土力学简答题

1. 何谓正常固结粘土和超固结粘土，两者的压缩特性和强度特性有何区别？

2. 简述影响土压实性的因素？

3.地基破坏形式有哪几种？各自会发生在何种土类地基？

4.其它条件相同情况下，超固结粘土的沉降一定小于正常固结粘土的沉降吗？为什么？因素？

5.土坡发生滑动的滑动面有哪几种形式？分别发生在何种情况？没有渗流的情况下的粘性土坡的稳定安全系数可以有哪几种方法计算？

6. 地基破坏的型式有哪几种？未修正的太沙基极限承载力公式适用于哪种破坏型式的地基？利用太沙基极限承载力公式具体说明地下水位的位置对承载力是如何的影响？

7、简述太沙基有效应力原理。

8、简述土的破坏形式，各是什么？

9、用土的极限平衡理论说明说明主动土压力与被动土压力的概念。

10、土坡失稳的根本原因是什么？

11、粘性土和砂性土地基受荷后，其沉降特性有何不同？

12、粘性土与无粘性土物理状态各是什么？如何表示和评价？

13、试用荷载试验的P~S曲线说明地基土发生整体剪切破坏的过程

14、何为库仑定律？写出数学表达式，并说明个符号的意义。

15、何谓压缩层厚度（沉降计算深度）,如何确定？当用分层总和法进行沉降计算时如何对其进行分层？

16、产生流砂现象的条件是什么？那些土易产生流砂？流砂的危害是什么？怎样防止？

17、确定地基容许承载力有几种主要方法？确定基础尺寸时对中心和偏心受压有什么不同要求？

18. 何谓正常固结粘土和超固结粘土，两者的压缩特性和强度特性有何区别？

19. 简述影响土压实性的因素？

20 .试比较朗肯土压力理论与库伦土压力理论的异同点与优缺点。

21.地基破坏形式有哪几种？各自会发生在何种土类地基？

1. 何谓正常固结粘土和超固结粘土，两者的压缩特性和强度特性有何区别？

答：把土在历史上曾经受到的最大有效应力称为前期固结应力，以pc表示；而把前期固结应力与现有应力po＇之比称为超固结比OCR，对天然土，OCR>1时，该土是超固结；

当OCR＝1时，则为正常固结土。

压缩特性区别：当压力增量相同时，正常固结土压缩量比超固结土大。

强度特性区别：超固结土较正常固结土强度高

2. 简述影响土压实性的因素？

答：土压实性的影响因素主要有含水率、击实功能、土的种类和级配以及粗粒含量等。

对粘性土，含水率的影响主要表现为当含水率较低时，相同击实功能下所获得的干密度较低，随着含水率的增大，所得到的干密度会逐渐提高；当达到某含水率时，对应击实功能下会得到最大干密度，对应含水率称为最优含水率；随着含水率的提高，最大干密度反而会减小。击实功能的影响表现为：击实功能越大，所得到的土体干密度也大；最优含水率随击实功能的增大而减小。

土类和级配的影响表现在：粘性土通常较无粘性土压缩性大；粘粒含量大，压缩性大；级配

良好，易于压密，干密度大；

粗粒含量对压实性有影响，大于5mm粒径的粗粒含量大于25％－30％时，需对轻型击实试验的结果进行修正。

3.地基破坏形式有哪几种？各自会发生在何种土类地基？

答：有整体剪切破坏，局部剪切破坏和冲剪破坏。

地基破坏形式主要与地基土的性质尤其是压实性有关，一般而言，对于坚实或密实的土具有较低的压缩性，通常呈现整体剪切破坏．对于软弱黏土或松沙地基具有中高压缩性，常常呈现局部剪切破坏或冲剪破坏。

4.其它条件相同情况下，超固结粘土的沉降一定小于正常固结粘土的沉降吗？为什么？

答：是的。

因为和正常固结粘土相比，超固结粘土孔隙比比正常固结土小，如果现有有效应力相同，则在某荷载增量作用下，超固结土是沿再压缩曲线压缩，而正常固结土沿压缩曲线压缩。由于同一土质，再压缩曲线肯定比压缩曲线缓，即再压缩指数比压缩指数小，因此，超固结粘土沉降比正常固结土小。

5.土坡发生滑动的滑动面有哪几种形式？分别发生在何种情况？没有渗流的情况下的粘性土坡的稳定安全系数可以有哪几种方法计算？

答：土坡发生滑动的滑动面有：圆弧、平面、复合滑动面。

圆弧滑动通常发生在较均质的粘性土坡中；平面滑动通常发生在无粘性土坡中；复合滑动面发生在土坡土质很不均匀的土坡中。

没有渗流的情况下，粘性土坡的稳定安全系数计算方法有：φ＝0分析法、瑞典条分法、简化毕肖普法。

6. 地基破坏的型式有哪几种？未修正的太沙基极限承载力公式适用于哪种破坏型式的地基？利用太沙基极限承载力公式具体说明地下水位的位置对承载力是如何的影响？

答：有整体剪切破坏，局部剪切破坏和冲剪破坏。

未修正的太沙基极限承载力公式适用于整体剪切破坏的条形基础的地基。

太沙基极限承载力公式。地下水位埋深较大时，式中第1、2项中的γ均不受影响；若地下水位在基底处，则第1项中的γ应用浮容重，承载力降低；若地下水位上升到地面处或以上时，则第1、2项中的γ均应用浮容重，承载力进一步降低。

7、简述太沙基有效应力原理。

答案：(1)土的有效应力等于总应力减去孔隙水压力。

(2)土的有效应力控制了土的变形。

8、简述土的破坏形式，各是什么？

答案：地基土破坏形式有三种，即整体剪切破坏（一般发生在密实砂土中）、局部剪切破坏（一般发生在中等密砂中）和刺入破坏（一般发生在松砂中）。

9、用土的极限平衡理论说明说明主动土压力与被动土压力的概念。

答案：挡土墙在墙后填土压力作用下，背离着填土方向移动，这时作用在墙上的土压力将由静止土压力逐渐减小，当墙后土体达到平衡，并出现连续滑动面土体下滑，这时土压力减至最小值，称为主动土压力。

挡土墙在外力作用下，向填土方向移动，这时作用在墙上的土压力将由静止土压力逐渐增大，当墙后土体达到极限平衡，并出现连续滑动面使土体向上隆起，这时土压力增至最大值，称为被动土压力。

10、土坡失稳的根本原因是什么？

答案：外荷载的作用使土坡原有的应力平衡状态发生改变，丧失稳定；土坡在各种因素的综合作用下，使构成土坡的土体的抗剪强度降低。

11、粘性土和砂性土地基受荷后，其沉降特性有何不同？

答案：粘性土的透水性比砂性土的透水性差，所以在受荷后初期粘性土的沉降量比砂性土的沉降量小。

12、粘性土与无粘性土物理状态各是什么？如何表示和评价？

答案：无粘性土的物理性状是指它的松散密实程度。可用相对密度（D1）和标准贯入试验锤击数来表示和评价。

粘性土的物理状态是指它的软硬程度。用液性指数（IL）来表示和评价。

13、试用荷载试验的P~S曲线说明地基土发生整体剪切破坏的过程

答案：oa直线段：土的压密阶段；

ab曲线段：地基土出现局部范围的剪切破坏并逐步发展；

bc陡降段：地基土破坏。

14、何为库仑定律？写出数学表达式，并说明个符号的意义。

答案：砂土：(3)

粘性土：(3)

——土的抗剪强度（kPa）(1) ——剪切面上的法向应力（kPa）(1)

——土的内摩擦角（°）(1) ——土的粘聚力（kPa）(1)

15、何谓压缩层厚度（沉降计算深度）,如何确定？当用分层总和法进行沉降计算时如何对其进行分层？

答案：用于沉降计算的土层厚度。按应力比法确定：或（软土）。若Zn范围内有岩石，则取至岩石顶面。

Zn的分层：土层界面和地下水位处为当然的分层界面，分层厚度取0.4b。

16、产生流砂现象的条件是什么？那些土易产生流砂？流砂的危害是什么？怎样防止？

答案：水自下向上流动G0≥r’。细、粉砂。试土体产生空洞、塌陷，承载力降低。用井点降水、板桩法、投石法。

17、确定地基容许承载力有几种主要方法？确定基础尺寸时对中心和偏心受压有什么不同要求？

答案：有四种：规范法、理论公式、现场试验、经验。

对中心受压，对偏心受压先不考虑偏心，按照中心受压公式确定，在将其提高10~40%，然后，按Pmax≤1.2f验算。

18. 何谓正常固结粘土和超固结粘土，两者的压缩特性和强度特性有何区别？

把土在历史上曾经受到的最大有效应力称为前期固结应力，以pc表示；而把前期固结应力与现有应力po＇之比称为超固结比OCR，对天然土，OCR>1时，该土是超固结；当OCR ＝1时，则为正常固结土．

压缩特性区别：当压力增量相同时，正常固结土压缩量比超固结土大．

强度特性区别：超固结土较正常固结土强度高.

19.试比较朗肯土压力理论与库伦土压力理论的异同点与优缺点。

相同点：都要求挡土墙的移动是以使墙后填土的剪力达到抗剪强度（极限状态下）土压力．都利用莫尔－库仑强度理论；

不同点：朗垦理论是根据土体中各点处于平衡状态的应力条件直接求墙背上各点的土压力．要求墙背光滑，填土表面水平，计算结果偏大．而库仑理论是根据墙背与滑动面间的楔块型处于极限平衡状态的静力平衡条件求总土压力．墙背可以倾斜，粗糙填土表面可倾斜，计算结果主动压力满足要求，而被动压力误差较大．朗肯理论是考虑墙后填土每点破坏，达极限状态；库仑理论则考虑滑动土体的刚体的极限平衡；

朗肯土压力理论优点：公式简单，易用；缺点：对墙壁倾斜、墙后填土面倾斜情况不适用；库伦土压力理论优点：对墙壁倾斜、墙后填土面倾斜情况适用；缺点：不便考虑粘性土的情况；

20.地基破坏形式有哪几种？各自会发生在何种土类地基？

有整体剪切破坏，局部剪切破坏和冲剪破坏．

地基破坏形式主要与地基土的性质尤其是压实性有关，一般而言，对于坚实或密实的土具有较低的压缩性，通常呈现整体剪切破坏．对于软弱黏土或松沙地基具有中高压缩性，常常呈现局部剪切破坏或冲剪破坏．

一：基本概念

应力：作用于物体内部或表面单位上的力

应变：物体内部微小线段的伸缩，物体内部微小直角的改变

自然（线）应变：

位移：质点位置的改变

变形：内部质点位移，使初始形状、方位、位置发生改变，质点初始位置与变形后位置的比较

弹性：在引起变形的原因（力、温度等）卸除之后能完全恢复其原有形态的性能

可逆变形：弹性变形时可逆变形，即在除去导致变形的荷载后，材料可以恢复到原来状态的那一部分变形叫做可逆变形

塑性：在某种给定的荷载下，材料产生永久变形的材料特性

不可逆变形：朔性变形时不可逆变形，即在某种给定荷载下材料产生不能恢复的永久变形叫做不可逆变形

平面应变：设有很长的柱形体，它的横截面不沿长度变化，在柱面上受有平行于横截面而且不沿长度变化的面力或约束，同时，体力也平行于横截面而且不沿长度变化，因此只剩下平行于XY面的三个形变分量，

平面应力：

基质吸力：土壤水吸力表示土壤水分受到基质力（吸附力、毛管力）时所处的能态，称为基质吸力。基质吸力在数值上等于基质势，但符号相反。

活动性：由朔性指数和黏粒组分之比反应的黏性土的性质叫活动性

土的结构：土粒单元的大小、形状、相互排列及联结关系等形成的综合特征。一般分为单粒结构、蜂窝结构和絮状结构三个基本类型。

组构：表示土中颗粒、颗粒群和孔隙空间的几何排列方式

临界水力梯度：渗流出逸面处开始发生流土或管涌时的水力梯度

流动单元：原子、分子和参与取决于时间的流动或变形过程的粒子叫流动单元

活化能：碰撞理论认为，反应物分子要能发生反应，必须发生有效碰撞而达到活化状态，由普通分子变为活化分子所需的最低能量称为活化能

流变性：变形与力的响应与时间相关的特性。由流变性而发生的压缩称为次固结，使正常土呈超固结特性

蠕变：在恒定的荷载作用下变形随时间发展

弹性后效：固体在卸载后弹性变形经过一段时间后才恢复的现象。

应力松弛：在变形恒定的情况下应力随时间减小的特性。

长期强度：在长期剪切过程中结构凝聚力大部分遭受破坏，剪胀性充分发挥，超孔隙水压力充分消散后的最大剪力。

本构方程（物性方程，物理方程）：物理或材料的物性关系在力学领域通常称为本构关系。变弹性：变弹性模型直接把胡克定律写成增量型，认为弹性系数及弹性模量是变量，假定它们只是应力状态的函数，与应变路径无关。

次弹性模型：只有应力增量张量和应变增量张量间存在一一对应弹性关系的模型。

超弹性模型：分别以弹性理论中应力总量与应变总量之间的唯一性假设和应变能应力总量之间唯一性假设而推导出增量型应力应变关系的模型。

塑性应变梯度理论：在传统弹性说性理论的框架下，增加考虑位移二阶导数（应变梯度项）的影响（可以不变量形式出现在本构关系中），而这些应变梯度不变量与传统应变不变量之间在长度量纲上将存在差异。

许可性原理（相容性原理）：认为本构关系必须与质量、动量、能量基本定律相容，与熵不等式相容、不能矛盾。

有限特征长度比：表示物体或材料的质点尺寸的大小与物体或工程结构特征长度的比值。变形局部化：指在一定的外界条件下介质内形成一薄层的强烈变形区，或称剪切带的一种现象。

有效应力：由土骨架承担的应力（指颗粒间传递的总荷载与土体总截面积之比）

结合水：指受电分子吸引力吸附于土颗粒表面的土中水。

固结：在外荷不变的条件下，随着土中超静孔亚的消散，有效应力将增加，土体不断的压缩，直到稳定。

固结度：当前有效应力与总应力之比。基本定义：某时刻沉降量与总沉降量之比，给定时间T时的固结沉降量与最终固结沉降量的比值。

主固结：饱和土在压力作用下，孔隙中的一部分水将随时间的迁延而逐渐被排出，同时孔隙体积随之缩小，这一过程称为饱和土的渗透固结或主固结。

次固结：在孔隙压力完全消散后，有效应力应力随时间不再增加的情况下，随时间发展的压缩。（主次固结间有耦合作用）

超静孔隙水压力：由外荷载引起的，超出静水位以上的那部分孔隙水压力，即外荷载引起的孔隙水压力的增量。

孔隙比：土中孔隙体积与土粒体积之比。

淤泥：当软土由生物化学作用形成并含有有机质且天然孔隙比e>1.5时为淤泥。

淤泥质土：天然孔隙比1<=e<=1.5.时为淤泥质土。

土的灵敏度：原状土样的无侧限抗压强度与重硕土样的无侧限抗压强度的比值。

颗粒级配试验：测定土中各个粒组的相对含量百分比（指各粒组占总量的百分数）的实验。液限：土由可朔状态转到流动状态的界限含水量。

朔限：土由半固态转到可朔状态的界限含水量。

缩限：土由半固体状态不断蒸发水分，则体积不断缩小，直到体积不再缩小时的界限含水量。塑性指数：液限和朔限的差值，即土在可朔状态的含水量变化范围。

不固结不排水试验：是在施加周围压力和随后施加竖向压力直到剪切破坏的整个过程中都不允许排水，实验至始至终关闭排水阀门。

固结不排水试验：试样在施加周围压力，打开排水阀门，允许排水固结，待固结稳定后关闭排水阀门，再施加竖向压力，使试样在不排水的条件下剪切破坏。

固结排水试验：试样在施加周围压力时允许排水固结，在固结稳定后再在排水条件下施加竖向压力至试件剪切破坏。

不固结排水试验：是在施加周围压力时关闭排水阀门，稳定后施加竖向压力打开阀门直至试件剪切破坏。

先期（前期）固结压力：土体在固结过程中所受到的最大有效应力。

正常固结：在历史上所受到的先期固结压力等于现在竖向有效自重应力（）即。

超固结：历史上曾经受过大于现有覆盖土重的先期固结压力，即。

欠固结：先期固结压力小于现有覆盖土重，即。

超固结比OCR：与的比值，即，OCR愈大，土的超固结度愈高，压缩性愈小。

应力路径：对加荷过程中的土体内某点，其应力状态的变化可在应力坐标图中以应力点的移动轨迹来表示，这种轨迹称为应力路径。

应变软化：应力一开始随应变增加而增加，达到一定峰值后，应力随应变增加而下降，最后趋于稳定。

应变硬化：应力一开始随应变增加而增加，但增加速率越来越慢，最后趋于稳定。

砂土液化：饱和砂土在循环荷载作用下，所显现出的完全丧失承载力的性质。