高等土力學(xué)完整版本

一、名詞解釋1、固結(jié)：根據(jù)有效應(yīng)力原理，在外荷載不變的條件下，隨著土中超靜孔隙水壓力的消散，有效應(yīng)力將增加，土體將被不斷壓縮，直至達到穩(wěn)定，這一過程稱為~。單向固結(jié)：土體單向受壓，孔隙水單向滲流的條件下發(fā)生的固結(jié)。2、固結(jié)度：在某一荷載作用下，經(jīng)過時間t后土體固結(jié)過程完成的程度。3、平均固結(jié)度：在某一荷載作用下，經(jīng)過時間t后所產(chǎn)生的固結(jié)變形量與該土層固結(jié)完成時最終固結(jié)變形量之比稱為~。4、固結(jié)系數(shù)：反映土的固結(jié)特性，孔壓消散的快慢，與滲透系數(shù)k成正比，與壓縮系數(shù)a成反比，(1)vvwkeCaγ+=?5、加工硬化（應(yīng)變硬化）：正常固結(jié)粘土和松砂的應(yīng)力隨應(yīng)變增加而增加，但增加速率越來越慢，最后趨于穩(wěn)定。6、加工硬化定律（理論）：計算一個給定的應(yīng)力增量引起的塑性應(yīng)變大小的準(zhǔn)則。7、加工軟化（應(yīng)變軟化）：在密砂和超固結(jié)土的試驗曲線中，應(yīng)力一般是開始時隨應(yīng)變增加而增加，達到一個峰值后，應(yīng)力隨應(yīng)變增大而減小，最后趨于穩(wěn)定。8、壓硬性：土的變形模量隨圍壓增加而提高的現(xiàn)象。9、剪脹性：由剪應(yīng)力引起的體積變化，實質(zhì)上是由于剪應(yīng)力引起的土顆粒間相互位置的變化，使其排列發(fā)生變化，加大顆粒間的孔隙，從而體積發(fā)生了變化。10、屈服準(zhǔn)則：可以用來彈塑性材料被施加應(yīng)力增量后是加載還是卸載或是中性變載，即是否發(fā)生變形的準(zhǔn)則。屈服準(zhǔn)則用幾何方法來表示即為屈服面（軌跡）。11、流動準(zhǔn)則：在塑性理論中，用于確定塑性應(yīng)變增量的方向或塑性應(yīng)變增量張量的各個分量間的比例關(guān)系的準(zhǔn)則，也叫做正交定律。塑性勢面g與屈服面f重合（g=f），稱為相適應(yīng)的~；如果gf≠，即為不相適應(yīng)流動規(guī)則。12、物態(tài)邊界面：正常固結(jié)粘土'p，'q和v三個變量間存在著唯一性關(guān)系，所以在''pqv??三維空間上形成一個曲面稱為~，它是以等壓固結(jié)線NCL和臨界狀態(tài)線CSL為邊界的。13、臨界狀態(tài)線：初始等向壓縮曲線由于偏應(yīng)力的增加，土體中剪應(yīng)力增加，孔隙比改變，AB曲線在三維空間坐標(biāo)系中脫離原水平面e-p向上方移動，達到破壞時，對應(yīng)的空間曲線叫~。因此~是破壞點的空間軌跡，在p-q平面內(nèi)投影為一直線，稱破壞線。14、破壞：試樣在一定應(yīng)力狀態(tài)及其他條件下失去穩(wěn)定或產(chǎn)生過大的變形。15、真強度理論：（粘土）為了反映孔隙比對粘土抗剪強度及其指標(biāo)影響，伏斯列夫把抗剪強度分為受孔隙比影響的粘聚分量ec和不受孔隙比影響的摩擦分量taneσ?，角標(biāo)e表示孔隙比，即所謂的真強度理論與真強度指標(biāo)。16、擬似超固結(jié)土：老正常固結(jié)土有與超固結(jié)土相似的特性，稱為~，其中0/cqpp稱為擬似超固結(jié)比。17、靈敏度：原狀粘土與重塑土的無側(cè)限抗壓強度之比。18、各向異性：材料在不同方向上的物理力學(xué)性質(zhì)不同的性質(zhì)，分為初始~和誘發(fā)~。19、土的強度：土在一定條件下破壞時的應(yīng)力狀態(tài)。20、粘聚力：破壞面沒有任何正應(yīng)力作用下的抗剪強度21、臨界孔隙比：在三軸試驗加載過程中，軸向應(yīng)力差幾乎不變，軸向應(yīng)變連續(xù)增加，最終試樣體積幾乎不變時的孔隙比。22、蠕變破壞：在極慢的加載速率下，某些土發(fā)生破壞時的應(yīng)力遠低于常規(guī)強度試驗下的峰值強度，有時甚至為后者的50%，這種情況稱之為~。23、飽和松砂的流滑：隨著應(yīng)變增加，超靜孔壓急劇上升，有效應(yīng)力減少，沙土呈流動狀態(tài)，也稱為“流滑”。24、水力劈裂：由于孔隙水壓力提高，在土體重引起拉伸裂縫發(fā)生和發(fā)展的現(xiàn)象稱為~，其實是一種拉伸破壞。25、斷裂韌度：材料抗斷裂性能的一個重要參數(shù)，屬于材料的固有特性，單位32/kNm。26、有效應(yīng)力原理：作用在飽和土體上的總應(yīng)力由土中的兩種介質(zhì)承擔(dān)，一種是孔隙水中的孔隙水壓力，另一種是土顆粒形成的骨架上的有效應(yīng)力，而土的抗剪強度是由有效應(yīng)力決定的。27、孔隙水壓力系數(shù)：用于表示超靜空隙壓力增量和總應(yīng)力增量的關(guān)系。28、莫爾庫侖準(zhǔn)則：()ffτσ=，即一個平面上的抗剪強度fτ取決于作用于這個平面上的正應(yīng)力σ。其中破壞包線的函數(shù)()fσ是由試驗確定的單值函數(shù)。因此，當(dāng)材料應(yīng)力狀態(tài)的最大莫爾圓與上式所表示的包線相切時，材料即破壞。29、Darcy定律：單位面積滲流量q與水頭坡降i成正比，q=ki，k稱為滲透系數(shù)。30、骨干曲線：31、孔壓系數(shù)B：當(dāng)進行不排水試驗時，可量測試樣孔壓，試樣孔壓與施加室壓之比，/cBuσ=??。32、Ng模型試驗：就是將土工建筑物或地基或基礎(chǔ)尺寸縮小到1/n，同時重力加速度增大為ng。33、材料的本構(gòu)模型：是反映材料的力學(xué)性狀的數(shù)學(xué)表達式，表示形式一般為應(yīng)力-應(yīng)變-強度-時間的關(guān)系，也稱為本構(gòu)定律、本構(gòu)方程。34、主應(yīng)力面：在過一點的斜截面上，只有法向應(yīng)力而無剪應(yīng)力時，這個斜截面就是~。35、應(yīng)力不變量：即不隨坐標(biāo)的選擇而變化的量。36、主應(yīng)力空間：以三個主應(yīng)力的坐標(biāo)軸，用應(yīng)力為度量尺度形成的一個空間。在此空間中的一個點P代表一個應(yīng)力狀態(tài)（123,,σσσ）；此空間中的一條線表示了一條應(yīng)力路徑。37、π平面：與空間對角線垂直的平面。38、變形模量：反映土體在側(cè)向自由膨脹條件下應(yīng)力和應(yīng)變之間相互關(guān)系的量，可由廣義胡克定律得到。壓縮模量：在完全側(cè)限條件下，土體豎向附加應(yīng)力與相應(yīng)的應(yīng)變增量之比稱~，用Es表示。彈性模量：39、靜水壓力：由均質(zhì)流體作用于物體上的壓力，~增加，會使受力物體的體積減小，但不會改變其形狀。超靜水壓力：孔隙水壓力：有效應(yīng)力原理中，總應(yīng)力的一部分是由土體孔隙內(nèi)的土及氣來承擔(dān)的，稱為~。40、擴散方程：將σε?關(guān)系是為常量（Econst=）的同時，也假設(shè)三個主應(yīng)力之和不變，不滿足變形協(xié)調(diào)條件。41、曼代爾效應(yīng)：在不變的荷重施加于土體上以后的某時段內(nèi)，土體內(nèi)的孔隙水壓力不是減小，而是增大，而且超過應(yīng)有的壓力值。42、超固結(jié)土、正常固結(jié)土、欠固結(jié)土：根據(jù)先期固結(jié)壓力與土層現(xiàn)有上覆壓力的對比，可將土分為超固結(jié)土、正常固結(jié)土、欠固結(jié)土：pc=p1為正常固結(jié)土；pc>p1為超固結(jié)土；pc<p1為欠固結(jié)土。Pc為土體的先期固結(jié)壓力，p1為土體目前的上覆土重。43、滲透力：單位體積土體中滲透水流作用對土骨架產(chǎn)生的拖曳力稱為滲透力44、應(yīng)力水平：兩層含義：一是指圍壓絕對值的大小，二是指應(yīng)力（常為剪應(yīng)力）與破壞值之比。45、應(yīng)力歷史：~既包括天然土在過去地質(zhì)年代中受到的固結(jié)和地殼運動作用，也包括土在試驗室或在工程施工、運行中受到的應(yīng)力過程，對于粘性土一般指其固結(jié)歷史。46、洛德角：是一個表征應(yīng)力狀態(tài)的參數(shù)，可表示中主應(yīng)力和其他兩個主應(yīng)力間的相對比例。213132arctan3()σσσθσσ??=?二、簡答題1、簡述土的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系的特征及其影響因素。答：非線性、彈塑性、剪脹性、（各向異性、結(jié)構(gòu)性、流變性）；應(yīng)力水平、應(yīng)力路徑、應(yīng)力歷史。2、鄧肯—張模型分析總結(jié)？答：應(yīng)變僅由偏應(yīng)力貢獻，球應(yīng)力沒有貢獻。優(yōu)點：①能反映土體變形的主要特征，非線性、應(yīng)力歷史、應(yīng)力路徑；②簡單，容易為工程接受；③模型參數(shù)容易確定，積累了豐富的確定模型的經(jīng)驗。缺點：不能反映土體變形的剪脹性、軟化、各向異性和結(jié)構(gòu)性。3、劍橋模型的試驗基礎(chǔ)和基本假設(shè)？答：①試驗基礎(chǔ)：正常固結(jié)土和弱超固結(jié)土試驗基礎(chǔ)上建立②基本假設(shè)：帽子屈服面，相適應(yīng)的流動規(guī)則，以塑性體應(yīng)變?yōu)橛不瘏?shù)（加工硬化定律）。只要有三個試驗場數(shù)：各向等壓固結(jié)系數(shù)λ，回彈系數(shù)k，破壞常數(shù)m。4、土的強度有哪些特點？答：三點，由于土的碎散性、多相性造成土①強度主要由顆粒相互作用力決定，土的破壞主要是剪切破壞，其強度主要表現(xiàn)為粘聚力和摩擦力；②研究時要考慮孔隙水壓力、吸力等土特有的影響強度的因素；③土的地質(zhì)歷史造成土強度強烈的多變性、結(jié)構(gòu)性和各向異性。5、屈服與破壞的關(guān)系？達到強度是否一定破壞？答：對于剛彈性體和彈性—理想塑性體屈服即意味著破壞，對于增量彈性模量屈服和破壞并不是同一概念。土的屈服與強度與人們選擇的理論模型有關(guān)，土體破壞與邊值問題的具體邊界有關(guān)。6、影響土的抗剪強度的因素？答：①內(nèi)部因素：土的組成（如礦物成分、顆粒大小、級配、含水量等）、土的狀態(tài)（如密度、孔隙比）、土的結(jié)構(gòu)（如絮凝結(jié)構(gòu)）；②外部因素：溫度、應(yīng)力應(yīng)變因素（如圍壓、中主應(yīng)力）、應(yīng)力歷史、主應(yīng)力方向、加載速率、排水條件等。7、一維滲流固結(jié)理論的基本假定？答：①土層是均質(zhì)的、完全飽和的；②土粒與水均為不可壓縮介質(zhì)；③外荷載一次性瞬時施加到土體上，在固結(jié)過程中保持不變；④土體他應(yīng)力與應(yīng)變之間存在線性關(guān)系，壓縮系數(shù)為常數(shù)；⑤在外力作用下，土體中只引起上下方向的滲流與壓縮；⑥土中水的滲流服從達西定律，滲透系數(shù)保持不變；⑦土體變形完全是由孔隙水排出和超靜水壓力消散所引起的。8、Biot理論與準(zhǔn)三維固結(jié)理論比較？答：①二者建立方程的依據(jù)基本一致：小變形、線彈性、滲流符合達西定律，但準(zhǔn)三維固結(jié)理論假設(shè)法向總應(yīng)力隨時間不變，而Biot理論不作此假定；②Biot理論考慮土骨架變形孔壓的影響，即位移與孔壓相互耦合，而準(zhǔn)三維固結(jié)理論對土體變形和孔壓消散分別加以計算，其直接后果是后者無法解釋Mandel-Cryer效應(yīng)。9、常規(guī)三軸試驗的優(yōu)缺點？答：①近似單元體試驗，試樣內(nèi)στ、相對對均勻；②σ狀態(tài)和路徑明確；③排水條件清楚，可控制；④破壞面非人為固定；⑤操作復(fù)雜，現(xiàn)場無法試驗；⑥不能反映2σ的影響；⑦邊界條件、膜嵌入的影響。10、割線模型與切線模型比較？答：①割線模型考慮了應(yīng)力應(yīng)變?nèi)筷P(guān)系，能反映土變形的非線性及應(yīng)力水平的影響，可用于應(yīng)變軟化階段。但理論不嚴(yán)密，不能保證解的唯一性；②切線模型為分段線性化的增量形式的胡克定律，能反映土變形全過程。11、在直剪、単剪、環(huán)剪試驗中，試樣的應(yīng)力和應(yīng)變有什么特點？答：①直剪：破壞面人為確定，應(yīng)力和應(yīng)變不均勻且十分復(fù)雜，試樣內(nèi)各點應(yīng)力狀態(tài)及應(yīng)力路徑不同。在初始狀態(tài)，剪切面土單元與試樣中其他單元一樣是K0應(yīng)力狀態(tài)，即3001vKKσσσ==。在剪切破壞時，剪切面附近土單元主應(yīng)力大小和方向決定與強度包線；②単剪：試樣內(nèi)所施加的應(yīng)力被認(rèn)為是純剪，加載過程中豎直應(yīng)力vσ和水平應(yīng)力hσ保持常數(shù)，()vhhvττ不斷增加。應(yīng)力莫爾圓圓心不變，其直徑逐漸擴大，直至與強度包線相切；③剪切面的總面積不變。12、土的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系影響因素？答：時間、溫度、濕度等，其中時間是主要因素，與時間有關(guān)的土的本構(gòu)關(guān)系主要是指反映土流變性的理論。13、達西定律及其物理意義和適用范圍。答：達西定律：單位面積滲流量q與水力坡降i成正比，比例常數(shù)為滲透系數(shù)k.影響土滲透系數(shù)因素有：顆粒骨架包括土顆粒組成、土的狀態(tài)級土的結(jié)構(gòu)，滲透流體的影響。適用范圍：達西定律是由無粘性土體(中砂、細砂、粉砂等)實驗得到的，后來經(jīng)過修正后推廣應(yīng)用于其他土體。試驗表明:滲透速度較小時，滲透的沿程水頭損失與流速的一次方成正比。一般砂土、粘土中的滲透速度很小，其滲流可以看作是一種水流流線互相平行的流動—層流，滲流運動規(guī)律符合達西定律。粗顆粒土(如礫、卵石等)的試驗結(jié)果：由于其孔隙很大，當(dāng)水力梯度較小時，流速不大，滲流可認(rèn)為是層流，v-i關(guān)系成線性變化，達西定律仍然適用。當(dāng)水力梯度較大時，流速增大，滲流將過渡為不規(guī)則的相互混雜的流動形式—紊流，達西定律不再適用。一般認(rèn)為對于粘性土也是基本適用的。14、飽和土的基本特性？答：①飽和土的壓縮主要是孔隙體積減小所引起②孔隙水的擠出速度主要取決于土的滲透性和厚度③超靜孔隙水壓力u是外荷p在土孔隙水中所引起的超靜水壓力,通常簡稱孔隙水壓力④有效應(yīng)力σ￠是由土骨架傳遞的壓力，即顆粒間接觸應(yīng)力⑤飽和土的滲透固結(jié)過程就是孔隙水壓力向有效力應(yīng)力轉(zhuǎn)化的過程，在任一時刻，有效應(yīng)力σ和孔隙水壓力u之和始終等于飽和土體的總應(yīng)力σ15、粘土和砂土的初始各向異性是由于什么原因？什么是誘發(fā)各向異性？答：由天然沉積和固結(jié)造成初始各向異性。在室內(nèi)重力場中，制樣過程的不同也會使土試樣具有不同程度的初始各向異性。所謂誘發(fā)各向異性是指土顆粒受到一定的應(yīng)力發(fā)生應(yīng)變后，其空間位置將發(fā)生變化，從而造成土的空間結(jié)構(gòu)的改變。16、土的強度理論的討論答：①特雷斯卡準(zhǔn)則是最大剪應(yīng)力準(zhǔn)則、米澤斯是最大八面體剪應(yīng)力準(zhǔn)則，都只適用于飽和軟粘土的不排水情況。②莫爾庫侖強度準(zhǔn)則反映了破壞面上正應(yīng)力與抗剪強度之間的關(guān)系，正確的反映了土強度的摩擦特性，在一定范圍內(nèi)保證較高的適用性，但有兩點不足：一是假設(shè)了主應(yīng)力對土的破壞沒有影響，二是通常令強度包絡(luò)線是直線。③萊特—鄧肯破壞準(zhǔn)則是在砂土實驗基礎(chǔ)上建立起來的，只有一個材料常數(shù)，反映出了平均主應(yīng)力p或第一應(yīng)力不變量I的影響及中主應(yīng)力的影響，同時它的破壞面形狀和模型中的屈服面及塑形勢面形狀一致，并且沒有角點，適用于砂土和正常固結(jié)粘土。④隱含破壞準(zhǔn)則一般包含在涂的本構(gòu)模型之中，一般不能單獨適應(yīng)在極限平衡問題的分析中。17、土抗剪強度機理答：土的抗剪強度有兩部分組成，一部分是摩擦強度，一部分是粘聚強度，強度機理及影響因素十分復(fù)雜，不可能將二者截然分開。摩擦強度包括固體顆粒間的滑動摩擦及咬合摩擦粘聚力包括有靜電引力、范德華力、顆粒間的膠結(jié)、顆粒間家觸電的化合價鍵及表觀粘聚力。18、影響土滲透系數(shù)的因素答：①顆粒骨架：土顆粒的組成、土的狀態(tài)（密度）、土的結(jié)構(gòu)；②滲透流體（粘滯系數(shù)η、液體的容重wγ、壓力、溫度、流體內(nèi)電解質(zhì)的濃度壓縮指數(shù)的單位是（C）。（A）kPa（B）kPa-1（C）無量綱不是土的三軸剪切試驗方法的是（A）。（A）不固結(jié)排水剪 （B）不固結(jié)不排水剪（C）固結(jié)不排水剪土的變形模量是通過（B）得到。（A）三軸壓縮試驗（B）平板載荷試驗在自重應(yīng)力下已經(jīng)固結(jié)穩(wěn)定的水下土層，若水面升高，土中的有效應(yīng)力（C）。（A）增大 （B）減小（C）不變土的變形模量與壓縮模量理論關(guān)系為，一般有：（C）（C）<1二、論述題（每題10分，共30分）土的三個主要特征—碎散性、多相性和變異性，對土的強度各有什么影響？碎散性：（1）粒間聯(lián)結(jié)弱，土的強度主要是抗剪強度；（2）碎散性使土的強度變異性大多相性：水、氣的存在對強度影響大，一般非飽和土的強度高于飽和土的強度變異性：土的強度變異性大，與土的組成、密度、含水量、應(yīng)變歷史、應(yīng)力歷史等有密切關(guān)系。劍橋模型在建立過程中做了哪些假定？談?wù)剬@些假定的理解。關(guān)于彈塑性變形能，二個假定1’一切剪應(yīng)變都是不可恢復(fù)的，亦即＝0A300A300600900OBCD塑性變形能增量假定為通過這個假定，結(jié)合“一切剪應(yīng)變都是不可恢復(fù)的”的假定，導(dǎo)出塑性流動法則。塑性變形能其實與塑性剪應(yīng)變不是直線關(guān)系，這個假定會帶來誤差。為什么太沙基－倫杜立克的擴散理論不能反映土的曼德爾－克雷爾效應(yīng)？曼德爾－克雷爾效應(yīng)是由于土體內(nèi)不同部位固結(jié)快慢不一致，由于要保持變形協(xié)調(diào)，從而發(fā)生應(yīng)力傳遞而導(dǎo)致的。在這個應(yīng)力傳遞的過程中，有可能使下部土體承受的總應(yīng)力超過初始瞬間的總應(yīng)力，而使下部土體的超孔隙水壓力繼續(xù)上升。太沙基－倫杜立克的擴散理論假定在初始加荷瞬間完成加荷以后，土體內(nèi)各個部位的總應(yīng)力都不再發(fā)生變化，而僅僅是超孔壓消散。因此，太沙基－倫杜立克的擴散理論不能反映土體內(nèi)總應(yīng)力的變化及其導(dǎo)致的應(yīng)力傳遞，實際上是不能滿足變形協(xié)調(diào)。由于不能反映應(yīng)力傳遞的過程，太沙基－倫杜立克的擴散理論就不能反映土的曼德爾－克雷爾效應(yīng)。三、計算題（共60分）1. 如圖所示，在真三軸儀中進行平面上應(yīng)力路徑為等邊三角形的排水剪切試驗，、、分別代表三個方向上的主應(yīng)力。已知A點的應(yīng)力狀態(tài)為、。羅德角公式為。計算完成下表。 （15分）30060090016.6716.6716.6733.3341.67505041.6733.33已知P=100kPa,OA=50kPa,所以：OC=OA*COS600=25kPaOB=OC/COS300=25/COS300=28.87kPaOD=OB=28.87kPa(1)=300P=100kPa,q=OB=28.87kPa++=100=tan300q=28.87kPa題三.1圖解以上方程組得：=16.67kPa,=33.33kPa,=50kPa(2)=600P=100kPa,q=OC=25kPa++=100=tan600q=25kPa解以上方程組得：=16.67kPa,=41.67kPa,=41.67kPa(3)=900對比B點，可知D的應(yīng)力應(yīng)該是:=16.67kPa,=50kPa,=33.33kPa3. 是否可以用飽和粘土的常規(guī)三軸固結(jié)不排水試驗來直接確定用有效應(yīng)力表示的鄧肯－張模型的參數(shù)？對于有效應(yīng)力，上述試驗的是否就是土的切線模量？用有效應(yīng)力的胡克定律推導(dǎo)切線斜率的表達式：。（Skempton公式：，胡克定律） （15分）答：因為常規(guī)三軸固結(jié)不排水試驗中，試樣有孔隙水壓力，則豎向和水平向的有效應(yīng)力都發(fā)生變化，試樣的垂直變形和水平變形是三向應(yīng)力變化的結(jié)果，上述試驗的不是土的切線模量，因此不能確定鄧肯－張模型的參數(shù)。dσ2=dσ3=0,dσ’2=-du=-Adσ1,dσ’3=-du=-Adσ1dσ’1=dσ1-du=dσ1-Adσ1） dε1=dσ’1/Et-μt(dσ’2+dσ’3)/Et=[dσ1-Adσ1+2μtAdσ1]/Et=dσ1(1-A+2Aμt)/Etdσ1/dε1=Et/(1-A+2Aμt)所以：d（σ1-σ3）/dε1=dσ1/dε1=Et/[1-A(1-2Aμt)4. 下圖中為一有沿坡滲流的土坡，水面與坡面齊平，問A點的水壓力是多少？（5分）題三.4圖=2*cos300*cos300=1.5m5. 一個粘土樣首先在＝300kPa的壓力下等壓排水固結(jié)，然后等向卸載到平均有效應(yīng)力200kPa。保持圍壓力＝200kPa不變，對該試樣進行三軸排水剪切（CD）試驗。已知土的摩擦角。試計算：（a）屈服應(yīng)力、；（b）破壞時應(yīng)力、。（15分）(橢圓屈服面方程，為臨界狀態(tài)線斜率，參考示意圖如下）(1)計算MC (2)計算屈服應(yīng)力as從ESP線:(2)解方程(1)和(2),得到:,因為,而所以,得到(3)計算破壞應(yīng)力因為,且所以==已知,則解方程得飽和土中的滲流和非飽和土中水分遷移規(guī)律有哪些相同，哪些不同？孔隙水的移動速率在哪種土中快，為什么？答：二者的相同點：土體中水的流動都服從達西定律；不同點：飽和土中只存在水這一相，而非飽和土中存在水和氣兩相，他們有各自的滲透流動規(guī)律，但氣的流動又影響到水的流動，尤其影響到土的固結(jié)，也要討論氣的滲透規(guī)律。飽和土中水壓力是正值，非飽和土中水壓力是負值。飽和土的滲透系數(shù)是常數(shù)，非飽和土的滲透系數(shù)不是常數(shù)；孔隙水率在飽和土中的移動速率快，滲透系數(shù)受飽和度的影響，飽和度低，孔隙中氣體占據(jù)一定的體積，阻礙了水的流動，過水?dāng)嗝婷娣e也縮小，滲透系數(shù)就小，孔隙水的移動速率慢。什么叫剪脹性，剪縮性？什么樣的土表現(xiàn)為剪脹？什么樣的土表現(xiàn)為剪縮？鄧肯雙曲線模型能否反映剪脹剪縮性？為什么？修正劍橋模型能否反映？答：剪脹性：試樣在排水剪試驗中體積先減小后增加剪縮性：試驗在排水剪試驗中體積減小。強超固結(jié)土表現(xiàn)為剪脹，正常固結(jié)土和弱超固結(jié)表現(xiàn)為剪縮。鄧肯雙曲線模型不能反映剪脹剪縮性。這是因為模型用于廣義胡克定律，而胡克定律不可能反映剪脹剪縮性。對于鄧肯張非線性模型，有與兩種，模型本身是允許剪脹的，計算所得的泊松比可能大于0.5。只是有限元計算中，不允許泊松比大于0.5，故模型中不反映剪脹性；模型本身不反映剪脹性。修正劍橋模型許多情況下能較好反映土的變形特性，它能反映剪縮，但不能反映剪脹。土體有哪些主要變形特性？答：土體的變形是土力學(xué)最基本也是最重要的問題，土體變形是復(fù)雜的，有些土加荷后立即完成，有些土的變形隨時間逐步發(fā)展。隨時間發(fā)展的變形中又有兩部分：一部分是由孔壓的消散，即固結(jié)變形：另一部分與孔壓無關(guān)，即使孔壓完全消散了，變形仍然隨時間而發(fā)展，即流變變形。土的變形是有效應(yīng)力引起的，有效應(yīng)力并不是顆粒之間接觸點處的實際應(yīng)力。通過飽和土有效應(yīng)力原理和非飽和土的有效應(yīng)力原理來反映土的一些有效參數(shù)，來發(fā)現(xiàn)土的一些基本特性。而土的壓縮性是土的變形的主要方面。通過壓縮曲線可以反映土的壓縮性能和相應(yīng)的壓縮性指標(biāo)。通過壓縮曲線與回彈曲線我們可以看出土的變形有彈性變形和塑性體積變形。進而反映土體材料的特殊性。切線彈性模量Et的物理意義是什么？在何種情況下應(yīng)用？鄧肯雙曲線模型是依據(jù)什么試驗來估定Et的，含有哪些參數(shù)，如何確定這些參數(shù)？ 答：切線彈性模量Et的物理意義：曲線的切線斜率。在無側(cè)限壓縮試驗情況下應(yīng)用，鄧肯雙曲線模型是依據(jù)三軸儀應(yīng)力應(yīng)變試驗（常規(guī)三軸試驗）來估定Et，含有c、 K、n、Rf一般的Et表達式為：式中（σ1-σ3）為現(xiàn)實的應(yīng)力水平，Rf為破壞比，5、試從土的工程性質(zhì)，固結(jié)變形機理及施工過程等方面論述太沙基固結(jié)理論假設(shè)的合理性，并說明比奧固結(jié)理論與太沙基理論相比有何進步。答：太沙基固結(jié)理論基本假設(shè)：1）土層只有豎向壓縮變形，而無側(cè)向膨脹，滲流也只有豎向；2）土體是飽和的，只有土骨架和水二相；3）土體是均勻的，在荷載作用下土體的壓縮僅僅是孔隙體積的減小，土粒本身以及水體的壓縮量可以忽略不計，且假定壓縮系數(shù)a為常量；4）孔隙水的滲透流動符合達西定律，滲透系數(shù)K為常量；5）外荷載為均布連續(xù)荷載，且一次施加于土層。比奧固結(jié)理論從比較嚴(yán)格的固結(jié)機理出發(fā)推導(dǎo)了準(zhǔn)確反映孔隙壓力消散與土骨架變形相互關(guān)系的三維固結(jié)方程，一般稱為真三維固結(jié)理論，而太沙基固結(jié)理論只在一維情況下是精確的，對二維、三維問題并不精確。所以太沙基三維方程只能稱為擬三維固結(jié)理論。6、什么叫屈服準(zhǔn)則，屈服面？有哪兩種類型的屈服面，各有何特點？屈服面和硬化規(guī)律有何關(guān)系？答：屈服準(zhǔn)則：在一定的荷載作用下發(fā)生塑性變形，將這個時候所加的荷載作為一個判別標(biāo)準(zhǔn)。對于屈服函數(shù)，給定k值，函數(shù)在應(yīng)力空間對應(yīng)一確定的曲面稱為屈服面。兩種類型的屈服面：開口錐面，主要反映塑性剪切變形帽形屈服面，主要反映塑性體積變形。所謂的硬化規(guī)律就是屈服函數(shù)中的k隨什么因素變化，如何變化，而k值的大小又反映了屈服面的擴大和縮小。即屈服面的變化和k值的變化密切相關(guān)。7、什么是曼德爾效應(yīng)？在砂井地基中曼德爾效應(yīng)怎樣？為什么？答：曼德爾效應(yīng)：按比奧理論解飽和土的固結(jié)問題時會出現(xiàn)一種異乎尋常的現(xiàn)象：在不變的荷重施加于土體上后的某時段內(nèi)，土體內(nèi)的孔隙水壓力不是下降，而是繼續(xù)上升，而且超過應(yīng)有的壓力值。砂井的固結(jié)可以分解為兩種滲流來計算：如果某一時刻由豎直向滲流引起的地基的固結(jié)度為Uz又計算得同一時刻由軸對稱平面滲流引起的固結(jié)度為Ur，則地基的總固結(jié)度Ur。巴?。˙arron）系統(tǒng)第研究過砂井地基的排水固結(jié)問題。他考慮了在固結(jié)時的兩種變形情況：1.自由豎向應(yīng)變；2。等豎向應(yīng)變。前者認(rèn)為地基表面的荷載分布是均勻的，后者則認(rèn)為地面的變形是單一的。實際上，固結(jié)時，靠近砂井的土體固結(jié)較快該區(qū)域的地面沉降較大，必然要使地面的接觸壓力發(fā)生再分布。如果作用荷載的材料在該下陷部分有產(chǎn)生拱作用的趨勢，情況更是如此。如果完全發(fā)揮拱作用，很可能更接近于等應(yīng)變情況。假設(shè)砂井群呈三角形分布，則每個砂井的影響范圍為六邊形。如果用當(dāng)量直徑de的圓代替該正六邊形，則顯然此圓便是每個砂井的影響區(qū)。圓內(nèi)各點的水必將沿平面的徑向向砂井排泄。然后垂直向上及向下流動，對于輻射流，由于水流對稱，圓周面可以看成不排水面。取包圍在影響圓內(nèi)的單位厚度的土體研究，先不考慮垂直向滲流。8、什么是似超固結(jié)土和似超固結(jié)比？似超固結(jié)土與新沉積粘土的強度有什么不同？答：正常固結(jié)土在長時間次固結(jié)、化學(xué)膠凝和干燥應(yīng)力等時間固化效應(yīng)引起的附加強度的作用下，表現(xiàn)出與超固結(jié)土有相似的特性，被稱為似超固結(jié)土。稱為似超固結(jié)比，它是表示似超固結(jié)土超固結(jié)程度的量。由于似超固結(jié)土具有超固結(jié)的特性，所以與新沉積粘土的強度相比，抗剪強度也明顯高于正常固結(jié)土。似超固結(jié)土比新沉積粘土有較高的，也有較