广东工业大学：《土力学》课程电子教案（负责人：刘勇健）

广东工业大学2019-2020学年第一学期 尚难以应用。 3.依规范GB5007-2002动触探确定无粘性土的密实度一一标贯试验N或k 优点：可现场测定士的密实度，得到广泛应用。 1.6.2粘性士的物理特征 (1)性土的稠 液限 固或半志可塑状态流动状态 稠度一一指士的软硬程度或土受外力作用所引起变形或破坏的抵抗能力。 调度界限 性土由 一种状态过波 到另 一状态的分界含水量。 限一 土从塑性状态转变为半固体状态时的分界含水量。 液限一 一士从液性状态转变为塑性状态时的分界含水量。 (2)粘性土的塑性指数和液性指数 ①塑性指数：=似一队注意：计算时含水量要去百分号 结论：塑性指数表示士处在可塑状态的含水量变化范围，其值的大小取决于土颗 粒吸附结合水的能力，亦即与士中粘粒含量有关。粘粒含量越多，士的比表面积越大， 塑性指数就越高。 应用：根据其值大小对粘性土进行分类。 ②液性指数：1=0一@2=一02 Ip @L-Op 用途：根据其值大小判定士的软硬状态。 课后作业4题 6

广东工业大学 2019－2020 学年第一学期 6 尚难以应用。 3．依规范 GB5007－2002 动触探确定无粘性土的密实度——标贯试验 N 或 N63.5。 优点：可现场测定土的密实度，得到广泛应用。 1.6.2 粘性土的物理特征 （1）性土的稠度状态 稠度——指土的软硬程度或土受外力作用所引起变形或破坏的抵抗能力。 稠度界限——粘性土由某一种状态过渡到另一状态的分界含水量。 塑限——土从塑性状态转变为半固体状态时的分界含水量。 液限——土从液性状态转变为塑性状态时的分界含水量。 （2）粘性土的塑性指数和液性指数 ①塑性指数：Ip=L－P 注意：计算时含水量要去百分号 结论：塑性指数表示土处在可塑状态的含水量变化范围,其值的大小取决于土颗 粒吸附结合水的能力,亦即与土中粘粒含量有关。粘粒含量越多,土的比表面积越大, 塑性指数就越高。 应用：根据其值大小对粘性土进行分类。 ②液性指数： L P p P p L I I      － － ＝ － ＝ 用途：根据其值大小判定土的软硬状态。 思考题 作业 课后作业 4 题

广东工业大学2019-2020学年第一学期 《土力学》教案 序号第4次 授课学时 2学时 授课班级 土木17(1,2)班 周次 第2周 日期 2019.9.12 节次 第34节 第1章土的物理性质及工程分类 (章节)题目 1.7士的压实性 1.8土的工程分类 教学目的 掌握了解土的压实原理，熟悉地基土的工程分类和意义。 教学重点 土的工程分类 教学难点 土的压实原理 教学方法 案例式、启发式、线上线下融合 课程思政目标 工程伦理、工匠精神 与融入点 信息技术 辅助手段 “土力学”新云童hns://courses.dut.edu.cn/cous/2 一、击实试验一一土的击实机理（粘性土） 二、影响士（粘性士）的压实性的因素 1,含水量的影响：只有在某一含水量（最优含水量）下才能获得最佳的击 实效果。 注意： ①在填土工程中注意控制土的含水量，在土较干或较湿时都不容易将土击实 到最密实状态 ②含水量过高或过低对填土工程都是不利的。 教学内容 2.击实功能的影响： 及教学过程 由击实试验可知： ①土粒的最大干密度和最优含水量不是常数。最大干密度随击数的增加而逐 渐增大，最优含水量则逐渐减少。但是这种增大或减少是递减的，因此，光 靠增加击实功能来提高土的最大干密度是有一定限度的。 ②当含水量较低时击数的影响较显著。当含水量较高时，含水量与干密度关 系曲线趋近于饱和线，也就是说，这时提高击实功能是无效的。 3.土的类型和级配的影响 相粒含量的彩响 1.8士的工程分类 一、《土工试验规程》中土的分类 1.一般程序 2.巨粒土和含巨粒土的分类和命名 粒土的分类和命名 4.细粒土分类和命名 7

广东工业大学 2019－2020 学年第一学期 7 《土力学》教案 序号 第 4 次 授课学时 2 学时 授课班级 土木 17（1，2）班 周次 第 2 周 日期 2019.9.12 节次 第 3~4 节 （章 节）题目 第 1 章 土的物理性质及工程分类 1.7 土的压实性 1.8 土的工程 分类 教 学 目 的 掌握了解土的压实原理，熟悉地基土的工程分类和意义。 教 学 重 点 土的工程分类 教 学 难 点 土的压实原理 教 学 方 法 案例式、启发式、线上线下融合 课程思政目标 与融入点 工程伦理、工匠精神 信息技术 辅助手段 “土力学”新云课堂 https://courses.gdut.edu.cn/course/view.php?id=21 教学内容 及教学过程 第 1 章 土的物理性质及工程分类 1.7 土的压实性 一、击实试验——土的击实机理（粘性土） 二、影响土（粘性土）的压实性的因素 1．含水量的影响：只有在某一含水量（最优含水量）下才能获得最佳的击 实效果。 注意： ①在填土工程中注意控制土的含水量，在土较干或较湿时都不容易将土击实 到最密实状态。 ②含水量过高或过低对填土工程都是不利的。 2．击实功能的影响： 由击实试验可知： ①土粒的最大干密度和最优含水量不是常数。最大干密度随击数的增加而逐 渐增大，最优含水量则逐渐减少。但是这种增大或减少是递减的，因此，光 靠增加击实功能来提高土的最大干密度是有一定限度的。 ②当含水量较低时击数的影响较显著。当含水量较高时，含水量与干密度关 系曲线趋近于饱和线，也就是说，这时提高击实功能是无效的。 3． 土的类型和级配的影响 4． 粗粒含量的影响 1.8 土的工程分类 一、《土工试验规程》中土的分类 1．一般程序 2．巨粒土和含巨粒土的分类和命名 3．粒土的分类和命名 4．细粒土分类和命名

广东工业大学2019-2020学年第一学期 5.特殊土分类 6.土的简易鉴别、分类和描述 注意：①各类土的定义 ②利用塑性图对细粒土进行分类的方法。 二、《建筑地基基础设计规范》(GB5007-2002)中地基土的分类 作为建筑地基的士（岩），可分为岩石、碎石土、砂土、粉土、粘性土和人工 注意：①各类土的定义： ②对碎石土、砂士进行分类时，应根据粒组含量由大到小以最先符合者确定： ③依塑性指数对粉土、粘性土进行分类： 粉土一一指粒径大于0.075m的颗粒含量不超过总质量的50%、塑性指数 1≤10的士。 粘性土是一一指塑性指数>10的土。粘性土 粉质粘土：10<1，s17 粘士：1p>17 思考愿 作业 课后3题

广东工业大学 2019－2020 学年第一学期 8 5．特殊土分类 6．土的简易鉴别、分类和描述 注意：①各类土的定义； ②利用塑性图对细粒土进行分类的方法。 二、《建筑地基基础设计规范》（GB5007－2002）中地基土的分类 作为建筑地基的土(岩),可分为岩石、碎石土、砂土、粉土、粘性土和人工 填土。 注意：①各类土的定义； ②对碎石土、砂土进行分类时，应根据粒组含量由大到小以最先符合者确定； ③依塑性指数对粉土、粘性土进行分类： 粉土——指粒径大于 0.075mm 的颗粒含量不超过总质量的 50% 、塑性指数 IP≤10 的土。 粘性土是——指塑性指数 IP＞10 的土。粘性土       17 10 17 P P I I 粘土： 粉质粘土： 思考题 作业 课后 3 题

广东工业大学2019-2020学年第一学期 《土力学》教案 序号第5次 授课学时 2学时 授课班级 土木17(1,2)班 周次第3周 日期 2019.9.18 节次 第34节 第2章土的渗透性与渗流 2.1概述 (章节)题目 2.2土的逸诱性 2.3渗透力及渗透破坏 教学目的 掌握士的渗透性，渗透力及渗透破坏形式 教学重点土的渗透性、渗流的达西定律 教学难点渗透力及渗透破坏形式 教学方法 案例式、启发式、线上线下融合 课程思政目标与 工程伦理、工匠精神 融入点 信息技术 辅助手段 “土力学”新云深堂https://courses.gdut.edu.cn/course/view.php2id2L 第2章土的渗透性 2.1概述：渗透、渗透性、渗流概念 2.2土的渗透性 2.2.1层流渗透定律一 达西定律 (一)达西定律 =柱=的 或用渗流量表示为q=vA=kiA (二)达西定律的适用范围与起始水力坡降 教学内容 2.2.2渗透系数和渗透试验：测定方法（室内、现场），影响渗透系数因素 1。常水头试验 及教学过程 常水头试验适用于透水性大(10/s)的士，例如砂士 常水头试验就是在整个试验过程中，水头保持不变。试验时测出某时间间隔t内 流过试样的总水量，根据达西定律 r=g=a1=k94 即 2.变水头试验 粘性土由于渗透系数很小，流经试样的总水量也很小，不易准确测定。因此，应 采用变水头试哈。 变水头试验就是在整个试验过程中，水头随时间而变化的一种试验方法。利用数 学方法可得到渗透系数：

广东工业大学 2019－2020 学年第一学期 9 《土力学》教案 序号 第 5 次 授课学时 2 学时 授课班级 土木 17（1，2）班 周次 第 3 周 日期 2019.9.18 节次 第 3~4 节 （章 节）题目 第 2 章 土的渗透性与渗流 2.1 概述 2.2 土的渗透性 2.3 渗透力及渗透破坏 教 学 目 的 掌握土的渗透性，渗透力及渗透破坏形式 教 学 重 点 土的渗透性、渗流的达西定律 教 学 难 点 渗透力及渗透破坏形式 教 学 方 法 案例式、启发式、线上线下融合 课程思政目标与 融入点 工程伦理、工匠精神 信息技术 辅助手段 “土力学”新云课堂 https://courses.gdut.edu.cn/course/view.php?id=21 教学内容 及教学过程 第2章土的渗透性 2.1 概述：渗透、渗透性、渗流概念 2.2 土的渗透性 2.2.1 层流渗透定律——达西定律 （一）达西定律 v=ki =k L h 或用渗流量表示为 q=vA=kiA （二）达西定律的适用范围与起始水力坡降 2.2.2 渗透系数和渗透试验：测定方法（室内、现场），影响渗透系数因素 1．常水头试验 常水头试验适用于透水性大（k>10 -3cm/s）的土，例如砂土。 常水头试验就是在整个试验过程中，水头保持不变。试验时测出某时间间隔 t 内 流过试样的总水量 V，根据达西定律 At L h V  qt  kiAt  k 即 hAt VL k  2．变水头试验 粘性土由于渗透系数很小，流经试样的总水量也很小，不易准确测定。因此，应 采用变水头试验。 变水头试验就是在整个试验过程中，水头随时间而变化的一种试验方法。利用数 学方法可得到渗透系数：

广东工业大学2019-2020学年第一学期 -号 aL 如用常用对数表示，上式可写为 2给 土粒大小与级配 土的密实度 3.影的渗诱系激的因素 水的动力粘滞系数 土中封闭气体 2.2.4成层土的渗透性：水平和垂直渗透系数计算 水平海流： k,= 竖直瓣流， ∑H H k:= 2.3渗透力及渗透皲坏 2.3.1渗透力 水在土体中流动时，将会引起水头的损失。水流在拖曳土粒时将给予土粒以某种 拖曳力，我们将渗透水流施于单位土体内士粒上的拖曳力称为渗透力。 单位体积渗透力：/L)hM/L)xi 3.4.2渗透破坏（变形）的类型，重点流砂或流土现象 渗流所引起的稳定问题：1)局部稳定问题，又称为渗透变形问题：2)整体稳定问 题。应该指出，局部稳定问题如不及时加以防治，同样会酿成整个建筑物的毁坏。 渗透变形可分为 流土和管涌两种基本形式 流土：在渗流作用下局部土体表面隆起，或士粒群同时起动而流失的现象 管通：在渗流作用下土体中的细士粒在粗土粒形成的孔隙通道中发生移动并被带 出的现象。 3.土的临界水力梯度 土体抵抗渗透破坏的能力，称为抗渗强度。以临渗透破坏时的水力梯度表示， 称为临界水力梯度或抗渗梯度，。 1)流土型土的临界水力梯度 当竖向渗流力等于土体的有效重量时，土体就处于流土的临界状态，即 n(G.-0- 2)管涌型土的临界水力梯度 。=22G,-11-n}4 管涌士的临界水力梯度可通过试验来测定。试验时除了根据肉眼观察细土粒的移动来 判断管涌外，还可借助于水力梯度1与流速ⅴ之间的变化来判断管涌是否出现 思考题 果后3题 作业 10

广东工业大学 2019－2020 学年第一学期 10   2 1 2 1 ln h h A t t aL k  ＝ 如用常用对数表示，上式可写为：   2 1 2 1 2.3 lg h h A t t aL k  ＝ 3.影响渗透系数的因素      土中封闭气体 水的动力粘滞系数 土的密实度 土粒大小与级配 2.2.4 成层土的渗透性：水平和垂直渗透系数计算 水平渗流： 竖直渗流： 2.3 渗透力及渗透破坏 2.3.1 渗透力 水在土体中流动时，将会引起水头的损失。水流在拖曳土粒时将给予土粒以某种 拖曳力，我们将渗透水流施于单位土体内土粒上的拖曳力称为渗透力。 单位体积渗透力： j=J/(AL)=whA/(AL) =w i 3.4.2 渗透破坏（变形）的类型，重点流砂或流土现象 渗流所引起的稳定问题：1)局部稳定问题，又称为渗透变形问题；2)整体稳定问 题。应该指出，局部稳定问题如不及时加以防治，同样会酿成整个建筑物的毁坏。 渗透变形可分为：流土和管涌两种基本形式。 流土：在渗流作用下局部土体表面隆起，或土粒群同时起动而流失的现象。 管涌：在渗流作用下土体中的细土粒在粗土粒形成的孔隙通道中发生移动并被带 出的现象。 3.土的临界水力梯度 土体抵抗渗透破坏的能力，称为抗渗强度。以濒临渗透破坏时的水力梯度表示， 称为临界水力梯度或抗渗梯度. 1）流土型土的临界水力梯度 当竖向渗流力等于土体的有效重量时，土体就处于流土的临界状态，即 2）管涌型土的临界水力梯度 管涌土的临界水力梯度可通过试验来测定。试验时除了根据肉眼观察细土粒的移动来 判断管涌外，还可借助于水力梯度 i 与流速 v 之间的变化来判断管涌是否出现。 思考题 作业 课后3题 x   iHi k H k 1   i i z k H H k cr w i   /  i G  n cr  s 1 1    20 2 5 2.2 1 1 d d i G n cr  s  