土力學(xué)簡答題

1、2.1何謂最優(yōu)含水量？影響填土壓實效果的主要因素有哪些?答：在一定功能的壓實（或擊實、或夯實）作用下，能使填土達(dá)到最大干密度（干容量）時相應(yīng)的含水率（1）含水量對整個壓實過程的影響；（2）擊實功對最佳含水量和最大干密度的影響;（3 ）不同壓實機械對壓實的影響；（4） 土粒級配的影響2.2地基土分為幾大類？各類土的劃分依據(jù)是什么?答：根據(jù)地基規(guī)范作為建筑地基上的土（巖），可分為巖石、碎石土、砂土、粉土、粘性土和人工填土。2.3 土的不均勻系數(shù)Cu及曲率系數(shù)Cc的定義是什么？如何從土的顆粒級配曲線形態(tài)上、G及Cc數(shù)值上評價土的工程性質(zhì)？答：P162.4簡述滲透定理的意義，滲透系數(shù)k如何測定？動水力

2、如何計算？何謂流砂現(xiàn)象？這種現(xiàn)象對工程有何影響？答：土孔隙中的自由水在重力作用下，只要有水頭差，就會發(fā)生流動，水透過土孔隙流動的現(xiàn)象稱為滲透,2.5反應(yīng)無黏性土密實度狀態(tài)的指標(biāo)有哪些？采用相對密實度判斷砂土的密實度有何優(yōu)點？而工程上為何應(yīng)用得不廣泛？答：相對密實度2.6 土的物理性質(zhì)指標(biāo)有幾個？哪些是直接測定的？如何測定?答：土的物理性質(zhì)指標(biāo)有：土的密度（通過環(huán)刀法測定）、土粒相對密度（通過比重瓶法測定）和土的含水量（通過烘干法測定）、土的干密度、土的飽和密度、土的有效密度、土的孔隙比和孔隙率等。3.1 土的自重應(yīng)力分布有何特點？地下水位的升降對自重應(yīng)力有何影響，如何計算？答:均質(zhì)土的自重應(yīng)力

3、沿深度呈線性分布；非均質(zhì)土的自重應(yīng)力沿深度呈折線分布；地下水位下降會引起自重應(yīng)力的變化，使地基中原地下水位以下部分土的有效自重應(yīng)力增加,從而造成地表大面積附加下沉；地下水位上升，使原來位于地下水位以上的土體處于地下水位之下，會使這部分土體壓縮量增大，抗剪強度降低，引起附加沉降；地下水位以上土層采用天然重度，地下水位以下土層采用浮重度3.2如何計算基底附加壓力？在計算中為什么要減去基底自重應(yīng)力答：基底附加壓力：由于建造建筑物而新增加在地基表面的壓力，即導(dǎo)致地基中產(chǎn)生附加應(yīng)力的那部分基底壓力p0 = P _ Yod因為一般基礎(chǔ)都埋置于地面下一定深度，該處原有自重應(yīng)力因基坑開挖而卸除因此,在計算由建

4、筑物造成的基底附加壓力時，應(yīng)扣除基底標(biāo)高處土中原有的自重應(yīng)力后，才是基底平面處新增加于地基的基底附加壓力3.3簡述太沙基有效應(yīng)力原理答:（1） 土的有效應(yīng)力等于總應(yīng)力減去孔隙水壓力（2） 土的有效應(yīng)力控制了土的變形3.4簡述均布矩形荷載下地基附加應(yīng)力的分布規(guī)律。答：（1）、a Z不僅發(fā)生在荷載面積之下，而且分布在荷載面積之外相當(dāng)大的范圍之下，這就是所謂地基附加應(yīng)力的擴散分布。（2）、在距離基礎(chǔ)底面不同深度 Z處的各個水平面上，以基底中心點下軸線處的為a Z最大，隨著距離中軸線越遠(yuǎn)越小。（3）、在荷載分布范圍內(nèi)任意點垂線的a Z值，隨深度愈向下愈小，在荷載邊緣以外任意點沿垂線的 aZ值，隨深度從

5、零開始向下先加大后減小。4.1壓縮系數(shù)a和壓縮指數(shù)Cv的物理意義是什么？ a是否為一個定值？工程中為何用a-2進(jìn)行土層壓縮性能eP壓縮曲線的割線的坡度,的劃分？答:P69壓縮系數(shù)av是指單位壓力增量所引起的空隙比改變量，即av Ae一；壓縮指數(shù)Cc是指elgP曲線直線段的坡度,P2 P13ei e2即:CC =e1 _e2ig p2ig P1ig（ P1+郎）Pi6.5地基的剪切破壞有哪些形式？發(fā)生整體剪切破壞時P-S曲線的特征如何?4.2 土的壓縮性指標(biāo)有哪些？答:壓縮系數(shù)、壓縮指數(shù)、壓縮模量4.3變形模量和壓縮模量有何關(guān)系和區(qū)別?答：土的變形模量是土體在無側(cè)限條件下的應(yīng)力和應(yīng)變的比值，土的

6、壓縮模量是土體在側(cè)限條件下的應(yīng)力 與應(yīng)變的比值。4.5在飽和土一維固結(jié)過程中，土的有效應(yīng)力和孔隙水壓力是如何變化的?答：飽和土體在壓力作用下，孔隙水隨時間而逐漸排出孔隙體積逐漸減小，孔隙水壓力逐漸消散，有效應(yīng)力相應(yīng)增長。（1）壓力施加的瞬時，即t=0 ,因水來不及排水，孔隙水應(yīng)力U等于所加的附加壓力 P,而有效應(yīng)力b '=0;（2）隨著時間t的增加，水在壓力作用下逐漸向外排水，孔隙水應(yīng)力逐漸消散,有效應(yīng)力不斷增長；（3）最后當(dāng)t= 8時,孔隙應(yīng)力U消散至0，有效應(yīng)力CT '為P，土的固結(jié)完成（4分）。土層的固結(jié)過程就是孔隙水應(yīng)力U轉(zhuǎn)化為有效應(yīng)力 b 的過程，但在這一過程中,始終

7、滿足u+c=p。（1分）5.1什么是土的抗剪強度？什么是土的抗剪強度指標(biāo)？試說明土的抗剪強度的來源,對一定的土類,其抗剪強度指標(biāo)是否為一個定值？為什么?答：土抗剪強度是指土體抵抗剪切破壞的極限強度；指標(biāo)：內(nèi)摩擦角和粘聚力；不是一個定值,因為土的抗剪強度指標(biāo)與土的成分、形狀、大小、顆粒級配、含水量、密度、土體結(jié)構(gòu)擾動情況和孔隙水壓力等的影響5.2何謂土的極限平衡狀態(tài)和極限平衡條件？試用莫爾-庫倫強度理論推求土體極限平衡條件的表達(dá)式。答：當(dāng)土體的剪應(yīng)力T等于土的抗剪強度Tf時的臨界狀態(tài)稱謂“極限平衡狀態(tài)”。當(dāng)土體處于極限平衡狀態(tài)時的土的抗剪強度指標(biāo)之間的關(guān)系式，即6,3與內(nèi)摩擦角申、內(nèi)聚力C之間的

8、數(shù)學(xué)表達(dá)式稱為土的“極限平衡條件”。據(jù)莫爾一庫侖破壞準(zhǔn)則來研究某一土體單元處于極限平衡狀態(tài)時的應(yīng)力條件及其大、小主應(yīng)力之間的關(guān)系，該關(guān)系稱為土的極限平衡條件。5.3 土體中首先發(fā)生剪切破壞的平面是否就是剪應(yīng)力最大的平面？為什么？在何種情況下,剪切破壞面與最大剪應(yīng)力面是一致的？在通常情況下，剪切破壞面與大主應(yīng)力面乊間的夾角是多少?答：不是，由莫爾應(yīng)力賀與抗剪強度包線相切，切點的位置可確定M點破壞面的方向，由莫爾圓原理，可知土體中破壞面與最大應(yīng)力G1作用面的夾角為n /4+ © /2只不在飽各粘性土在不固結(jié)不排水條件下,破壞面與最大剪應(yīng)力面一致通常夾角都有為n /4+ © /2

9、。5.4分別簡述直剪試驗和三軸壓縮試驗的原理，比較二者乊間的優(yōu)缺點和實用范圍。答：直接剪切試驗：試驗時，由杠桿系統(tǒng)施加垂直壓力，再施加水平壓力，在剪切過程中隨著上下盒的相對位移，剪變形發(fā)展，土樣中的強度逐漸發(fā)揮出來，直到剪應(yīng)力等于抗剪強度為止，所以土樣的抗剪強度可用剪切破壞時剪應(yīng)力來量度。直剪試驗具有構(gòu)造簡單，操作簡便的優(yōu)點，但存在如下缺點:（1）剪切過程中試樣內(nèi)的剪應(yīng)變和剪應(yīng)力分布不均勻；（2）剪切面人為地限制在上、下盒的接觸面；（3） 土樣的排水不能嚴(yán)格控制；（4）剪切過程中試樣的剪切面積逐漸減小三軸壓縮試驗：試驗時，圍壓系統(tǒng)對土樣各向施加63保持不變，然后由軸壓系統(tǒng)對土樣施加軸向附加壓力

10、G。試驗過程中，軸向應(yīng)力 G1 （=G3+G隨 G的增大而增大，莫爾應(yīng)力圓在擴大至與抗剪強度包線相切，試樣即被剪破。三軸壓縮試驗的優(yōu)點：（1）試驗?zāi)車?yán)格控制試樣的排水條件，準(zhǔn)確測定剪切過程中孔隙水壓力變化。（2 ）不確性指定破裂面位置 （3）除抗剪強度指標(biāo)外還可測定土的靈敏度，側(cè)壓力系數(shù)，孔隙水壓力系數(shù)等，但仍存在試樣制備和試驗操作比較復(fù)雜，試驗中的應(yīng)力與應(yīng)變?nèi)圆粔蚓鶆虻娜秉c。5.5何謂應(yīng)力路徑？怎樣表示?答：指在外力作用下土中某一點的應(yīng)力變化過程在應(yīng)力坐標(biāo)圖中的軌跡表示方法：為了避免在一張圖上畫很多應(yīng)力圓使圖面很不清晰，可在圖上適當(dāng)選擇一個特征點來代表一個應(yīng)力圓。常用的特征點是應(yīng)力圓的頂點。

11、6.1 土壓力有哪幾種？影響土壓力的各種因素中最主要的因素是什么？答：主動土壓力，靜止土壓力，被動土壓力影響土壓力的大小和分布的因素很多，處了與土的性質(zhì)有關(guān)外，還和墻體的位移方向、位移量、土體與結(jié)構(gòu)物間的相互作用以及擋土結(jié)構(gòu)物類型有關(guān)6.2試闡述主動土壓力、靜止土壓力和被動土壓力的定義和產(chǎn)生的條件，兵比較三者的數(shù)值大小。答當(dāng)擋土墻具有足夠的截面，并且建立在堅實的地基上，墻在墻后填土的推力作用下，不產(chǎn)生任何移動或轉(zhuǎn)動時，墻后土體處于彈性平衡狀態(tài)，此時，作用于墻背上的土壓力稱為靜止土壓力（如果墻基可以變形，墻在土壓力作用下產(chǎn)生向著離開填土方向的移動或繞墻根的轉(zhuǎn)動時,墻后土體因側(cè)面所受限制的放松而有

12、下滑趨勢。當(dāng)墻的移動或轉(zhuǎn)到達(dá)到某一數(shù)量時，滑動面上的剪應(yīng)力等于土的抗剪強度,墻后土體達(dá)到主動極限平衡狀態(tài)，這時作用在墻上的土推力達(dá)到最小值，稱為主動土壓力（Ea）。當(dāng)擋土墻在外力作用下向著填土方向移動或轉(zhuǎn)動時，墻后土體受到擠壓，有上滑趨勢。為阻止其上滑，土內(nèi)剪應(yīng)力反向增加，使得作用在墻背上的土壓力加大。直到墻的移動量足夠大時，滑動面上的剪應(yīng)力又等于抗剪強度，墻后土體達(dá)到被動極限平衡狀態(tài)，這時作用在墻上的土抗力達(dá)到最大值，稱為被動土壓力（E p ）。三者之間的關(guān)系：Ea <E0 cE p6.3試比較郎金土壓力理論和庫倫土壓力理論的基本假定及適用條件。答：朗金理論假定擋土墻的墻背豎直、光滑，

13、墻后填土表面水平且延伸到無限遠(yuǎn)處，適用于粘性土和無粘性土。庫侖理論假定滑裂面為一通過墻踵的平面，滑動土楔體是由墻背和滑裂面兩個平面所夾的土體所組成，墻后填土為砂土。適用于各類工程形成的不同的擋土墻，應(yīng)用面較廣，但只適用于填土為無粘性土的情況6.4擋土墻有哪幾種類型？如何確定墻背土壓力及筋帶的長度?重力式擋土墻。這種形式的擋土墻通常由塊石或素混凝土砌筑而成。靠自身的重力來維持墻體穩(wěn)定，墻體的抗拉、抗剪強度都比較低。它具有結(jié)構(gòu)簡單、施工方便、易于就地取材等優(yōu)點，在工程中應(yīng)用較廣。懸壁式擋土墻。一般是用鋼筋混凝土建造，它是由三個懸臂組成。墻的穩(wěn)定主要靠墻踵懸臂上的土重維持，墻體內(nèi)的拉應(yīng)力由鋼筋承受。

14、這類擋土墻的優(yōu)點是能充分利用鋼筋混凝土的受力特點，墻體截面尺寸較小，在市政工程以及廠礦儲庫中較常使用。扶壁式擋土墻。當(dāng)墻高較大時，懸臂式擋土墻的立臂推力作用產(chǎn)生的彎矩與撓度較大，為了增加立臂抗 彎性能和減少鋼筋用量，常沿墻的縱向每隔一定距離設(shè)一道扶臂。墻體穩(wěn)定主要靠扶臂間土重維持。答：整體剪切破壞、局部剪切破壞及沖切剪切破壞 如果土的壓縮性低，土體相對較密實，一般容易發(fā)生整體剪切破壞；如果土比較松，壓縮性高，則會發(fā)生 沖切破壞。（ 2分） p-s 曲線具有明顯的轉(zhuǎn)折點。6.8 何謂無黏性土坡的自然休止角？性土坡的穩(wěn)定性與哪些因素有關(guān)？ 答：無黏性土坡的自然休止角是無黏性土在松散狀態(tài)堆積時其坡面

15、與水平面所形成的最大傾角。當(dāng)穩(wěn)定安 全系數(shù)K=1時，此時抗滑力等于滑動力，土坡處于極限平衡狀態(tài)，相應(yīng)的坡角就等于無粘性土的內(nèi)摩擦角, 特稱之為自然休止角 ; 設(shè)置地下室；改變基礎(chǔ)底面尺寸；加強基礎(chǔ)剛度；進(jìn)行地基礎(chǔ)處理；采用樁基礎(chǔ)或其 他深基礎(chǔ)等6.9 土坡穩(wěn)定分析的條分法原理是什么？如何確定最危險圓弧滑動面？ 答：條分法是將滑動土體豎直分成若干土條，把土條當(dāng)成剛體，分別求作用于各土條上的力對圓心的滑動力矩和抗滑力矩，然后求土坡的穩(wěn)定安全系數(shù)Fs的方法。最危險滑動面是相應(yīng)于邊坡最小的穩(wěn)定安全系數(shù)的滑動面，是土坡最可能產(chǎn)生滑動的面7.0 什么是土坡的穩(wěn)定性分析？常用的分析方法有哪些？最危險的滑動面

16、怎么確定？ 答：所謂土坡的穩(wěn)定性分析，就是用土力學(xué)的理論來研究發(fā)生滑坡時滑面可能的位置和形式、滑面上的剪 應(yīng)力和抗剪強度的大小、抵抗下滑的因素分析以及如何采取措施等問題，以估計土坡是否安全，設(shè)計的坡 度是否符合技術(shù)和經(jīng)濟的要求。簡言之，在工程實踐中，分析土坡穩(wěn)定的目的是檢驗所設(shè)計的土坡斷面是 否安全與合理，邊坡過陡可能發(fā)生塌滑，過緩則使土方量增加。土坡的穩(wěn)定安全度是用穩(wěn)定安全系數(shù)表示 的。土坡穩(wěn)定分析方法主要有極限平衡法、極限分析法和有限元法等，目前最常用的是極限平衡法。它的 一般步驟是先假定土坡沿某一確定的滑動面滑動， 根據(jù)滑動土體的靜力平衡條件和摩爾 - 庫倫破壞準(zhǔn)則計算 該滑動面滑動的可能性，即安全系數(shù)的大小。然后系統(tǒng)選取許多個可能的滑動面，用同樣方法計算穩(wěn)定安 全系數(shù)，安全系數(shù)最小的滑動面就是最可能出現(xiàn)的危險滑動面。2 導(dǎo)致土坡失穩(wěn)的因素有哪些？如何防止邊坡滑動？ 答：導(dǎo)致土坡失穩(wěn)的因素有：土坡作用力發(fā)生變化；土抗剪強度降低；靜水壓力的作用；地下水在土壩或 基坑等邊坡中的滲流常常是