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高等土力学试题考博专用

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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

的,但是加卸载仍然沿着一条曲线。该本构关系未考虑土的塑性变形,因而仅当受力体各点都是加荷条件时,才近似符合实际,而且也没有考虑应力路径和中主应力的影响。

2、弹塑性本构关系

弹塑性模型则把总的变形分成弹性形变和塑性形变两个部分,用胡克定律计算弹性变形部分,用塑性理论来解塑性变形部分。对于塑性变形,要做三方面假定: 破坏准则和屈服准则;硬化规律;流动法则。该本构关系可分为刚性理想塑性本构关系、理想弹性塑性本构关系和弹塑性应变硬化(或软化)型本构关系。

代表性模型剑桥模型 英国剑桥大学提出的用于正常固结或弱超固结粘土的模型,由三轴压缩试验结果整理处q-p 和e-p 关系曲线。土中e 为孔隙比,应力p 、q 指的是有效应力;图中实线表示排水剪试验,虚线为固结不排水试验。

3、流变型本构关系

该本构关系考虑应力、应变随时间变化的本构关系,是弹性、塑性和粘滞性三者相结合而成的。

★五、土的本构模型主要分哪几类?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,并在应力应变坐标轴中表示。(2.4.2)P62

答:土的本构模型大体上可以分为弹性模型,弹塑性模型,粘弹塑性模型,内时塑性模型等几类。

邓肯-张双曲线模型本质在于假定土的应力应变之间的关系具有双曲线性质,双曲线拟合出一般土的三轴试验13a

a a

b εσσε-=-,其中,a b 为试验常数,对于常规三轴压缩试验,轴

应变1a εε=,邓肯等人根据这一双曲线应力应变关系提出了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

六、试说明屈服点,屈服准则,屈服面和屈服轨迹的概念。

1)屈服点:产生屈服现象时的最小应力值即为屈服点

2)屈服准则:用以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。

3)屈服面和屈服轨迹:屈服准则用几何方法来表示即为屈服面和屈服轨迹,由于许多模型都假设土体是各向同性的,则屈服函数可以再三位空间中表示成曲面,称为屈服面。这一屈服面与任一个二维应力坐标平面的交线就是屈服轨迹。

七、在土的弹塑性本构关系中,屈服准则,流动法则,硬化定理起什么作用?

①屈服准则是判断土作为弹塑性材料来研究是否发生塑性变形的准则。

②流动法则是用来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硬化定理用来描述屈服标准如何发展,说明屈服面为什么会硬化,具体确定硬化函数与硬化参数。

八、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?

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。

★九、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。

①剑桥模型基于传统塑性位势理论,采用了帽子屈服面和关联流动法则。屈服面形式是依据能量理论得到的。假设:弹性剪切变形为零;材料服从关联流动法则。

②模型参数基于正常固结土和超固结土试样的排水和不排水三轴试验得到的。

模型参数为M ,λ,k 。其中M 为'p q -平面上破坏线的斜率。'

'6sin 3sin M ??=-,λ为临界状

态现在'p e -平面上的投影以'ln e p -坐标表示的直线坡率。K 为膨胀指数,即'ln e p -回弹曲线的斜率。

★十、简述土的结构性与成因,比较原状土与重塑土结构强弱,并说明原因。

土的组构指颗粒、粒组和孔隙空间的几何排列方式;土的结构是表示土的组成成分、空间排列和粒间作用的综合特性,土的结构性是由于土的这种结构特性造成的力学特性。

原状土比重塑土表现出量多强的结构性,这是由于原状土在漫长的沉积过程及随后的各种地质作用过程中,土粒间排列和颗粒间的各种作用力具有特有的形式。而重塑土原有结构性被扰动,破坏了原有的结构性,因而比室内重塑土具有更强的结构性。

补一、莱特-邓肯模型和清华模型的优缺点?

莱特-邓肯原有模型具有简单,能反映砂土剪胀,破坏准则能较好地符合试验结果,但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。修正后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,但趋于复杂。

清华模型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,是一个假设最少的弹塑性模型,也可反映土的剪胀性,可用于三维的应力状态,适用于砂土和粘土。

第3章 土的强度

补二、莫尔公式是在土的破坏面上的抗剪强度是作用在该面上的正应力的单值函数。 补三、土的强度特征有哪些?

①由于土骨架是碎散颗粒的集合,土颗粒之间的相互联系是相对薄弱的,所以土的强度主要是由颗粒间的相互作用力决定,而不是由颗粒矿物的强度本身直接决定的。土的破坏主要是剪切破坏,其强度主要表现为颗粒间的粘聚力和摩擦力。

②土由三相组成,在研究时要考虑孔隙水压力、吸力等土力学所特有的影响土强度的因素。

③土的地质历史造成土强度突出的多变性、结构性和各向异性。

★十一、试论述土的抗剪强度机理及其影响因素

(1)土的抗剪强度有两部分组成,一部分是摩擦强度,一部分是粘聚强度,强度机理及影响因素十分复杂,不可能将二者截然分开。摩擦强度包括固体颗粒间的滑动摩擦及咬合摩擦,粘聚力包括静电引力、范德华力、颗粒间的胶结、颗粒间接触点的化合价键及表观粘聚力。

(2)影响土强度的因素主要分为两大类,一类是土本身的因素,主要是其物理性质;另一类是外界条件,主要是应力应变条件,前者可称为内因,后者可称为外因。

①内部因素:影响土强度的内部因素又分为土的组成、状态和结构。土的组成是影响土强度的最基本因素,它又包括土颗粒的矿物成分,颗粒大小与级配,颗粒形状,含水量(饱和度)以及粘性土的离子和胶结物种类等因素。土的状态是影响土强度的重要因素,比如砂土的相对密度大小是其咬合及因此产生的剪胀、颗粒破碎及重排列的主要影响因素;同样粘

土的孔隙比和土颗粒的比表面积决定了粘土颗粒间的距离,这又影响了土中水的形态及颗粒间作用力,从而决定粘性土粘聚力的大小。土的结构本身也受土的组成影响。原状土的结构性,特别是粘性土的絮凝结构使原状土强度远大于重塑土的强度,是不可忽视的影响因素。

②外部因素主要有应力、应变、时间、温度等,其中应力因素是最基本的,它又包括围压或最小主应力、中主应力、应力历史、应力方向和加载速率等。

十二、砂土的临界孔隙比的定义是什么?如何用试验来测定?论述临界孔隙比与围压的关系。

砂土的临界孔隙比:由不同初试孔隙比的砂土式样在同一压力下进行剪切试验,得到初试孔隙比与体积应变之间的关系,相应于体积变化为零的初始孔隙比即为临界孔隙比。给定砂土在不排水剪中必有不引起强度改变的初始孔隙比,称为临界孔隙比。

可由三轴固结排水剪和固结不排水剪试验来测定。

CD 试验测定临界孔隙比:不同初始孔隙比(密度不同)在相同的固结压力下进行CD 试验,测出式样剪切破坏时的体积应变,绘制初始孔隙比和体积应变的关系曲线,其中体积应变为零对应的初始孔隙比就是该固结压力下的临界孔隙比,临界孔隙比随着的固结压力增加而减小。

CU 试验:相同的固结压力下,不同的初始孔隙比式样的固结不排水剪测得剪破时的孔隙水压力后,绘制绘制破坏孔压和初始孔隙比的关系曲线,在纵轴上找到固结压力对应的点做水平线交曲线于一点,该点的横坐标对应临界空隙比

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。

十三、真强度参数的确定方法?在三轴试验中如何确定参数的?

真强度参数又称伏斯列夫参数,是一种表示在相同孔隙比条件下剪切破坏的抗剪强度的参数。分别作剪切破坏时孔隙比-有效应力的关系曲线和抗剪强度-有效应力的关系曲线。在孔隙比-有效应力的关系曲线取孔隙比相同的三点4/5/6,分别是正常固结、回弹和再压缩曲线上的三点,对应于剪强度-有效应力的关系曲线4/5/6相同的有效应力点,这三点对应相同的孔隙比破坏时时抗剪强度随法向有效应力的增长,连接三点近似为一条直线, 称为伏斯列夫破坏线,其中为真强度参数。

十四、正常固结黏土的排水试验和固结不排水试验的强度包线总是通过坐标原点,即只有摩擦力;黏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?为什么?

都不是。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。

★十五、阐述土的强度理论与适用性(包括主要强度理论的优缺点)。

①特雷斯卡Tresca 准则与广义特雷斯卡准则

特雷斯卡准则实际上是古典强度理论中的最大剪应力理论,可用132t k σσ-=表示,其中t k 为材料常数,是实验中试样破坏时的纯剪应力;1σ和 3σ分别为最大和最小主应力。在土力学中,这一准则只适用于饱和粘土的不排水强度指标的计算。

广义特雷斯卡准则可用1312t t k I σσα-=+表示,其中

1t I α反应平均主应力的影响。 ②米泽斯Mises 和广义米泽斯准则

这两个准则实际上是古典强度理论中形变能理论,可用2222122331()()()6m k σσσσσσ-+-+-=表

示。与Tresca 准则一样,只适用于饱和粘土的不排水强度近似计算中。

广义米泽斯准则加入了平均主应力对土抗剪强度的影响,10m m I k α-=表示,m α与m k 为材料常数,2J 为第二偏应力不变量。

③莫尔-库伦强度准则

一个平面上的抗剪强度取决于作用于这个面上的正应力,最简单的莫尔包线是线性的,可用tan f c τσ?=+表示。反映了土作为散体材料的摩擦强度的基本特点,参数易通过简单的试验确定,但对平面应变状态和应力水平很大时,可能引起比较大的误差。

④莱特-邓肯破坏准则

针对无粘性土提出了一种适用于砂土的弹塑性模型,采用不相关的流动准则,其中屈服面,塑性势面和破坏面在形状上是一致的,破坏准则可以用应力不变量的形式表示31313(,)0f f I I I k I =-=,适用于砂土和正常固结粘土,只有一个材料常数,而且该常数很容易通过三轴试验确定,它的破坏面形状和模型中的屈服面及塑性势面形状一致,并且没有角点,相对讲它是比较合理和方便的。

⑤松冈元-中井照夫破坏准则 认为三维主应力状态中的三个莫尔圆对土的强度都有影响,可用123f I I k I =表示,其常数很

难通过实验达到。

⑥双剪应力强度理论

认为土的破坏不仅仅取决于大主剪应力,而是由三个主剪应力中两个较大的所决定的。考虑了中主应力对土抗剪强度的影响。由于事先需要判断,相对较麻烦,在程中应用不普遍。

⑦隐式的破坏准则

实际上每一个土的本构关系模型都存在一个破坏准则,只不过有的是隐含在本构模型中,并无显式来表示,一般不能直接使用在极限平衡问题的分析中。

第4章 土中水及其渗流

十六、简述土冻胀的物理化学机理。

粘土颗粒表面的结合水和冰晶体核表面有一层未冻水,这层水膜结冰温度低于0℃。随着温度降低,这部分水膜逐渐冻结到冰晶中。这样,在冻结区存在很明显地吸力。这种吸力来源于:冻结时冰晶表面的未冻水膜变薄而产生地吸力;由于孔隙中水冻结而使离子浓度提高产生的渗透吸力;细粒土表面未冻水的吸力。冻结锋面在毛细影响区,则冻结锋面的负孔压吸引这部分毛细水,补充被冻结的冰晶表面变薄的未冻水膜,使冰晶不断扩大,变成冰透镜体和冰层,从而引起土体冻胀。

十七、影响土渗透系数的因数

影响土渗透系数的因素可分为两方面,土颗粒骨架和流体性质。前者包括土颗粒组成(颗粒形状、大小、矿物等)、土的状态(密度、孔隙通道特征等)、土的结构(絮状结构、分散结构);后者主要受流体粘滞系数和液体重度的影响,而流体又受压力、温度和流体内电解质的浓度影响,当水中含有封闭小气泡时,也会对其渗透性产生很大影响。

十八、达西定律的物理意义和适用范围?

达西定律揭示了单位面积渗流量与水头坡降成正比,比例常数为渗透系数。对于大颗粒

土,存在大孔隙通道,在高水力坡降下可能会使渗透变成紊流;在粘土中,水与颗粒表面相互作用也可能使流变方程偏离牛顿定律,这分别是达西定律适用情况的上下限。

第5章土的压缩与固结

十九、简述影响土压缩性的主要因素以及引起沉降的原因。

土的压缩(膨胀)性首先要取决于土的组成、状态和结构,其次还受到外界环境影响。主要为土粒粒度、成分和土体结构,以及土中的有机质和孔隙水,环境因素包含应力历史和温度。

沉降原因可能是建筑物荷载(土体形变和固结时孔隙比变化)、环境荷载(土体体缩和地下水位下降)、不直接与荷载有关的其他因素(地下洞穴、化学生物腐蚀等)。

★二十、简述几种沉降计算方法。

①单向压缩沉降计算法:是大优点是计算方法简单,计算指标容易测定,可以考虑各种土层条件、地下水位、基础性状,还能计及压缩指标修正和地基土的应力历史。但如果基础面积较小,地基土变形有明显三向特性,计算的沉降一般会偏低,应该给以修正。

②考虑三向变形效应的单向压缩法:对单向压缩法作了改进,因为初始孔隙水压力系数由三轴试验测定,其中孔压系数A计及了土的剪胀性影响。不完善处是将三轴应力状态下测得的孔隙压力用于地基中的一般应力状态,系数A随土变形而改变,较难确定。该法仅能用于基础对称轴上各点的沉降。

③三向变形计算法:具有单向压缩法的各种优点,且考虑了土的三向变形,更接近于实际。但计算中需要采用土的泊松比和土的应力-应变关系,这些要求模拟实际应力条件下用三轴试验测取,较为复杂。

④弹性理论法:直接应用弹性理论,概念清晰,计算简便。但是它的应用有较大局限性,不易计及各种实际的复杂边界条件。

⑤应力路径法:利用三轴仪在室内模拟土的原位应力路径,实测试样的应变,再计算沉降。计算思路较为先进,但试验工作量较大,计算依据的代表性点不易选择恰当等。

⑥剑桥模型法:考虑了土的剪胀(缩)性的本构关系,能同时解出地基土的垂直沉降、水平位移和固结过程中的孔隙水压力,但存在较大的局限性,只适用于正常固结粘土或弱超固结粘土,应用范围较窄。

⑦现场试验法:基于弹性理论,只是在现场通过试验确定参数,同时根据现场的实测资料,引进了经验参数,较为实用的办法。

二十一、太沙基单向固结理论基本假设是什么?单向固结的复杂情况有哪些?

(1)太沙基单向固结理论基本假设有:①土体是均质的,完全饱和的;②土颗粒与水均为不可压缩介质;③外荷重一次瞬时加到土体上,在固结过程中保持不变;④土体的应力与应变之间存在线性关系,压缩系数为常数;⑤在外力作用下,土体中只引起上下方向的单向渗流与压缩;⑥土中渗流服从达西定律,渗透系数保持不变;⑦土体变形完全是由超静水压力消散所引起的。

(2)单向固结的复杂情况包括①加荷随时间变化;②土层厚度随时间变化;③地基为成层土;④有限应变土层的固结。

★二十二、太沙基理论与比奥理论的比较分析。

土体在荷载作用下内部含水缓慢渗出,体积逐渐减小,这一现象称为土的“固结”。

(1)建立方程所依据的假定

两种理论的假定是基本一致的,即骨架线性弹性、变形微小、渗流符合达西定律。但是,有一个原则区别,那就是太沙基理论增加了一个假定——固结过程中法向总应力和不随时间

而变。太沙基方程是比奥方程在法向总应力之和不随时间变化的假定下的一种简化。

(2)孔隙压力与位移的联系

由于两种理论在假定上有差别,导致了建立的方程形式不同。太沙基方程中只含孔隙压力1个未知变量与位移无关,因此,不需要引入几何方程,不需要将孔隙压力与位移联系起来,孔隙压力的消散仅仅决定于孔隙压力初始条件和边界条件与固结过程中的位移无关;而比奥方程则包含孔隙压力和位移的联立方程组,需要完整的引入物理方程,进而引入几何方程,最后把孔隙压力和位移联系起来。

(3)孔隙压力随时间的变化

太沙基理论曲线与泊松比v无关,而比奥曲线受到v的影响很明显,若v小则固结慢,反之,v大固结快。此外,固结初期阶段对于比奥曲线,孔隙压力会有所上升,超过初始孔隙压力,在v较小时尤为显著,而太沙基曲线则无次现象。

(4)总应力与变形协调条件

太沙基固结理论在处理多维固结问题中,它忽略了变形协调条件对固结过程中总应力的影响,所获得的结果只是近似的。比奥提出的固结理论,考虑的这种影响,借助计算机和有限单元发等数值求解,可广泛来解决各种实际工程的固结问题。

二十三、简述太沙基固结理论和比奥固结理论的基本假设,求解方法、适用条件的异同,并就适用条件举例说明(2-3例)

比奥固结理论基本假设:

(1)土体均匀,线弹性,饱和状态;

(2)土体变形是小变形;

(3)土体和水均不可压缩

(4)土体渗流满足达西定律,渗透系数为常数;

太沙基方程只有位移为未知量,不考虑位移和孔隙水压力的耦合,求解出位移在根据位移求孔隙水应力,而比奥固结理论需要同时求解位移和空隙水压力,考虑了位移和孔隙水压力的耦合

适用条件:

太沙基固结理论适合大面积堆荷,总应力不变的情况下,同时仅对一维问题适用,不适合二维、三维问题求解;比奥固结理论假设总应力随时间变化,比如河水中的桥墩建筑过程,对孔隙水压力的影响是明显的;

太沙基固结理论与泊松比无关,而比奥固结理论受泊松比影响明显,泊松比小的时候,固结慢,反之,固结快。

固结初期阶段对于比奥固结曲线,孔隙水压力有所上升超过初试孔隙水压力,在泊松比较小的时候尤为明显,如曼德尔效应,太沙基则无此现象。

二十四、何为曼代尔-克雷(Mandol-cryer)效应?说明其产生的机理。

Mandol在分析柱形土体受均布压力沿柱面向外排水时,发现初期孔隙水压力不是消散,而是上升,并且超过应有的孔隙水压力,后来cryer在研究土球受均布压力径向排水时,也发现此现象,故称此现象为mandol-cryer效应。

以土球受径向荷载,径向固结排水为例来说明,在初期某一时间以后,由于边界排水,使靠近周边的空隙压力开始下降,这种下降波及的范围还只有半径的一部分,由于土球的外壳排水后,有效应力增高,将产生收缩,而土球内部没有变形也没有排水,骨架也不能变形,不能承担因土球收缩产生的收缩力,这部分力只有内部土体的空隙水承担,因此内部孔隙水压力增大。

二十五、简述几种固结试验方法

按试验时控制条件的不同连续加荷压缩试验可以分为:

①恒应变速率试验法CRS:加荷时将试样的变形速率控制为常量。

②恒荷重速率试验法CRL:加荷时将试样上应力增长速率控制为常量。

③控制孔隙压力梯度试验法CGC:加荷时保持试样底部的孔隙水压力为常量。

④控制孔隙压力比试验法:加荷过程中控制试样底部孔隙水压力和总应力的增量比。

第6章土坡稳定分析

二十六、列举三种土坡稳定分析的极限平衡法的基本原理,加以对比并讨论其优缺点。

极限平衡法依据的是边坡上的滑体或滑体分块的力学平衡原理来分析边坡在各种破坏模式下的受力状态,以及边坡滑体上的抗滑力和下滑力之间的关系来对边坡的稳定性进行评价的计算方法。以下列举了三种极限平衡法其原理及优缺点。

1、瑞典圆弧法,均质粘性土坡滑动时,其滑动面常近似为圆弧形状,假定滑动面以上的土体为刚性体,即计算时不考虑滑动土体内部的相互作用力,假定土坡稳定属于平面应变问题。取圆弧滑动面以上滑动体为脱离体,阻止滑动的抗滑力矩与土体绕圆心O下滑的滑动力矩之比,即为边坡稳定安全系数,阻止土体滑动的抗滑力等于土的抗剪强度与滑弧长度的乘积。

该法是极限平衡法中最简单的一种方法。但该方法由于引入过多的简化条件和考虑因素的限制,它只适用于φ=0的情况,并且的稳定系数偏低。

2、瑞典条分法,是将假定滑动面以上的土体分成n个垂直土条,边坡破坏时,对作用于各土条上的力进行力和力矩平衡分析,阻止滑动的抗滑力矩与促使滑动的滑动力矩之比,即为边坡稳定安全系数。

由于忽略了土体间的条间力,该方法是条分方法中最简单的方法。但是,正式由于忽略了条间力,计算的安全系数偏小。假设滑裂面是圆弧型的,与实际滑裂面有差别。

3、毕肖普法,提出的土坡稳定系数的含义是整个滑动面上土的抗剪强度与实际产生剪应力的比,并考虑了各土条侧面间存在着作用力。假定滑动面是以圆心为O,半径为R的滑弧,从中任取一土条为分离体,其分离体的周边作用力为:土条重引起的切向力和法向反力,并分别作用于底面中心处;土条侧面作用法向力和切向力。根据静力平衡条件和极限平衡状态时各土条力对滑动圆心的力矩之和为零等,可得土坡稳定系数。

该方法只忽略了条间切向力,比瑞典条分法更为合理,计算也不复杂,与更精确的方法相比,可能低估安全系数(2~7)%。

2018年考博原题(成理)

一、名词解释

1、材料的本构关系

2、土的剪胀性

3、临界状态线

4、屈服面

5、地基固结度

二、分析

1、分析室内试验和原位测试的特点和优缺点

2、加工软化,加工硬化,画图说明

3、外部应力条件对土强度的影响

4、计算固结沉降和方法有哪些?有什么不同假设

三、简答(大概)

1、说明屈服准则、流动规则、加工硬化理论,相适应和不相适应流动法则。

2、列举三种土坡稳定分析的极限平衡法的基本原理,加以对比并讨论其优缺点。

3、与其他金属材料比,土的应力应变关系特征。

4、

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

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?

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

(完整word版)2016高等土力学试题汇总,推荐文档

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

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

博士研究生考试课程水污染控制理论与技术考试大纲

《工程经济学》考试大纲 一、命题范围及基本要求 1.资金的时间价值:熟悉资金时间价值及产生的原因、资金时间价值的各种计算、有效利率与名义利率的关系,掌握等值的概念、现金流量图的绘制方法 2.工程投资估算:掌握投资估算的内容和投资估算的编制方法,包括固定资产投资估算方法、流动资金及铺底流动资金的估算方法 3.投资方案评价方法:熟悉各个评价指标的经济含义、静态与动态评价指标的计算,掌握工程方案经济性分析比较的基本方法,掌握工程经济性判断的基本指标及各个评价指标的优点及不足 4.建设项目财务评价:了解建设项目的风险分析,熟悉建设项目的不确定性分析,熟悉一般工业建设项目财务评价基本报表的项目组成、各类数据的分析与评价,掌握一般工业建设项目的财务盈利能力分析和偿还能力评价的含义、指标体系、评价方法及准则 5.投资项目国民经济评价:了解国民经济评价的重要参数,熟悉费用效率评价的原理,掌握国民经济评价的原则 6.非工业投资项目的经济评价:了解各类项目经济评价的特点 7.工程经济在建设活动中的应用:熟悉设计方案、施工方案的比较与评价,掌握设备更新的理论与方法,掌握价值工程功能评价与功能改进的方法 二、参考书 1.黄有亮,土木工程经济分析导论,东南大学出版社,2012年第1版. 2.黄渝祥,邢爱芳,工程经济学(第3版),上海:同济大学出版社,2005. 《计算力学》考试大纲 一、命题范围与重点 1.弹性力学问题基本理论 1)基本方程;2)平面问题; 3)轴对称问题; 4)薄板弯曲问题; 5虚功方程。6)加权余量法;7)变分原理;8)能量原理;

2 有限单元法基本概念 1.1)有限元的发展史;2)有限元的基本原理;3)有限元基本概念; 4)虚功原理(变形体)的 定义和运用。5)最小势能原理(最小余能原理)及加权余量法(如伽辽金法)在有限元中的应用(如:推导单刚方程)。 3.平面三角形单元 1)平面问题的概念;2)位移模式与解答的收敛性;3)三角平面单元等效荷载;4)三角单元应力矩阵及刚度矩阵;5)有限元基本解题步骤。6)应力计算结果及处理。 4.杆件结构有限单元法 1)杆系有限单元分类;2)平面刚架有限单元法; 3)梁单元的自由度释放;4)考虑剪切变形梁单元;5)带刚域梁单元;6)空间梁单元; 5.较精密的平面单元与较复杂的平面问题; 1)四节点矩形单元; 2) 面积坐标; 3) 具有六结点的三角形单元; 4) 其他高次单元的位移函数构造; 6 插值函数的构造 1) Lagrange单元插值函数构造; 1) Hermite单元插值函数构造;3)Senrendipity单元插值函数构造; 4)三维单元的插值函数; 7 空间问题的有限单元法: 1).等参数单元的概念;2) 四边形等参数平面单元;3) 空间等参数单元; 4)等参数单元的力学分析数学分析;5)数值积分。6)数值积分阶次选择; 8 板、壳问题的有限单元法; 1)薄板弯曲问题的有限单元法; 2)矩形薄板单元的位移模式和荷载列阵; 3)矩形薄板单元的内力矩阵及刚度矩阵; 4)用矩形薄板单元计算薄壳问题。 9.线性方程组解法 1)系数矩阵存储: a)一维变带宽存储;b)二维等带宽存储;2)分块法基本原理;3)PCG 迭代解法基本原理; 10 综合分析能力考查:结构计算模型或简图取法技巧、工程应用技巧。 二、参考书

(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

高等土力学教材 第三章 土的强度

第三章 土的强度 3.1 概述 土与人类的关系十分密切。在人类进化发展的上万年历史中,挖沟筑堤,疏河开渠,建造房屋殿宇、庙堂墓塔,首先涉及的是土的强度问题。长期实践经验的积累,使人们对土的强度的重要性有了较深刻的理解。 土的强度理论研究甚至早于“土力学”学科的建立,亦即早在太沙基(Terzaghi )1925年出版其著作《土力学》之前。1776年,库仑(Coulomb )就在试验的基础上提出了著名的库仑公式: ?στtg c f += (3.1.1) 1900年莫尔(Mohr )提出:在土的破坏面上的抗剪强度是作用在该面上的正应力的单值函数: )(f f f στ= (3.1.2) 这样,库仑公式(3.1.1)只是在一定应力水平下式(3.1.2)的线形特例。从而建立了著名的莫尔-库仑强度理论。 在随后的许多年中,人们针对莫尔-库仑强度理论中抗剪强度与中主应力无关的假设,进行了大量的中主应力对土抗剪强度影响的研究,并且企图在土力学中引进广义密塞斯(Mises )和广义屈雷斯卡(Tresca )强度理论, 但它们与土的强度性质实在相差太大。只有到了20世纪60年代以后,随着计算机技术的发展及大型土木工程的兴建,关于土的应力-应变-强度-时间关系即本构关系的研究广泛开展,人们才逐步认识到土的强度与土的应力-应变关系是密不可分的,它是土受力变形过程的一个阶段;并进一步认识到除剪切强度以外,还有拉伸强度、断裂及与孔隙水压力有关的土的破坏问题。这样,一些与土的本构模型相应适应的土强度准则也相继被提出。另一方面,人们也力图从微观机理上研究土的强度及建立强度理论;探索原状土、非饱和土、区域性土和老粘土等的强度问题。 源于土的碎散性、多相性和在长期地质历史造成的多变性,土的强度也呈现其特殊性。 首先,由于土是碎散颗粒的集合,它们之间的相互联系是相对薄弱的。所以土的强度主要是由颗粒间的相互作用力决定,而不是由颗粒矿物的强度本身直接决定的。土的破坏主要是剪切破坏,其强度主要表现为粘聚力和摩擦力,亦即其抗剪强度主要由粒间的粘聚力和摩擦力组成。而土是三相组成的,固体颗粒与液、气相间的相互作用对于土的强度有很大影响,所以引入了孔隙水压力、吸力等土力学所特有的影响土强度的因素。土的地质历史造成土强度强烈的多变性、结构性和各向异性。土强度的这些特点体现在它受内部和外部、微观和宏观众多因素的影响,成为一个十分复杂的课题。 不同的土试样(它一般是代表一个受力均匀的土单元)在不同条件下的加载试验,可得到不同的应力-应变关系。一般可表示为图3-1-1中的几种情况。对于不同的应力应变关系,其破坏的确定也是不同的。 σ ② σ σ ① ① ② ε ε (a)应变硬化 (b) 应变软化 图3.1.1 几种土的应力应变关系曲线

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

2011高等土力学部分考题及答案

一、高等土力学研究的主要内容 答:土力学主要是研究土的物理、化学、和力学特性以及土体在荷载、水、温度等外界因素作用下的工程性状。高等土力学则是深化上述研究,重点研究先进的土工试验(实验)方法和设备、土体本构关系、塑性特性、强度、渗流、固结、压缩及其机理。 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? 答: 1)岩土工程的规模和尺寸比一般的结构工程大得多,其实际范围是空间半无限体,工程计算分析中采用的边界是近似和模糊的; 2)岩土的各种参数是空间的函数,参数的变异性大,变异系数在0.1-0.35,有的可能超过0.4,并且土性之间或不同点的土性具有较强的相关性,包括互相关和自相关; 3)岩土属于高非线性材料,在不同的应力水平下变形特性不同,岩土工程的极限状态方程也经常是高度非线性的,并且诱发极限状态的原因或作用多种多样; 4)岩土试样性质与原状岩土的性质往往存在较大的差别,即使是原为测试,反应的也仅仅是岩土的“点”性质(如现场十字板强度试验)或“线”性质(如静力触探实验)。而岩土工程的行为往往由它的整体空间平均性质控制,因此在岩土工程可靠度分析中,要注意“点”、“线”到空间平均性概率统计指标问题 5)由于上述岩土性质和岩土工程的不确定性加之推理的不确定性(如有目的的简化),岩土工程的计算模型往往具有较大的不确定性或者不精确性,并且除了上述3)中提到的在岩土工程中针对不同原因和作用,会有不同的极限状态方程外,对同一计算参数也存在不同的计算表达式; 6)施工工艺,施工质量及施工水平等会对岩土工程的性质和功能产生很大的影响。 三、土的特性 答:1土的变异性大,离散性大,指标值合理确定很困难。2土的应力应变关系是非线性的,而且不是唯一的,与应力历史有 关。3土的变形在卸载后一般不能完全恢复,饱和粘土受力后, 其变形不能立刻完成,而且要经过很长一段时间才能逐渐稳定。 4土的强度也不是不变的,它与受力条件排水条件密切相关。5 土对扰动特别敏感,可使土的力学性质发生很大的变化。 四、简述土的结构性与成因,比较原状土与重塑土结构强弱, 并说明原因。 答:土的结构是表示土的组成成分、空间排列和粒间作用的综 合特性,土的结构性是由于土的这种结构特性造成的力学特性。 原状土比重塑土的结构性强,这是由于原状土在搬运、沉 积、固结及千万年历史中的各种变故都会使土形成不同的或特 有的特性。由于原状土是长期地质作用的产物,因而比室内重 塑土具有更强的结构性。 五、简述土工试验的目的和意义 答: 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 六、简述土工参数不确定性的主要来源和原因 答: 土工参数不确定性的来源主要有两条途径 1)土的固有变异性 2)系统不确定性 原因: 土的固有变异性是由于土的分类不可能也没有必要分的那么 细,所以即使均匀的同类土层,由于在土层的形成过程中,矿 物成分、土层深度、应力历史、含水量和密度等因素的变化, 各点处土的性质可能有较大的差别,这种差异是土本身所固有 的,所以称之为固有变异性; 系统不确定性包括实验不确定性,模型不确定性和统计不确定 性 实验不确定性是由试验偏差和随即测量误差组成,是由于测 试活着取样,试样运输和保管对土的扰动以及试验方法和试验 技术的差异等原因使试验结果与现场土的工程性质不完全一致 引起的。模型不确定性是因为计算模型不完备,如计算模型有 目的的简化、理想化、或因机理尚未了解透彻造成的不确定性。 统计不确定性是因试样(试验数量)不充分引起的不确定性。 一般来说,统计不确定性当的大小会随着统计方法的改进 和试样数量的增多而减少。实验不确定性的可能因技术水平的 提高和实验设备的改进而减小。土的固有变异性的大小因为是 土固有的,故不会随着试样的增多和试验技术的提高及仪器的 改善而降低。 七、岩土工程模型试验要尽可能遵守的原则 答:为了使模型尽可能德反应出实物(原型)发生地现象,应 严格按照相似理论来确定模型试验的几何尺寸和物理特性,但 一般情况下,特别是岩土工程试验,很难使原型与模型各方那 面都相似,有时只能只对主要研究的问题,使某些方面相似, 而忽略其他方面。 由相似理论可知,两个系统相似的充分必要条件是一个系 统的数学模型由一一变换与另一系统的数学模型相联系,也就 是说通过调试模型各参数的比例尺,使模型和实物满足共同的 方程。 八、何为土的剪胀性,产生剪胀的原因。 答: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

北工大考博辅导班:2019北工大建筑工程学院考博难度解析及经验分享

北工大考博辅导班:2019北工大建筑工程学院考博难度解析及经验 分享 北京工业大学2019年采取普通招考、硕博连读、本科直博方式选拔、招收攻读博士学位研究生。其中硕博连读从学校2017级硕士研究生中遴选;本科直博招生学科为光学工程,从应届本科学术型推免生中遴选;普通招考中,在光学工程、材料科学与工程、物理学、数学、统计学、机械工程学科实行申请考核制。 下面是启道考博辅导班整理的关于北京工业大学建筑工程学院考博相关内容。 一、院系简介 北京工业大学建筑工程学院成立于1998年,学院下设3个系:即土木工程系、市政工程系、建筑环境与设备工程系;9个研究所:岩土与地下工程研究所、结构工程与材料工程研究所、防灾减灾工程与防护工程研究所、道路与桥梁工程研究所、市政工程研究所、水资源与水工程研究所、城市水健康循环工程技术研究所、建筑节能减排研究所、工程施工与管理研究所;3个工程实验中心:工程结构实验中心、市政工程实验中心、建筑环境与设备工程实验中心;设有工程力学教研室。 学院有土木工程、水利工程2个一级学科。土木工程一级学科成立至今已有50余年的历史,土木工程系于1981年获我国首批硕士学位授予权,2003年获得一级博士学位授予权,是北京市一级重点学科,目前土木工程一级学科下设有结构工程、防灾减灾工程及防护工程、岩土工程、桥梁与隧道工程、市政工程及供热、供燃气、通风及空调工程、土木工程材料、土木工程建造与管理等8个二级学科,其中结构工程为国家重点学科。土木工程一级学科在2012年度教育部第二轮学科评估中名列第8。水利工程一级学科具有硕士学位授予权,其前身为华北水利水电学院北京研究生部。 学院有教育部重点实验室1个、北京市重点实验室2个、土木工程国家级实践教学示范中心、土木工程国家虚拟仿真实验中心、北京城市交通协同创新中心、北京市高层和大跨度预应力钢结构工程技术研究中心以及国家自然科学基金创新研究群体1支、教育部创新团队1支、北京市学术创新团队6支等。 二、招生信息 北京工业大学建筑工程学院博士招生专业有2个: 081400土木工程(定向就业比例不超过15%)

全国高等教育自学考试真题汇总

5 2 5 大 学 生 心 理 健 康 公 益 活 动

一、活动目的: 以“和谐·友善·幸福”为主题,进一步推动大学生心理健康教育,提高大学生的心理健康知识水平,增强大学生的心理保健意识,增强大学生面对心理困惑时的自我调节能力及主动寻求心理帮助的良好意识,让更多的大学生懂得自信、自立、自强,关注自己的心理健康。 二、活动主题: 和谐·友善·幸福 三、活动对象: 全校学生 四、活动时间: 5月18 日至5月26 日 五、活动简介: 前期。进行闯关队伍的报名。5月19日在三号楼前与西苑歌斐木门前设立报名点进行现场报名。同时对活动及商家进行宣传。 当天。5·25心理健康教育公益活动在2011 年5 月26 日(周六)举办,分为两个地点:三号楼前,知音广场。两区的活动同时进行,在活动当天知音广场主要举办“敞开心灵、放飞梦想”系列闯关活动,我的涂鸦地带、心理测试、手语比赛及各类现场表演。三号楼前现场主要举办纸鹤许愿,发泄区活动。 六、活动流程 活动前一天及当天早晨对活动现场进行布置。上午九点各比赛队伍在知音广场集合参加闯关活动。每支队每进行一个活动,将会得到一个分数,各活动总分便是队伍最终得分,评选出前三名。 各个关卡同时对所有非参赛同学开放,可以进行尝试。关卡包括,大胆说出来(微笑收集),过电网,无敌风火轮(报纸车轮),同舟渡河,相信你(盲行),勇敢面对(水球发泄)。 开展闯关活动的同时,进行我的涂鸦地带,心理测试,纸鹤许愿,发泄苦闷活动。对同学进行心理健康知识宣传。 在全天的活动时间内,滚动性进行手语表演,文艺演出,商家商品展示及商家宣传。为现场所有同学上台机会。开展“平民舞台”活动。 七、活动宣传 (一)前期宣传 1、宣传部制作宣传板放置于校园人流密集处进行宣传。展板分为活动前报名宣传展板与活动前及当天的活动介绍展板。 2、活动报名表中添加明显的商家宣传。 3、通过心协微博,校内网,QQ群,飞信群,校园贴吧,邮箱,微信等网络平台进行活动宣传。 4、制作宣传海报,张贴于校内各宣传板及各宿舍楼前进行宣传(全校共18栋宿舍楼,15块宣传板,合计需33张海报)海报以活动介绍及报名宣传为主。 5、制作横幅悬挂于校园各处主干道进行宣传,同时用活动时悬挂在场地周边。制作大型喷绘(商家可以进行冠名),在当天活动时用作幕布。 6、制作宣传单页,安排工作人员于人流密集处及下课时间分发,分发时间为公益活动前一周的报名活动前与活动前3天。(单页大小为16开,预计数量为3000张) 7、通过校园广播对本次活动进行宣传。对进行赞助的商家在广播中插播商家宣传。(二)中期宣传 1、活动当天上午,将展板放于知音广场与三号楼前,使用带有商家标志的道具进行各

高等土力学期末考试试题汇总.总结(精选.)

黄萌 1、填空:主要影响土的因素 应力水平,应力路径,应力历史 2、填空:土的主要应力应变特性 非线性,弹塑性,剪胀性 3、概念:应力历史:包括天然土在过去地质年代中受到固结和地壳 运动作用 刘翰青 一. 论述题 邓肯-张模型中参数a,b,B 各代表什么含义?他们是怎样确定的? 答:在邓肯-张模型中,a,b 为试验常数。在常规三轴压缩试验中,式 子可写为 由于δ2=δ3=0,所以有 = 在起始点,有ε1=0, E t =E i , 则E i =1/a, 即a 代表试验起始变形模量Ei 的倒数。 当ε1趋向于﹢∞时,有σ1-σ3=(σ1-σ3)ult =1/b 则b 为极限应力偏差的倒数 B 为体变应量,在E-B 模型中提出,用来代替切线泊松比γt 。其中, B 与δ3有关。 a,b,B 通常用经验公式计算确定: 二.名词解释 次弹性模型:是一种在增量意义上的弹性模型,亦即只有应力增量张 量和应变增量张量间存在一一对应的弹性关系,因此,也被称为最小 1 1 13a b εεσσ=+-13)t 1d(d E σσε-=2 1()a a b ε+

弹性模型。一般函数关系为d σij = F ij (σmn , d εkl ),或 d εij = Q ij (εmn , d σkl ) 韩凯 1:什么是加工硬化?什么是加工软化? 答:加工硬化也称应变硬化,是指材料的应力随应变增加而增加,弹 增加速率越来越慢,最后趋于稳定。 加工软化也称应变软化,指材料的应力在开始时随着应变增加而增 加,达到一个峰值后,应力随应变增加而下降,最后也趋于稳定。 2说明塑性理论中的屈服准则、流动规则、加工硬化理论、相适应和 不相适应的流动准则。 答: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。 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改点的塑性势能面相垂直,亦即ij p ij g d d ??=λε (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。 同时对于稳定材料0d d p ij ij ≥εσ,这就是说塑性势能面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

高等土力学结课论文要点

研究生结课论文 性质国家统招(√)单考()工程硕士()同等学力()科目高等土力学 成绩

关于膨胀土研究的读书报告 1 膨胀土的概念 膨胀土指的是具有较大的吸水后显著膨胀、失水后显著收缩特性的高液限粘土。膨胀土的矿物成分主要是蒙脱石,为一种高塑性粘土,一般承载力较高,具有吸水膨胀、失水收缩和反复胀缩变形、浸水承载力衰减、干缩裂隙发育等特性,性质极不稳定。常使建筑物产生不均匀的竖向或水平的胀缩变形,造成位移、开裂、倾斜甚至破坏,且往往成群出现,尤以低层平房严重,危害性很大,裂缝特征有外墙垂直裂缝,端部斜向裂缝和窗台下水平裂缝,内、外山墙对称或不对称的倒八字形裂缝等;地坪则出现纵向长条和网格状的裂缝。一般于建筑物完工后半年到五年出现。 膨胀土的分布广泛,世界各国都有,我国是世界上膨胀土分布最广、面积最大的国家之一。20多个省、市、自治区(包括北京、河北、山西、山东、陕西、河南、安徽、江苏、四川、湖北、湖南、云南、贵州、福建、广西等)发现有膨胀土的危害,主要分布在云贵高原到华北平原之间各流域形成的平原、盆地、河谷阶地以及河间地块和丘陵等地区。 2 对膨胀土监测治理中外研究成果 印度JNTU土木工程部的Srinivas Manchikanti和G.V.RPrasada Raju在08年的《A Study on the Efficacy of Electrolytes in the Stabilisation of Expansive Soil Subgrade》一文中提出通过氯化钙和FeCl代替石灰的处理来治理膨胀土路基的方法。

很多国家膨胀土路堑边坡滑坍的整治,常采用土钉墙、重力式挡土墙、抗滑桩等刚性支护措施进行处治,不仅造价高,而且施工困难。此外,膨胀土路堑边坡吸湿后会产生巨大的膨胀能,如采用刚性支护,因变形被约束,这种膨胀能随着干湿循环次数的增加而积蓄、增大,膨胀压力也随之迅速增大,常常导致刚性支护结构破坏。 可以说膨胀土是公路工程建设中的一个顽疾,无论是哪个国家现在都还没有研究出一个完美的方案来治理膨胀土。但随着科技的不断进步,现在长沙理工大学的郑建龙校长和他的研究团队研究出了两项核心技术,一个是用膨胀土填充路堤的技术,另一个是边坡的稳定技术。 3膨胀土的判别方法 3.1 膨胀土的塑性图判别法 塑性图方法是Cassagrand于1936首先提出的。众所周知,塑性指数和液限是反映细粒土的粒度、矿物成分、交换阳离子成分等特征的灵敏指标。Cassagrande塑性图法是在以塑性指数为纵轴、以液限为横轴的直角坐标系中,利用塑性指数和液限将细粒土圈定在界限分明的范围,以达到膨胀土分类的目的,如图3-1所示。图中,液限 w L采用的是76g锥液限值,划分强、 中、弱膨胀土的液限界限分别为80, 60和40,A线为: o 目前世界上发达国家如美国、英 国、德国、口本等都将塑性降}当作

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