硕士研究生入学考试(《土力学》考试大纲)

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土的物理性质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水量塑性指数液性指数活动性相对密度土粒水空气三相土粒分布级配三种水结晶水结合水薄膜水自由水土中气体的物态土的物理性质无粘性土的相对密度孔隙比粘性土的调度液塑性指明三相图及物理指标熟练绘制三相图单位三相图个体积个重量共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个物理指标的推证土的工程分类先分为粗细粒土对粗粒土定名个对细粒土依据在塑性图分类定名特殊土分类黄土红土膨胀土杂填土软土垃圾土中应力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附加应力依据弹性理论进行计算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空间问题即基础长度与宽度之经小于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个符号组成主要是附加应力系数的计算及代数叠加难点是三角形荷载外某点计算平面问题可直接计算查表值荷载外任意点的应力计算误差地基土上软下硬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有关问题了解或掌握感应图计算方法土的渗透性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降允许水力坡降达西定律均为达西定律表达式渗透系数是坡降时的流速记住砂土粘土卵砾石各自的变化范围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孔隙水压力有效应力图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的影响因素土粒大小与级配密度水气体推导成层土的推导时用了二个物理概念即各层土流量之和等以及各层土水力坡降总流量相等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头损失之和等于总的水头损失推导常水头及变水头试验的渗透系数的计算式土的压缩性及地基变形计算基本名词与定义侧限压缩压缩系数压缩指明压缩模量变形模量弹性模量体积压缩系数与判别土的压缩性侧面系数侧胀系数即泊松比先期固结压力超固结比固结度固结系数时间因数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曲线上每点的物理意义是该压力作用下压缩稳定以后对应的孔隙比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与曲线的增量与微分关系与的关系式推导的关系式压缩量沉降量计算同曲线计算的方法与步骤由曲线计算的方法与步骤确定将试验曲线修复成现场压缩曲线分计算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曲线计算或掌握地基变形与时间的其它方法和表达式了解其它二三维固结理论土的抗剪强度基本名词与定义抗剪强度极限平衡状态莫尔库伦强度理论直剪与三轴剪切的三个方法与名称应力路径灵敏度触变性残余强度天然休止角熟练绘制坐标系统的莫库极限平衡状态标出各点坐标及各线段尺寸推导或极限平衡表达式以及等的极限平衡表达式并用于土体受力状态剪切试验了解直剪和三轴剪切的基本原理和试验过程掌握资料分析整理方法推导十字板抗剪强度表达式了解孔隙系数物理意义及推导应力路径是某点应力在特定方向上的运动轨迹了解直剪三轴压缩伸长剪切等的应力路径剪切特性无粘性土砂性土的应力应变曲线分为典型的硬化型近似双曲线和软化型体积产生胀缩孔压产生正负了解其强度或的构成因素粘性土也具有砂性土的上述性质但机理不同抗剪强度的表达与取值有总应力和有效应力强度指标两种表达方式使用总应力强度指标时须根据情况选择相应的直剪和三轴剪切的指标本构关系掌握线弹性及非线弹性本构关系推导邓肯张模型的表达式深刻理解八个的物理力学意义填土的力学性质基本名词与定义最优含水量最大干密度湿化崩解细粒土击实特性与含水率紧密相关理解干密度含水率的相关关系影响击实性的因素有击实功落距锤重二者乘积的冲量击锤面积土类掌握细粒土的渗透压缩剪切性质了解细粒土的抗拉强度粗粒土粗粒土击实试验方法性质影响因素试验级配处理方法在不同压力下的剪切性质影响抗剪强度的主要因素粗粒土的湿化软化性质土压力基本名词与定义土压力主动土压力被动土压力静止土压力土压力与位移的关系位移为零则是静止土压力有位移则产生主动或被动土压力三个大小顺序为郞肯理论首先假定墙背垂直光滑填平水平熟练掌握土压力计算方法绘制土压力分布图明确土压力的大小方向及合力作用点所有土压力计算式均可写为即深度的土压力为该点竖向荷载乘以土压力系数用这一概念计算压力简便概念明确不易出错地面荷载地下水成层土等的土压力计算库伦理论假定挡墙滑体为刚体滑动面为直线填土为无粘性土熟悉库伦理论各力的要素特别是墙背土压力的方向与作用点了解考尔曼图解法建筑地基规范推荐的公式影响土压力的因素从库伦理论入手墙背粗糙程度墙背倾斜墙后填土影响最大的减小土压力的措施也可以从上述因素着手如减压平台折线型墙背利用土体压重等特别是排水措施的设置一方面因同墙高的水压力是主动土压力的三倍左右另一方面降低了填土的值可以理解为挡土墙不是被土推垮的而是被水推垮的最好解释新型支地挡结构了解锚定板土工织物挡土墙板桩墙的荷载及受力特点关心了解并推广使用这些轻型新型支挡结构具体设计可参见相关专著土坡稳定性分析各种土坡可能滑动面的型式无粘性土坡稳定分析的基本概念有无渗流状况的稳定性计算式的推导粘性土坡的稳定性分析以瑞典圆弧为基础两个基本假定滑动面是圆弧滑动体是刚体稳定安全系数的定义是抗滑力矩与滑动力矩之比太沙基条分法再增加一个假定条间力大小相等方向相反作用在同一条线上即条间力为零的假定推导太沙基公式毕肖普引进了抗剪强度安全储备的概念考虑了条间力凡种常见情况的土坡签定性分析坡顶开裂成层土坡面荷载各运行工况渗流地震力复合滑动面稳定分析的试算法工作量较大土坡稳定性各种分析方法的优缺点及适用性强度指标的合理选用所有各种因素中强度指标是最重要的地基承载力基本名词与定义地基承载力基本值标准值设计值极限承载力允许承载力地基破坏的三种主要型式沉降量沉降差倾斜局部倾斜临塑荷载确定地基承载力有三类方法熟记极限荷载的计算公式该公式是一个通式以该公式为基础理解地基承载力的影响因素并辅以汉森公式深入理解掌握现场试验确定地基承载力的各种方法按规范确定的是允许地基承载力并应进行深宽修正地基承载力问题讨论的结论是各方法各公式之间没有明显的差别而强度指标可以明显或成倍增减承载力桩基础桩基类型及分类单桩竖向及水平承载力确定群桩效应及承载力确定方法负摩擦力及桩间土承载力地基基础设计及地基处理设计步骤各阶段内容目标主要要求及提交的成果基础型式材料尺寸适用性与地基共同作用时的设计程序步骤及各阶段要求各种地基处理方法的原理及主要作用适用情况各种地基处理方法的设计步骤施工程序二复习方法与要点复习土力学宜整章或数节的连读与复习动手绘图推导必须有适量的习题演练试题可分为两大类概念题与计算题概念题主要有名词解释填空是非判断题选择题简述推证等名词解释要准确简洁填空的字数要少准确是非判断源于概念清晰和深刻理解图文差别是坎或难点选择题之间概念相近图文差别小要题问结合予以选择简述题宜层次清楚文字简洁准确推证同几何证明题不能省去关键步骤可辅以文字符号说明计算题公式较长难记的计算量较大的题一般不会考本课程可考的题有个物理指标的推证与计算前已述有三种方法土中应力自重应力附加应力沉降量计算前述中有个公式可考抗剪强度及极限平衡状态土压力地基承载力推证题既属概念题又属计算题前述内容中已列出可考推证题宜动手推演本课程有别于其它课程的主要特点是章与章之间内容差别大因此不存在先易后难的考题布局不要被前面的难题而耽误过多时间答不上的题宜搁置一边迅速向下继续答题重复强调的是本课程读懂以后必须动手练题