1、2018高等土力學1、 土的壓縮性？土體壓縮變形的原因是什么 ？土壓縮性是指土受壓時體積壓縮變小的性質。一般認為，這主要是由于土中孔隙體積被壓縮而引起的。常用壓縮系數來反映土壓縮性的大小。土的壓縮性直接影響地基的變形值。原因：土顆粒本身的壓縮；土孔隙中不同形態的水和氣體的壓縮；孔隙中部分水和氣體被擠出，土顆粒相互移動靠攏。2、什么是顆粒級配曲線？它有什么用途？ 采用對數坐標表示，橫坐標為粒徑，縱坐標為小于或大于)某粒徑的土重(累計百分)含量反映土中各粒組的相對含量的曲線。用途：土的顆粒級配曲線的坡度可以大致判斷土的均勻程度。如曲線較陡，則表示粒徑大小相差不多，土粒較均勻，級

2、配不好；反之，如曲線平緩，則表示粒徑大小相差懸殊，土粒不均勻，級配良好。3、粘性土的液性指數和塑性指數由什么區別？土的液性指數是指黏性土的天然含水量和塑限的差值與塑性指數之比（IL=W-Wp/Ip），用IL表示；IL越大，土質越軟，可以作為黏性土狀態的劃分指標。 土的塑性指數是指液限和塑限的差值，即土處在可塑狀態的含水量變化范圍，用符號Ip表示（Ip=Wl-Wp）。塑性指數愈大，土處于可塑狀態的含水量范圍也越大。4、描述土的組成和土的一般性質？ 土是由顆粒、水和氣體所組成的三相體系。土是由巖石經過物理、化學、生物風化作用以及剝蝕、搬運、沉積作用交錯復雜的自然環境中所生成的各

3、類沉積物。 固體顆粒，孔隙中的水及其溶解物質、氣體；性質：碎散性、三相體系 ，自然變異性。壓縮性高、強度低，透水性大。 5、 什么是自重應力與附加應力？土中應力按其起因可分為自重應力和附加應力兩種。土中某點的自重應力與附加應力之和為土體受外荷載作用后的總和應力。土中自重應力是指土體受到自身重力作用而存在的應力，又可分為兩種情況：一種是成土年代長久，土體在自身重力作用下已經完全完成壓縮變形，這種自重應力不再產生土體或地基的變形；另一種是成土年代不久，土體在自身重力作用下尚未完成壓縮變形，因而仍將產生土體或地基的變形。 土中附加應力是指土體受到外荷載（包括建筑物荷載、交通荷載、

4、堤壩荷載等）以及在地下水滲流、地震等作用下附加產生的應力增量，它是產生地基變形的主要原因，也是導致地基土的強度破壞和失穩的重要原因。6、何為土層前期固結壓力？如何確定？如何判斷土層一點的天然固結狀態？ 土層前期固結壓力，天然土層在歷史上所經受過的最大固結壓力。 先進行高壓固結試驗得到e-lg p曲線，再用A卡薩格蘭德的經驗作圖法求得。7、 沉降的組成部分及定義？ 瞬時沉降：是緊隨著加壓之后地基即時發生的沉降，地基土在外荷載作用下其體積還來不及發生變化，主要是地基土的畸曲變形，也稱畸變沉降、初始沉降或不排水沉降; 固結沉降：是由于荷載作用下隨著超孔隙水壓力的消散、有效應力的增長而完成的; 次固結

5、沉降：被認為與土的骨架蠕變有關，它是在超孔隙水壓力已經消散、有效應力增長基本不變之后仍隨時間而緩慢增長的壓縮。8、何謂有效應力原理？飽和土在固結過程中有何變化規律？ = + u 式中： 總應力； 通過土顆粒傳遞的粒間應力，又稱為有效應力； u 孔隙中的水壓力。 規律：豎向總應力不變=o；超靜孔壓力u從o減至0；豎向有效應力從0增至o；主固結變形Sct從0增至Sc。 孔隙中的水壓力只能使土顆粒本身產生壓縮（壓縮量很小，可以忽略不計），不能使土顆粒產生移動，雖然承擔了一部分正應力，但承擔不了剪應力；粒間應力同時承擔正應力和剪應力，并使土粒重新排列，引起土體體積變化。9、太沙基一維固結理論微分方程式

6、根據什么建立的？適用于什么場合？ Dt時間內土微元的水量變化應等于該微元體積的變化。土體是均質、完全飽和的；土顆粒和孔隙水不可壓縮；土體固結變形是微小的；土中滲流服從Darcy定律；土中滲流和變形是一維的；固結中土的豎向滲透系數kv和壓縮系數a為常數；外部荷載連續分布且一次驟然（瞬時）施加。 適用：均質地基一維線彈性固結問題，如荷載面積遠大于可壓縮層的厚度，地基中孔隙水主要沿豎向滲流。10、影響土體抗剪強度的因素有哪些？ 法向應力，內摩擦角，粘聚力C。 因素為：1土粒的礦物成分、形狀和級配2土的初始密度3土的含水量4土的結構5土的應力歷史。11、 簡述土的抗剪強度準則及室內試驗方法。 土體抵抗

7、由荷載作用產生的顆粒間相互滑動而導致土體破壞的極限能力。方法：一、直剪試驗：快剪、固結快剪、慢剪；二、三軸壓縮試驗：不固結不排水剪、固結不排水剪、固結排水剪 三、無側限抗壓強度 四、十字板剪切試驗。12、 何謂主動土壓力、靜止土壓力和被動土壓力，三者之間有和關系？ 主動土壓力Ea：當擋土墻向離開土體方向偏移至土體達到極限平衡狀態時，作用在擋土墻上的土壓力。 被動土壓力Ep：當擋土墻向土體方向偏移至土體達到極限平衡狀態時，作用在擋土墻上的土壓力。 靜止土壓力Eo：當擋土墻靜止不動，土體處于彈性平衡狀態時，作用在墻上的土壓力。關系： Ea<Eo<Ep 13、 朗肯土壓力理論和庫侖土壓力

8、理論的異同？ 相同點：都要求擋土墻的移動是以使墻后填土的剪力達到抗剪強度（極限狀態下）土壓力都利用莫爾庫侖強度理論；（1分） 不同點：朗墾理論是根據土體中各點處于平衡狀態的應力條件直接求墻背上各點的土壓力要求墻背光滑,填土表面水平,計算結果偏大而庫侖理論是根據墻背與滑動面間的楔塊型處于極限平衡狀態的靜力平衡條件求總土壓力墻背可以傾斜,粗糙填土表面可傾斜,計算結果主動壓力滿足要求,而被動壓力誤差較大朗肯理論是考慮墻后填土每點破壞,達極限狀態；庫侖理論則考慮滑動土體的剛體的極限平衡；14、 簡述分層總和法確定地基最終沉降量的計算步驟？答：分層總和法是指將地基沉降計算深度內的土層按土質和應力變化情況

9、劃分為若干分層，分別計算各分層的壓縮量，然后求其總和得出地基最終沉降量。這是計算地基最終沉降量的基本且常用的方法。分層總和法步驟： 地基分層，分層原則每層不大于0.4b；計算各薄層界面上自重應力qzi； 計算基底凈壓力p0； 計算基礎中心垂線上各薄層分界面上的附加應力zi；確定計算深度qzi5zi； 計算各薄層的平均附加應力； 計算各薄層的沉降量si； 計算壓縮層的計算量總15、 在土的彈塑性模型中, 屈服面和破壞面有何不同和有何聯系？答：屈服面是土體的應力在應力空間上的表現形式，可以看成是三維應力空間里應力的一個坐標函數，因此對土體來說，不同的應力在應力空間上有不同的屈服面，但是破壞面是屈服

10、面的外限，破壞面的應力在屈服面上的最大值即為破壞面，超過此限值土體即破壞。16、 何謂曼代爾克雷爾效應？答：土體在固結的初期，內部會出現孔隙水壓力不消散而是上升，布局地區孔隙水壓力超過初始值的現象。此效應僅在三維固結中出現，而在一維固結試驗中并沒有出現，在Biot的“真三維固結”理論可以解釋磁現象。17、 與劍橋模型相比，清華彈塑性模型可以反映土的由剪應力引起的體積膨脹（剪脹）。說明它是如何做到這一點的。答：清華模型的硬化參數是關于塑形體應變和塑形剪應變的函數，而劍橋模型不是；此外，清華模型的屈服面橢圓與強度包線的交點不是橢圓頂點，因此會有剪脹。18、 天然巖土邊坡的滑坡大多在雨季發生，解釋這

11、是為什么。答：天然巖土邊坡的滑坡發生總結起來兩個原因，其一抗滑力減小，其二下滑力增大。在暴雨的天氣中，因為地表雨水的下滲導致巖土體的含水率增加，從而提高了巖土體的重量，增大了下滑力；下雨天氣因為雨水的下滲，巖土體遇水軟化的特性導致抗滑力減?。涣硗庠跐B透性好的巖土體中，巖土體內部雨水沿坡面下滲，滲透力會降低巖土坡體的安全系數，因此一上幾方面的原因導致了滑坡大部分發生在雨季。19、 比奧（Biot）固結理論與太沙基倫杜立克（Terzaghi-Randulic）擴散方程之間主要區別是什么？后者不滿足什么條件？二者在固結計算結果有什么主要不同？答：區別：擴散方程假設應力之和在固結和變形過程中保持常數，

12、不滿足變形協調條件。結果：比奧固結理論可以解釋土體受力之后的應力、應變和孔壓的生成和消散過程，理論上是嚴密計算結果也精確。比奧固結理論可以解釋曼代爾-克雷效應，而擴散理論不能。20、 在一種松砂的常規三軸排水壓縮試驗中，試樣破壞時應力為：s3100kPa，s1s3235kPa。計算下面幾個強度準則的強度參數：莫爾庫侖強度準則：（s1s3）/（s1s3）sinj;廣義屈雷斯卡(Tresca)準則： s1s3=tI1松岡元中井照夫強度準測：I1I2/I3kf.答：（1）參數計算：s3100kPa，s1s3235kPa，s3s2100kPa，s1335kPa莫爾庫侖強度準則Tresca 松岡元Kf=

13、535×7700/3350000=12.321、 對于一粘性土的土坡，試用圓弧滑裂面分析判斷下面哪幾些情況會減少其穩定安全系數？并簡要解釋為什么。（1）在坡的上部堆載；坡體的上部堆載，增加滑動力，減小穩定性系數。（2） 由于降雨使土坡的上部含水量增加（未達到飽和及滲流），下部含水量基本未變；上部土體增重，導致下滑力增加，減小穩定性系數。（3）坡腳施加反壓；坡體的上部堆載，增加滑動力，減小穩定性系數。（4）在坡腳處挖土；在坡腳處挖土，減小抗滑力，減小穩定性系數。（5）由于積水，坡下部被靜水所浸泡；由于積水，下部坡體自重變為浮容重，而且水導致巖土體強度減弱，減小穩定性系數。（6）產生了與

14、土坡方向一致的滲流；產生了與土坡方向一致的滲流會對于土骨架增加一個滑動的滲透力；（7）附近爆破引起震動；由于降雨而使土坡整體的含水量接近于飽和，土體強度降低，減小穩定性系數。（8）由于降雨而使土坡整體的含水量接近于飽和；（9）坡腳被流水沖刷；坡腳被流水沖刷減少抗滑力，減小穩定性系數。（10）坡上有車輛通過。坡上有車輛通過，在坡體加載導致坡體下滑力增加，減小穩定性系數。22、 有一正常固結粘土的土單元，長、寬、高均為1.0m，處于平面應變狀態。y方向為零應變方向，已知其開始時應力狀態是兩個應力一直相等施加到sx=sz=100kPa。砂土的Duncan-Chang 模型的參數見下表。計算如果sx不

15、變，sz=增加到150kPa時，在z方向的沉降為多少？砂土Duncan-Chang En模型的模型常數KRfnj°cGFD410.810.882600.380.050如果其中的其他常數不變，只是G變成0.30，沉降變化多少？注：（不計自重影響，pa100kPa, 計算中可以全部使用sx=sz=100kPa時計算得到的彈性參數Et 與 nt）答：（1） 由于D0，所以：nt =G-F 計算y方向主應力sy，它應當是小主應力。sy=s3 =nt(sx+s)z =200ntnt =G-F 0.38-0.05lg(2nt)，可以試算得到：nt =0.385, sy=s3=77kPa（2）計算

16、變形模量：Ei41×100（77/100）0.883258kPa =3258(1-=2326kPaDs1=50kPa, Ds2=0, Ds3=0.385×50kPa19.3kPa(3)如果G0.30，則nt =0.31，sy=s3=62kPa， Ei=2692kPa, 2692(1-=1250kPaDs1=50kPa, Ds2=0, Ds3=0.31×50kPa15.5kPa， 可見使沉降加大近一倍。23、 如何表示土在周期荷載下的動強度？對飽和砂土，其在周期荷載下的動強度與哪些因素有關？答：一般用震動次數與震動應力來表示。對于飽和砂土，周期荷載下的動強度與圍壓有

17、關，圍壓越大，動強度越大；與最大主應力有關，最大主應力越大，動強度越大；砂土本身的因素即顆粒大小、級配等有關，砂土越密實，動強度越大，相對密度越大，動強度越大，砂土的結構性對其也有影響；震動次數與頻率越高，動強度越小。24、 什么是物態邊界面？什么是臨界狀態線？在、三維坐標系繪出正常固結黏土的物態邊界面和臨界狀態線。答：土的應力狀態與土的體積狀態之間存在著唯一的數學關系式，因此有效應力路徑、比體積、有效平均應力組成的坐標中有唯一的曲面存在，此面成為物態邊界面，土體在固結剪切臨近破壞時，有效應力路徑、比體積、平均有效應力三者組成的曲線，該曲線在坐標面上的頭影也稱為臨界狀態線。25、 正常固結黏土

18、的排水試驗和固結不排水試驗的強度包線總是通過坐標原點，即只有摩擦力；黏土試樣的不排水試驗的包線是水平的，亦即只有粘聚力。它們是否就是土的真正意義上的摩擦強度和粘聚強度？為什么？答：都不是。在一定條件下固結的粘土必定具有粘聚力，只不過這部分粘聚力是固結應力的函數，宏觀上被歸于摩擦強度部分。粘土的不排水試驗雖然測得的摩擦角為0，但是實際上粘土顆粒之間必定存在摩擦強度，只是由于存在的超靜空隙水壓使得所有破壞時的有效應力莫爾圓是唯一的，無法單獨反映摩擦強度。26、 結合自己所做研究工作，談談高等土力學所學與之有何聯系。高等土力學所學土的本構關系、土的強度理論等內容相比較本科階段所學而言，內容更為深厚，而且涉及到理論計算及數學推導的內容更多，高等土力學所學的內容對巖土工程等的基礎理論的學習和理解上有至關重要的幫助，特別是本構方程以及幾種本構模型的學習和推導，對研究生培養自己的理論知識和深入學習巖土體的結構上有很重要的幫助。不同的本構模型和強度破壞理論的學習，對于研究生階段的學生，特別是我所學的