高等土力学试题
(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 ijgd 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。
2.4 饱和粘土的常规三轴固结不排水试验的应力应变关系可以用双曲线模拟，是否可以用这种试验确定邓肯-张模型的参数？这时泊松比v为多少？这种模型用于什么情况的土工数值分析？答：可以，这时ν=0.49，用以确定总应力分析时候的邓肯-张模型的参数。
高等土力学题目汇总
高等土力学题目汇总 Modified by JACK on the afternoon of December 26, 2020一、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φ=0°时它在π平面上的屈服与破坏轨迹趋近于一个圆；当φ=90°时，它退化为一个正三角形。
由于在各向等压σ1=σ2=σ3时I 13I 3=27,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°+φ/27.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 = e max −ee max −e min 。
10.静力贯入试验的贯入速率一般为 2 cm/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。
清华大学高等土力学复习题完整版
清华大学高等土力学复习题集团标准化办公室：[VV986T-J682P28-JP266L8-68PNN]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15试结合图示描述线弹性、非线性、弹塑性的应力应变关系（有图）16试解释为什么剪应力影响塑性体应变？17试解释为什么球应力影响塑性剪应变？18增量形式非线性弹性模量是如何定义的？19增量形式非线性泊松比是如何定义的？20什么叫回弹模量什么条件下用之21围压对土的变形和强度有何影响？22什么叫屈服轨迹？试在p-q平面绘出“开口型”和“帽子型”屈服轨迹？23试用屈服面理论说明加载、卸载和中性变载情况？24什么叫破坏准则什么是破坏面25什么叫屈服准则什么叫屈服函数什么叫屈服面有哪两种类型的屈服面各有何特点在反映土体变形特性方面有何不同屈服面和硬化规律有何关系26土的弹塑性模型包含哪几方面的假定各有何意义27用普通三轴仪如何做试验来说明剪应力会引起土体的体积应变这种体积应变是弹性的，塑性的，还是包含弹性和塑性两部分为什么28初始应力状态σ1＝40Kpa,σ3＝15Kpa,加荷后达到σ1＝45Kpa,σ3＝25Kpa。
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 。
高等土力学模拟考题及参考答案
模拟考题3及答案回答下面各题：（每题4分，总计40 分）1.在一定围压下，对处于小于、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测的超静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）？解答：大于e cr膜嵌入会使量测的孔压偏小，使固结不排水强度偏大；小于a膜嵌入会使量测的负孔压绝对值偏小，使固结不排水强度偏小；等于时没有影响。
；2.在c,.坐标和在二平面坐标下画出下面几种三轴试验的应力路径（标出应力路径的方向）。
其中：tg八氏…T"J3（W - 口3）（1）CTC （常规三轴压缩试验）;（2）p=常数，b=0.5=常数，真三轴试验;（3）RTE （减压的三轴伸长试验）。
3.与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？可以，在于后者的屈服面椭圆的顶点在强度线内。
4.在Dunca-Chang模型中，一般试验常数K与K ur哪一个大些? K ur 大。
5.有一处于临界孔隙比的砂土三轴排水试验的应力应变曲线如下图所示。
试定性绘制出当e>3；e< e cr和e= e cr时三轴固结不排水试验的应力应变关系曲线示意图。
■:6.粘性土坡用圆弧滑裂面的分析时，标出下列哪种情况的抗滑安全系数会减小？（1）由于降雨使土坡的上部含水量增加（未达到饱和及渗流），下部含水量基本未变；（2）将在附近施工的弃土堆在坡脚；（3）将在附近施工的弃土堆在坡顶；（4）由于降雨而使土坡整体的含水量接近于饱和；7.土的抗拉强度o t是否等于etan©'? er t大于还是小于e'etg©?小于。
8.写出Fredlunde的非饱和土的强度理论公式；当体积含水率二逐渐趋近于0时，"是增加、不变还是减少？减少。
(完整word版)高等土力学模拟考题8及答案
模拟考题8及答案一． 回答下列各题（每题5分）：1．如果采用减压的三轴压缩试验（RTC ：各向等压固结以后，轴向应力不变，围压减少，试样发生轴向压缩）对某正常固结饱和粘土进行固结不排水试验，得到的强度指标与常规的固结不排水强度指标c cu , ϕcu 比较有何不同？ 答案：常规固结不排水压缩试验中一般为正孔压；而根据313[()]u B A σσσ∆=∆+∆-∆，在RTC 试验中，由于∆σ3是减小的，所以孔压为负，或者很小，因此RTC 试验的强度指标ϕcu 高。
两种试验的c cu 相等均=0。
2．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有何区别？答案：刚塑性模型如左图：在屈服应力之前是刚性（不变形）的；达到屈服应力发生破坏或者不可控制的变形；增量弹塑性：在任意一个应力增量下都是弹塑性的（既有弹性变形，也有塑性变形）。
3．土的抗拉强度σt 是否等于c 'tan ϕ'？定性绘出粘土的联合强度理论（包括抗拉与抗剪强度）的包线。
答案：不等于c′tan ϕ′（小于），如图所示的联合强度理论包线。
4．在基坑内用集水井排水与在基坑外用井点降水，对于基坑支挡结构上的荷载有何不同，哪一种情况有利于工程的安全？答案：基坑内排水，地下水从外向里渗流，渗透力增加了支护结构上的荷载，不利于工程安全。
5．在地基沉降计算的分层总和法中，采用半无限体的弹性理论解析解（布辛尼斯克解）计算地基中的附加应力，为什么一般不直接用弹性理论的位移解析解计算基础沉降？答案：由于地基土大多数是分层的，（1）变形非线弹性；（2）不是均匀的。
用线弹性理论计算附加应力的误差不大。
6．对于一个宽度为a 的条形基础，地基压缩层厚度为H ，在什么条件下，用比奥固结理论计算的时间－沉降(t-s)关系与用太沙基一维固结理论计算的结果接近？答案：a/H 很大时。
7．为什么在山区，雨季多发生滑坡等地质灾害？答案：原因很多也比较复杂：主要有（1）强度降低（非饱和土基质吸力的减小或者消失）；（2）可能发生的渗流一般是增加滑动力；（3）孔隙水压力减少有效应力。
高等土力学答案
高等土力学试题(2011)1、饱和土中的渗流和非饱和土中水分迁移规律有哪些相同，哪些不同？孔隙水的移动速率在哪种土中快，为什么？答：二者的相同点：土体中水的流动都服从达西定律；不同点：饱和土中只存在水这一相，而非饱和土中存在水和气两相，他们有各自的渗透流动规律，但气的流动又影响到水的流动，尤其影响到土的固结，也要讨论气的渗透规律。
饱和土中水压力是正值，非饱和土中水压力是负值。
饱和土的渗透系数是常数，非饱和土的渗透系数不是常数；孔隙水率在饱和土中的移动速率快，渗透系数受饱和度的影响，饱和度低，孔隙中气体占据一定的体积，阻碍了水的流动，过水断面面积也缩小，渗透系数就小，孔隙水的移动速率慢。
2、什么叫剪胀性，剪缩性？什么样的土表现为剪胀？什么样的土表现为剪缩？邓肯双曲线模型能否反映剪胀剪缩性？为什么？修正剑桥模型能否反映？答：剪胀性：试样在排水剪试验中体积先减小后增加剪缩性：试验在排水剪试验中体积减小。
强超固结土表现为剪胀，正常固结土和弱超固结表现为剪缩。
邓肯双曲线模型不能反映剪胀剪缩性。
这是因为模型用于广义胡克定律，而胡克定律不可能反映剪胀剪缩性。
对于邓肯张非线性模型，有Eν-与-两种，Eν-模型本身是允许剪胀的，计算所得的泊松比可能大于0.5。
E B-只是有限元计算中，不允许泊松比大于0.5，故模型中不反映剪胀性；E B 模型本身不反映剪胀性。
修正剑桥模型许多情况下能较好反映土的变形特性，它能反映剪缩，但不能反映剪胀。
3、土体有哪些主要变形特性？答：土体的变形是土力学最基本也是最重要的问题，土体变形是复杂的，有些土加荷后立即完成，有些土的变形随时间逐步发展。
随时间发展的变形中又有两部分：一部分是由孔压的消散，即固结变形：另一部分与孔压无关，即使孔压完全消散了，变形仍然随时间而发展，即流变变形。
土的变形是有效应力引起的，有效应力并不是颗粒之间接触点处的实际应力。
通过饱和土有效应力原理和非饱和土的有效应力原理来反映土的一些有效参数，来发现土的一些基本特性。
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qo pu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=10KpaH =30k=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;7M5M 二挡土墙后是饱和粘性土, u=u 0sinz/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、 ,这个吸引力作用就是非饱和土式中：τ为抗剪强度,c 为有效黏聚力,'ϕ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：错误!基础地面绝对光滑00=φ,竖直荷载是主应力错误!无重介质的假设,即0=γ错误!基础地面为地表面,1D 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：错误!考虑地基土的自重,基底土的重量0≠γ错误!基底可以是粗糙的φφ~00=错误!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pij 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=ϕ,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'≈ϕ,而对应的残余不排水内摩擦角o o cu 3~2≈ϕ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 Kd K P p '2γ==50P K2、解：静止侧压力系数为;5.030sin 1sin 10'0=-=-=ϕK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。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
.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=0.4c?=10Kpa H??=30? _ -6k=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 1115M（二）挡土墙后是饱和粘性土，由于地面荷载引起土中的超静孔隙水压力u=u o sin（ Z/2H）, u 0=20kPa,二1OKNM‘1、答：由于土体毛细管的作用，干土会对水分有吸引力作用，这个吸引力作用就是非饱和土的基质吸力。
A.W.Bishop提出了单应力状态变量的非饱和土强度公式：式中：•为抗剪强度，c为有效黏聚力，:'为有效内摩擦角，为一个取值为0.0〜1.0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 C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（％=0），竖直荷载是主应力②无重介质的假设，即=0③基础地面为地表面，q= m D i作为均布荷载滑裂面形状：B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=0②基底可以是粗糙的（0= 0~ ）③忽略基底以上部分土本身的阻力，简化上部均布荷载q=/#m D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d-j d P-0，因而d；jP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 f=g，即为不相适应的流动规则。
5、答：当峰值应力差（J-6）max = 200kP a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；：cu =11.5°，而当它达到稳定状态时，尽管偏差应力（G -；「3）mt仅为30kP a，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'：30o，而对应的残余不排水内摩擦角;：cu :-2o~3o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、冈I」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。