高等土力學(xué)思考題與概念題

1、思考題第一章：1 對(duì)于砂土，在以下三軸排水試驗(yàn)中，哪些試驗(yàn)在量測(cè)試樣體變時(shí)應(yīng)考慮膜嵌入 (membrane penetration)的影響？HC, CTC, CTE, RTC, RTE, 以及平均主應(yīng)力為常數(shù)的TC TE試驗(yàn)。2 對(duì)于砂土，在常規(guī)三軸固結(jié)不排水(CU)壓縮試驗(yàn)中，圍壓s3為常數(shù)，其膜嵌入 (membrane penetration)效應(yīng)對(duì)于試驗(yàn)量側(cè)的孔隙水壓力有沒有影響，為什么？對(duì)于常規(guī)三軸固結(jié)排水試驗(yàn)對(duì)于試驗(yàn)有無影響？3 對(duì)于砂土，在常規(guī)三軸固結(jié)不排水(CU)壓縮試驗(yàn)中，圍壓s3為常數(shù)，其膜嵌入 (membrane penetration)效應(yīng)對(duì)于試驗(yàn)的不排水強(qiáng)度有沒有影響，

2、4 在周期荷載作用下飽和砂土的動(dòng)強(qiáng)度td(或sd)如何表示？定性繪出在同樣圍壓s3，不同初始固結(jié)比s1/s3下的動(dòng)強(qiáng)度曲線。5 在一定圍壓下，對(duì)小于、等于和大于臨界孔隙比ecr密度條件下的砂土試樣進(jìn)行固結(jié)不排水三軸試驗(yàn)時(shí)，破壞時(shí)的膜嵌入對(duì)于量側(cè)的孔隙水壓力有何影響？對(duì)其固結(jié)不排水強(qiáng)度有什么影響（無影響、偏大還是偏?。?？ 6 在土工離心模型試驗(yàn)中進(jìn)行固結(jié)試驗(yàn)，如果模型比尺為100，達(dá)到同樣固結(jié)度，模型與原型相比，固結(jié)時(shí)間為多少？7 舉出三種土工原位測(cè)試的方法，說明其工作原理、得到的指標(biāo)和用途。8 對(duì)于粗顆粒土料，在室內(nèi)三軸試驗(yàn)中常用哪些方法模擬？各有什么優(yōu)缺點(diǎn)？9 真三軸試驗(yàn)儀器有什么問題影響試

3、驗(yàn)結(jié)果？用改制的真三軸試驗(yàn)儀進(jìn)行試驗(yàn)，其應(yīng)力范圍有何限制？10 在飽和土三軸試驗(yàn)中，孔壓系數(shù)A和B反映土的什么性質(zhì)？如何提高孔壓系數(shù)B？11 在p, q坐標(biāo)、s,t坐標(biāo)和在p平面坐標(biāo)下畫出下面幾種三軸試驗(yàn)的應(yīng)力路徑（標(biāo)出應(yīng)力路徑的斜率）。（1） CTC（常規(guī)三軸壓縮試驗(yàn)）（2） p常數(shù)，b=0.5常數(shù)，真三軸試驗(yàn)；（3） RTE（減壓的三軸伸長(zhǎng)試驗(yàn)）。其中：第二章1 土的剛塑性本構(gòu)模型與增量彈塑性模型表現(xiàn)的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系曲線有何區(qū)別？2 在劍橋模型中，物態(tài)邊界面上的不排水三軸試驗(yàn)的有效應(yīng)力路徑向p¢-q平面的投影是不是其屈服軌跡？為什么？3 劍橋模型是否可以反映土由于剪應(yīng)力引起的體積膨

4、脹（剪脹），清華彈塑性模型是否可以反映土由于剪應(yīng)力引起的體積膨脹？二者的區(qū)別是由于什么不同？4 劍橋模型的帽子屈服面能不能反映土由于剪應(yīng)力引起的體積變化？它是剪脹還是減縮？5 Duncan-Chang 模型與劍橋模型都是在常規(guī)三軸試驗(yàn)基礎(chǔ)上建立的，前者通過常規(guī)三軸試驗(yàn)確定的(s1-s3)e1ev的關(guān)系推出模型參數(shù)；后者通過三軸試驗(yàn)建立了用p¢-q表示的模型屈服函數(shù)。這兩個(gè)模型是否可以直接應(yīng)用于平面應(yīng)變問題的數(shù)值計(jì)算。6 在Dunca-Chang模型中，一般試驗(yàn)常數(shù)K與Kur哪一個(gè)大些？7 土的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系中，何謂應(yīng)變軟化？什么土在常規(guī)三軸壓縮試驗(yàn)中會(huì)發(fā)生應(yīng)變軟化？8 鄧肯張（Dunc

5、an-Chang Model）雙曲線模型的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系可表示為： 問其中參數(shù)a, b有什么物理，力學(xué)意義？對(duì)于一種土，它們是不是常數(shù)？9 在劍橋模型中（Cam-Cay），什么是物態(tài)邊界面(State boundary surface)；什么是臨界狀態(tài)線（Critical state line）？畫簡(jiǎn)圖說明。10 你知道有那些巖土材料的不連續(xù)數(shù)值計(jì)算方法？說明主要特點(diǎn)。11 在p¢, q平面上繪出修正劍橋模型屈服面（屈服軌跡）的示意圖，這個(gè)模型使用什么流動(dòng)規(guī)則？它是否可以反映土的剪縮性與剪脹性？12 在p¢, q平面上繪出Lade-Duncan原始模型的屈服面和塑性勢(shì)面（軌跡

6、）的示意圖，這個(gè)模型使用什么流動(dòng)規(guī)則？它是否可以反映土的剪縮性，是否可以反映土的剪脹性？13 利用其屈服面和相適應(yīng)的流動(dòng)準(zhǔn)則解釋：為什么劍橋模型能夠反映土在剪應(yīng)力作用下發(fā)生體積變化（即土的剪脹(縮)性）。14 土的最基本的損傷模型可以表示為：。其中si為沒有損傷部分的應(yīng)力，sd為已經(jīng)損傷部分的應(yīng)力，w為與應(yīng)力及應(yīng)變有關(guān)的損傷比。試寫出該式的增量形式，即Ds的表示式。15 在什么類型的彈塑性模型中，其屈服面與破壞面（強(qiáng)度面）是重合的。16 Dunca-Chang模型有EB形式和En形式。其中的參數(shù)B、Et與nt之間；常數(shù)Kb、K與G之間應(yīng)當(dāng)有什么關(guān)系？17 說明在什么條件下，清華模型就退化為劍橋

7、模型。18 與劍橋模型是否可以反映土由于剪應(yīng)力引起的體積膨脹（剪脹），清華彈塑性模型是否可以反映土由于剪應(yīng)力引起的體積膨脹？二者的區(qū)別是由于什么不同？19 在Dunca-Chang模型中，一般試驗(yàn)常數(shù)K與Kur哪一個(gè)大些？K與Kb之間哪一個(gè)大些？20 填方工程常常是平面應(yīng)變狀態(tài)的，如果在兩個(gè)主動(dòng)的主應(yīng)力相差不大，零應(yīng)變方向的主應(yīng)力是否一定是中主應(yīng)力？這時(shí)Duncan-Chang的E、n模型中試驗(yàn)常數(shù)G變小，對(duì)于計(jì)算的壩體沉降有什么影響？第三章1 沙漠中穩(wěn)定沙丘的背風(fēng)坡坡度接近于松砂的天然休止角。它大于還是小于顆粒礦物的滑動(dòng)摩擦角？為什么海邊的沙灘的坡度要比松砂的天然休止角小的多？2 地基液化的

8、條件、主要的影響因素和造成的危害有哪些？3 什么叫砂土的臨界孔隙比ecr? 臨界孔隙比與三軸試驗(yàn)的圍壓力s3有什么關(guān)系？4 有一處于臨界孔隙比的砂土三軸排水試驗(yàn)的應(yīng)力應(yīng)變曲線如下圖所示。試定性繪制出當(dāng)e>ecr；e<< ecr和e= ecr時(shí)三軸固結(jié)不排水試驗(yàn)的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系曲線。5 正常固結(jié)粘土的強(qiáng)度包線過原點(diǎn)，即其粘聚力c為零。這是否意味著它在各種應(yīng)力狀態(tài)下都不存在任何粘聚力？6 已知砂土的固結(jié)不排水試驗(yàn)的有效應(yīng)力路徑如圖示，繪圖說明如何確定其有效應(yīng)力指標(biāo)和總應(yīng)力指標(biāo)。 07 有人認(rèn)為平面應(yīng)變條件下，ey=0方向上的應(yīng)力sy總是中主應(yīng)力。這種說法是否正確？試用彈性理論分析在

9、sz/sx=k的平面應(yīng)變情況下, 泊松比為n0.3時(shí)，k在什么條件下上述說法不準(zhǔn)確？8 影響砂土液化的因素主要有哪些？砂土液化時(shí)其有效應(yīng)力的內(nèi)摩擦角是否減少了？9 什么是水力劈裂？心墻土石壩的什么部位容易發(fā)生水力劈裂？10 土的抗拉強(qiáng)度st是否等于ctanf？11 寫出弗雷德倫德（Fredlund）的非飽和土強(qiáng)度公式，其中哪一個(gè)參數(shù)不是常數(shù)？它與土的什么物理性質(zhì)指標(biāo)有關(guān)？12 什么是飽和砂土的流滑現(xiàn)象，其說明原因和影響因素。13 土的抗拉強(qiáng)度st是否等于ctanf？定性繪出粘土的聯(lián)合強(qiáng)度理論（抗拉與抗剪）的包線。14 土的抗拉強(qiáng)度st是否等于ctanf？st大于還是小于cctgf？15 寫出F

10、redlunde的非飽和土的強(qiáng)度理論公式；當(dāng)體積含水率q逐漸趨近于0時(shí)，j¢¢是增加、不變還是減少？16 在周期荷載作用下飽和砂土的動(dòng)強(qiáng)度td(或sd)如何表示？定性繪出在同樣圍壓s3，不同初始固結(jié)比s1/s3下的動(dòng)強(qiáng)度曲線。17 如果采用減壓的三軸壓縮試驗(yàn)（RTC：各向等壓固結(jié)以后，軸向應(yīng)力不變，圍壓減少，試樣發(fā)生軸向壓縮）對(duì)某正常固結(jié)飽和粘土進(jìn)行固結(jié)不排水試驗(yàn)，得到的強(qiáng)度指標(biāo)與常規(guī)的固結(jié)不排水強(qiáng)度指標(biāo)ccu, jcu比較有何不同？第四章1 在條分法穩(wěn)定分析中，一個(gè)土條上的滲透力大小通過浸潤(rùn)線的水力坡降計(jì)算，方向?yàn)榻?rùn)線的方向。2 在基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)工程中，常常由于降雨和附近

11、上、下水管線漏水而倒塌，試分析主要由于什么原因？3 在有自由面的非穩(wěn)定滲流計(jì)算中，在邊界上有一流量變化：其中m為給水度，它表示什么意義？試分析在水面上升和水面下降時(shí)，對(duì)于粘性土，給水度是否相同？4 在土中水為靜水時(shí)，取土體（土骨架孔隙水）為隔離體時(shí)，體積為V的隔離體邊界上的總水壓力的水平分量和垂直分量各為多少？在有滲流土體中取土體（土骨架孔隙水）為隔離體時(shí)，體積為V的隔離體邊界上的總水壓力的水平分量等于什么力？5 何謂非飽和土的土水特征曲線？定性畫出一條土水特征曲線。6 為什么非飽和土的土水特征曲線常常采用體積含水率qw作為縱坐標(biāo)，而不采用重量（質(zhì)量）含水量w?7 在基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)工程中，常常由

12、于降雨和附近上、下水管線漏水而倒塌，試分析主要由于什么原因？8 判斷下面的說法是否正確，如果不對(duì)，解釋為什么。（1）土體中由水頭差引起的滲流，其水流方向總是沿著最大水力坡降的方向；（2）土中自由水面下某點(diǎn)的壓力水頭等于這點(diǎn)到自由水面的豎直距離。9 堆石壩壩身的防滲有哪幾種型式？各有什么優(yōu)缺點(diǎn)？10 在有水及滲流的邊坡穩(wěn)定分析中，可以用孔隙水壓力u，進(jìn)行土體的總體的分析；也可以使用滲透力，基于“土的骨架”的平衡進(jìn)行分析。你的意見如何？11 在基坑開挖降水時(shí)，可以在支護(hù)結(jié)構(gòu)以外布設(shè)井點(diǎn)降水，也可以在基坑內(nèi)布設(shè)集水井排水，從主動(dòng)和被動(dòng)土壓力的角度，解釋哪一種降水方式更有利于支護(hù)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定。12 如果

13、采用酒精進(jìn)行粘土的滲透試驗(yàn)，其滲透系數(shù)應(yīng)當(dāng)比水的滲透系數(shù)大還是??？為什么？13 什么是非飽和土的土水特征曲線？你對(duì)于基質(zhì)吸力有什么看法？14 下圖中為一有沿坡滲流的土坡，水面與坡面齊平，問A點(diǎn)的水壓力是多少？A2m30°沿坡滲流14水下鉆孔樁施工中，需要保持孔內(nèi)的水位比地下水位高，才能不塌孔。（1）為什麼孔內(nèi)的水位比地下水位高；（2）需要保持多大的水力坡降才能穩(wěn)定？（3）為了使井壁的水力坡降提高，工程中一般采用什么措施？15關(guān)于基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)上的水土壓力的水土合算與水土分算，你有什么看法？第五章1 比奧（Biot）固結(jié)理論與太沙基倫杜立克（Terzaghi-Randulic）擴(kuò)散方程之

14、間主要區(qū)別是什么？后者不滿足什么條件？二者在固結(jié)計(jì)算結(jié)果有什么主要不同？2 對(duì)于一個(gè)寬度為a的條形基礎(chǔ)，地基壓縮層厚度為H，在什么條件下，用比奧固結(jié)理論計(jì)算的時(shí)間沉降(t-s)關(guān)系與用太沙基一維固結(jié)理論計(jì)算的結(jié)果接近？3 在是砂井預(yù)壓固結(jié)中，什么是砂井的井阻和涂抹？它們對(duì)于砂井排水有什么影響？4 發(fā)生曼德爾克雷爾效應(yīng)的機(jī)理是什么？為什么擬三維固結(jié)理論（擴(kuò)散方程）不能描述這一效應(yīng)？5 在堆載預(yù)壓中，勻速線性加載40天施加100kPa均布荷載。問在40天時(shí)的固結(jié)度U1,與瞬時(shí)一次加載100kPa均布荷載以后20天的固結(jié)度U2相比，那個(gè)大？6 有兩個(gè)多層地基土如圖所示，都是上下雙面排水。如果按照化引當(dāng)量層法，他們的固結(jié)應(yīng)當(dāng)是完全相同的。你認(rèn)為哪一個(gè)在相同時(shí)段的固結(jié)度大？哪一個(gè)比較適合用化引當(dāng)量層法計(jì)算？解釋為什么？層土：粘土， k=2´10-8cm/s, Es=3MPa, 層土：砂質(zhì)粉土，k=5´10-5cm/s, Es=6MPa, 0.3m1m0.6m2m1m0.3m7 單向壓縮的分層總和法沉降計(jì)算公式為：，寫出斯肯普頓（Skempton）等人的“考慮三向變形效應(yīng)的單向壓縮分層總和法”的沉降計(jì)算基本公式。與常規(guī)的分層總和法相比，它有哪些優(yōu)越性？8 飽和粘土的瞬時(shí)沉降主要是