高等土力学复习题

硕士研究生《高等土力学》复习思考题

一(b)、《高等土力学》研究的主要内容。

答：重点研究先进的土工实验仪器，土的本构关系，塑性变形强度，渗流，固结，压缩性及机理。

三、归纳和分析土的特性。

答：1、离散性大，变异性大

2、土的应力-应变开关是非线性的，且不唯一。

3、土的变形在卸载后一般不能完全恢复，饱合粘土受力后，其变形不能立即完

成，且要经过很长时间，变形才能逐渐稳定。

4、土的强度也不是不变的，它与受力条件，排水条件有密切的关系。

5、土对扰动性特别敏感，可使土的力学性质发生变化

五、叙述土工试验的目的和意义。

答：土工试验的目的和意义

（1）揭示土的一般的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参数；

（4）验证计算理论的正确性及实用性；

（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、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？

答：模型设计和获得相似量必须遵循的法则。

相似第一定律：相似现象用相同的方程式描述。彼此相似的现象，其相似指标等

于1,其相似判据的数值相等。即彼此相似的现象，单值条件相同，其相似判据

也相同。

属于单值条件的因素有：几何参数、重要物理参数、起始状态、边界条件等。

相似第二定律：当一个现象由n个物理量的函数关系来表示，且这些物理量中含

有m种基本量纲时，则能得到（n-m）个相似判据。

相似第三定律：凡具有同一特性的现象，当单值条件彼此相似，且由单值条件的物理量组成的相似判据在数值上相等，则就此现象必定相似。或者说，单值条件相似，且从它导出的相似判据的数值相等，是现象彼此相似的充分和必要条件。

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。

答：土的本构模型主要可分为：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-张双曲线模型的本质在于假定土的应力应变之间的关系具有双曲线性质，

a a

b a εεσσ+=-31

（a ）12()~a σσε-双曲线

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？答：广义地讲，土的本构关系就是反映土的力学性状的数学表达式。

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？答：用屈服准则判断土体是否发生塑性变形。用流动法则来确定塑性应变增量的方向和确定塑性应变增量张量的各个分量间比例关系。硬化定理决定一个给定应力增量引起的塑性应变大小。

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。

十九、试说明屈服点、屈服准则、屈服面、塑性变形和破坏的概念？示意理想弹塑性材料、弹性塑性应变硬化材料、弹性塑性应变软化材料的应力应变关系？并示意土的典型应力-应变关系曲线（并加以描述）

答：屈服准则是弹塑性材料被施加一应力增量后用来判别其加载还是缷载或是中性加载的条件。

屈服面：屈服准则用几何方法来表示即为屈服面

二十、影响饱和土渗透性的主要因素？

二十一、何谓前期固结压力？简述前期固结压力的确定方法。

二十二、何谓Mandol-cryer效应？说明其产生机理。

二十三、分析影响地基沉降的主要原因、机理和性质。

二十四、何为应力路径？采用应力路径法计算沉降时常采用哪两种方法？简述其各自的计算步骤。

二十五、推导二维饱和土的控制微分方程和边界条件。

二十六、地基压缩层厚4m，通过钻探采取代表性原状土样，测得其初始孔隙比e

＝1.0，有效内摩擦角′＝25°,c′=15kPa，土的压缩指数c c＝0.31。

试样在20、40、60kPa等围压下固结，然后作三轴CU试验，分别测得其有

效应力路径如图1所示。设K 0=1－sin

′，如果土层中点原上覆土压力为64kPa ，由于修建建筑物，附加应力为Δ＝28.5kPa ，Δ＝10.5kPa ，用应力路径法计算瞬时加荷后地基的瞬时沉降和固结后总沉降。

图1 有效应力路径

二十七、根据进行的室内试验成果，确定你所做土样Duncan-zhang 本构模型的

八大参数，有详细的计算过程（包括图表）。

三十、.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。

三十一、某条形基础， 底宽B=5.0m, 基础埋深Df ＝1.5m ，基础的自重及其上的

结构物重量为F+G=1000kN/m ，基底荷载的合力偏心矩e ＝1.2m ，砂层变形模量E ＝4MPa 。地基剖面、地基土的压缩曲线及地下水位见图2和图3。请用分层总和法计算基底中轴处(M 点)的单向压缩沉降量。又通过地基饱和原状土样的三轴固结不排水剪试验，测得围压3σ=200kPa ，轴压1σ＝408 kPa ，破坏时试样中的孔隙水压力u f ＝87 kPa ，再用斯开普顿法计算地基沉降量，并

与前者比较。