土力學(xué)問答題

朽木易折，金石可鏤。千里之行，始于足下。第頁/共頁1.什么叫顆粒級配曲線，如何定性和定量分析土的級配？（浮上4次）答：土的顆粒級配（粒度成分）——土中各個粒組的相對含量(各粒組占土?？傊氐陌俜謹?shù))。決定各粒組相對含量的主意：（1）顆粒分析實驗，①篩分法，②沉降分析法，（2）實驗成績——顆粒級配累積曲線，舉行曲線分析：曲線較陡，則表示粒徑大小相差不多，土粒較勻稱；曲線平緩，則表示粒徑大小相差懸殊，土粒不勻稱，即級配良好。2.什么叫粘性土的液性指數(shù)？如何應(yīng)用液性指數(shù)評價土的工程性質(zhì)。答：液性指數(shù)——粘性土的天然含水量和塑限的差值與塑性指數(shù)之比。用表示。值愈大，土質(zhì)愈軟；反之，土質(zhì)愈硬。，堅硬狀態(tài)，，可塑狀態(tài)流動狀態(tài)3.甲為條形基礎(chǔ)，乙為正方形基礎(chǔ)，兩者基礎(chǔ)寬度相同，埋深相同，基底附加壓力也相同，地基土徹低相同，兩基礎(chǔ)沉降量是否相同？為什么？答：不同，方形荷載所引起的σz，其影響深度要比條形荷載小的多，條形基礎(chǔ)下地基土的側(cè)向變形主要發(fā)生在淺層，而位于基礎(chǔ)邊緣下的土體容易發(fā)生剪切滑動而首先浮上塑性變形區(qū)。4.以固結(jié)不排水為例，說明三軸實驗如何測定土的抗剪強度指標。答：倘若試樣所受到的周圍固結(jié)壓力大于它曾受到的最大固結(jié)壓力Pc，屬于正常固結(jié)試樣，倘若小于，屬于超固結(jié)試樣。1變形模量和壓縮模量有何關(guān)系和區(qū)別？（2次）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。2什么是自重應(yīng)力和附加應(yīng)力？答：自重應(yīng)力——由土體本身有效分量產(chǎn)生的應(yīng)力稱為自重應(yīng)力。附加應(yīng)力：土體受到外荷載以及地下水滲流、地震等作用下附加產(chǎn)生的應(yīng)力增量，是產(chǎn)生地基變形的主要緣故，也是導(dǎo)致地基土的強度破壞和失穩(wěn)的重要緣故。3填土內(nèi)摩擦角對土壓力大小有何影響？答：計算主動土壓力時，普通可忽略內(nèi)摩擦角的影響，但計算被動土壓力和靜止土壓力時，考慮內(nèi)摩擦角降低，導(dǎo)致墻背壓力的增大4如下圖所示，圖中有無錯誤？5為什么飽和黏性土不固結(jié)不排水剪的強度包線是一條水平線？答：倘若飽和粘性土從未固結(jié)過，將是一種泥漿狀土，抗剪強度也必然等于0，普通從天然土層中取出的試樣普通都具有一定的天然的強度，天然土層的有效固結(jié)壓力是隨深度變化的，所以不排水抗剪強度也隨深度變化，均質(zhì)的正常固結(jié)不排水強度大致隨有效固結(jié)壓力成線性增大。飽和的超固結(jié)粘土的不固結(jié)不排水強度包線也是一條水平線。2下圖(a),(b)中，AB、BC為擋土墻受到主動、被動土壓力作用時的滑動面，按照庫侖土壓力理論繪出：(1)作用在土楔體AB、BC滑動面上的剪應(yīng)力方向；(2)作用在土楔體AB面,BC面上的合力方向？3試比較朗肯土壓力理論和庫侖土壓力理論的優(yōu)缺點和各自的適用范圍？（浮上3次）答：郎肯土壓力理論應(yīng)用半空間中的應(yīng)力狀態(tài)和極限平衡理論的概念比較明確，公式容易，便于記憶，對于粘性土和無粘性土都可以用該公式直接計算，但因為該理論忽略了墻背與填土之間摩擦影響，使計算的主動土壓力增大，而計算的被動土壓力偏小。庫倫土壓力理論按照墻后滑動土的靜力平衡條件導(dǎo)得公式，考慮了墻背與土之間的摩擦力，并可用于墻背傾斜，填土面傾斜情況，但因為該理論假設(shè)填土?xí)r無粘性土，因而不能用庫倫理論的原始公式直接計算粘性土的土壓力。4甲、乙兩土的天然重度和含水量相同，相對密度不同，誰的飽和度大？答：土的飽和度和含水量孔隙比以及相對密度有關(guān)系，含水量和天然重度相同的情況下，誰的相對密度大則飽和度大。5簡述用孔隙比e、相對密實度Dr判斷砂土密實度的優(yōu)缺點。答：對于級配相差較大的不同類土，則天然孔隙比e難以有效判定密實度的相對高低，而用相對密度法可以合理的判定砂土的密實度狀態(tài)。1.什么叫粘性土的靈巧度和觸變性？答：靈巧度是以原狀土的強度與該土經(jīng)過重塑后的強度之比來表示。觸變性：抗剪強度對時光恢復(fù)的膠體化學(xué)性質(zhì)。2.簡述粘性土壓實原理，影響壓實性的因素有哪些？答：（1）含水量對囫圇壓實過程的影響；（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3.飽和土單向固結(jié)屬于單面排水情況，試決定固結(jié)微分方程的初始條件和邊界條件。4.無側(cè)限壓縮儀是否可以用來測定普通粘性土的抗剪強度指標，為什么？它可用來測定哪一類土的抗剪指標？為什么？答：不能，能夠用來測飽和粘性土的不排水抗剪強度。因為無側(cè)限抗壓實驗中，在不加任何側(cè)向壓力的情況下施加垂直壓力了，直到試件剪切破壞為止，剪切破壞時試樣所能承受的最大軸向壓力，只能做一個極限應(yīng)力圓，因此對于普通粘性土就難以作出莫爾破壞包線。5.試述柔性基礎(chǔ)、剛性基礎(chǔ)的受力及變形特點。2.土中水按性質(zhì)可以分為哪幾類？答：強結(jié)合水、弱結(jié)合水和自由水。4.什么叫基礎(chǔ)的“架越作用”？其影響因素是什么？3.影響基底壓力分布的因素有哪些？在什么情況下可將基底壓力簡化為直線分布？答：基底壓力的大小和分布情況，與荷載的大小和分布、基礎(chǔ)的剛度、基礎(chǔ)的埋置深度以及地基土的性質(zhì)等多種因素有關(guān)。對于具有一定剛度以及尺寸較小的擴展基礎(chǔ)，其基底壓力當(dāng)作近似直線分布。5.簡述無筋擴展基礎(chǔ)（剛性基礎(chǔ)）的特點。答：無筋擴展基礎(chǔ)的材料都具有良好的抗壓性能，但抗拉、抗剪強度都不高，為了使基礎(chǔ)內(nèi)產(chǎn)生的壓應(yīng)力和剪應(yīng)力不超過相應(yīng)的材料強度設(shè)計值，設(shè)計時需要加大基礎(chǔ)的高度，因此，這種基礎(chǔ)幾乎不發(fā)生撓曲變形。3.因為開挖基坑面積很大，且開挖后又擱置較長時光才建基礎(chǔ)，此時應(yīng)如何考慮基底附加壓力的影響？4.何謂土的抗剪強度？研究土體的抗剪強度的意義？答：土的抗剪強度可以定義為土體抵御剪應(yīng)力的極限值，或土體抵御剪切破壞的受剪能力。意義：倘若土體內(nèi)某一部分的剪應(yīng)力達到了抗剪強度，在該部分就浮上剪切破壞，隨著荷載的增強，剪切破壞的范圍逐漸增大，總算在土體中形成延續(xù)的滑動面，而喪失穩(wěn)定性。工程實踐和土工實驗都驗證了土體受剪發(fā)生的破壞，剪切破壞時土的強度破壞的重點。5.樁身中性點深度的影響因素是什么？2.表征土的壓縮性參數(shù)有哪些？如何定性評價土的壓縮性？答：土的壓縮系數(shù)、土的壓縮模量、土的壓縮指數(shù)、土的體積壓縮系數(shù)。土的壓縮性是指土體在壓力作用下體積縮小的特性。按照土的壓縮性指標來評價土的壓縮性，可按e-p曲線來決定土的壓縮系數(shù)、壓縮模量等壓縮性指標，按e-lgp曲線可以決定土的壓縮性指數(shù)等壓縮性指標。另外固結(jié)實驗結(jié)果還可繪制試樣壓縮量與時光平方根的關(guān)系曲線，測定土的豎向固結(jié)系數(shù)，用這幾項指標綜合評定土的壓縮性。3.試所述分層總和法計算的步驟和內(nèi)容。答：按分層總和法計算基礎(chǔ)總算沉降量，應(yīng)在地基壓縮層深度范圍內(nèi)劃分為若干分層，計算各分層的壓縮量，然后求其總和。步驟：回執(zhí)基礎(chǔ)和地基剖面、分層求出土的自重應(yīng)力和附加應(yīng)力、求各個分層的壓縮量、求總的沉降量。1.什么是群樁基礎(chǔ)？什么是基樁？什么是群樁效應(yīng)？3什么是土的極限平衡狀態(tài)？什么是極限平衡條件？實際意義？3.說明固結(jié)度的物理意義答：地基固結(jié)度是指地基土層在某一壓力作用下，經(jīng)歷時光t所產(chǎn)生的固結(jié)變形量與總算固結(jié)變形量之比值4.什么是莫爾強度破壞包線？什么是摩爾一庫侖強度理論？（出過2遍）答：當(dāng)體內(nèi)任一平面上的剪應(yīng)力等于材料的抗剪強度時，該點就發(fā)生破壞，并提出在破壞面上的剪應(yīng)力，即剪切強度τf，是該面上法向應(yīng)力σ的函數(shù)，即τf=f(σ)，這個函數(shù)在τf-σ坐標中式一條曲線，成為莫爾包絡(luò)線，簡稱莫爾包線。由庫倫公式表示莫爾包線的強度理論，成為莫爾-庫倫強度理論。5.簡述幾種常用的抗剪強度實驗主意。答：直接剪切實驗，三軸壓縮實驗、無側(cè)限抗壓強度實驗和現(xiàn)場的十字板剪切實驗。20均質(zhì)地基上，當(dāng)基礎(chǔ)底面壓力相等、埋深相等時，基礎(chǔ)寬度相同的條形基礎(chǔ)和正方形基礎(chǔ)，哪個沉降大？為什么？2.用庫侖定律和摩爾應(yīng)力圓原理說明：當(dāng)不變時，減小可能破壞；當(dāng)不變時，增大可能破壞？答：教材P203.3.說明孔隙壓力系數(shù)A、B的物理意義，并寫出三軸實驗三種排水條件下孔隙水壓力的表達公式。答：B為在各向應(yīng)力相等的條件下的孔隙壓力系數(shù)，即土體在等向壓縮應(yīng)力狀態(tài)時單位圍壓增量所引起的孔隙壓力增量。Ａ是在偏應(yīng)力作用下的孔隙壓力系數(shù)。5.什么叫應(yīng)力路徑？怎樣表示？答：對加荷過程中的土體內(nèi)某點，其應(yīng)力狀態(tài)的變化可在應(yīng)力坐標圖中以莫爾應(yīng)力圓上一個特征點的移動軌跡表示，這種軌跡成為應(yīng)力路徑。表示主意：為了避免在一張圖上畫無數(shù)應(yīng)力圓使圖面很不清晰，可在圖上適當(dāng)挑選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。1什么是d10、d30、d60、Cu、Cc，Cu、Cc用途是什么？答：Ｃｕ和Ｃｃ是用來描述顆粒級配的定量指標，即不勻稱系數(shù)和曲率系數(shù)。ｄ10,d30,d60分離相當(dāng)于小于某粒徑土重累計百分含量為10%、30%、60%對應(yīng)粒徑，分離成為有效粒徑、中值粒徑和限制粒徑。2因為開挖基坑面積很大，且開挖后又擱置較長時光才建基礎(chǔ)，此時應(yīng)如何考慮基底附加壓力的影響？答：開挖基坑后，卸除了原有的自重應(yīng)力，即基底處建前有過自重應(yīng)力的作用，建造物建后的基底平均壓力扣除建前基礎(chǔ)底處土中自重應(yīng)力后，才是新增強于地基的基底平均附加應(yīng)力。3與抗剪強度有關(guān)的工程問題有哪些？答：擋土墻側(cè)土壓力、地基承載力、土坡和地基穩(wěn)定性等問題。4作用于擋土墻上土壓力有哪幾種，影響因素有哪些？答：（1）、主動土壓力，（2）、被動土壓力，（3）、靜止土壓力庫倫土壓力的基本假設(shè)是？答：墻后的填土?xí)r理想的散體粒，滑動破壞面為宜平面，滑動土楔體視為剛體。土體剪切破壞面是不是發(fā)生在最大剪應(yīng)力面上？為什么？答：不是，土體的最大剪應(yīng)力面為45度面，但是最大剪切破會面發(fā)生在45°+φ/2上。因為在此面上的剪應(yīng)力大于容許剪應(yīng)力，而45°面上的剪應(yīng)力小于容許剪應(yīng)力。簡述太沙基的有效應(yīng)力原理，土中有效應(yīng)力的含義是什么？答：土體內(nèi)的剪應(yīng)力只能由骨架承擔(dān)。土中的有效應(yīng)力是指土粒所傳遞的粒間應(yīng)力，它是控制土的體積和強度兩者變化的土中應(yīng)力。以條形基礎(chǔ)作用均布荷載為例，說明土中豎向附加應(yīng)力分布的邏輯？答：（1）、σz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)力的蔓延分布。（2）、在距離基礎(chǔ)底面不同深度z處的各個水平面上，以基底中央點下軸線處的為σz最大，隨著距離中軸線越遠越小。（3）、在荷載分布范圍內(nèi)隨意點垂線的σz值，隨深度愈向下愈小，在荷載邊緣以外隨意點沿垂線的σz值，隨深度從零開始向下先加大后減小。請你定性地分析飽和粘性土在固結(jié)過程中下列各指標如何變化。答：2土不是延續(xù)體，但在研究土體的應(yīng)力、變形時，可否將土作為延續(xù)體考慮？為什么？答：可以，因為考慮到普通建造物荷載作用下地基土中某點的應(yīng)力變化范圍還不很大，可以用一條各縣來近似地替代相應(yīng)的曲線段，就可以把土體看成一個線性延續(xù)體，從而簡化計算。3基礎(chǔ)下哪一部分土體易發(fā)生剪切破壞？為什么？答：2.簡述均質(zhì)粘性土坡條分法的基本原理。答：對于均質(zhì)粘性土坡，因為剪切而破壞的滑動面大多為一曲面，破壞前，普通在坡頂首先浮上張力裂縫，然后沿某一曲面產(chǎn)生整體滑動，但滑弧上各區(qū)段土的抗剪強度各不相同，并于各點法向應(yīng)力有關(guān)。為此，常將滑動土體分成若干條塊，分析每一條快上的作使勁，然后利用每一土條上的力合力矩的平衡條件，求出安全系數(shù)表達式，其統(tǒng)稱條分法。3.重力式擋土墻設(shè)計中，若抗傾安全系數(shù)不足時，可以哪幾方面采用措施？答：試卷簡答題簡述地下水位變化對土中自重應(yīng)力、地基沉降的影響。答：地下水位的升高，因為浮力的作用，自重應(yīng)力相應(yīng)的減小，沉降也減?。ê侠斫忉尦两稻壒剩?3分)地下水位的下降，自重應(yīng)力增強，沉降也就加大(2分)。2、地基破壞模式有哪幾種？它與土的性質(zhì)有何關(guān)系？發(fā)生整體剪切破壞時p-s曲線特征如何？答：整體剪切破壞、局部剪切破壞及沖切剪切破壞。（2分）倘若土的壓縮性低，土體相對較密實，普通容易發(fā)生整體剪切破壞；倘若土比較松，壓縮性高，則會發(fā)生沖切破壞。（2分）p-s曲線具有顯然的轉(zhuǎn)折點。（1分）3、影響土坡穩(wěn)定的因素有哪些？答：設(shè)置地下室；改變基礎(chǔ)底面尺寸；加強基礎(chǔ)剛度；舉行地基礎(chǔ)處理；采用樁基礎(chǔ)或其他深基礎(chǔ)等（5分）4、為了防止不勻稱沉降危害，從地基與基礎(chǔ)方面有哪些措施？外荷載作用或土坡環(huán)境變化導(dǎo)致土體內(nèi)部剪應(yīng)力加大，如降雨導(dǎo)致土體飽和重度增強，水的滲透力、坡頂荷載或地震、打樁等；外荷因素導(dǎo)致土體抗剪強度降低，如孔隙水壓力升高，氣候變化使土干裂，雨水使土軟化等。（5分）5、試從基本假定、分析原理和計算偏差三個方面簡述朗肯土壓力理論。答：（1）擋土墻背垂直（2）墻后填土表面水平（3）擋墻背面光潔即不考慮墻與土之間的摩擦力。（3分）按照墻后土體內(nèi)各點的應(yīng)力從彈性平衡狀態(tài)發(fā)展為極限平衡狀態(tài)的應(yīng)力條件，直接求得墻背上各點的土壓力分布強度。朗肯理論假定墻背與土無摩擦，，因此計算所得的主動壓力偏大，而被動土壓力偏小。（2分）6、軟土地基上舉行路堤或土壩的填土施工時，常用設(shè)置反壓馬道的主意（即在堆土路堤坡腳兩側(cè)鋪壓一定厚度和寬度的土體），或者舉行地基處理的主意，以滿意設(shè)計堆載的要求或加大堆土高度的要求，試用地基承載力表達式簡析這些措施是有效和合理的理由？答：（1）地基極限承載力公式為：；設(shè)置反壓馬道相當(dāng)于公式中qNc項增強，所以地基極限承載力也增大；舉行地基礎(chǔ)處理，地基土的及值均會增大，也增大，則地基極限承載力也增大。（5分）決定地基承載力有哪些途徑？答：（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=0；（2）隨著時光t的增強，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=∞時，孔隙應(yīng)力u消散至0，有效應(yīng)力為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)力的過程，但在這一過程中，一直滿意u+=p。（1分）土層固結(jié)過程中，孔隙水應(yīng)力和有效應(yīng)力是如何轉(zhuǎn)化的？它們之間有何關(guān)系答：（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=0；（2）隨著時光t的增強，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=∞時，孔隙應(yīng)力u消散至0，有效應(yīng)力為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)力的過程，但在這一過程中，一直滿意u+=p。（1分）通過本課程的學(xué)習(xí)，你認為土具有哪些方面的性質(zhì)或特性？（至少五條）答：壓縮性，孔隙性，滲透性，凍脹性，剪脹性（或其他）。持力層與地基有什么區(qū)別？答：與基礎(chǔ)直接接觸的土層稱為持力層，受建造物荷載影響的那部分土層稱為地基，地基中包括持力層。11、土的壓縮系數(shù)是指土體在側(cè)限條件下孔隙比減少量與有效壓應(yīng)力增量的比值，該值愈大表明土的壓縮性愈大，請問地基的沉降變形量就一定愈大嗎？為什么？答：不一定。地基變形有多個影響因素，如：荷載大小，壓縮層厚度等。當(dāng)在一定條件下計算地基承載力設(shè)計值可能不滿意設(shè)計要求時，怎樣做才有可能使地基承載力達到要求？列舉兩例。答：比如：（1）適當(dāng)增強埋深，設(shè)置架空層；（2）適當(dāng)增強基礎(chǔ)寬度。請借助于臨界孔隙比的概念說說砂土的液化問題？答：定義臨界孔隙比。倘若飽和砂土的初始孔隙比大于臨界孔隙比，在外荷作用下會浮上剪縮，孔隙水來不及排水，使得孔隙壓力增大，有效應(yīng)力減少為零，砂土就會象液體那樣沒有抗剪強度。14、地基變形的大小是由什么因素決定的？規(guī)范法計算地記總算沉降量較分層總和法有哪些方面的改進？答：地基變形的大小取決于兩個方面，一是荷載的大小和分布，另一方面為地基土的類型，厚度。分布及壓縮性。改進包括：規(guī)范法中引入沉降計算經(jīng)驗系數(shù)來對各種因素造成的計算誤差舉行修正，使得結(jié)果更臨近實際，引用地基平均附加應(yīng)力系數(shù)的概念、參數(shù)、，使得不用地基土層細分層次，計算工作量減小，精度增強，采用地基變形計算深度的新標準，變形比法代替代應(yīng)力比法。15按照庫倫主動土壓力理論，影響主動土壓力的因素有哪些？為了減小主動土壓力，你會怎么辦？答：影響因素有：內(nèi)摩擦角ψ越大，主動土壓力越小。墻的粗糙度δ：越粗糙，主動土壓力就越小，強背傾斜方向及斜角。設(shè)計成仰斜，主動土壓力就相對較小，設(shè)計成俯斜，主動土壓力就大，為了減小主動土壓力，可采用如下措施：墻后