《土力学》是一门涉及土体性质及其在工程应用中的科学,主要研究土的物理性质、渗透性、应力状态等方面。以下将详细讨论题目中涉及的相关知识点:
**一、土的物理性质**
1. **土的灵敏度**:灵敏度是评价土在受水作用后结构稳定性的一个指标,反映土在饱水或冻融条件下强度和体积变化的程度。测定方法通常通过对比土在干燥和湿润状态下的强度来确定。
2. **粗粒土与细粒土的区分**:依据颗粒大小,一般通过粒径D50(50%累计粒径)来划分,D50大于0.075mm的称为粗粒土,反之则为细粒土。
3. **粒径级配累积曲线**:表示不同粒径土颗粒在总体中的比例,曲线上一点代表该粒径及更小粒径的土颗粒所占总体的百分比。
4. **土中水分类型**:包括自由水、毛细水和结合水。自由水在土颗粒间自由流动,毛细水受毛细作用影响,结合水与土颗粒表面紧密吸附。
5. **相对密度Dr**:表示土中固体颗粒体积与总体积的比例,若Dr>1,意味着可能数据错误或土体中存在空气或其他非颗粒物质。
6. **粘性土的最优含水量**:在一定的击实能量下,使得土体达到最大干密度时的含水量,它与击实能的关系是,随着含水量增加,土体的密实度先增大后减小。
7. **液性指数IL**:表示土的流动状态,IL>1并不代表土必然呈流动状态,因为实际工程中土的结构和孔隙水压力会影响其强度。
8. **片架结构和片堆结构**:片架结构指颗粒间形成稳定的骨架结构,而片堆结构则是颗粒堆叠,稳定性较差。
9. **天然含水量判断土的软硬程度**:天然含水量只能部分地反映土的软硬,还需考虑其他因素如孔隙比、土的类型等。
**二、土的渗透性**
1. **流土现象**:地下水在渗透坡降过大时,土体颗粒因水流动力而流失,工程上可以通过设置滤层、降低渗透坡降等措施防止。
2. **达西定律**:描述了稳定均匀流时,渗透速度与水力梯度之间的线性关系,适用于无黏性土,对黏性土有一定局限性。
3. **流网形状与渗透系数**:流网形状不受渗透系数影响,仅与水头损失分布和边界条件有关。
**三、土中的应力**
1. **有效应力原理**:饱和土体中,总应力等于孔隙水压力与有效应力之和,有效应力是土体承载力的关键。
2. **三轴试验**:固结排水试验允许土体排水,孔隙水压力逐渐消散;固结不排水试验则不允许排水,孔隙水压力保持不变。根据曲线走势可判断试验类型。
3. **附加应力**:角点下的附加应力不一定等于中点下同一深度的1/4,因为土体的应力状态受荷载分布、土的弹性模量等因素影响。
以上知识点涵盖了土力学的基础内容,包括土的物理性质、渗透性和应力状态,这些知识对于理解土体的行为、预测土体在工程中的表现以及设计相关工程措施至关重要。通过解决习题,学生能够深入理解这些概念,并提高分析实际问题的能力。