高等土力学试题

一.回答下列问题：

1.何谓非饱和土的基质吸力举出一种非饱和土的强度公式。

2.三轴试验中的膜嵌入或顺变性（Membrane Penetration）对试验结果有什么影响对什么土和什么类型的试验影响比较大

3.说明普朗特尔（Prandtl）和太沙基（Terzaghi）的地基极限承载力公式的基本假设条件和滑裂面形状。

4.何谓德鲁克（Drucker)假说何谓相适应和不相适应的流动规则对两种情况各举一个土的弹塑性模型。

5.某饱和砂土的固结不排水三轴试验结果如下图所示，在p－q 坐标定性绘出有效应力路径。应当如何确

定这种土的有效应力强度指标

q

o p

u

二. 选择一个问题回答：

1.在深覆盖层上修建土石坝时，坝体和覆盖层的防渗结构物主要有那些型式各有什么优缺点

2.在地基处理方法中有哪些型式的复合地基桩说明其适用范围。

三．最近在岩土工程界关于基坑支护土压力计算的讨论很热烈, 试谈谈你对土压力的“水土合算”与“水土分算”的看法

四. 某油罐地基工程采用堆载预压法进行地基加固，地基土的抗剪强度指标如图所示，已知中心点M处的自重应力为：sz=40kPa, sx=32 kPa. 当设计堆载压

力p＝200 kPa时在M点引起的附加压力z=120 kPa,x=30 kPa,分析M点是否

会破坏应如何进行堆载才能防止地基破坏

p

孔压系数A=

c=10Kpa

H =30

k=510-6cm/s

五．在一个高2米的铁皮槽中装有饱和的均匀松砂，其孔隙比e=,砂的比重Gs=,内摩擦角。然后在振动时砂土发生了完全液化。由于槽壁位移，槽内的砂土的水平土压力是主动土压力，试计算砂土液化前后的槽壁上和槽底上的土压力和水压力。（10分）

饱和松砂 2．0米

六．回答下列问题：

（一）说明高层建筑上部结构、基础和地基的相互作用关系。

（二）规范规定：一般粘性土中的预制桩，打入后15天，对软粘土，打入后21天，才能进行静载试验，为什么

（三）为什么对于小型建筑物地基一般是承载力控制；对于大型建筑物地基一般是沉降控制

（四）有一个建筑物的地基承载力基本值是120kPa，要求的设计承载力是250kPa，设计者在原地基上增加了70厘米厚的水泥土垫层（15％水泥与原地基土混合后夯实），经在垫层上的载荷试验得到的承载力已经达到了设计承载力。你对这个设计有什么看法

（五）试解释为什麽早期的地基承载力破坏很多是粘土地基上的谷仓、水泥仓和油罐等建筑物

七．回答问题：

（一） 透水地基上的土石坝的防渗型式有那些各有什么优缺点

（二） 土坝的裂缝有那些种如何防治

（三） 说明堤防工程与土坝工程的区别。（设计施工、防渗、质量控制、水位变化、隐患险情等）

八．计算下面两种情况下的土压力和水压力：

（一）均匀土中的板桩支护，基坑内排水。 7M

5M （二）挡土墙后是饱和粘性土, u=u 0sin(z/2H), u 0=20kPa, 10KNM 3 , q=30kPa, c=5kPa , =30, 计算上、中、下三点的土压力、静水压力和超静水压力。

1、 式中：τ为抗剪强度，c 为有效黏聚力，'

?为有效内摩擦角，χ为一个取值为~的系数。

2、答：在使用三轴仪对砂土进行试验时,周压力通过橡皮膜传递到试样上。由于颗粒间有孔隙,试样表面实际凹凸不平,施加周压力后橡皮膜会楔入试样表面颗粒的空隙中去。其楔入深度随有效周压力口:变化而变化,·称这种现象为橡皮膜的顺变性。其楔入量称为膜顺变量或膜楔入量。由于粗粒颗粒较大，其试样的侧表面是凹凸不平的，所以，当对试样施加侧压力3σ后，橡皮膜会嵌入到试样侧表面的空隙中去，并挤出这些空隙中的水，从而使试样产生附加的排水，该部分嵌入量的大小和试样侧表面积的大小，材料颗粒大小，级配以及侧压力的大小有关，对待定的一个试件，其大小主要取决于侧压力的大小，对粘性土等细颗粒材料，该部分嵌入量的影响较小，但对于粗颗粒其影响却不可忽视。在饱和试样中，在试样与膜以及在各层膜之间残留一薄层水膜，称膜间自由水，该部分顺变性对实验中的体积变化和空隙水压力具有很大的影响。砂的一个基本特性是剪切时发生体积变化。当用普通三轴仪对饱和砂进行应力一应变特性研究时,排水试验需要精确量测试验过程中体积变化,不排水试验则需要精确量测孔隙水压力(简称孔压)的变化。在饱和土的排水试验中,通常根据试样中排出或吸入的水量来确定试样的体积变化。但是由于存在膜顺变性,使得这种量测方法在饱和土的粗粒排水试验中出现了很大误差。

3、答：（1）普朗特尔的地基极限承载力公式的基本假设条件：

○1基础地面绝对光滑（00

=φ），竖直荷载是主应力 ○2无重介质的假设，即0=γ ○3基础地面为地表面，1

D q m γ=作为均布荷载 滑裂面形状：

（2）太沙基的地基极限承载力公式的基本假设条件：

○

1考虑地基土的自重，基底土的重量0≠γ ○2基底可以是粗糙的（φφ~00

=） ○3忽略基底以上部分土本身的阻力，简化上部均布荷载D q m

γ= 滑裂面形状：

4、答：德鲁克假说：利用塑性体应变增量，等效塑性应变增量这两个塑性指标的特性，对金属材料假定塑性体应变增量为零，并且假设材料屈服时等效塑性应变增量与应力状态无关。在塑性理论中，流动规则用以确定塑性应变增量的方向或塑性应变增量张量的各个分量间的比例关系，对于稳定材料0≥p ij ij d d εσ，因而p

ij d ε必须正交于屈服面才能满足：同时屈服面也必须是外凸的，这就是说塑性势面g 与屈服面f 必须是重和的，即f=g 这就称为相适应的流动规则。如果g f ≠，即为不相适应的流动规则。

5、答：当峰值应力差a kp 200)(max 31=-σσ时，松砂的有效应力路径还远未达到有效应力破坏线，砂土的应力状态未达到其强度，但饱和砂土试样流动了。

有效应力路径

峰值时对应的固结不排水内摩擦角为o cu 5.11=?，而当它达到稳定状态时，尽管偏差应力mt )(31σσ-仅为30a kp ，其有效应力路径达到了有效应力强度的破坏线，有效应力内摩擦

角o 30'≈?，而对应的残余不排水内摩擦角o o cu 3~2≈?这时才到该种砂土真正意义上的

破坏，所以这种实验中最大应力差与最大应力比确定的有效应力指标是不同的，用最大的应力比更合理。

二、选择一个问题回答

1、

2、答：地基处理中的复合地基桩按竖向增强体的材料可划分为：散体材料复合地基桩、柔性复合地基桩、刚性复合地基桩。碎石桩和砂桩总称为碎（砂）石桩，和桩周土组成复合地基的地基处理方法。砂石桩法适用于挤密松散砂土、粉土、粘性土、素杂填土等地基。对饱和粘性土上对变形控制要求不严的可采用砂石桩置换处理。该法亦可用于可液化地基。CFG桩是水泥粉煤灰碎石桩的简称，适用于处理黏性土、粉土、砂土和已完成自重固结的素填土等地基。对淤泥质土应按地区经验或通过现场试验确定其适用性。石灰桩法，由生石灰与粉煤灰等掺合料拌和均匀在孔内分层夯实形成竖向增强体并与桩间土组成复合地基的地基处理方法。灰土挤密桩法，利用横向挤压成孔设备成孔使桩间土得以挤密用灰土填入桩孔内分层夯实形成灰土桩并与桩间土组成复合地基的地基处理方法。土挤密桩法，利用横向挤压成孔设备成孔使桩间土得以挤密用素土填入桩孔内分层夯实形成土桩并与桩间土组成复合地基的地基处理方法。柱锤冲扩桩法，反复将柱状重锤提到高处使其自由落下冲击成孔然后分层填料夯实形成扩大桩体与桩间土组成复合地基的地基处理方法。

三、答：在水土合算的计算公式中采用总应力指标和和饱和重度计算，但如果将饱和重度为有效重度与水的重度之和代入公式，水土合算的方法实际上将水压力也乘以土压力系数。对于粘性土，情况比较复杂，从土中水全部是自由水的观点看，水压力打折扣也是不合适的；但如承认粘性土中的水不全部是自由水，则打一定的折扣，也是合适的，这就和粘性土中考虑浮力的方法相似。总之计算土压力时，当地下水面以下，土体如果是粘性土时，计算土压力用水土合算；当地下水面以下土体，如果土体是非粘性土时，计算土压力用水土分算，计算水压力值，此时总压力等于土压力与水压力之和。

四、

五、

六、回答下列问题

1、答：高层建筑上部结构的自重及荷载通过梁柱等构件把荷载传给基础，基础把荷载传给地基，三者之间关系密切。地震时土体与上部结构是相互作用的，上部结构受到地基传来的地震波影响产生地震作用，在进行地震反应分析时，一般都假设地基是刚性的，实际上是非刚性的，故上部结构的地震作用通过基础反馈给地基，地基产生局部变形，从而引起上部结构的移动和摆动，这就是上部结构，基础与地基之间的相互作用。

2、答：达到设计要求最大加载量且沉降达到稳定，或已达桩身材料的极限强度，以及试桩桩顶出现明显的破损现象。在确定桩身强度达到要求的前提下，粘性土中的预制桩一般只有通过15天左右，才能达到桩身强度设计要求，桩身与土体的结合才基本稳定，而软粘土中水分较多，因而需更长的时间才能达到静载实验要求。

3、答：因为小型建筑的荷载较小，按承载力控制，就是建筑物地基只要满足强度条件就可以，一般适用于小型建筑，对地基变形要求较低，而地基按沉降控制就必须在满足地基承载力控制的基础上，也必须满足地基沉降的要求，一般适用于高层建筑，对地基变形要求较高。

4、

5、因为粘土地基上的谷仓，水泥库和油罐等建筑物具有很大的堆积荷载，粘性土具有高胶体高塑性，粘性土需要很长时间才能完成固结。土体抗剪强度很低，因此早期的地基承载力破坏很多是粘土地基上有谷仓，水泥库和油罐等具有很大堆积荷载的建筑物。

七、回答问题

1、答：防渗型式有：心墙、斜墙与铺盖的结合，斜墙与截水的结合。根据防渗材料的不同，碾压混凝土坝防渗结构型式可分为三大类：常态混凝土防渗结构、柔性材料防渗结构及碾压

混凝土自身防渗结构。防止渗透破坏的工程措施有：采取水平或垂直防渗措施，以便尽可能地延长渗径。达到降低渗透坡降的目的，可采取排水或减压措施，以降低坝体浸润线和下游渗流出口处的渗透压力，对可能发生管涌的部位，需设置反虑层，拦截可能被渗流带走的细颗粒，对下游可能产生流土部位，可以设置铺盖，可以增加土体抵抗渗透变的能力。新型的防渗措施，采用刚柔结合的方式，采取单管高压施喷防渗墙和铺土工膜防渗相结合的新型防渗技术，适用于不同类型的土石坝，适用于土石坝沉陷变形，防渗效果好，而且是个速度快，集刚性和柔性优点于一身。

2、答：土坝裂缝可分为：干缩裂缝、冻融裂缝、沉陷裂缝和滑坡裂缝。按走向分纵向裂缝，横向裂缝和龟裂。坝段分缝分块形式可分为：纵缝分块、斜缝分块、错缝分块和通仓浇筑等四种。土坝裂缝的原因，大多数都是由于坝体或地基的不均匀的沉陷引起的，在土坝除险加固设计和土坝的施工图设计中，应考虑如何使坝体的不均匀沉陷尽可能的小，如对坝基中的软土层应手挖除，挖出困难时，可采用砂井处理，对湿陷性黄土坝基应预先浸水，使土层事先沉陷，对坝体应根据土壤特性和碾压条件，选择适宜的含水量和填筑标准，同时应适当加厚粘土防渗体和适当加厚防渗体下游反虑层的厚度。

3、答：根据施工方法的不同，土石坝分为干填碾压（碾压式）、水中填土、水力冲填（包括水坠坝）等类型。堤防的施工方法与土石坝基本一致。其中，碾压式土石坝最为普遍。土石坝施工质量控制主要包括料场的质量检查和控制、坝面的质量检查和控制。土石坝防渗处理的基本原则是“上截下排”。即在上游迎水面阻截渗水。上游截渗法 （黏土斜墙法，抛土和放淤法，灌浆法，防渗墙法，截水墙（槽）法）；下游背水面设排水和导渗，使渗水及时排出。下游排水导渗法 （导渗沟法，贴坡排水法，排渗沟法）。土石坝的防渗处理与堤防的防渗处理二者在本质上没有区别，其细微区别是：土石坝设计上一般有专门的防渗工程（心墙或者斜墙），选择防渗处理方法时应结合考虑；而堤防一般都是均质土，选择防渗处理方法时不受此约束。土石坝一般水头较高，防渗处理要求也高。土坝与堤防使用的规范也不同。

八、计算下面两种情况下的土压力和水压力

1、解：板桩支护下的土压力与水压力计算如下：

)('1d H K P a +=γ=120a K

d K P p '2γ==50P K

2、解：静止侧压力系数为;5.030sin 1sin 10'0=-=-=?K

土中各点静止土压力为

上点：kPa q K e q 15305.000=?==

中点：H H q K e b 5.215)5.0('00+=?+=γ

下点：H H q K e oc 515)('0+=?+=γ

静止土压力的合力0E 为：

H e e H e e E c b b a o 5.0)(215.0)(210000?++?+==25.215H H + 静止土压力0E 的作用点到底的距离Z 为：作用在拦土墙上的静水压力合力w P 为 2)5.0(21H P w w γ=

=2H 超静空隙水压力)2/sin(0H z u u π==20H H 636)9(sin ++π 土压力与水压力的分布如左图

2017高等土力学试题-(1)

2017高等土力学 1.在土的弹塑性模型中, 屈服面和破坏面有何不同和有何联系？ 答：屈服面是土体的应力在应力空间上的表现形式，可以看成是三维应力空间里应力的一个坐标函数，因此对土体来说，不同的应力在应力空间上有不同的屈服面，但是破坏面是屈服面的外限，破坏面的应力在屈服面上的最大值即为破坏面，超过此限值土体即破坏。 2.何谓曼代尔－克雷尔效应？ 答：土体在固结的初期，内部会出现孔隙水压力不消散而是上升，布局地区孔隙水压力超过初始值的现象。此效应仅在三维固结中出现，而在一维固结试验中并没有出现，在Biot的“真三维固结”理论可以解释磁现象。 3.与剑桥模型相比，清华弹塑性模型可以反映土的由剪应力引起的体积膨 胀（剪胀）。说明它是如何做到这一点的。 答：清华模型的硬化参数是关于塑形体应变和塑形剪应变的函数，而剑桥模型不是；此外，清华模型的屈服面椭圆与强度包线的交点不是椭圆顶点，因此会有剪胀。 4.天然岩土边坡的滑坡大多在雨季发生，解释这是为什么。 答：天然岩土边坡的滑坡发生总结起来两个原因，其一抗滑力减小，其二下滑力增大。在暴雨的天气中，因为地表雨水的下渗导致岩土体的含水率增加，从而提高了岩土体的重量，增大了下滑力；下雨天气因为雨水的下渗，岩土体遇水软化的特性导致抗滑力减小；另外在渗透性好的岩土体中，岩土体内部雨水沿坡面下渗，渗透力会降低岩土坡体的安全系数，因此一上几方面的原因导致了滑坡大部分发生在雨季。 5.比奥（Biot）固结理论与太沙基－伦杜立克（Terzaghi-Randulic）扩散 方程之间主要区别是什么？后者不满足什么条件？二者在固结计算结 果有什么主要不同？ 答：区别：扩散方程假设应力之和在固结和变形过程中保持常数，不满足变形协调条件。 结果：比奥固结理论可以解释土体受力之后的应力、应变和孔压的生成和消散过程，理论上是严密计算结果也精确。比奥固结理论可以解释曼代尔-克雷效

2017年高等土力学题目归纳

一、填空题 1.饱和土体上的总应力由土骨架承担的有效应力和由孔隙承担的孔隙水压力组成，土的强度及变形都是由土的有效应力决定的。 2.莱特邓肯屈服准则在常规三轴压缩实验中，当 时它在π平面上的屈服与破坏轨迹趋近于一个圆；当 时，它退化为一个正三角形。由于在各 向等压时,所以K f>27是必要条件，因为静水压力下不会引起材料 破坏。 3. 东海风力发电桩基础有8根。 4.通过现场观测与试验研究，目前认为波浪引起的自由场海床土体响应的机制主要取决于海床中孔隙水压力的产生方式。孔隙水压力产生方式有两种：超孔隙水压力的累积（残余孔隙水压力）、循环变化的振荡孔隙水压力 5.目前计算固结沉降的方法有（）、（）、（）及（）。 答案：弹性理论法、工程实用法、经验法、数值计算法。 6.根据莫尔—库伦破坏准则，理想状态下剪破面与大主应力面的夹角为（）。答案：45 + / 7.土的三种固结状态：欠固结、超固结、正常固结。 8.硬化材料持续受力达到屈服状态后的变化过程：屈服硬化破坏 =。 9.相对密实度计算公式I D 10.静力贯入试验的贯入速率一般为 2cm/s。 11用一种非常密实的砂土试样进行常规三轴排水压缩试验，围压为 100kPa 和3900kPa，用这两个试验的莫尔圆的包线确定强度参数有什么不同？ 答：当围压由100kPa 增加到3900kPa 时，内摩擦角会大幅度降低。 12.塑性应力应变关系分为_____理论和_____________理论两种 增量（流动）、全量（形变） 13.三轴剪切试验依据排水情况不同可分为（）、（）、（） 答案：不固结不排水剪、固结不排水剪、固结排水剪。 14.一种土的含水量越大，其内摩擦角越（小）。 15.剑桥模型（MCC）中的5个参数一次是 M VCL中的гλ，以及弹性部分的 K υ。 16.剑桥模型的试验基础是正常固结土和超固结土试样的排水和不排水三轴试验。 17.一般情况下，石英砂的内摩擦角为 29~33 二、简答题 1.影响土强度的一般物理性质？ 答：1.颗粒矿物成分 2.粗粒土颗粒的几何性质 3.土的组成颗粒级配 4.土的状态 5.土的结构6.剪切带的存在对土强度的影响。 2.简述波浪在浅水中传播时有哪些变化？

清华大学高等土力学复习题

高等土力学 第一章土的物质构成及分类 1蒙脱石和伊利石晶胞结构相同，但蒙脱石具有较大的胀缩性，为什么？ 2用土的结构说明为什么软粘土具有较大流变特性，原生黄土具湿陷性？ 3试述非饱和土中水的迁移特征及控制迁移速率的主要因素？ 4非饱和土中水的运移规律与饱和土中水的渗透规律有什么不同？ 试述非饱和土和饱和土中孔隙水迁移规律的异同点？ 5X射线衍射法是怎样分析粘土矿物成份的？ 6粘土表面电荷来源有哪几方面？利用粘粒表面带电性解释吸着水（结合水）形成机理？ 7非饱和土中土水势以哪种为主？如何测定非饱和土的土水势大小？ 8非饱和土中的土水势主要由哪个几个部分组成？非饱和土中水的迁移速率主要与哪几种因素有关？ 9请用粘性土的结构解释粘性土具有可塑性而砂土没有可塑性的机理。 10试简明解说土水势的各分量？ 11土的结构有哪些基本类型？各有何特征？ 12分散土的主要特征是什么？为什么有些粘性土具有分散性？ 13粘性土主要有哪些性质，它们是如何影响土的力学性质的？ 14为什么粘土颗粒具有可塑性、凝聚性等性质，而砂土颗粒却没有这些性质？ 15非饱和粘性土和饱和的同种粘性土（初始孔隙比相同）在相同的法向应力作用下压缩，达到稳定的压缩量和需要的时间哪个大，哪个小，为什么？ 16粘土的典型结构有哪几种，它们与沉积环境有什么联系，工程性质方面各有何特点？

17粘性土的结构与砂土的结构有什么不同？ 18为什么粘性土在外力作用下具有较大流变特性？ 19粘土矿物颗粒形状为什么大都为片状或针状，试以蒙脱石的晶体结构为例解释之。 第二章土的本构关系及土工有限元分析 1中主应力对土体强度和变形有什么影响？分别在普通三轴仪上和平面应变仪上做 试验，保持σ3为常量，增加σ1－σ3所得应力应变关系曲线有何不同？所得强度指标是否相同？ 2屈服面和硬化规律有何关系？ 3弹塑性柔度矩阵[C]中的元素应有哪三点特征？ 4剑桥弹塑性模型应用了哪些假定？欲得到模型参数应做哪些试验？ 5广义的“硬化”概念是什么？什么叫硬化参数？ 6什么是流动规则？什么叫塑性势？流动规则有哪两种假定？ 7弹塑性模型中，为什么要假定某种型式的流动法则，它在确定塑性应变中有何作用？ 8根据相适应的流动规则，屈服面和塑性应变增量的方向有何特征？ 9试解释为什么球应力影响塑性剪应变？ 10什么叫土的变形“交叉效应”？“交叉效应”对土的刚度矩阵[D]或柔度矩阵[C]有何影响？ 11什么叫应力路径？什么叫应力历史？试结合图示说明它们对土的变形的影响？ 12什么叫土的“各向异性”？考虑“各向异性”对土的刚度矩阵[D]或柔度矩阵[C]有何影响？ 13哪些因素影响土的变形？或土体变形有哪些特征？ 14什么叫剪缩？什么叫剪胀？什么样的土表现为剪胀，怎样的土表现为剪缩？邓肯双曲线模型能否反映剪胀，剪缩？为什么？修正剑桥模型能否反映？

高等土力学历年真题

高等土力学历年真题 一、 黄土湿陷性机理与处治方法。(2010年) 1、黄土湿陷泛指非饱和的、结构不稳定的黄色土，在一定压力作用下，受水浸湿后，土的结构迅速破坏，发生显著的附加下沉现象。黄土湿陷现象是一个复杂的地质、物理、化学过程，对于湿陷的机理目前国内外有多种假说，归纳起来可分为内因和外因两个方面。 黄土形成初期，季节性的少量雨水把松散的粉粒粘聚起来，而长期的干旱使水分不断蒸发，于是少量的水分以及溶于水中的盐类都集中到较粗颗粒的表面和接触点处，可溶盐逐渐浓缩沉淀而成为胶结物。同时随着含水量的减少，土颗粒彼此靠近，颗粒间的分子引力以及结合水和毛细水的联结力逐渐加大，这些因素都增强了土粒之间抵抗滑移的能力，阻止了土体在自重压密，从而形成以粗粉粒为主体骨架的蜂窝状大孔隙结构。 当黄土受水浸湿或在一定外部压力作用下受水浸湿时，结合水膜增厚并楔入颗粒之间，于是结合水联系减弱，盐类溶于水中，各种胶结物软化，结构强度降低或失效，黄土的骨架强度降低，土体在上覆土层的自重压力或在自重压力与附加压力共同作用下，其结构迅速破坏，大孔隙塌陷，导致黄土地基附加的湿陷变形。 2、黄土地基处理方法 地基处理应考虑场地的选择和勘探，黄土湿陷类型的派别和地基处理方法的选择，以达到建筑设计经济与安全的要求。 灰土垫层 传统方法，用于高层建筑更能发挥其作用，它具有一定的胶凝强度和水稳定性，在基础压力作用下以一定的刚性角向外扩散应力，因而常用作刚性基础的底脚。 砂石垫层 用于地下水位较高的软弱土层，厚度约1-3m ，其下为工程性能良好的下卧层。 强夯法 是处理湿陷性黄土地基最经济的一种方法，其处理土层厚度一般用梅纳提出的估算公式QH z α= 灰土挤密桩 是处理大厚度湿陷性黄土地基方法之一，其作用是挤密桩周围的土体，降低或者消除桩深度内地基土的湿陷性，提高承载力。 振冲碎石桩 主要用于饱和黄土的地基处理，它以振冲置换作用为主。 打入混凝土预制桩 锤击沉入的钢筋混凝土预制桩，质量稳定，工艺简便，是目前高层建筑基础应用较广的一种。 灌注桩 主要用于饱和黄土填土地基，他是利用挖空或沉桩基将钢制桩管沉入土中成孔

高等土力学试卷

附件3：研究生课程空白试卷（考试形式）式样 北京建筑工程学院研究生试题专用纸 得分阅卷人（签字）复核人（签字） 姓名学号年级 专业课程名称 考试日期2013年05 月17日试卷答卷所需时间1周 试题内容（附评分标准）： 1、简述土的结构性与成因，比较原状土与重塑土结构的强弱，并说明原因。(5分) 2、简述土工参数不确定性的主要来源和原因。(5分) 3、何为土的剪胀性，产生剪胀的原因。(5分) 4、影响饱和无粘性土液化的主要因素有哪些？列举几种判断液化的方法。(5分) 5、广义讲，什么是土的本构关系？与其他金属材料比，它有什么变化特性？(5分) 6、土的本构模型主要分哪几类？邓肯-张本构模型的本质是什么？并写出邓肯-张本构模型 应力应变表达式；并给出邓肯-张模型中参数的确定方法。(5分) 7、剑桥模型的试验基础及基本假定是什么？说明该模型各个参数的意义及确定方法。(5分) 8、比奥（Biot）固结理论与太沙基－伦杜立克（Terzaghi-Randulic）扩散方程之间主要区别 是什么？后者不满足什么条件？二者在固结计算结果有什么主要不同？(5分) 9、何为Mandol-cryer效应？说明其产生的机理。为什么拟三维固结理论（扩散方程）不能 描述这一效应？(5分) 10、影响地基承载力的因素有哪些？介绍地基极限承载力和容许承载力的意义。(5分) 11、地基的破坏形式和土的种类之间有何关系，具体原因是什么? (5分) 12、用高等土力学知识解释降雨尤其是暴雨是滑坡活动最重要的触发因素。(5分) 13、沙漠中稳定沙丘的背风坡坡度接近于松砂的天然休止角。它大于还是小于颗粒矿物的滑动摩擦角？为什么海边的沙滩的坡度要比松砂的天然休止角小的多？(5分) 14、正常固结粘土的强度包线过原点，即其粘聚力c为零。这是否意味着它在各种应力状态下都不存在任何粘聚力？(5分) 15、写出弗雷德伦德（Fredlund）的非饱和土强度公式，其中哪一个参数不是常数？它与土

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2.7 （1）修正后的莱特-邓肯模型比原模型有何优点？ 莱特-邓肯模型的屈服面和塑性势面是开口的锥形，只会产生塑性剪胀；各向等压应力下不会发生屈服；破坏面、屈服面和塑性势面的子午线都是直线不能反映围压对破坏面和屈服面的影响。为此，对原有模型进行修正，增加一套帽子屈服面，将破坏面、屈服面、塑性势面的子午线改进为微弯形式，可以反映土的应变软化。 （2）清华弹塑性模型的特点是什么？ 不首先假设屈服面函数和塑性势函数，而是根据试验确定塑性应变增量的方向，然后按照关联流动法则确定其屈服面；再从试验结果确定其硬化参数。因而这是一个假设最少的弹塑性模型 2.8如何解释粘土矿物颗粒表面带负电荷？ 答：（1）由于结构连续性受到破坏，使粘土表面带净负电荷，（边角带正电荷）。 （2）四面体中的硅、八面体中的铝被低价离子置换。 （3）当粘土存在于碱性溶液中，土表面的氢氧基产生氢的解离，从而带负电。 2.9土的弹性模型分类及应用： 线弹性：广义胡克定律 非线弹性：增量胡克定律 高阶弹性模型：柯西弹性模型、格林弹性模型、次弹性模型 ①弹性模型：一般不适用于土，有时可近似使用：地基应力计算；分层总和法②非线弹性模型：使用最多，实用性强：一般 参数不多；物理意义明确；确定参数的试验比较简单③高阶的弹性模型：理论基础比较完整严格；不易建立实用的形式：参数多；意义不明确；不易用简单的试验确定 3.1-3.2正常固结粘土的排水试验和固结不排水试验的强度包线总是过坐标原点的，即只有摩擦力；粘土试样的不排水试验的包线是水平的，亦即只有粘聚力。它们是否就是土的真正意义上的摩擦强度和粘聚强度？ 答：都不是。正常固结粘土的强度包线总是过坐标原点，似乎不存在粘聚力，但是实际上在一定条件下固结的粘土必定具有粘聚力，只不过这部分粘聚力是固结应力的函数，宏观上被归于摩擦强度部分。粘土的不排水试验虽然测得的摩擦角为0，但是实际上粘土颗粒之间必定存在摩擦强度，只是由于存在的超静空隙水压使得所有破坏时的有效应力莫尔圆是唯一的，无法单独反映摩擦强度。 3.3什么是三轴试验的临界孔隙比？论述临界孔隙比与围压的关系。 所谓临界孔隙比是指在三轴试验加载过程中，轴向应力差几乎不变，轴向应变连续增加，最终试样体积几乎不变时的孔隙比，也可以叙述为：用某一孔隙比的砂试样在某一围压下进行排水三轴试验，偏差应力达到（σ1-σ3）ult时，试样的体应变为零；或者在这一围压下进行固结不排水试验中破坏时的孔隙水压力为零，这一孔隙比即为在这一围压下的临界孔隙比。 临界孔隙比与围压的关系：如果对变化的围压σ3进行试验，则发现临界孔隙比是不同的。围压增加临界孔隙比减小，围压减小临界孔隙比增加。 3.4请简述影响土强度的外部因素。 参考答案： 1.围压3对土强度影响； 2.中主应力2的影响； 3.土强度具有各向异性； 4.加载速率对土的抗剪强度有一定影响； 5.温度对土强度有一定影响。 3.5 对某种饱和正常固结粘质粉土，已知其有效应力强度指标和孔压系数分别为=0，，B=1，=2/3。 （1）计算该土在常规三轴压缩试验（CTC）中的固结不排水强度指标。 （2）计算该土在减围压三轴压缩试验（RTC）中的固结不排水强度指标。 答：（1）CTC：保持围压不变，增加轴向应力。 为轴向应力；为固结压力（围压） 试验应力路径：，， ，代入数据得， 根据有效应力原理得 由于=0，所以

河海大学高等土力学试卷教学提纲

河海大学高等土力学 试卷

《2012年河海大学高等土力学》—— 《土工原理》2012-05-16 1.土体在沉淀以后，抗剪强度有什么变化趋势？为什么？（8分） p128 （p116） 答：土体沉淀后，不同的主应力方向下土的抗剪强度不同：竖向抗剪强度高于水平抗剪强度。这是因为天然的土通常在沉积过程中，长宽比大于1的针、片、棒状颗粒在重力作用下倾向于长边沿水平方向排列而处于稳定的状态，近似于水平层的沉淀，由于长期自重的作用，促成土颗粒排列有一定的方向性，这就形成了土层的各向异性结构，土层的各向异性结构导致土的力学性质上的各向异性。 2.土体中有机质对土体有什么影响？（8分） p4 土壤中的有机质存在是土区别于一般固体物质的主要特性之一，有机质是土壤固相物质中最易变化、性质最不稳定的组分。有机质对土体性质影响的一般规律：随着有机质含量的增加，土的分散性加大，天然含水率增高，干密度减小，胀缩性增加，压缩性增加强度减小，承载力降低，对工程极为不利。 3.十字板剪切实验中，竖向剪切强度与两端水平剪切强度哪个大？为什么？ （7分）p102 答：（十字板剪切实验是一种利用十字板剪切仪在现场测定土的抗剪强度实验的方法，这种方法适合于现场测定饱和粘性土的原位不排水强度，特别适用于均匀饱和软粘土。对于粘土中夹带薄层细、粉砂或贝壳，用该方法测得强度偏高。） 现场土常常是各向异性的，对于正常固结土，水平面上的抗剪强度一般小于垂直面上的抗剪强度。产生各向异性的原因在于：土的成层性和土中的应力状态不同。 4.三轴实验中的破坏规范主应力之差和主应力之比，有什么不同？有什么区 别？（7分）p124

高等土力学试题()

一.回答下列问题： 1.何谓非饱和土的基质吸力? 举出一种非饱和土的强度公式。 2.三轴试验中的膜嵌入或顺变性（Membrane Penetration）对试验结果有什么影响？对什么土和什么类型的试验影响比较大？ 3.说明普朗特尔（Prandtl）和太沙基（Terzaghi）的地基极限承载力公式的基本假设条件和滑裂面形状。 4.何谓德鲁克（Drucker)假说？何谓相适应和不相适应的流动规则？对两种情况各举一个土的弹塑性模型。 5.某饱和砂土的固结不排水三轴试验结果如下图所示，在p－q 坐标定性绘出有效应力路径。应当如何确定这种土的有效应力强度指标？ σ1-σ3 q ε1 o p σ3 u 二. 选择一个问题回答： 1.在深覆盖层上修建土石坝时，坝体和覆盖层的防渗结构物主要有那些型式？各有什么优缺点？ 2.在地基处理方法中有哪些型式的复合地基桩？说明其适用范围。 三．最近在岩土工程界关于基坑支护土压力计算的讨论很热烈, 试谈谈你对土压力的“水土合算”与“水土分算”的看法 四. 某油罐地基工程采用堆载预压法进行地基加固，地基土的抗剪强度指标如图所示，已知中心点M处的自重应力为：σsz=40kPa, σsx=32 kPa. 当设计堆载压 力p＝200 kPa时在M点引起的附加压力σz=120 kPa,σx=30 kPa,分析M点是否 会破坏？应如何进行堆载才能防止地基破坏？ 粉质粘土 孔压系数A=0.4 c'=10Kpa H ?'=30? k=5?10-6cm/s 五．在一个高2米的铁皮槽中装有饱和的均匀松砂，其孔隙比e=0.85,砂的比重Gs=2.67,内摩擦角φ=32?。然后在振动时砂土发生了完全液化。由于槽壁位移，槽内的砂土的水平土压力是主动土压力，试计算砂土液化前后的槽壁上和槽底上的土压力和水压力。（10分） 饱和松砂 2．0米 六．回答下列问题： （一）说明高层建筑上部结构、基础和地基的相互作用关系。 （二）规范规定：一般粘性土中的预制桩，打入后15天，对软粘土，打入后21天，才能进行静载试验，为什么？ （三）为什么对于小型建筑物地基一般是承载力控制；对于大型建筑物地基一般是沉降控制？ （四）有一个建筑物的地基承载力基本值是120kPa，要求的设计承载力是250kPa，设计者在原地基上增加了70厘米厚的水泥土

高等土力学模拟考题及答案

模拟考试5及答案 1． 下图为拟选用的200米堆石坝料的级配表；拟采用厚粘土心墙防渗，粘土塑性指数I p =17；地基覆盖层 为50米，地基土以砂砾石为主。如果要求对该坝进行竣工时的稳定分析以及施工期的有效应力变形数值计算（采用土的本构关系模型与比奥固结理论耦合计算），变形数值计算采用Duncan-Chang 双曲线模型，现有三轴仪的试样尺寸为φ300×600mm ，需要对试验、模型参数确定和计算步骤进行设计。 （1） 对堆石料和粘土料应进行什么样的三轴试验？（包括堆石料的模拟、试验的排水条件及试验量测 数值等） （2） 简述在上述试验资料基础上，确定理论和模型的参数方法与步骤； （3） 对于非线性堆石坝变形分析，如何采用增量法分步进行计算？ （4） 如何进行竣工时的稳定分析？ 解答： （1） 对于堆石料应进行三轴排水的常规压缩试验。但是最大粒径为300/5＝60mm ， 建议采用替代法模拟；因为细颗粒较少，也可采用相似模拟或者其他模拟方法。对于粘土对于有效应力计算，应当进行排水三轴试验；但是为了测定孔压系数也要进行不排水试验（A,B ），也可用于总应力法的稳定分析； （2） 试验比奥固结理论需要测定孔压系数A,B ；Duncan-Chang 双曲线模型中的堆石 料和粘土料试验E,B 或者E 、ν模型，用三轴排水试验进行参数确定。 （3） 对于增量法可以逐层填筑，分布计算，一般可以模拟实际的填筑过程和工序； 在每一加载过程中，还应当用时间的差分进行孔压消散的比奥理论计算；最后得到竣工时的应力、孔压和变形（位移）。也可以用于稳定分析（总应力法或者有效应力法） （4） 总应力法：采用不排水强度指标，用圆弧法分析（比肖甫法和摩根斯坦－普赖 斯法）。如果采用有效应力分析，则可以通过计算确定心墙中的超静孔压等值线，采用有效应力强度指标。 2．在一种松砂的常规三轴排水压缩试验中，试样破坏时应力为：σ3＝100kPa ，σ1－σ3＝235kPa 。 (1) 计算下面几个强度准则的强度参数： 莫尔－库仑强度准则：（σ1－σ3）/（σ1＋σ3）＝sin ?; 广义屈雷斯卡(Tresca)准则： σ1－σ3=αt I 1 松冈元－中井照夫强度准测：I 1I 2/I 3＝k f. （2）平面应变状态的试样的y 方向为零应变方向，已知ν＝0.35。初始应力状态为σz ＝σx ＝200kPa 且按 ?σz /?σx ＝-2比例加载，利用以上3个强度准则分别计算试样破坏时的σz ＝？ σx ＝？σy ＝？b=? 解答： （1）参数计算：σ3＝100kPa ，σ1－σ3＝235kPa ，σ3＝σ2＝100kPa ，σ1＝335kPa ①莫尔－库仑强度准则 1313235 0.54,32.7435 σσφσσ-===?+ ②Tresca 113 1 3352100535235 0.44535 t I kPa I σσα=+?=-= = = ③松冈元

高等土力学试题-考博专用教学内容

参考书目《高等土力学》李广信 第1章土工试验及测试 一、简述土工试验的目的和意义。 1）揭示土的一般或特有的物理力学性质。 2）针对具体土样的试验，揭示区域性土、特殊土、人工复合土的物理力学性质。 3）确定理论计算和工程设计的参数。 4）验证理论计算的正确性及实用性。 5）原位测试、原型监测直接为土木工程服务，也是分析和实现信息化施工的手段。 第2章土的本构关系 ★二、广义讲，什么是土的本构关系？与其他金属材料比，它有什么变形特性（应力应变特性）？（2.3节）P51 土的本构关系广义上讲是指反应土的力学性状的数学表达式，表示形似一般为应力-应变-强度-时间的关系。 与金属材料相比，土的变形特性包含： ①土应力应变的非线性。由于土由碎散的固体颗粒组成，土的宏观变形主要不是由土颗粒本身变形，而是由于颗粒间位置的变化。这样在不同的应力水平下由相同应力增量引起的应变增量就不会相同，即表现出非线性。 ②土的剪胀性。由于土石由碎散颗粒组成的，在各向等压或等比压缩时，孔隙总是减少的，从而可发生较大的体积压缩，这种体积压缩大部分死不可恢复的，剪应力会引起土塑性体积变形，这叫剪胀性，另一方面，球应力又会产生剪应变，这种交叉的，或者耦合的效应，在其他材料中很少见。 ③土体变形的弹塑性。在加载后再卸载到原来的应力状态时，土一般不会完全恢复到原来的应变状态，其中有一部分变形是可以恢复的，部分应变式不可恢复的塑性应变，并且后者往往占很大的比例。 ④土应力应变的各向异性和土的结构性。不仅存在原生的由于土结的各向构异性带来的变形各向异性，而且对于各向受力不同时，也会产生心的变形和各向异性。 ⑤土的流变性。土的变形有时会表现出随时间变化的特性，即流变性。与土的流变特性有关的现象只要是土的蠕变和应力松弛。 影响土的应力应变关系的应力条件主要有应力水平，应力路径和应力历史。 ★三、何为土的剪胀性，产生剪胀的原因？P52(2.3.2) 土体由于剪应力引起的体积变化称为剪胀性，广义的剪胀性指剪切引起的体积变化，既包括体胀，也包括体缩，但后者常被称为“剪缩”。土的剪胀性实质上是由于剪应力引起土颗粒间相互位置的变化，使其排列发生变化，加大（或减小）颗粒间的孔隙，从而发生体积的变化。 四、论述土的本构关系分类，并举例说明。 1、弹性本构关系 弹性本构关系可分为线弹性本构关系和非线性弹性本构关系。线弹性本构关系即一般的弹性力学，其应力-应变关系服从广义胡克定律。非线性本构关系的应力-应变曲线是非线性

高等土力学试题

.回答下列问题: 1. 何谓非饱和土的基质吸力？举出一种非饱和土的强度公式。 2. 三轴试验中的膜嵌入或顺变性（ Membrane Penetration ）对试验结果有什么影响？对什么土和什么类型的试验影响比 较大？ 3. 说明普朗特尔（Prandtl ）和太沙基（Terzaghi ）的地基极限承载力公式的基本假设条件和滑裂面形状。 4. 何谓德鲁克（Drucker ）假说？何谓相适应和不相适应的流动规则？对两种情况各举一个土的弹塑性模型。 5. 某饱和砂土的固结不排水三轴试验结果如下图所示，在 p - q 坐标定性绘出有效应力路径。应当如何确定这种土的有 效应力强度指标？ U 二.选择一个问题回答： 1. 在深覆盖层上修建土石坝时，坝体和覆盖层的防渗结构物主要有那些型式？各有什么优缺点？ 2. 在地基处理方法中有哪些型式的复合地基桩？说明其适用范围。 三?最近在岩土工程界关于基坑支护土压力计算的讨论很热烈 ，试谈谈你对土压力的“水土合算”与“水土分算”的看 法 四.某油罐地基工程采用堆载预压法进行地基加固，地基土的抗剪强度指标如图所示，已知中心点 M 处的自重应力为: Sz =40kPa, ；x =32 kPa.当设计堆载压 力p = 200 kPa 时在M 点引起的附加压力 Z =120 kPa, X =30 kPa,分析M 点是否 会破坏？应如何进行堆载才能防止地基破坏？ 孔压系数A=0.4 c ?=10Kpa H ??=30? _ -6 k=5 ：10 cm/s 五?在一个高2米的铁皮槽中装有饱和的均匀松砂，其孔隙比 e=0.85,砂的比重Gs=2.67,内摩擦角：；：；：。然后在振动时 砂土发生了完全液化。由于槽壁位移，槽内的砂土的水平土压力是主动土压力，试计算砂土液化前后的槽壁上和槽底上 P 粉质粘土

考研高等土力学复习

一(b)、《高等土力学》研究的主要内容。 二、与上部结构工程相比，岩土工程的研究和计算分析有什么特点？ 三、归纳和分析土的特性。 四、简述土的结构性与成因，比较原状土与重塑土结构性强弱，并说明原因？ 五/0、叙述土工试验的目的和意义。 五/1、静三轴试验基本原理（即确定土抗剪强度参数的方法）与优点简介 五/2、叙述土体原位测试（既岩土工程现场试验）的主要用途，并介绍3种原位测试方法 五/3、粘土和砂土的各向异性是由于什么原因引起的？什么是诱发各向异性？ 五/4、介绍确定土抗剪强度参数的两种不同方法（包括设备名称），并分析其优缺点？ 五/5、什么叫材料的本构关系？在土的本构关系中，土的强度和应力-应变有什么联系？ 五/6、什么是加工硬化？什么是加工软化？请绘出他们的典型的应力应变关系曲线。 五/7、渗透破坏的主要类型？渗透变形的主要防治方法？ 五/8、沉降计算中通常区分几种沉降分量？它们的机理是什么？按什么原理对它们进行计算？ 六、阐述土工参数不确定性的主要来源和产生原因？ 七、岩土工程模型试验要尽可能遵守的原则？ 八、何谓土的剪胀特性？产生剪胀的原因？ 九、影响饱和无粘性土液化的主要因素有哪些？举出4种判断液化的方法。 十、刚性直剪试验的缺点并提出解决建议？ 十一、列举一个土工试验在工程应用中的实例，并用土力学理论解释之。 十二、叙述土工试验的目的和意义和岩土工程模型试验要尽可能遵守的原则？ 十三、土的本构模型主要可分为哪几类？邓肯-张本构模型的本质？并写出邓肯-张本构模型应力应变表达式，并在应力应变座标轴中表示。 十四、广义地讲，什么是土的本构关系？与其他金属材料比，它有什么变形特征？ 十五、在土的弹塑性本构关系中，屈服准则、硬化定理、流动法则起什么作用？ 十六、剑桥模型的试验基础及基本假定是什么？说明该模型各参数的意义及确定方法。 十七、给出应变硬化条件下，加载条件。为什么该条件在应变软化条件下不能使用 十八、土的本构模型主要可分为哪几类？何为非关联流动法则？写出基于非关联流动法则的弹塑性本构关系。

(完整word版)高等土力学历年真题-补充

第二章 土的本构关系 2.1 在邓肯-张的非线性双曲线模型中，参数a 、b 、E i 、E t 、(σ1-σ3)ult 以及R f 各代表什么意义？ 答：参数E i 代表三轴试验中的起始变形模量、a 代表E i 的倒数；(σ1-σ3)ult 代表双曲线的渐近线对应的极限偏差应力，b 代表(σ1-σ3)ult 的倒数；E t 为切线变形模量；R f 为破坏比。 2.2 土的塑性力学与金属的塑性力学有什么区别？ 答：金属塑性力学只考虑剪切屈服，而岩土塑性力学不仅要考虑剪切屈服，还要考虑静水压力对土体屈服的影响；岩土塑性力学更为复杂，需要考虑材料的剪胀性、各向异性、结构性、流变性等，而且应力应变关系受应力水平、应力路径和应力历史等的影响。 2.3 说明塑性理论中的屈服准则、流动准则、加工硬化理论、相适应和不相适应的流动准则。 答：（1）屈服准则：在多向应力作用下，变形体进入塑性状态并使塑性变形继续进行，各应力分量与材料性能之间必须符合一定关系时，这种关系称为屈服准则。屈服准则可以用来判断弹塑性材料被施加一应力增量后是加载还是卸载，或是中性变载，亦即是判断是否发生塑性变形的准则。 （2）流动规则：指塑性应变增量的方向是由应力空间的塑性势面g 决定，即在应力空间中，各应力状态点的塑性应变增量方向必须与通过该点的塑性势面相垂直，亦即p ij ij g d d ελσ?=?①。流动规则用以确定塑性应变增量的方向或塑性应变增量张量的各个分量间的比例关系。 （3）相适应、不相适应的流动准则：根据德鲁克假说，对于稳定材料0p ij ij d d σε≥，这就是说塑性势面g 与屈服面f 必须是重合的，亦即f=g ，这被称为相适应的流动规则。如果令f≠g ，即为不相适应流动规则。 （3） 加工硬化定律：是计算一个给定的应力增量引起的塑性应变大小的准则，亦即式①中的dλ可以通过硬化定律确定。

高等土力学试题-考博专用

参考书目《高等土力学》广信 第1章土工试验及测试 一、简述土工试验的目的和意义。 1）揭示土的一般或特有的物理力学性质。 2）针对具体土样的试验，揭示区域性土、特殊土、人工复合土的物理力学性质。 3）确定理论计算和工程设计的参数。 4）验证理论计算的正确性及实用性。 5）原位测试、原型监测直接为土木工程服务，也是分析和实现信息化施工的手段。 第2章土的本构关系 ★二、广义讲，什么是土的本构关系？与其他金属材料比，它有什么变形特性（应力应变特性）？（2.3节）P51 土的本构关系广义上讲是指反应土的力学性状的数学表达式，表示形似一般为应力-应变-强度-时间的关系。 与金属材料相比，土的变形特性包含： ①土应力应变的非线性。由于土由碎散的固体颗粒组成，土的宏观变形主要不是由土颗粒本身变形，而是由于颗粒间位置的变化。这样在不同的应力水平下由相同应力增量引起的应变增量就不会相同，即表现出非线性。 ②土的剪胀性。由于土石由碎散颗粒组成的，在各向等压或等比压缩时，孔隙总是减少的，从而可发生较大的体积压缩，这种体积压缩大部分死不可恢复的，剪应力会引起土塑性体积变形，这叫剪胀性，另一方面，球应力又会产生剪应变，这种交叉的，或者耦合的效应，在其他材料中很少见。 ③土体变形的弹塑性。在加载后再卸载到原来的应力状态时，土一般不会完全恢复到原来的应变状态，其中有一部分变形是可以恢复的，部分应变式不可恢复的塑性应变，并且后者往往占很大的比例。 ④土应力应变的各向异性和土的结构性。不仅存在原生的由于土结的各向构异性带来的变形各向异性，而且对于各向受力不同时，也会产生心的变形和各向异性。 ⑤土的流变性。土的变形有时会表现出随时间变化的特性，即流变性。与土的流变特性有关的现象只要是土的蠕变和应力松弛。 影响土的应力应变关系的应力条件主要有应力水平，应力路径和应力历史。 ★三、何为土的剪胀性，产生剪胀的原因？P52(2.3.2) 土体由于剪应力引起的体积变化称为剪胀性，广义的剪胀性指剪切引起的体积变化，既包括体胀，也包括体缩，但后者常被称为“剪缩”。土的剪胀性实质上是由于剪应力引起土颗粒间相互位置的变化，使其排列发生变化，加大（或减小）颗粒间的孔隙，从而发生体积的变化。 四、论述土的本构关系分类，并举例说明。 1、弹性本构关系 弹性本构关系可分为线弹性本构关系和非线性弹性本构关系。线弹性本构关系即一般的弹性力学，其应力-应变关系服从广义胡克定律。非线性本构关系的应力-应变曲线是非线性

高等土力学考试

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一回答下列问题： 1. 何谓非饱和土的基质吸力？举出一种非饱和土的强度公式。 2. 三轴试验中的膜嵌入或顺变性（ Membrane Penetration ）对试验结果有什么影响？对什么土和什么类型的 试验影响比较大？ 3. 说明普朗特尔（Prandtl ）和太沙基（Terzaghi ）的地基极限承载力公式的基本假设条件和滑裂面形状。 4. 何谓德鲁克（Drucker ）假说？何谓相适应和不相适应的流动规则？对两种情况各举一个土的弹塑性模型。 5. 某饱和砂土的固结不排水三轴试验结果如下图所示，在 p -q 坐标定性绘出有效应力路径。应当如何确 定这种土的有效应力强度指标？ 1. 在深覆盖层上修建土石坝时，坝体和覆盖层的防渗结构物主要有那些型式？各有什么优缺点？ 2. 在地基处理方法中有哪些型式的复合地基桩？说明其适用范围。 三?最近在岩土工程界关于基坑支护土压力计算的讨论很热烈 ，试谈谈你对土压力的“水土合算”与“水 土分算”的看法 四. 某油罐地基工程采用堆载预压法进行地基加固，地基土的抗剪强度指标如图所示，已知中心点 M 处的 自重应力为：“=40kPa, sx =32 kPa.当设计堆载压 力p = 200 kPa 时在M 点引起的附加压力 z =120 kPa, x =30 kPa,分析 M 点是否 会破坏？应如何进行堆载才能防止地基破坏？ p --------------------------- * -------------- ] r i r i t 1 粉质粘土 孔压系数A=0.4 c =10Kpa H =30 k=5 10-6cm/s

河海大学高等土力学试卷

《2012年河海大学高等土力学》—— 《土工原理》2012-05-16 1. 土体在沉淀以后，抗剪强度有什么变化趋势？为什么？（8分） p128 （p116） 答：土体沉淀后，不同的主应力方向下土的抗剪强度不同：竖向抗剪强度高于水平抗剪强度。这是因为天然的土通常在沉积过程中，长宽比大于1的针、片、棒状颗粒在重力作用下倾向于长边沿水平方向排列而处于稳定的状态，近似于水平层的沉淀，由于长期自重的作用，促成土颗粒排列有一定的方向性，这就形成了土层的各向异性结构，土层的各向异性结构导致土的力学性质上的各向异性。 2. 土体中有机质对土体有什么影响？（8分） p4 土壤中的有机质存在是土区别于一般固体物质的主要特性之一，有机质是土壤固相物质中最易变化、性质最不稳定的组分。有机质对土体性质影响的一般规律：随着有机质含量的增加，土的分散性加大，天然含水率增高，干密度减小，胀缩性增加，压缩性增加强度减小，承载力降低，对工程极为不利。 3. 十字板剪切实验中，竖向剪切强度与两端水平剪切强度哪个大？为什么？（7分）p102 答：（十字板剪切实验是一种利用十字板剪切仪在现场测定土的抗剪强度实验的方法，这种方法适合于现场测定饱和粘性土的原位不排水强度，特别适用于均匀饱和软粘土。对于粘土中夹带薄层细、粉砂或贝壳，用该方法测得强度偏高。） 现场土常常是各向异性的，对于正常固结土，水平面上的抗剪强度一般小于垂直面上的抗剪强度。产生各向异性的原因在于：土的成层性和土中的应力状态不同。 4. 三轴实验中的破坏规范主应力之差和主应力之比，有什么不同？有什么区别？（7分）p124 答：不同的取值规范有时会得到不同的强度参数，一般有最大主应力差规范max 31)(σσ-（当应力应变曲线不出现峰值的时，则取轴向应变15%对应的最大主应力差）和最大有效应力比规范两种。两种取值规范求得强度参数的差异将取决于实验中孔隙水应力的发展过程，也就取决于实验类型和式样的剪切类型。 )1)((3 1331 31-''-='-'=-σσσσσσσu （1） 三种排水剪实验两种取值规范一致，因为0=u ； （2） 三轴固结不排水剪和三轴不固结不排水剪实验，由于孔隙水压力没有变化，导致两

高等土力学习题

高等土力学作业 姓名：魏娟 学号：0212297

1.前言 康纳根据大量土的三轴试验的应力应变关系曲线，提出可以用双曲线拟合出一般的三轴试验a εσσ~)(31-曲线，即d a b a εεσσ+= -31 其中，a 、b 为试验常数。对于常规三轴试验，1εε=a 。邓肯等人根据这一双曲应力应变关系提出一种目前被广泛应用的增量弹性模型，一般被称为邓肯-张模型。 2.切线变形模量t E 在常规三轴压缩试验中，式(2-60)也可以写成 13 11εσσεb a +=- 将常规三轴压缩试验的结果按 13 11~εσσε-的关系进行整理，则二者近似成线性关系。其 中，a 为直线的截距；b 为直线的斜率。见图2-18(b)所示。 在常规三轴压缩试验中，由于032==σσd d ，所以切线模量为 2 1131) ()(εεσσb a a d d E t +=-= 在试验的起始点，01=ε，1E E t =，则a E t 1 = ，这表明a 代表的是在这个试验中的起 （a ） (b) 图2-18 土的应力应变的双曲线关系 始变形模量t E 的倒数。在式(2-60)中，如果∞→1ε，则b ult 1 )(31= -σσ，或者 ult b )(1 31σσ-=

由此可以看出b 代表的是双曲线的渐近线所对应的极限偏差应力ult )(31σσ-的倒数。 在土的式样中，如果应力应变曲线近似于双曲线关系，则往往是根据一定应变值(如 %151=ε)来确定土的强度f )(31σσ-，而不可能在试验中使1ε无限大，求取ult )(31σσ-； 对于有峰值点的情况，取峰)()(3131σσσσ-=-f ，这样ult f )()(3131σσσσ-<-。定义破坏比f R 为ult f f R )()(3131σσσσ--= ，f f ult R b )()(1 3131σσσσ-= -= 代入21131) ()(εεσσb a a d d E t +=-=中得2 131)(111????? ? ????????-+ =εσσf f t i t R E E E 式中t E 表示为应变1ε的函数，使用时不够方便，可将t E 表示为应力的函数形式。得到： ) (1) (31311σσσσε---= b a 代入2 1131) ()(εεσσb a a d d E t +=-= ，得 2 312 31312 3131)(11 1 )(1)(11 )(1)(????? ?--= ? ?? ?? ?---+= ????? ?---+= σσσσσσσσσσb a b b a b ab a a E t 进而得 2 313 11)(1??? ? ??? ?---=f f t R E E σσσσ 根据莫尔-库伦强度准则，有? ? σ?σσsin 1sin 2cos 2)(331-+= -c f 如果绘出)/lg(a t p E 与)/lg(3a p σ的关系图，则可以发现二者近似呈直线关系，见图2-19。所以可得 n a a t p Kp E )( 3 σ- 其中，a p 为大气压(kPa p a 4.101=)，量纲与3σ相同；K 、n 为试验常数，分别代表 )/lg(a t p E 与)/lg(3a p σ直线的截距和斜率。代入可得到

高等土力学思考题与概念题

高等土力学思考题与概 念题 公司标准化编码 [QQX96QT-XQQB89Q8-NQQJ6Q8-MQM9N]

思考题 第一章： 1． 对于砂土，在以下三轴排水试验中，哪些试验在量测试样体变时应考虑膜嵌入 (membrane penetration)的影响HC, CTC, CTE, RTC, RTE, 以及平均主应力为常数的TC TE 试验。 2．对于砂土，在常规三轴固结不排水(CU)压缩试验中，围压为常数，其膜嵌入 (membrane penetration)效应对于试验量侧的孔隙水压力有没有影响，为什么对于常规三轴固结排水试验对于试验有无影响 3．对于砂土，在常规三轴固结不排水(CU)压缩试验中，围压为常数，其膜嵌入 (membrane penetration)效应对于试验的不排水强度有没有影响， 4．在周期荷载作用下饱和砂土的动强度d (或d )如何表示定性绘出在同样围压3，不同初 始固结比1/3下的动强度曲线。 5．在一定围压下，对小于、等于和大于临界孔隙比e cr 密度条件下的砂土试样进行固结 不排水三轴试验时，破坏时的膜嵌入对于量侧的孔隙水压力有何影响对其固结不排水强度有什么影响（无影响、偏大还是偏小） 6．在土工离心模型试验中进行固结试验，如果模型比尺为100，达到同样固结度，模型 与原型相比，固结时间为多少 7．举出三种土工原位测试的方法，说明其工作原理、得到的指标和用途。 8．对于粗颗粒土料，在室内三轴试验中常用哪些方法模拟各有什么优缺点 9．真三轴试验仪器有什么问题影响试验结果用改制的真三轴试验仪进行试验，其应力 范围有何限制 10． 在饱和土三轴试验中，孔压系数A 和B 反映土的什么性质如何提高孔压系数B 11． 在p, q 坐标、,坐标和在平面坐标下画出下面几种三轴试验的应力路径（标出应 力路径的斜率）。 （1） CTC （常规三轴压缩试验） （2） p ＝常数，b=＝常数，真三轴试验； （3） RTE （减压的三轴伸长试验）。其中： 2 2 )()()(2 13 /)(3 13 12 132********σστσσσσσσσσσσσσ－＝ ＋＝ -+-+-= ++=q p 第二章 1．土的刚塑性本构模型与增量弹塑性模型表现的应力应变关系曲线有何区别 2．在剑桥模型中，物态边界面上的不排水三轴试验的有效应力路径向p--q 平面的投影 是不是其屈服轨迹为什么 3．剑桥模型是否可以反映土由于剪应力引起的体积膨胀（剪胀），清华弹塑性模型是 否可以反映土由于剪应力引起的体积膨胀二者的区别是由于什么不同 4．剑桥模型的帽子屈服面能不能反映土由于剪应力引起的体积变化它是剪胀还是减缩 5．Duncan-Chang 模型与剑桥模型都是在常规三轴试验基础上建立的，前者通过常规三 轴试验确定的(v 的关系推出模型参数；后者通过三轴试验建立了用p--q 表示的模型屈服函数。这两个模型是否可以直接应用于平面应变问题的数值计算。

完整word高等土力学历年真题

高等土力学历年真题 一、黄土湿陷性机理与处治方法。（2010年） 1、黄土湿陷泛指非饱和的、结构不稳定的黄色土，在一定压力作用下，受水浸湿后，土的结构迅速破坏，发生显著的附加下沉现象。黄土湿陷现象是一个复杂的地质、物理、化学过程，对于湿陷的机理目前国内外有多种假说，归纳起来可分为内因和外因两个方面。 黄土形成初期，季节性的少量雨水把松散的粉粒粘聚起来，而长期的干旱使水分不断蒸发，于是少量的水分以及溶于水中的盐类都集中到较粗颗粒的表面和接触点处，可溶盐逐渐浓缩沉淀而成为胶结物。同时随着含水量的减少，土颗粒彼此靠近，颗粒间的分子引力以及结合水和毛细水的联结力逐渐加大，这些因素都增强了土粒之间抵抗滑移的能力，阻止了土体在自重压密，从而形成以粗粉粒为主体骨架的蜂窝状大孔隙结构。 当黄土受水浸湿或在一定外部压力作用下受水浸湿时，结合水膜增厚并楔入颗粒之间，于是结合水联系减弱，盐类溶于水中，各种胶结物软化，结构强度降低或失效，黄土的骨架强度降低，土体在上覆土层的自重压力或在自重压力与附加压力共同作用下，其结构迅速破坏，大孔隙塌陷，导致黄土地基附加的湿陷变形。 2、黄土地基处理方法 地基处理应考虑场地的选择和勘探，黄土湿陷类型的派别和地基处理方法的选择，以达到建筑设计经济与安全的要求。 灰土垫层传统方法，用于高层建筑更能发挥其作用，它具有一定的胶凝强度和水稳定性，在基础压力作用下以一定的刚性角向外扩散应力，因而常用作刚性基础的底脚。 砂石垫层用于地下水位较高的软弱土层，厚度约l?3m,其下为工程性能良好的下卧强夯法是处理湿陷性黄土地基最经济的一种方法，其处理土层厚度一般用梅纳提岀的 估算公式乂门 灰土挤密桩是处理大厚度湿陷性黄土地基方法之一，其作用是挤密桩周围的土体，降低或者消除桩深度内地基土的湿陷性，提高承载力。 振冲碎石桩主要用于饱和黄土的地基处理，它以振冲置换作用为主。 打入混凝土预制桩锤击沉入的钢筋混凝土预制桩，质量稳定，工艺简便，是目前高层建筑