东南大学等四校合编《土力学》(第3版)笔记和课后习题(含考研真题)详解
内容简介
本书是东南大学等四校合编《土力学》(第3版)的学习辅导书,主要包括以下内容:
(1)梳理知识脉络,浓缩学科精华。本书每章的复习笔记均对该章的重难点进行了整理,并参考了国内名校名师讲授该教材的课堂笔记。因此,本书的内容几乎浓缩了该教材的所有知识精华。
(2)详解课后习题,巩固重点难点。本书参考大量相关辅导资料,对东南大学等四校合编《土力学》(第3版)的课后习题进行了详细的分析和解答,并对相关重要知识点进行了延伸和归纳。
(3)精选考研真题,培养解题思路。本书从历年考研真题中挑选具有代表性的部分,并对之做了详尽的解析。所选考研真题涵盖了每章的考点和难点,考生可以据此了解考研真题的命题风格和难易程度,并检验自己的复习效果。
0.1 复习笔记
一、土力学的概念及学科特点
(1)土力学是指研究土体的一门力学,它是研究土体的应力、变形、强度、渗流及长期稳定性的一门学科。广义的土力学包括土的生成、组成、物理化学性质及分类在内的土质学。
(2)土是由岩石经历物理、化学、生物风化作用以及剥蚀、搬运、沉积作用等交错复杂的自然环境中所生成的各类沉积物。
(3)特殊土有遇水沉陷的湿陷性土(如常见的湿陷性黄土)、湿胀干缩的胀缩性土(习称膨胀土)、冻胀性土(习称冻土)、红黏土、软土、填土、混合土、盐渍土、污染土、风化岩与残积土等。
(4)对土的基本力学性质和土工问题计算方法的研究验证,是土力学的两大重要研究课题。
二、土力学的发展简史
古代许多宏伟的土木工程,如我国的万里长城、大型宫殿、大庙宇、大运河、开封塔、赵州桥等,国外的大皇宫、大教堂、古埃及金字塔、古罗马桥梁工程等,屹立至今,体现了古代劳动人民丰富的土木工程经验。
18世纪欧美国家在产业革命推动下,社会生产力有了快速发展,大型建筑、桥梁、铁路、公路的兴建,促使人们对地基土和路基土的一系列技术问题进行研究。
20世纪20年代开始,对土力学的研究有了迅速的发展。
20世纪后期,经过国内外学术会议的召开,大大促进了土力学学科的发展,预计21世纪土力学理论与实践在非饱和土力学、环境土力学、土破坏理论等方面将取得长足的发展。
第一章 土的组成
1.1 复习笔记
【知识框架】
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【重点难点归纳】
一、概述
1基本概念
在自然界,存在于地壳表层的岩石圈是由基岩及其覆盖土组成。
(1)基岩
定义:在水平和竖直两个方向延伸很广的各种原位岩石。
分类:按成因可分为:a.岩浆岩;b.变质岩;c.沉积岩。
(2)覆盖土
定义:还没有固结成沉积岩的松散沉积物。
分布:广泛分布在地壳表层。
2.风化作用
风化作用是指地壳表层的岩石在阳光、大气、水和生物等因素影响下,使岩石崩解、破碎,再经流水、风、冰川等动力搬运的作用,最终使岩石变成细小的颗粒的过程。
(1)风化作用的分类(见表1-1-1)
表1-1-1 风化作用的分类
风化类型 |
定义 |
物理风化 |
由于温度变化、水的冻胀、波浪冲击、地震等引起的物理力使岩体崩解、碎裂,使岩体逐渐变成细小的颗粒的过程 |
化学风化 |
基本定义 |
岩体(或岩块、岩屑)与空气、水和各种水溶液相互作用使岩石颗粒变细,并且使岩石成分发生变化,形成大量细微颗粒(黏粒)和可溶盐类的过程 |
水解作用 |
原生矿物成分被分解,并与水进行化学成分的交换,形成新的次生矿物的过程 |
水化作用 |
水和某种矿物发生化学反应,形成新的矿物的过程 |
氧化作用 |
某种矿物与氧结合形成新的矿物的过程 |
溶解作用 |
原生矿物成分被溶解,并与水进行化学成分进行反应,形成新的矿物的过程 |
碳酸化作用 |
原生矿物成分被溶解,与水中溶解的CO2形成碳酸类物质的过程 |
3.土的成因类型(见表1-1-2)
表1-1-2 土的成因类型
土的成因类型 |
定义 |
基本特征 |
残积土 |
岩石经风化后未被搬运而残留于原地的碎屑堆积物 |
颗粒表面粗糙、多棱角、无分选、无层理 |
坡积土 |
残积土受重力和暂时性流水(雨水、雪水)的作用,搬运到山坡或坡脚处沉积起来的土 |
随斜坡自上而下呈现由粗而细的分选性和局部层理 |
洪积土 |
由暂时性洪流,将山区高地的碎屑物质携带至沟口或平缓地带堆积形成的土 |
水流流速骤减而呈扇形沉积体 |
冲积土 |
河流的流水作用搬运到河谷坡降平缓的地带沉积下来的土 |
颗粒具有较好的分选性和磨圆度,具有层理 |
湖积土 |
在湖泊及沼泽等极为缓慢水流或静水条件下沉积下来的土,或称淤积土 |
含大量细微颗粒,常伴有生物化学作用所形成的有机物 |
海积土 |
河流流水搬运到海洋环境下沉积下来的土 |
孔隙比大,含大量细微颗粒,含有一定量有机物 |
风积土 |
由风力搬运形成的土 |
颗粒磨圆度好,分选性好 |
冰积土 |
由冰川或冰水挟带搬运形成的沉积物 |
颗粒粗细变化大,土质不均匀 |
污染土 |
由于致污物质的侵入,使土的成分、结构和性质发生了显著变异的土 |
土壤有异味,常伴有土壤颜色也不正常 |
4.土的特殊物理力学性质
(1)散体性
颗粒之间无黏结或有一定的黏结,存在大量孔隙,可以透水透气。
(2)多相性
土是由固体颗粒、水和气体组成的三相体系,相系之间质和量的变化直接影响它的工程性质;土中固体颗粒(简称土粒)的大小和形状、矿物成分及其组成情况是决定土的物理力学性质的重要因素,如图1-1-1所示。
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