据是按照实际土层的标准贯入技术试验结果并结合历次地震

液化场地调查，经过统计分析建立土层发生液化的时间与其标准贯入击数之间的关系。例如：在工业与民用建筑抗震规范中规定：此处有公式--081309

式中：-临界标准贯入击数；-临界标准贯入击数的基准值。对于近震，分别为6（7度）、10（8度）、16（9度）；对于远震，分别为8（7度）、12（8度）；-土层埋深；-地下水位埋深，-粘粒含量（%），如果<3，则取为3。

如果需要判断的场地土层的标准贯入击数小于临界标准贯入击数，则说明该土层较发生液化的土层还要松散，因此在相应的地震力作用下会发生液化；否则将不会发生液化。

3、复判方法2-抗液化剪应力方法（H.B.Seed，1971，USA）

（1）基本思想：设地震时，已知土层受到的地震剪应力，又通过试验确定了土层相应的抗液化剪应力，若：地震剪应力>=抗液化剪应力，土层可能发生液化，反之土层不会液化。

地震荷载在土层中引起的地震剪应力是不规则的，为考虑不规则地震剪应力的循环效应，Seed依据疲劳损伤中的线性累积损伤理论将一系列不规则的地震剪应力等效为规则的地震剪应力。

材料的寿命：设材料在一系列规则振动应力σd作用下，达到某一破坏标准时的振动次数N f，则N f为材料在σd作用下的寿命。

对应于不同的幅值动应力σd1、σd2、σd3.。。。。。。。。。σdn，材料的寿命分别为N f1、N f2、N f3………N fn

在σd1作用N i次后（Ni< N f1）,材料收到的损伤为N i / N f1<1

线性累积损伤理论认为

N i / N f1=1时，材料损坏，而且有N k / N fk=1，则：

(2)确定土层收到的地震剪应力的简化法

假设地震波是由基岩向上传播的水平剪切波，且地表的最大地震加速度为a max，从水平场地中取出一个土柱，将土柱视为刚体，土柱质量为γz A/g（A是土柱的横截面积），则土柱的受到的水平惯性力为γz A a max/g于是在深度z处的最大地震剪应力为：

式中：-水下取饱和容重，水上取天然容重。

此处有公式和图---083219

依据线性累积损伤理论，在破坏意义下，将不规则的地震剪应力转化为规则的振动剪应力，称为等效地震剪应力，这里的等效是破坏意义上的等效。Seed通过研究，对于不同的地震强度，等效地震剪应力与土层收到的最大地震剪应力之间的关系是：=

此处公式---084146

相应的等效破坏振次与地震强度之间的关系是：

震级 6.0 6.5 7.0 7.5 8.0 N f 5 8 12 20 30

（3）抗液化剪应力

可以通过动单剪、动三轴试验确定土层的抗液化剪应力;还可以通

过现场试验SPT和CPT试验确定。

3-1用动单剪试验确定：动单剪土样的应力状态与地震荷载作用下水平土层的应力状态相近，故试验测定的动强度便是抗液化剪应力。有图---085520

研究表明，由于动三轴试验不是应力状态的模拟，试验得到的抗液化强度大于水平土层的抗液化强度，故需要对实验结果进行修正后再与地震剪应力作比较。其修正系数取决于震动破坏次数，还与土的相对密度有一定关系，考虑各种因素影响，其应力修正系数的变化范围为0.55~0.59之间。也就是对于动三轴试验确定的土层抗液化剪应力，需要乘以一个修正系数Cr（0.55~0.59）后再与土层受到的地震剪应力进行比较。

综上：

动单剪试验：土层的抗液化剪应力就是试验确定的动强度

动三轴试验：土层的抗液化剪应力=0.5Crσd。

0.5σd是动三轴试验确定的土样45°面上的动强度。

（疑似缺页）

N60=1.67E m C b C r N

N60—修正后的标贯击数；E m—锤击效率修正系数，对于安全锤取0.6，对于环形锤去0.45；C b—孔径修正系数，对于65~115mm，取1.0，

对于150mm，取1.05，对于200mm，取1.15；C r—杆长修正系数，对于4m杆长，取0.75，对于4.6m杆长，取0.85，对于6-10m杆长，取0.95，对于10m以上杆长，取1.0；N—实际打出的标贯击数。

——对上覆压力修正后的标贯击数；Cr——上覆压力修正系数

貌似不衔接

（4）对土层同一点的抗液化剪应力t d与相应的地震剪应力进行比较，若：抗液化剪应力>地震剪应力，则土层不发生液化，否则土层发生液化。

3、剪切波速法

由于地震剪应力可以表示为: （有公式）（G-剪切模量）

因此与地震剪应力对应的剪应变为：

此处有公式图片---100052和100148

式中：a max-地面最大地震加速度；地震剪应力深度修正系数；判断液化位置土层受到的上覆压力；剪应力；剪切模量比。

据此可以确定出与一定液化破坏标准相对应的临界剪切波速，如果实际剪切波速大于临界剪切破坏波速，则土层不发生液化，否则土层发生液化。

第三节饱和砂土震动孔隙水压力及其估算

震动荷载作用下，孔隙水压力的发展是影响土体强度发生变化的一个重要原因。所以研究饱和砂土震动孔隙水压力的变化就成为土动力特性的一个重要研究内容。总结已有的研究内容，所建立的孔隙水压力变化关系式有以下几种：

一、孔压的应力模型

1、Seed孔压模型

公式（图片101721）

式中：为试验常熟，一取可以取0.7，为破坏次数。

这一经验关系式依据等压固结土样在应力控制下的动三轴试验结果建立起来的。

2、依据非偏压固结土样的动三轴试验结果建立的累积孔压关

系（Finn 孔压模型，Canada，UBC）

公式图形：102247

式中：为孔压比达到50%时对应的振动次数，；

为三轴试样固结比

这一关系可以在一定程度上反映偏压固结时的孔压变化，但是不能很好反映固结比增加时极限孔压降低这一现象。

3、c s Chang 孔压关系（USA）

公式图片：102401

式中：为偏压固结下的极限孔压，且：

公式

这一模型可以反映固结比增加时极限孔压降低这一现象。

二、孔压的应变模型

这类模型将孔压与应变联系起来，典型的孔压-应变关系式是Martin-Finn-Seed基于应变控制下的动单剪试验结果提出的一个关系（1974-1975）

假设：不排水条件下，土受动荷后骨架变密（塑性变形），有效应力降低，从而导致土粒体积弹性膨胀，若忽略动荷作用下孔隙水体的体积应变，则为了保持不排水条件下土的总体积不变，应有土骨架的卸荷弹性体积应变等于土骨架的塑性体积应变，且塑性体积应变在较大范围内与孔压值成正比，从而有：

公式图102725

三、孔压的有效应力模型（日本Ishihara）

基本思想是在p’（体积应力）、q（剪应力）应力空间中定义两组应力轨迹线，等体积线与等剪应变线。

等体积线：进行饱和土的固结不排水试验，在p’，q平面上的有效应力路径就是等体积线，可近似为过原点的圆弧。

等剪应变线：依据同样试验结果把具有相同剪应变的线画出来即为等剪应变线。可近似为过原点的直线。

第四节土的动变形特性

一、动荷载作用下土的变形特点

1、动变形的分类。动荷载作用下土的变形与静荷载作用下土

的变形类似，也可以分为体积变形和剪切变形。

引起体积变形的原因有：

（1）非饱和土的振动压密；

（2）振动剪切力引起的土体剪胀与剪缩；

（3）饱和土体中振动累积孔压消散后引起的体积变形。

引起剪切变形的原因有：振动偏应力（剪应力）引起的剪切变形。

2、振动累积变形

振动荷载作用下，土体除了产生可以恢复的动变形之外，更重

要的是产生不可恢复的振动累积变形。振动累积变形既包括振

动累积体积变形也包括振动累积剪切变形。

有图片104926

3、影响土体动变形的主要原因

（1）土的种类与土性；

（2）土体的初始应力状态；

（3）动荷载作用方式与强度

二、无粘性土的振动累积变形

1、振动累积体积变形：对于非饱和土，振动累积体积变形是

振动压密的结果，对于饱和土，振动累积体积变形是振动累积

孔压消散的结果。

2、振动累积剪切变形饱和土，若动荷载作用时

间较短，且饱和土层排水不畅，则土体剪切变形。

三、粘性土的振动累积变形

对于饱和粘性土，由于它的渗透性很弱，由于振动累积孔压消散导致的不可恢复体积变形需要较长时间，振动荷载作用下，粘性土层产生的主要是振动累积剪切变形。

中中间应该是缺ppt，是的，好像不碍事```````

（2）用应力应变关系描述振动累积剪切变形

王建华文章xxx

把振动累积变形视为静荷载作用下的蠕变，进而建立相应的关系。

英文文章

（3）依据能量关系，建立累积体积应变与累积剪切应变之间的关系

英文文章

（4）依据土体软化概念计算振动累积应变

将振动累积孔压上升等价于围压力的减少，由于静偏应力在每一循环结束时保持不变，所以每一循环产生的参与应变可以视为静偏应力不变条件下由于围压减小二引起的变形。

四、研究饱和土体动变形的方法

1、体积变形

通常可以通过土动力试验，建立饱和土的振动累积孔压变化关系式，将孔压的消散视为一个再固结的过程。进而根据固结理论计

算土体的振动累积体积变形。

2、不排水剪切变形

（1）通过土动力试验建立不排水条件下振动累积剪切变形与影响因素之间的关系。

公式111257

五、研究动变形的目的

1、分析地基、土工构筑物的动变形、特别是不可恢复的累积

变形。

2、分析方法

利用应变势的概念，针对一个土单元建立的变形关系叫做实际单元的应变势。

进而利用软化模量的概念，将应变势，转化为模量的降低；或者利用等价结点力的概念，将土单元的应变势转化为等价结点力。

第三章土动力特性试验设备与试验方法

第一节、基本测试设备的组成

一、典型土动力试验土样与其模拟的应力状态

1、动三轴试验土样

动三轴试验的特点是容易控制试验土样的应力状态与土样的含水量，可以在不固结不排水与固结不排水条件下进行试验。动三轴试验土样模拟轴对称的应力状态，可以模拟潜在破坏面上两种典型应力状态，三轴式样的高度一般为直径的2倍。

2 振动单剪试验土样。动单剪试验土样也可以控制试验土样

的排水条件，能够在不固结不排水与固结不排水条件下进行试验。

它能够模拟k0固结状态，也可以向动三轴试验土样那样模拟等压固结与偏压固结的情况。

动单剪试验土样为圆形，试验时土样受竖向压力以及水平向剪切力土样的直径一般为50-70mm，高度一般为20-25mm。

图形082625

3、动扭剪试验土样

振动扭剪试验土样采用空心圆柱，依据薄壁杆件扭转理论确定空心圆柱试验土样受到的剪应力，可以模拟压扭联合作用下复杂应力状态土单元的变形与强度，是研究复杂应力条件对土的动变形、动强度变化规律影响试验应力状态。

有图--084626

二、量测设备

现在的土动力试验装置是通过各种物理传感器，包括力传感器、位移传感器、孔压传感器、体变传感器等将测量的物理量变换为电压，然后再利用计算机A/D与D/A技术实现控制、并记录各种实测数据。

第二节典型的土动力特性测试设备与方法

一、振动三轴仪及其试验方法

1、振动三轴仪基本结构：

压力室、静控单元、动荷载施加与控制单元、试验数据采集与

记录系统

2、常规动三轴试验测量的数据

（1）强度（包括液化强度），孔压，变形，特别是振动累计孔压与变形的变化关系;

（2）等效线性动应力应变关系中的参数；及等效弹性模量与阻尼比随动应变的变化规律，为地震响应分析提供参数。

3、动三轴试验模拟的初始应力状态：

对于不固结不排水试验，可以模拟有初始剪应力与无初始剪应力的情况；对于固结排水试验，可以模拟等压固结、偏压固结（包括k0固结），有、无初始剪应力的情况。

4、试验方法

（1）拟定试验方案；

（2）调整标定好仪器设备，包括标定传感器；

（3）选择适当的方法（无粘性土：击实法，压实法；粘性土：真

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第一章绪论 土动力学是研究各种动荷载作用下土的变形、强度特性及土体稳定性的一门学科。 一、动荷载的类型及特点 有两类常见的动荷载：冲击荷载与振动荷载。 1.冲击荷载。爆破、爆炸以及各种冲击引起的荷载，这类荷载对土体的作用主要体现在荷载的速率效应对土体强度与变形的影响。 2.振动荷载。地震，波浪，交通，大型机器基础等引起的荷载，这类荷载对土体的作用主要体现在3个方面： （1）荷载的速率效应对土体强度与变形的影响 （2）荷载循环次数的影响（疲劳） （3）荷载幅值的大小 二、土动力学的研究任务 探求动荷载作用下土体变形、强度变化的规律性，运用近代力学的原理，分析研究土工建筑物及建筑物地基在各种动力影响下的变形与破坏规律。研究内容包括两大方面的内容： 土的动力特性 土的动力稳定性 6个方面的研究问题，包括： （1）工程建筑中的各种动荷作用及其特点 （2）土体中波的传播 （3）土的动力特性：土的动强度、动变形、土的震动液化等。

（4）动荷载作用下的土体本构关系（土的动应力应变关系问题）（5）土动力特性测试方法与测试技术 （6）动荷载作用下土体的稳定性，包括动荷作用下土与结构物的相互作用，地基承载力，土坡稳定性以及挡土墙的土压力。 三、土动力学发展阶段与发展趋势 第1阶段（20世纪30年代）动力机器基础研究 第2阶段（2次世界大战以后）冲击荷载作用下土的动力学问题研究 第3阶段（20世纪60年代以后）振动荷载作用下土的动力学问题研究（地震、海洋、交通等） 当前的主要发展趋势（4点）： （1）注重研究土体的动力失稳机理 （2）进一步深化对土的动应力应变关系的研究 （3）进一步深化土与结构物相互作用的研究，即利用更加真实的土动应力应变关系，将结构物与土体相互作用过程中的变形与破坏作为一个整体进行仿真计算分析。 （4）注重现场观测结构、模型试验结果、计算分析结果的相互印证研究 第二章土的动力特性 土的动力特性是指动荷载作用下土的动强度特性与土的动变形特性。 研究土的动力特性，就是依据动荷载作用特点，揭示土的动力破

岩土工程专家介绍

岩土工程专家介绍 NO.1 太沙基 全名：Karl Terzaghi 简介：太沙基（1883～1963）,美籍奥地利土力学家，现 代土力学的创始人。1883年10月2日生于布拉格（当时 属奥地利）。1904年和1912年先后获得格拉茨（Graz）工 业大学的学士和博士学位。先后在麻省理工学院、维也纳 高等工业学院和英国伦敦帝国学院任教。最后长期在美国 哈佛大学任教。 代表作：《建立在土的物理学基础的土力学》（1925）、《理 论土力学》和《实用土力学》（1948 年） 早期太沙基从事广泛的工程地质和岩土工程的实践工作， 接触到大量的土力学问题。后期转入教学岗位，从事土力学的教学和研究工作，并着手建立现代土力学。1923年太沙基发表了渗透固结理论，第一次科学地研究土体的固结过程，同时提出了土力学的一个基本原理，即有效应力原理。1925年，他发表的世界上第一本土力学专著《建立在土的物理学基础的土力学》被公认为是进入现代土力学时代的标志。随后发表的《理论土力学》和《实用土力学》（中译名）全面总结和发展了土力学的原理和应用经验，至今仍为工程界的重要参考文献。他所发表的近300种著作中，有许多是和水利工程有关的。 NO.2 库仑 全名：Charles Augustin de Coulomb 简介：库伦1736 年6月14日生于法国Angoul ，1806 年8月23日卒于法国巴黎。库仑对土木工程（结构、水 力学、岩土工程）以及自然科学和物理学（包括力学、电 学和磁学）等都有重要的贡献，如物理学中著名的库仑定 律就是他提出的。1774 年当选为法国科学院院士。 代表作：库仑土压力理论（1776） 在巴黎期间，Coulomb 为许多建筑的设计和施工提供了帮 助，而工程中遇到的问题促使了他对土的研究。1773 年， Coulomb 向法兰西科学院提交了论文“最大最小原理在某些与建筑有关的静力学问题中的应用”，文中研究了土的抗剪强度，并提出了土的抗剪强度准则（即库仑定律），还对挡土结构上的土压力的确定进行了系统研究，首次提出了主动土压力和被动土压力的概念及其计算方法（即库仑土压理论）。该文在 3 年后的1776 年由科学院刊出，被认为是古典土力学的基础，他因此也称为“土力学之始祖”。 NO.3 拉尔夫布拉泽·派克

特殊土动力学的发展战略与展望

第29卷　第1期2007年3月 西　北　地　震　学　报 NOR T HWESTERN SEISMOLO GICAL J OU RNAL Vol.29　No.1 March,2007 综述 特殊土动力学的发展战略与展望① 王兰民1,2,孙军杰1,2 (1.中国地震局兰州地震研究所,甘肃兰州　730000; 2.中国地震局黄土地震工程开放实验室,甘肃兰州　730000) 摘　要:在我国广泛分布的特殊土(包括黄土、冻土、新近堆积土和膨胀土等)具有独特、复杂的动力学性质和较高的致灾性,与之相关的动力学问题已成为工程界关注的焦点。本文在回顾特殊土动力学发展历史、近年来国内外主要研究进展及其发展趋势的基础上, 战略,提出了今后应重点发展的研究方向与课题。 关键词:特殊土;动荷载;工程地质病害;研究进展;发展战略 中图分类号:TU435 文献标识码:A 文章编号:1000-0844(2007)01-0088-06 Development Strategy and Prospects for Study of Special Soil Dynamics WAN G Lan2min1,2,SUN J un2jie1,2 (1.L anz hou I nstit ute of Seismology,C EA,L anz hou　730000,Chi na; 2.Open L aboratory of L oess Eart hquake Engineering,C EA,L anz hou　730000,China) Abstract:The special soils,which includes loess,f rozen soil,soft soil,and swelling soil,dis2 t ribut widely in China,and are easy to cause disasters.For t heir particular microstruct ure,dur2 ing dynamic loading t he responses of special soils are unique and complicate.In recent yeas t he dynamic p roblems of special soils have been t he focal point s in t he field of special soils engineer2 ing.In t his paper,t he history and recent advance of special soil dynamics are reviewed.On t his basis t he f ut ure develop ment st rategy of t he field is discussed,some st udy p roblems are p ut for2 ward. K ey w ords:Special soil;Dynamic load;E ngineering geology disasters;R esearch advance;Develop2 ment strategy 0　引言 2004年8月国家自然科学基金委员会决定启动学科发展战略研究和“十一五”优先资助领域的论证研讨工作。根据这一工作的基本要求与任务,国家自然科学基金委材料与工程科学部组织了“建筑、环境与土木工程”学科发展战略研讨的系列活动,并最终编写完成了该学科的未来发展战略报告。在报告中,岩土工程分组专家分别对“十一五”期间岩土工程学科的学科体系、研究范围和任务、国外研究进展和发展趋势、国内研究现状与差距、今后发展目标、重点研究领域,交叉领域和学科增长点等战略发展问题进行了深入的探讨。笔者在主持岩土工程学科中特殊土工程主题报告编写的基础上,将与特殊土动力学有关的内容在本文中拓展论述,旨在通过梳理特殊土动力学的发展历史与研究现状,结合当前我国经济建设的需求,对已引起众多专家学者广 ①收稿日期:2006205212 中国地震局兰州地震研究所论著编号:LC20070013 作者简介:王兰民(1960-),男(汉族),陕西浦城人,研究员,主要从事土动力学及民房抗震等方面的研究工作.

岩土工程勘察设计书

程 煤研所职工住宅小区 工程地质勘察技术方案 院 系 ： 地质与勘查工程学院 专业及班级 ： 勘查技术与工程 09-1 班 学 号 ： 20092702025 姓 名 ： 黄顺勇 指导教师 ：文瑜、张紫昭、冯庆高、储春妹 2011 年 12 月

成绩考核清单

目录 1．工程概述 (2) 2.场地岩土工程条件概述 (3) 3．勘察应遵循的规范、规程和依据 (4) 4．勘察的目的、任务与要求 (5) 5.勘察方法、技术措施与工作量布置 (6) ⑴不良地质作用 (6) ⑵岩土层结构 (6) ⑶岩土层的各种岩土参数、工程特性、均匀性和承载力 (7) ⑷水文地质条件 (8) ⑸场地和地基的地震效应及抗震设计参数 (8) ⑹桩基设计参数的确定 (9) ⑺基坑支护设计方案及参数的确定 (9) 6．预计取得的主要成果和提供的主要技术参数 (10) 7．质量保证体系及措施 (12) 8．工期进度安排及保证措施 (14) 8.1工期进度目标 (14) 8.2工期进度安排及保证措施 (14) 9．安全生产及文明施工保证措施 (16) 10.结语 (16) 费用预算 (17)

1．工程概述 拟建煤研所职工住宅小区工程位于二环西路原“江苏省煤研所开发基地”院内。 煤研所职工住宅小区项目为一个由多层和高层组成的住宅小区,由3幢6层条式住宅（设半地下室）、2幢板式11层住宅（设半地下停车场）。另外二环西 路规划3层商业用房作为配套。总住宅面积24586㎡，商业用房1523㎡，总用地面积18.30亩。 本工程抗震设防烈度为7度。 拟建建筑物重要性等级二级,地基基础设计等级二级。岩土工程勘察乙级。 各建筑位置见图1：煤研所职工住宅小区总平面图

岩土工程勘察与岩土设计的关系

龙源期刊网 https://www.wendangku.net/doc/cd17243652.html, 岩土工程勘察与岩土设计的关系 作者：杜亮 来源：《砖瓦世界·下半月》2019年第05期 摘要：建筑工程的发展是促进我国社会经济快速增长的重要因素，现如今建筑工程的规 模与数量都有了明显的增加，而施工质量如何保证以及提高就是当前相关建设单位与人员重点考虑的问题。提高建筑工程的施工质量，前提条件是工程设计方案的合理与科学，那么这就需要工作人员可以采取先进的岩土工程勘察技术。基于此，本文就针对岩土工程勘察与岩土设计的关系进行了简单探讨，希望可以为相关从业者的实践工作提供参考借鉴。 关键词：工程勘察;岩土工程;工程设计 在建筑工程建设施工当中，做好岩土工程勘察与设计工作是非常重要的一项内容，是保障工程施工质量的关键。有效的工程勘察可以为工程设计提供良好的数据支撑，确保岩土工程设计的合理性，不仅能提高工程的施工质量，也在一定程度上可以减少施工成本，促进企业整体效益的提升。 一、探讨岩土工程勘察与岩土设计关系的意义 利用对岩土工程勘察与岩土设计关系的分析，相关的工作人员可以正确认识到两者之间的联系，提升勘察工作的效率，保证数据的准确性，从而进一步提高对勘察数据的有效利用，保证了设计方案的合理性。另外，根据实际的岩土工程建设情况来看，会存在非常多的影响因素，而做好工程的勘察与设计工作，对于工程的有序进行至关重要。 二、岩土工程勘察方案与可行性研究勘察 科学合理的岩土工程勘察方案是后续工作有序开展的重要前提，在具体方案的制定过程中，勘察人员需要结合施工现场的具体情况，如地基、地质的实际情况，来充分分析相关的数据，并根据以往的工作经验来确保勘察方案的科学性与合理性。同时，为了能够保证所制定的勘察方案可以有效落实，勘察工作的相关人员需要与岩土设计人员进行沟通，对其中存在缺陷或者疑惑的地方进行解决，保证实际工作的顺利开展。 可行性研究勘察，主要是指在岩土工程勘察中，工作人员需要根据地质工程的不同，来采取不同的评价方案，同时将地质勘察数据作为依据来选择合适的场地，从而保证方案的顺利落实，有效提高了设计方案的实施率。 三、岩土工程勘察与岩土工程设计的关系 （一）岩土工程勘察为工程设计提供了依据

岩土工程勘察汇总版

绪论岩土工程勘察的目的和任务：基本任务是按照建筑物或构筑物不同勘察阶段的要求，为工程的设计，施工以及岩土体治理加固、开挖支护和降水等工程提供地质资料和必要的技术参数，对有关的岩土工程问题做出论证和评价。其任务为：（1）查明建筑场地的工程地质 条件，指出场地内不良地质作用发育情况及其对工程建设的影响，对场地稳定性和适宜性作出评价。（2）查明工程范围内岩土体的分布。性状和地下水活动条件，提供设计、施工和整理所需的地质资料和岩土技术参数。（3）分析研究与工程建设有关的的岩土工程工程问题，并做出确切的评价结论。（4）对场地内建筑总平面布置、各类岩土工程设计、岩土体加固处理、不良地质作用整治等具体方案做出论证和建议。（5）预测工程施工和运行过程中对地质环境和周围建筑物的影响，并提出保护措施的建议。基本特点是在研究岩土工程问题时，必须考虑他们与工程建设的关系及相互影响，预测工程建设活动与地质环境间可能产生的工程地质作用的性质和规模及将来发展的趋势。 第一章简述工程地质条件的概念及各要素的内涵。工程地质条件是指与工程建筑有关的地址要素的综合，包括地形地貌、岩土类型及其工程地质性质、地质结构与地应力、水文地质条件、不良地质作用以及天然建筑材料等六要素。 岩土工程分析思路（1）分析工程建筑物与工程地质条件之间的相互作用的影响因素，作用机制与过程，作出定性评价。（2）在此基础上进一步分析利用各种参数和计算公式进行计算，作出定量评价。（3）明确两者之间作用的强度或岩土工程问题的严重程度、发生发展的进程，并预测工程施工过程中和造成以后这种作用的影响，作出确切结论和评价，提供设计和施工时参考，共同制定防治措施方案，以保证建筑物的安全，消除对周围环境的危害。 岩土工程勘察的方法： 1 工程地质测绘和调查。 2 勘察与取样 3 原位测试和室内实验 4 现场检验与监测 5 勘察资料室内整理。 岩土勘察阶段是如何划分的各阶段采用的勘察方法有何不同？（1），可行性研究勘察 阶段：主要是通过搜集、分析已有资料，进行现场踏勘、工程地质测绘和少量勘查工作。（2） 初步勘查阶段：在可行性研究的基础上对场地内建筑地段的稳定性作出工程评价。（3）详细 勘察阶段：对岩土工程设计，岩土体处理和加固，不良地质作用的防治工程进行计算和评价。 （4）施工勘察阶段：主要检验与监测工作、施工超前地质报告，施工和运行过程中突发岩土工程问题勘察。 第二章 工程地质测绘研究的内容有哪些？ 是运用地质，工程地质理论，对与工程建设有关的各种地质现象和作用进行详细的观察和描述，初步查明拟建场地或各建筑地段的工程地质条件，将工程地质条件诸要素采用不同 的颜色符号，按照精度要求标绘在一定比例尺的地形图上，并结合勘探，测试和其他的勘察工作的资料，编制成工程地质图，作为岩土工程的重要成果提供给建筑物规划设计和施工部门使用。 .简述工程地质测绘范围比例尺和精度之间的关系？在工程地质测绘与调查之前，必须先确定范围，选择合理的比例尺。这是保证测绘精度的基础。比例尺越大精度越高。 .简述工程地质测绘法及其特点？ 方法：（1）综合性测绘（2）专门性测绘 特点：（1）工程地质测绘对地质现象和作用的研究，应围绕建筑物的要求进行。（2）工 程地质测绘要求精度高。（3）为了满足工程设计和施工的要求，工程地质测绘经常采用大比例尺专门性测绘。 第三章: 1. 简述工程勘察的主要任务及其特点? 任务:首先是全面确切的查明地壳表层与建筑物相互作用的范围内的工程地质条件,

土动力学

1. 饱和砂土的动力特性研究综述 各国学者从不同的方向对土动力学进行了深入研究。这些研究的主要内容包括：土的动力特性和本构关系，地震液化势与地面破坏，动土压力和挡土结构的抗震设计，土一结构动力相互作用，土坡和土坝的抗震稳定性，周期或瞬态荷载作用下的变形和强度问题等方面。其中，土的动力变形和强度特性及本构关系模型是土动力学研究的基本问题。 饱和砂土在动载(如地震荷载、爆炸荷载、振动荷载等)作用下液化问题是防灾减灾领域中重要的研究内容。建立系统研究饱和砂土在爆炸、地震和振动荷载下的动力特性及变形预测，无论是防御和减轻爆炸、天然地震及有源振动所产生的灾害，还是解决生产设计所面临的实际问题及土动力学的发展均是具有重要理论和实际意义的问题。 饱和沙土的动力本构模型它们大致可以分为两大类，即基于粘弹性理论的模型和基于弹塑性理论的模型。 和砂土的动强度 和砂土的液化特性 2.第11届国际土动力学和地震工程会议及第13届世界地震工程会议砂土液化研究综述 孙锐袁晓铭 液化特性 液化判别 液化大变形 3. 土-结构动力相互作用研究综述 前言 地震时土体与结构的相互作用是一个普遍存在的问题。土-结构物的动力相互作用问题，是一个涉及到土动力学、结构动力学、非线性振动理论、地震工程学、岩土及结构抗震工程学、计算力学及计算机技术等众多学科的交叉性研究课题，也是一个涉及到非线性、大变形、接触面、局部不连续等当代力学领域众多理论与技术热点的前沿性研究课题。随着科学计算技术的迅猛发展和实验手段的不断改进，重大和复杂体系工程的不断建造，促进了土与结构动力相互作用的深入研究，几十年来一直引起国内外的广泛重视和研究。1964 年日本新泻地震、1976年我国唐山地震、1985年墨西哥地震和等许多实践课题促进了这门学科的迅速发展，1995年日本神户大地震、1999年土耳其地震和中国台湾地震［1］等使土动力学和土与结构动力相互作用的研究达到了一个新的高潮，取得了丰硕的成果。 4.地震作用下土一结构动力相互作用研究综述 土一结构动力相互作用问题是结构动力学与土动力学相结合，新近发展起来的交叉学科。在地震荷载作用下，土的存在将导致自由场的地表运动不同于下卧基岩面的运动，而结构的存在也影响基础底面的运动。 现有的抗震计算理论大多采用刚性地基的假定，即假定地震时建筑物基础的运动与其邻近自由场地一致。然而在实际地震时，上部结构的惯性力通过基础反馈给地基，致使地基发生局部变形。如果这部分变形比由地震波产生的地基变形小得多，则上述假定是合理的。否则，由于基础相对于地基的平移和转动，将使上部结构的实际运动和按刚性地基假定计算的结果之间产生较大差别。因此，对于处在柔性地基上的刚性建筑物，在计算地震反应时考虑地基与结构的动力相互作用是很必要的。

岩土工程课程设计

岩土工程课程设计 学生姓名： 学号： 班级： 设计课题： 指导教师：

引言 隧道监控测量是新奥法施工的重要技术控制手段之一，其结果主要用于对隧道施工方法的可行性、设计参数的合理性进行评价，帮助施工技术人员全面了解隧道施工实际围岩级别和变形特性，从而达到对隧道二次衬砌的施作时间的正确选择，隧道监控测量是保障隧道建设成功必不可少的手段。 一、工程概况 本工程为市府广场公交换乘中心改造工程的一部分，由现商城负一层消防通道下穿市府广场停车场负二层原设计地道总长，其中明挖框架段，穿越城市主干道至地下停车场段为隧道工程，长42m。桩号1+~1+，长42m；采用“新奥法”原理进行设计，暗挖法施工。地下通道为圆形拱衬砌，挡墙式洞口，洞内路面采用混凝土路面，通道净宽6m，净高，其中开挖高度，开挖宽度。结构覆土厚度约为3m。隧道穿越地层为杂填土（Qm1）和淤泥质杂填土（Q4a1），其中淤黏土为天然含水量大于液限含水量，天然孔隙比大于或等于的粘性土，属于静水或缓慢的流水环境中沉积，经生物化学作用形成的一种特殊性土。通道所处位置及断面设计如图1和图2所示。 图1 地下通道平面图

图2 地下通道断面设计图 二、监控量测的目的及意义 隧道现场监控量测是指在隧道施工过程中，对围岩和支护、衬砌受力状态的量测。现场监控量测是监视围岩稳定，判断支护、衬砌结构设计是否合理，施工方法是否正确的一种手段；也是保证新奥法安全施工、提高经济效益的重要条件；为施工中可能有的工程变更提供科学依据；它贯穿隧道施工的全过程。为此《公路隧道施工技术规范》（JTJ 042-94）中第条作出下列规定：采用复合式衬砌的隧道，必须将现场监控量测项目列入施工组织设计，制定监控量测计划，并在施工中认真实施。 监控量测工作必须紧接开挖、支护作业，按这种要求进行布点和检测，并根据现场情况及时进行调整或增加量测的项目和内容。量测数据应及时分析处理，并将结构反馈到施工过程中。结合本管段隧道的施工特点及设计要求，特制定隧道施工监控量测作业指导书，以指导隧道施工。 1 监控测量的目的 （1）、通过监控量测，了解各施工阶段地层与支护结构的动态变化，明确工程施工对地层的影响程度以及可能产生失稳的薄弱环节，把握施工过程中结构所处的安全状态。 （2）、用现场实测的结果弥补理论分析的不足，并把监控量测结果反馈到设

土力学学科发展的现状与展望

2012-4-25土力学学科发展的现状与展望 殷宗泽 摘要分析了土力学学科发展的现状，讨论了今后发展的趋势，对于主要几个研究领 域中比较成熟的部分和比较活跃的部分进行了分析，提出了如何发展土力学学科的看法. 关键词土力学；土体的变形与稳定；非饱和土；环境土工；地基加固 1925年太沙基出版了世界上第一本土力学专著，从而开创了一门新的学科.70 多年来，这门学科蓬勃发展，形成了完整的理论体系，并在工程实践中发挥了重大作用. 现代的建筑工程愈来愈多样化、复杂化、大型化. 房屋从一般楼房发展到多层、高层、超高层；交通设施由普通公路、铁路发展为高速公路、高速铁路；土石坝的高度已由几十米发展到百米级、二百米级，乃至三百米级；桥梁、码头、机场也愈来愈大；此外还有大型的地下工程. 这些都对土力学学科提出了更高的要求，从而大大刺激了学科的迅速发展. 土力学所要回答的两大基本问题仍然是土体的变形和稳定. 不过，复杂的工程问题所要回答的不再是一维竖向变形，以及沿给定面上的抗剪强度，而是要考虑各种因素对变形和稳定的影响，譬如荷载的多维性、荷载随时间的变化、重复荷载、振动荷载，地层条件和边界形状的复杂性，土体类型和结构的复杂性，饱和程度的变化，物理状态的变化，渗流和孔隙压力的存在，土与结构的相互作用，时间、温度等因素的作用等等. 这引出了土力学学科许多领域，如土体本构理论、强度理论、固结理论、流变理论、非饱和土力学理论、土压力理论、边坡稳定和地基承载力理论、土动力学、环境土力学、地基加固的方法与理论等. 土力学的这些领域在21世纪都要发展，都会发展，而且各领域是互相联系、互相影响的，不可偏废. 但也要承认，发展是不平衡的，有些领域会相对地比较稳定，有些则可能会有突破性发展. 分清哪些领域有较大发展余地，即所谓发展前沿领域，哪些相对稳定，对于我们确定今后的研究工作重点是很有必要的. 所谓前沿领域，须具备两个条件：（a ）有重要的学术意义和工程实用价值，在该领域的突破能推动学科的发展，并在工程中发挥重大效益；（b ）当前在理论上还不够成熟，有突破的可能性. 有些理论已经相当成熟了，就很难有新的突破，如数学中的微积分，力学中的理论力学等. 同样，土力学中也存在相对较成熟的领域，只是由于土的复杂性以及土力学还比较年轻，至今还没有哪一个学科领域成熟到能与微积分学相比的地步. 正是由于年轻，土力学中的许多学科领域还不成熟，还有较大发展余地. 研究工作的重点自然应该放在那些相对地不太成熟的领域和课题上. 因此，分清哪些相对成熟，哪些有较大发展余地很有必要.本文拟对此作粗浅的讨论. 文中没有覆盖土力学学科的全部领域，笔者了解较少不敢妄加评论的内容没有列入. 1 土工测试 土体力学规律不是凭空想出来的，它依据试验，包括室内和现场试验，又可分样品试验和模型试验. 样品试验，无论试样大小，都只能代表土体中的一个点.一个点在各种状态下的性能由试验给出，再用数学方法给出土体中各点所处的状态(受力、变形、渗流)，则总体规律可得. 模型试验是一个缩小了的总体，仍然要通过某种方法推广到原型总体.而现场观测是对实在总体作直接研究，也是一种 1 ∶1 的模型试验. 各种试验方法有各自的特色和相互无法代替的用处，这就决定了它们需要全面发展. 2 固结理论 可以说饱和土的固结理论已经成熟. 太沙基把土体的压密与渗透结合起来，推导了一维的固结微分方程. 它恰当地反映了土 体固结的机理. 在一维条件下，它是精确的［1 ］. 依据该微分方程，已经给出了各种实用情况下的解析解，包括边界的透水与不透水、荷载随时间线性增加、双层土地基、土层厚度

建设工程勘察合同(GF----0204)(岩土工程设计、治理、监测)

合同编号：YT-FS-8550-41 建设工程勘察合同(GF----0204)（岩土工程设计、 治理、监测） Clarify Each Clause Under The Cooperation Framework, And Formulate It According To The Agreement Reached By The Parties Through Consensus, Which Is Legally Binding On The Parties. 互惠互利共同繁荣 Mutual Benefit And Common Prosperity

建设工程勘察合同(GF----0204)（岩土工程设计、治理、监测） 备注：该合同书文本主要阐明合作框架下每个条款，并根据当事人一致协商达成协议，同时也明确各方的权利和义务，对当事人具有法律约束力而制定。文档可根据实际情况进行修改和使用。 工程名称：____ 工程地点：____ 合同编号：____ （由承包人编填） 勘察证书等级：____ 发包人：____ 承包人：____ 签订日期：____ 中华人民共和国建设部 国家工商行政管理局监制 二0XX年三月 _____________

发包人：____ 承包人：____ 发包人委托承包人承担：____工程项目的岩土工程任务，根据《中华人民共和国合同法》及国家有关法规，经发包人、承包人协商一致签订本合同。 第一条工程概况 1．1 工程名称：________ 1．2 工程地点：________ 1．3 工程立项批准文件号、日期：______ 1．4 岩土工程任务委托文号、日期：______ 1．5 工程规模、特征：________ 1．6 岩土工程任务（内容）与技术要求：______ 1．7 承接方式：________ 1．8 预计的岩土工程工作量：______ 第二条发包人向承包人提供的有关资料文件 序号 资料文件名称 份数

土动力学试验测试方法简介

土动力学试验测试方法简介 摘要：本文针对土动力学特征主要介绍了振动三轴试验方法的原理、试验仪器 及发展概况，同时对几种试验方法简单对比，并对DDS-70型动三轴仪试验方法 与计算原理进行了详细阐述。 关键词：动三轴：剪切模量：阻尼比 1 振动三轴试验基本原理 三轴试验分为静三轴与动三轴两种。静三轴试验是在三向静应力作用下，根 据摩尔-库仑破坏准则确定土的强度参数凝聚力与内摩擦角。动三轴与静三轴不同，属于土的动态测试内容，是室内进行土的动力特性测定时较普遍采用的一种方法，被用来测定土在三向动应力作用下的动力特性指标。 土的动力特性主要指变形特性和强度特性。变形特性即动应力—应变关系； 强度关系除了土的一般动强度外，还包括可液化土的振动液化强度。土体动态测 试技术，直接影响土动力学特性研究和土体动力分析计算的发展，起着正确揭示 土的动力特性规律和完善分析计算理论的重要作用，是土动力学发展的基础。在 室内进行土的动力特性试验，主要包括两方面的内容：一是土的动强度，用以分 析大变形条件下地基和结构物的稳定性，特别是砂土的振动液化问题；一是确定 剪切模量和阻尼比，用于计算在小变形的条件下土体在一定范围内的位移、速度、加速度和应力随时间的变化。 2 试验仪器与发展概况 振动三轴仪一般包括压力室、激振设备和量测设备三个系统。在量测设备方面，一般采用电测设备，即将动力作用下的动孔隙水压力、动变形和动应力的变 化纪录，通过传感器转换成电量或电参数的变化，在经过放大，推动光电示波器 的振子偏转，引起光点移动，并在紫外线滤光纸带上分别记录。振动三轴仪的激 振设备，根据产生激振力方式不同，可以分为电-磁激震式、惯性激振式和电-气 激振式等类型。每种类型又可分为单向激振和双向激振两种。 1959年，我国水电部水利水电科学研究院开始利用加在试件上端重量的惯性 作用产生的轴向振动应力研制单向振动三轴仪。1964年，中国科学院工程力学研 究所制成电磁式单向激振式三轴仪，研究土体变形模量和阻尼问题。1975年，安 徽水利科学研究所试制惯性力双向激振式振动三轴仪。1976年，由北京市地形地 质勘测处和北京市科学仪器修配厂等单位合作。制成DSZ-100型振动三轴仪。1976年，西北农学院研制电气单向激振式三轴仪和气动双向激振式三轴仪。中国 地震局工程力学研究所在1982年首先研制成了固定一自由端GZ一1型共振柱仪，后来又不断改进。1999年，为了对深层大应力状态下黄土试样和黄土层下覆强风 化岩层进行动三轴试验，中国地震局兰州地震研究所与天水红山试验机有限公司 共同研制了20 kN动三轴试验机。近年来，北京新技术应用研究所为很多科研单 位和院校试制了一批电磁式振动三轴仪，采用微机控制和数据处理。南京工业大 学岩土工程研究所近年也自行研制了GZ一1型共振（自振）柱仪。振动三轴仪 在国外发展较早，目前应用最广的就是英国GDS公司研制生产了采用电机控制并 双向施加动荷载动三轴试验系统。 3 试验方法概述 实验室测定土的动模量和阻尼比已有很多的研究成果，己成为较成熟的技术

中国海洋大学-土力学与地基

1. 土力学是一门研究什么的学科？ 答：是研究土的渗透、变形和强度特性以及与此有关的工程问题的一门应用学科。 是工程力学的一个分支 2. 土具有那三个特点？ 答：碎散性、三相性、天然性。 3. 土的三相组成指哪些部分？ 答：土颗粒、土中水、土中气体。 4. 土力学要解决哪三个稳定性问题？ 答：地基的承载力问题、边坡的稳定性问题、挡土结构物的土压力问题。 5. 什么是液化？ 答：无粘性土从固体到液体的现象。 6. 土由何物如何构成？ 答：土是岩石经风化、剥蚀、搬运、沉积而形成的堆积物。 7. 造岩矿物、原生矿物、次生矿物之间的生成关系，粒径大小、化学性质的关系是什么？ 岩石由造岩矿物组成；岩石是矿物的集合体；矿物是组成岩石的细胞 造岩矿物经过物理风化成为原生矿物，原生矿物经过化学风化演变为次生矿物。 原生矿物与造岩矿物的化学性质相同，只是颗粒大小变小了。 次生矿物与造岩矿物化学性质不同，颗粒大小是最小的。 8. 次生矿物的主要成分是什么？ 答：主要是黏土矿物（高岭石、伊里石、蒙脱石）、氧化物、氢氧化物、碳酸钙等难溶盐类。 9. 原生矿物：石英、长石、角闪石、辉石、云母等 量变、质变 化学风化 生物循环 原生矿物 次生矿物 颗粒大小 化学性质 有机质）

10.常见的黏土矿物有哪些？ 答：高岭石、伊里石、蒙脱石 11.什么是残积土、运积土？ 答：残积土：母岩表层经风化作用破碎成岩屑或细小颗粒后未经搬运残留在原地的堆积物运积土：风化所形成的土颗粒，受自然力的作用搬运到远近不同的地点所沉积的堆积物 12.运积土按照搬运形式或过程可分为哪些类别的土？ 答：坡积土；因雪、雨、重力、风等顺斜坡流下堆积的土。 洪积土：被暴雨、山流、大量融雪冲到山谷出口及山前平原的土。 冲击土：沙流流水将两岸剥蚀后搬运沉积的土。 沉积土：（海洋、湖泊、沼泽）沉积土。 风积土：风力搬运而沉积的土。 冰积土和冰水沉积土：由冰川和冰川融化的冰下水进行搬运堆积而成。 13.土的三相组成是指哪三部分 答：土颗粒水空气 14.土中水按照作用力可分为哪些类别的水？与土的工程特性关系密切的是哪些类别？答：结合水（强结合水、弱结合水）、自由水（重力水、毛细水）；自由水和弱结合水最密切。 15.根据是否与大气相通，可将土中气体分为哪几部分？ 答：自由气体、封闭气体。 16.什么是土的微观结构？什么是土的宏观结构？ 答：微观结构通常简称土的结构，是指组成土的基本单元或结构单元的大小、形状、表面特征、比例关系，各结构单元体和空隙在空间的排列状况及其结构联结特征等。 宏观结构简称土体结构，是指土体形成过程中的三相特征、节理、裂隙等不连续面再涂体内的排列、组合特征。 17.土的物理指标中哪三个是试验指标？ 答：松密程度、干湿程度、轻重程度。 18.！画出土的三相比例指标的实例图，并根据三相 图写出土粒的比重、含水量、重度、空隙比、孔 隙率、饱和度、干密度、饱和密度、有效密度的 定义式？（P2）

中国矿业大学(北京)岩土工程土力学考研经验分享

考研经验分享 本人考的是中国矿业大学岩土工程研究生，已录取。 考研是除了高考另一条迈向不同人生的路。 在考研初期，认真复习数学才是王道。数学（一、二）能考95分以上就算是可以的了，基本可以上自己心仪的研究生院了。在数学复习的路上，前期主要还是看李永乐的教材，一点点吃过去，我当时视频+教材。辅导机构的视频普遍不错，我选择的是水木清华的数学视频，视频可以反复的看。李永乐的教材不能看的太快，走马观花却是浪费时间，时间花了，没有成效，在数学第一遍复习，应该吃透每一个知识点。第二遍就是看自己第一遍画出的难点。在后期，数学还是需要的题海战术。数学对于理工科学生很重要（前提是你其他的过线），数学也是最能拉开分数的。数学你考了100，别人80，那就是20分，别的科目很难会有20分的差距。 政治，可以说只要有点觉悟都能考的不错的。政治是属于你背的早也忘得早。只能靠你水滴石穿，政治的复习材料初期很单一，疾风进草，很适合大部分学生，里面的知识点很详细，也画出了重点。虽然每年的重点会改变，不过政治大题的基调基本差不多，按照国家的时事政治来大题总是没错的。疾风劲草主要是提高你的选择题，选择题做了高分，政治基本没问题了。政治的大题，大题必须有条理，如果写的很乱，老师也是不惜的看的。 英语考试是重头戏，英一的难度要比英二大得多，很多学生也是吃亏在英一上。英一的复习的先掌握单词，我是把2010年前的英语

真题当成阅读材料，每天早晨早读，不会的单词做标记。记到小本本里面，查单词，并对这个单词的意思有具体的了解。2011年以后的英语真题得在10月份就开始做，第一次做可能会错误不少，不过不能过度担心，每次的错误得知道自己为什么错误，争取下次能完全避开错误。单词书我推荐红宝书，红宝书里面的单词比较全，记单词得有耐心，不能每次都是从abandon开始，循序渐进肯定能将英语一拿下。 专业课，土力学相对其他结构力学是比较简单的。每年的矿大专业课考试都会有题库。这个题库百度文库就可以搜到。专业课的复习，可以从9月初开始，需要先把书本中的重点自己熟练于胸，重点的题目、题型得会做。在将书本的重点内容知道后，再根据考研题库进行复习。土力学背诵的很多，每天早晨，早起将名词解释、简答题、公式都熟记一边。许多学校的土力学考研重点差不多，这就可以将别的学校的考研真题下载下来，自己做一遍，因为矿大的土力学真题也没几年。河海大学、同济大学、长安大学的土力学真题是很值得研究的，不少学校考研真题就是这几所学校之前考研真题演变过来的，将他们的真题做会了，矿大的土力学也会变得简单。专业课就是名词解释、简答、计算题的综合。计算题每年基本是固定的题型，三相、固结、荷载计算是每年的重点。简答题是自己老师平时上课能说出的各条的内容的。名词解释就是书本上的常见名词，比如主动土压力、渗流等等。专业课贵在各种题型都熟悉，不需要每道题深究到很深，掌握的比较全面，会做最基本的固定题型，就能以不变应万变。

中国地质大学土力学

中国地质大学研究生院 硕士研究生入学考试《土力学》考试大纲 试卷结构： 概念题与选择题约占20% 论述题约占40% 计算题约占40% 考试内容与要求： 一、土的三相组成 考试内容 土的三相组成、粒组划分、颗粒级配的测定、颗粒级配的表示方法、土按颗粒级配的分类；矿物类型、矿物成分与粒组之间的关系；水的类型与特征、土中气体；土粒的比表面积、粘粒双电层、影响扩散层厚度的因素；土粒的连结、土的结构类型。 考试要求 1.理解土的三相组成的概念。 2.掌握粒组划分的原则、颗粒级配的测定方法和表示方法，以及土按颗粒级配的分类。 3.理解矿物类型、矿物成分与粒组之间的关系，掌握三种粘土矿物的工程特征。 4.掌握水的类型与特征、土中气体的类型。 5.理解并掌握土粒的比表面积、粘粒双电层的概念，以及影响扩散层厚度的因素。 6.理解土粒的连结、土的结构类型。 二、土的物理性质与工程分类 考试内容 土的基本物理性质：土粒密度、土的密度与重度、土的含水性、土的孔隙性等，以及基本指标之间的关系；粘性土的稠度状态与可塑性；土的渗透规律及影响因素；土的工程分类的一般原则和分类、我国主要的土质分类情况。 考试要求 1.理解土粒密度、土的密度与重度、土的含水性、土的孔隙性等的基本概念以及基本指标之间的关系。会推导三相指标之间的关系式。 2.理解并掌握粘性土的稠度状态与可塑性的概念及表示方法。 3.了解土的渗透规律及影响因素的概念，掌握达西定律。 4.理解土的工程分类的一般原则和分类及我国主要的土质分类情况。 三、地基应力计算

考试内容 均匀地基的自重应力、成层地基的自重应力；在竖向集中荷载作用、矩形面积竖直均布荷载作用、矩形面积水平均布荷载作用、矩形面积竖直三角形分布荷载作用、圆形荷载作用、条形荷载作用下，地基的附加应力计算及其影响因素；基底压力的分布规律、基底压力的简化计算；有效应力原理中的有效应力及孔隙水压力、自重应力作用下的两种应力、渗流作用下的两种应力、附加应力、孔隙水压力系数；应力路径和几种典型的加载应力路径。 考试要求 1.理解地基应力的基本概念。掌握均匀地基的自重应力、成层地基的自重应力的计算方法。 2.掌握在竖向集中荷载作用、矩形面积竖直均布荷载作用、矩形面积水平均布荷载作用、矩形面积竖直三角形分布荷载作用、圆形荷载作用、条形荷载作用下地基附加应力计算方法。理解影响地基附加应力的因素。 3.掌握基底压力的分布规律和基底压力的简化计算。 4.理解有效应力及孔隙水压力、超静孔隙水压力的概念，掌握有效应力原理公式、自重应力作用下的两种应力、渗流作用下的两种应力、附加应力、孔隙水压力系数求解公式。 5.理解应力路径的概念和几种典型的加载应力路径。 四、地基变形计算 考试内容 地基变形计算的基本概念；土压缩变形的本质、压缩定律、变形模量、前期固结压力及其确定方法、现场压缩曲线；地基最终沉降量的计算方法：分层总和法、规范方法、按应力历史计算、按变形模量计算、按沉降机理计算；饱和土一维渗透固结理论。容许沉降量及减小沉降危害的措施。 考试要求 1.理解地基变形计算的基本概念。 2.理解土的压缩变形的本质，掌握土的压缩定律、变形模量、前期固结压力及其确定方法，了解现场压缩曲线。 3.理解地基最终沉降量的计算方法：分层总和法、规范方法、按应力历史计算、按变形模量计算、按沉降机理计算；掌握分层总和法和规范方法。 4.掌握饱和土一维渗透固结理论。了解比奥固结理论。 5.掌握容许沉降量等概念，理解减小建筑物沉降危害的措施。 五、土的抗剪强度 考试内容 土的抗剪强度理论、土的抗剪强度、极限平衡理论；抗剪强度指标的确定方法：直接剪切试验、三轴剪切试验、无侧限抗压试验、十字板剪切试验、大型直剪试验、饱和粘性土剪切试验方法；抗剪强度的两种表示方法及其影响因素、抗剪强度指标的选用。 考试要求 1.掌握土的抗剪强度的概念及土的抗剪强度理论。 2.掌握直接剪切试验、三轴剪切试验、无侧限抗压试验、十字板剪切试验确定土的抗剪强度指标的方法。 3.了解抗剪强度的两种表示方法及其影响因素及如何选用抗剪强度指标。 六、挡土结构物上的土压力

《土动力学与基础抗震》有双语(修改)

《土动力学与基础抗震》课程教学大纲 课程编号：031349 学分：2 总学时：32+13（0.75周）实验大纲执笔人：黄茂松大纲审核人：李镜培 本课程配套实验课031157《土动力学实验》，0学分，13（0.75周）学时。 一、课程性质与目的 《土动力学》是土木工程专业岩土工程课群组方向的专业课程，为限选课。 其主要教学目的为：让学生掌握土动力学基本理论（包括振动理论、波动理论）、土的动力特性、基础振动分析、桩基动力分析与振动测试、环境振动、土体的的地震反应、变形与稳定分析、砂土地震液化与抗液化加固以及土与基础测试的基本理论及实验技能。 本课程有双语教学。 二、课程基本要求 使学生掌握振动理论、波动理论的基本方法，了解土的动力特性，掌握浅基础和桩基础振动分析方法并能够进行动力基础的设计，了解桩基础的常用动力测试方法，了解环境振动的一般知识，掌握土体地震反应、变形与稳定分析方法，了解砂土地震液化的基本概念及评价方法和抗液化处理措施。掌握一些基本的实验方法如：表面波现场波速测试、钻孔现场波速测试、块体激振试验。 三、课程基本内容 （一）绪论 了解土动力学的必要性和重要性，了解土动力学的目的和要求，介绍土动力学的发展趋势。 （二）振动原理 着重讲解集总参数系统的振动理论及其在土动力学中的应用。 （三）弹性介质中的应力波 讲授杆件中的弹性波、无限弹性介质中的应力波以及弹性半空间中的应力波。着重讲解杆件端部弹性应力波的反射、短杆的扭转振动以及瑞利波的传播理论等。 （四）土的动力特性 讲授动力应力应变关系的基本力学模型，以及两类粘弹性模型包括等效线性模型和Masing型非线性模型，掌握影响小应变动剪切模量的主要因素。 （五）基础振动分析 介绍基础振动分析的弹性半空间理论以及基础振动半空间理论的实用化，包括反力代入法、Lysmer比拟法等，了解埋置基础振动分析的一般知识。 （六）桩基动力分析与动力测试 讲授桩基动刚度、阻尼及内力的确定方法和地震作用下的桩基计算方法，掌握桩基动力测试技术的基本知识，包括反射波法和稳态振动法测试桩的完整性。 （七）环境振动 介绍动力机器基础、打桩、强夯、交通运行等引起的环境振动影响以及允

自考全国工程地质及土力学复习资料(自考02404)(终极完整版)

全国工程地质及土力学复习资料（终极完整版） 第一章岩石和地质构造 一、地球的构造分为外部和内部两部分。外部包括大气圈、水圈和生物圈；内部则包括地壳、地幔和地核。组成地壳的基本物质是岩石。地幔与地壳的分界面为莫霍面，地幔占地球总质量的66％，根据地震波传播速度的特征，它可分为上地幔和下地幔两部分。地核占地球总质量的32.5％，根据地震波传播速度的特征，可分为外部地核、过渡层和内部地核三层。二、什么叫矿物质和岩石？说明几种主要的造岩矿物和岩石的种类？ 矿物：具有一定化学成分和物理性质的自然元素单质和化合物，主要造岩矿物：白云母、角闪石、石英、白云石等。岩石：是地壳中由一种或多种矿物组成的物质。岩石有岩浆石、沉积石、变质石等。 何谓岩石的结构和构造? 岩石的结构：是指组成岩石的矿物结晶程度、晶粒大小、晶体形状及相互结合的方式。 构造指矿物在岩石中的排列和充填方式所反映出的外貌特征。 三、试结合矿物的标本，阐述矿物主要的物理性质特征如颜色、光泽、解理、断口、结晶形态和硬度等的基本概念。 颜色：矿物的颜色是矿物对白（日）光选择吸收的表现。当矿物有选择地吸收其中某一或某些波长的光波时，则矿物就呈现剩余波长光波的混合色。按其不同的成因可分为自色、他色和假色。 条痕色：指矿物粉末的颜色，他排除了矿物因反射所造成的色差，以去掉假色，减弱他色，保存自色，使常见矿物的颜色更为固定，对于鉴别矿物具有实用意义。 透明度：是指矿物透光能力的大小，即光③线透过矿物的程度。矿物的透明度分为：透明、半透明、不透明三级。 光泽：矿物表面反光的的光亮程度称为光泽。矿物的光泽按其反射强弱划分如下：①金属光泽；②非金属光泽。 硬度：矿物抵抗外力刻划研磨的能力称为硬度。各种矿物由于化学成分和内部结构的不同，常具有不同的硬度，这是鉴别矿物的一个重要特征。 解理与断口：矿物受到外力的作用（如敲打），其内部质点间的连接力被破坏，沿一定的方向形成一系列光滑的破裂面的性质，称为解理。所裂开的光滑破裂面称为解理面。不具方向性的不规则断裂面，则称为断口。 解理是反映矿物质内部质点相互连接强弱的特征。根据解理发生的完全程度，把解理分为如下几种：①极完全解理；②完全解理；③中等解理；④不完全解理。 四、试结合矿物的标本，阐述表观鉴别常见矿物的基本方法及几种主要矿物的特征。 鉴别方法：用显微镜观察法、化学分析法、专用仪器分析法、表观鉴别法。一般先观察结晶形态，然后确定光学性质和力学性质的特征及其他特征，综合起来，作出判断，确定矿物的类别，在鉴别时，应事先找出矿物的新鲜表面，才能得到正确的结果，风化岩石中的矿物不能反映真正矿物的特征。 主要特征： 黄铁矿：形状立方体或块粒状，颜色铜黄色，条痕绿黑，光泽金属，硬度5~6，无解理。 赤铁矿、石英：形状为块状、柱状，颜色红褐色、乳白色或无色，条痕樱红或无光泽半金属、玻璃、油脂，硬度5~7,无解理。 方解石、白云石和石膏：菱形、粒状、块状、菱状、板状、纤维，条痕无或白，光泽玻璃或丝绢，硬度2~4，解理三组完全或中等。 五、摩氏硬度计表：滑石＜石膏＜方解石＜萤石＜磷灰石＜正长石＜石英＜黄玉＜刚石＜金刚石 六、岩石是由一种或多种矿物组成的。按成因分为岩浆岩（火成岩）、沉积岩（水成岩）和变质岩三大类。 七、什么叫做岩浆石？结合岩浆石的标本，阐明岩浆石组成的矿物成分、结构与构造特征及