土力學(xué)習(xí)題土力學(xué)經(jīng)典試題土力學(xué)名詞解釋簡(jiǎn)答題

1、土力學(xué)習(xí)題土力學(xué)經(jīng)典試題土力學(xué)名詞解釋簡(jiǎn)答題第一章土的物理性質(zhì)及分類簡(jiǎn)答題1. 何謂土粒粒組，劃分標(biāo)準(zhǔn)是什么，答:粒組是某一級(jí)粒徑的變化范圍。粒組劃分的標(biāo)準(zhǔn)是粒徑范W和土粒所具有的一般特征，粒徑大小在一定范W內(nèi)的土粒，其 礦物成分及性質(zhì)都比較接近，就劃分為一個(gè)粒組。2無(wú)粘性土和粘性土在礦物成分、土的結(jié)構(gòu)、物理狀態(tài)等方面，有何要區(qū)別,答:無(wú)粘性土和粘性土作為工程中的兩大土類，在礦物成分、土的結(jié)構(gòu)和物理狀態(tài) 方面存在著差異。？礦物成分:無(wú)粘性土一般山原生礦物組成，顆粒較粗;粘性土一 般山次生礦物組成，化學(xué)穩(wěn)定性差，顆粒較細(xì)。？土的結(jié)構(gòu):從土的結(jié)構(gòu)上看，無(wú)粘 性土顆粒較粗，土粒之間的粘結(jié)力很弱或無(wú)粘

2、結(jié)，往往形成單粒結(jié)構(gòu)。粘性土顆粒 較細(xì)，呈現(xiàn)具有很大孔隙的蜂窩狀結(jié)構(gòu)或絮狀結(jié)構(gòu)，天然狀態(tài)下的粘性土，都具有 一定的結(jié)構(gòu)性、靈敏度和觸變性。？物理狀態(tài):無(wú)粘性土的工程性質(zhì)取決于其密實(shí) 度，而粘性土的工程性質(zhì)取決于其軟硬狀態(tài)及土性穩(wěn)定性。3粘性土的軟硬狀態(tài) 與含水量有關(guān)，為什么不用含水量直接判斷粘性土的軟硬狀態(tài)，答:粘性土顆粒很 細(xì)，所含粘上礦物成分較多，故水對(duì)其性質(zhì)影響較大。當(dāng)含水量較大時(shí)，土處于流 動(dòng)狀態(tài)，當(dāng)含水量減小到一定程度時(shí)，粘性土具有可塑狀態(tài)的性質(zhì)，如果含水量繼 續(xù)減小，上就會(huì)由可塑狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榘牍虘B(tài)或固態(tài)。但對(duì)于含不同礦物成分的粘性 土，即使具有相同的含水量，也未必處于同樣的物理狀態(tài)，

3、因?yàn)楹煌V物成分的 粘性土在同一含水量下稠度不同。在一定的含水量下，一種土可能處于可塑狀態(tài), 而含不同礦物顆粒的另一種粘性土可能處于流動(dòng)狀態(tài)。因此，考慮礦物成分的影 響，粘性土的軟硬狀態(tài)不用含水量直接判斷。第二章土的滲流簡(jiǎn)答題1. 簡(jiǎn)述達(dá)西定律應(yīng)用于土體滲流的適用范W。答:達(dá)西定律是描述層流狀態(tài)下滲流流速與水頭損失關(guān)系的規(guī)律，只適用于層流范土中滲流阻力大，故流速在 一般W況下都很小，絕大多數(shù)滲流，無(wú)論是發(fā)生于砂土中或一般的粘性土中，均屬 于層流范圍，故達(dá)西定律均可適用。但對(duì)粗粒土中的滲流，水力坡降較大時(shí)，流態(tài) 已不再是層流而是紊流，這時(shí)，達(dá)西定律不再適用;對(duì)粘土中的滲流，當(dāng)水力坡降 小于起始

4、坡降時(shí)，采用達(dá)西定律是不適宜的，達(dá)西定律適用于水力坡降大于起始坡 降的請(qǐng)況。2. 簡(jiǎn)述室內(nèi)測(cè)定滲透系數(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)。答:室內(nèi)測(cè)定滲透系數(shù)的優(yōu)點(diǎn)是設(shè)備簡(jiǎn)單，費(fèi)用較省。但是，山于土的滲透性與土的結(jié)構(gòu)有很大的關(guān)系，地層中水平方向 和垂直方向的滲透往往不一樣;再加之取樣時(shí)的擾動(dòng)，不易取得具有代表性的原狀 上樣，特別是砂土。因此，室內(nèi)試驗(yàn)測(cè)出的滲透系數(shù)值常常不能很好地反映現(xiàn)場(chǎng)土 的實(shí)際滲透性質(zhì)。3. 土滲透系數(shù)受到哪些因素影響，簡(jiǎn)述之。答:影響土滲透系數(shù)的因素有:？土的 性質(zhì)，包括粒徑大小與級(jí)配、孔隙比、礦物成分、結(jié)構(gòu)、飽和度。粒徑大和孔隙比 大，水流通過(guò)土體相對(duì)容易，則滲透系數(shù)大;對(duì)粘性土，山于顆粒的表面

5、力起重要 作用，因而其礦物成分對(duì)滲透系數(shù)有很大影響;土的微觀結(jié)構(gòu)和宏觀構(gòu)造均影響滲 透系數(shù)，天然沉積的層狀粘性土層，山于扁平狀粘土顆粒的水平排列，往往使土層 水平方向的透水性遠(yuǎn)大于垂直層面方向的透水性;土體的飽和度反映了土中含氣體 量的多少，土中封閉氣泡即使含量很少，也會(huì)導(dǎo)致滲透性降低。？滲透水的性質(zhì), 其對(duì)滲透系數(shù)值的影響主要是山于粘滯度不同所引起，溫度高時(shí)，水的粘滯性降 低，滲透系數(shù)值變大;反之滲透系數(shù)值變小。4. 簡(jiǎn)要介紹流網(wǎng)的繪制方法及其用途。答:繪制流網(wǎng)的步驟:？根據(jù)滲流場(chǎng)的邊界條件，確定邊界流線和邊界等勢(shì)線，如不透水層面是一條邊界流線;？根據(jù)繪制流網(wǎng)的要求，初步繪制流網(wǎng);？反復(fù)修改

6、，直至大部分網(wǎng)絡(luò)滿足曲線正方形為止，一個(gè) 精度較高的流網(wǎng)，往往都要經(jīng)過(guò)多次反復(fù)修改，才能最后完成。流網(wǎng)繪出后，應(yīng)用 流網(wǎng)即可求得滲流場(chǎng)中各點(diǎn)的水頭、水力坡降、滲透流速和滲流量，從而為進(jìn)行滲流量和滲透變形控制提供科學(xué)依 據(jù)。5簡(jiǎn)述判斷土是否發(fā)生管涌的方法。答:土是否發(fā)生管涌，決定于土的性質(zhì), 一般粘性土只會(huì)發(fā)生流土而不會(huì)發(fā)生管涌，故屬于非管涌土;無(wú)粘性土當(dāng)同時(shí)滿足 下列兩個(gè)條件時(shí)會(huì)產(chǎn)生管涌:？ 土中粗顆粒所構(gòu)成的孔隙直徑必須大于細(xì)顆粒的直 徑，才可能讓細(xì)顆粒在其中移動(dòng);？滲透力能夠帶動(dòng)細(xì)顆粒在孔隙間滾動(dòng)或移動(dòng)。6.簡(jiǎn)述滲透變形的防治措施。答:防治流土的關(guān)鍵在于控制溢出處的水力坡降，為了保證實(shí)際的

7、溢出坡降不超過(guò)允許坡降，可采取下列工程措施:？可通過(guò)做垂 直防滲帷幕、水平防滲鋪蓋等，延長(zhǎng)滲流途徑、降低溢出處的坡降;？在溢出挖減壓 溝或打減壓井，貫穿滲透性小的粘性土層，以降低作用在粘性土層底面的滲透圧 力;？在溢出處加透水蓋重，以防止土體被滲透力所懸浮。防止管涌一般可從下列兩 方面采取措施:？做防滲鋪蓋或打板樁等，降低土層內(nèi)部和滲流溢出處的滲透坡降;？ 在滲流溢出部位鋪設(shè)層間關(guān)系滿足要求的反濾層。第三章土體中的應(yīng)力簡(jiǎn)答題1汁算地基附加應(yīng)力時(shí)，有哪些假定,答:主要假定有:？基礎(chǔ)剛度為零，即基底作用的是柔性荷載;？地基是均勻、連續(xù)、各向同性的線性變形半無(wú)限體。2. 簡(jiǎn)述柔性均布條形荷載作用下地

8、基中豎向附加應(yīng)力的分布規(guī)律。答:？。Z的分布范圍相當(dāng)大，它不僅分布在荷載面積之內(nèi)，而且還分布到荷載面積之外，這就 是所謂的附加應(yīng)力擴(kuò)散現(xiàn)象。？在離基礎(chǔ)底面（地基表面）不同深度處各個(gè)水平面 上，以基底中心點(diǎn)下軸線處的0Z為最大，離開(kāi)中心軸線愈遠(yuǎn)的點(diǎn)0Z越小。？在 荷載分布范ffl內(nèi)任意點(diǎn)豎直線上的0Z值，隨著深度增大逐漸減小。3. 影響基底壓力分布的因素有哪些，簡(jiǎn)述將其按直線分布的理山。答:試驗(yàn)和理論都證明，基底壓力的分布與多種因素有關(guān)，如基礎(chǔ)的形狀、平面尺寸、剛度、埋 深、基礎(chǔ)上作用荷載的大小及性質(zhì)、地基土的性質(zhì)等。精確地確定基底壓力是一個(gè) 相當(dāng)復(fù)雜的問(wèn)題，根據(jù)彈性力學(xué)中圣維南原理，基礎(chǔ)下與其

9、底面距離大于基底尺寸 的土中應(yīng)力分布主要取決于荷載合力的大小和作用點(diǎn)位置，基本上不受基底壓力分 布形式的影響。因此，對(duì)于具有一定剛度，以及尺寸較小的柱下單獨(dú)基礎(chǔ)和墻下條 形基礎(chǔ)等，為了使計(jì)算簡(jiǎn)便，基底壓力可近似地按直線分布的圖形計(jì)算。4簡(jiǎn)要介紹在中心和偏心荷載作用下基底壓力的計(jì)算方法及基底壓力分布特點(diǎn)。第四、五章土的壓縮性和地基沉降計(jì)算簡(jiǎn)答題1.簡(jiǎn)述地基沉降il算的必要性及影響沉降大小的因素。答：山于土具有壓縮性，地基承受建筑物荷載后，必然發(fā)生沉降。過(guò)大的沉降將危及建筑物和地下管線 的安全，也影響建筑物的使用功能，特別是因建筑物荷載分布不均或土層壓縮性橫 向存在差異引起的差異沉降，會(huì)使上部結(jié)構(gòu)

10、產(chǎn)生較大的附加應(yīng)力，可導(dǎo)致上部結(jié)構(gòu) 出現(xiàn)開(kāi)裂等病害。因此，進(jìn)行地基設(shè)il時(shí)，計(jì)算地基沉降并設(shè)法將其控制在建筑物 容許范內(nèi)，對(duì)于保證建筑物的正常使用、安全和經(jīng)濟(jì)，具有很大的意義。影響地 基沉降大小的因素主要有:建筑物的巫量及分布悄況，地基土層的種類、各層土的 斥度及橫向變化，土的壓縮性大小，基礎(chǔ)形式及埋深等。2側(cè)限壓縮實(shí)驗(yàn)測(cè)得每 級(jí)圧應(yīng)力作用下達(dá)到穩(wěn)定時(shí)試件的豎向變形量，推證說(shuō)明據(jù)此如何得到-壓縮曲線,3.簡(jiǎn)述根據(jù)荷載試驗(yàn)確定土變形模量的基本原理及優(yōu)缺點(diǎn)。答:通過(guò)載荷試驗(yàn)得到各級(jí)壓力及相應(yīng)的穩(wěn)定沉降的觀測(cè)數(shù)值，據(jù)此繪制壓力與穩(wěn)定沉降關(guān)系曲線, 曲線開(kāi)始部分往往接近于直線，地基變形常處于該直線階段

11、。因直線段圧力與沉降近似成線性關(guān)系，則按計(jì)算地基沉降的彈性力學(xué)公式可反算得到地基土的變形模(1) 根據(jù)載荷試驗(yàn)確定土變形模量的優(yōu)點(diǎn)在于:？能綜合反映一定深度范W 土體 的壓縮性;？比鉆孔取土在室內(nèi)測(cè)試所受到的擾動(dòng)要小得多;？ 土中應(yīng)力狀態(tài)在承壓板 較大時(shí)與實(shí)際基礎(chǔ)宿況比較接近。(2) 缺點(diǎn)在于:？實(shí)驗(yàn)工作量大;？費(fèi)時(shí);？費(fèi)用大;？沉降穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)有較大近似性;？對(duì)深層土試驗(yàn)成果不易準(zhǔn)確;？無(wú)法根據(jù)需要靈活改變?cè)囼?yàn)時(shí)土體受力條件。4.簡(jiǎn) 述變形模量與壓縮模量的關(guān)系及其影響因素。答:變形模量是根據(jù)土體在無(wú)側(cè)限條 件下的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系得到的參數(shù)，定義同彈性模量，但山于變形模量隨應(yīng)力水平而 異，加載和卸載時(shí)

12、的值不同，故未稱作彈性模量，而稱為變形模量。圧縮模量是土 在完全側(cè)限條件下的豎向附加圧應(yīng)力與相應(yīng)的應(yīng)變?cè)隽恐戎?。變形模量與壓縮模 量在理論上是可以互相換算的，理論上土的變形模量總是小于壓縮模。但實(shí)際上, 山于現(xiàn)場(chǎng)載荷試驗(yàn)測(cè)定變形模量和室內(nèi)壓縮試驗(yàn)測(cè)定壓縮模量時(shí)，壓縮試樣的土樣 容易受到較大的擾動(dòng)，載荷試驗(yàn)與壓縮試驗(yàn)的加荷速率.壓縮穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)都不一樣, 泊松比不易確定等，因此，實(shí)際的變形模量與壓縮模量關(guān)系并不完全符合理論關(guān) 系，一般地說(shuō)，土越堅(jiān)硬，實(shí)際與理論偏差越大，實(shí)際的變形模量值常常是采用壓 縮模量經(jīng)理論計(jì)算得到的變形模量值的數(shù)倍，但軟土實(shí)際與理論比較接近。5簡(jiǎn) 述單向壓縮分層總和法計(jì)算地基

13、沉降的基本原理和計(jì)算步驟。答:單向壓縮分層總 和法計(jì)算地基沉降的基本原理:采用分層總和法計(jì)算地基沉降時(shí)，將地基沉降計(jì)算 深度范W內(nèi)的土體劃分為若干分層，假定每一分層土體只發(fā)生豎向壓縮變形，沒(méi)有 側(cè)向變形，并將地基看作均質(zhì)地基計(jì)算出每一分層土的平均附加應(yīng)力，則采用壓縮 性指標(biāo)即可il算出每一層土的圧縮量，然后將各分層土的圧縮量相加，得到總的壓 縮變形量即為地基沉降量。計(jì)算步驟:地基的分層;計(jì)算各分層土的平均自重應(yīng)力 和平均附加應(yīng)力;確定地基沉降計(jì)算深度;確定計(jì)算深度范ffl內(nèi)各分層土的壓縮指標(biāo);確定計(jì)算深度范ffl內(nèi)各分層的壓縮量;對(duì)計(jì)算深度范w內(nèi)各分層壓縮量求和，得到 地基沉降量。6.簡(jiǎn)述相鄰

14、荷載對(duì)基礎(chǔ)的影響。答:荷載在地基中產(chǎn)生應(yīng)力擴(kuò)散現(xiàn)象，若基礎(chǔ)近旁有相鄰荷載，會(huì)使基礎(chǔ)底面 以下地基中的附加應(yīng)力發(fā)生重疊而增加，附加應(yīng)力增加導(dǎo)致基礎(chǔ)產(chǎn)生附加沉降，基 礎(chǔ)附加沉降常常是不均勻沉降，過(guò)大的不均勻沉降會(huì)使建筑物出現(xiàn)開(kāi)裂等病害，相 鄰建筑物荷載載相互影響還會(huì)使建筑物發(fā)生相向傾斜。相鄰荷載對(duì)基礎(chǔ)沉降的影響 程度，主要與相鄰基礎(chǔ)的距離、荷載大小、地基土的性質(zhì)、施工先后次序和時(shí)間等 有關(guān)，其中以相鄰基礎(chǔ)距離的影響最為顯著。一般地說(shuō)，相鄰基礎(chǔ)距離越近，荷載 越大，地基越軟弱，影響越大。7.分層總和法以均質(zhì)彈性半空間的理論解答求得非均質(zhì)地基中的附加應(yīng)力，通過(guò)分層計(jì)算地基變形，簡(jiǎn)述這一作法的用意。&簡(jiǎn)

15、述傳統(tǒng)的和規(guī)范的兩種單向壓縮分層總和法的區(qū)別。答:傳統(tǒng)的單向壓縮分層總和法按附加應(yīng)力il算，規(guī)范推薦的單向壓縮分層總 和法則按附加應(yīng)力圖面積il算;規(guī)范推薦的單向壓縮分層總和法采用變形比法確定 地基沉降訃算深度，傳統(tǒng)的單向壓縮分層總和法則以應(yīng)力比法確定地基沉降il算深度;相對(duì)于傳統(tǒng)方 法，規(guī)范法的重要特點(diǎn)在于引入了沉降il算經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，以校正計(jì)算值對(duì)實(shí)測(cè)值的偏 差。如所取的沉降計(jì)算深度相同且未加經(jīng)驗(yàn)修正，則兩法的繁簡(jiǎn)程度和il算結(jié)果并 無(wú)差別。9.地基固結(jié)沉降隨時(shí)間逐步完成，表明固結(jié)沉降是地基土蠕變現(xiàn)象（在一定應(yīng)力作用下，變形隨時(shí)間發(fā)展）的反映。分析說(shuō)明這一論點(diǎn)是否正確。10.對(duì)某飽和粘性土土樣

16、施加各向等壓力，分析說(shuō)明施加壓力及以后土樣孔隙水圧力和有效應(yīng)力的變化過(guò)程。答:對(duì)上樣施加各向等壓力。的一瞬間，土樣中的水來(lái)不及排出，由于認(rèn)為水 和土粒不可壓縮，土體積不變，則土中有效應(yīng)力。？=0,壓力。全部山水承擔(dān), 所以土中孔隙壓力（超靜水圧力）u=。；施壓之后，隨著時(shí)間的增長(zhǎng)，孔隙水在超靜水壓力作用下經(jīng)土孔隙逐漸排出，遂使原山孔隙水承擔(dān)的外壓力逐漸轉(zhuǎn)嫁給土骨架，使有效應(yīng)力逐漸增大，有 效應(yīng)力。？= 0- U使土體產(chǎn)生壓縮，而孔隙壓力相應(yīng)消減，此時(shí)u。；待到施壓歷時(shí)足夠長(zhǎng)久時(shí)，有效應(yīng)力增大到等于壓力。，。？=。，而孔隙中的超靜水壓力則完全消散，u?0, 土體不再排水，滲透固結(jié) 完成。11簡(jiǎn)述

17、太沙基一維固結(jié)理論的基本假設(shè)及其適用條件。答:太沙基一維固結(jié)理論的基本假設(shè):土是均質(zhì)、各向同性和完全飽和的;土粒 和孔隙水都是不可壓縮的;土中水的滲流服從于達(dá)西定律;在滲透固結(jié)中，土的滲透 系數(shù)和壓縮系數(shù)都是不變的常數(shù);外荷是一次驟然施加的。其適用條件為荷載面積 遠(yuǎn)大于壓縮土層的療度，地基中孔隙水主要沿豎向滲流。12某場(chǎng)地地表下為壓度 的飽和土層，下臥不透水層，現(xiàn)采用太沙基一維固結(jié) 理論求在無(wú)限大地表均布荷載作用下土層的固結(jié)過(guò)程，寫(xiě)出固結(jié)方程和初始條件 及邊界條件。第六章土的抗剪強(qiáng)度簡(jiǎn)答題1 （簡(jiǎn)要介紹莫爾一庫(kù)侖強(qiáng)度理論。答:莫爾認(rèn)為材料的破壞是剪切破壞，當(dāng)任一平面上的剪應(yīng)力等于材料的抗剪 強(qiáng)

18、度時(shí)該點(diǎn)就發(fā)生破壞，并提出剪切破壞面上的剪應(yīng)力Tf是該面上的法向應(yīng)力 。的函數(shù)，這個(gè)函數(shù)在Tf, 0坐標(biāo)中是一條曲線，該曲線稱為莫爾包線。理論分析和實(shí)驗(yàn)證明，莫爾包線對(duì)土是比較適宜的，而且，在應(yīng)力變化范W不很大的悄況 下，土的莫爾包線通常近似用直線代替，該直線方程就是庫(kù)侖公式表示的方程，將 莫爾包線用庫(kù)侖公式表示也便于應(yīng)用。這一由庫(kù)侖公式表示莫爾包線的強(qiáng)度理論稱 為莫爾，庫(kù)侖強(qiáng)度理論。2(筒述影響土抗剪強(qiáng)度的因素。答:影響上抗剪強(qiáng)度的因素主要有:(1) 土粒的礦物成分、顆粒形狀與級(jí)配。顆粒越粗，表面越粗糙，棱角狀顆粒，其內(nèi)摩擦角越大;粘土礦物成分不同，土粒表面薄膜水和電分子力不同，內(nèi)聚 力也不

19、同;膠結(jié)物質(zhì)可使內(nèi)聚力增大。(2) 土的原始密度。原始密度越大，土粒間表面摩擦力和咬合力越大，即內(nèi)摩擦角越大；同時(shí)，密度越大，土粒緊密接觸，土內(nèi)聚力也越大。(3) 土的含水量。當(dāng)含水量增加時(shí)，水分在土粒表面形潤(rùn)滑劑，使內(nèi)摩擦角減小;含水量增加也使薄膜水變片，則粒間電分子引力減弱，內(nèi)聚力降低。(4) 土的結(jié)構(gòu)。土的結(jié)構(gòu)受擾動(dòng)，則內(nèi)聚力降低。(5) 試驗(yàn)方法和加荷速率。試驗(yàn)方法和加荷速率不同，特別在不同試驗(yàn)排水條件下，得到的抗剪強(qiáng)度數(shù)值是不同的。3.簡(jiǎn)述土抗剪強(qiáng)度的來(lái)源及影響因素。答:根據(jù)莫爾，庫(kù)侖強(qiáng)度理論，土的抗剪強(qiáng)度來(lái)源于兩部分:摩擦強(qiáng)度otgu(或 。?tg 0 ?)和粘結(jié)強(qiáng)度C (或C?)

20、。摩擦強(qiáng)度包括兩部分:一是顆粒之間因剪切滑動(dòng)時(shí) 產(chǎn)生的滑動(dòng)摩擦;二是因剪切使顆粒之間脫離咬合狀態(tài)而移動(dòng)所產(chǎn)生的咬合摩擦。摩擦強(qiáng)度取決于剪切面上的正應(yīng)力和土的內(nèi)摩擦角，內(nèi)摩擦角是度量滑動(dòng)難易程度 和咬合作用強(qiáng)弱的參數(shù)，其正切值為摩擦系數(shù)。影響內(nèi)摩擦角的主要因素有密度, 顆粒級(jí)配，顆粒形狀，礦物成分，含水量等，對(duì)細(xì)粒土而言，還受到顆粒表面的物 理化學(xué)作用的影響。通常認(rèn)為粗粒土的粘結(jié)強(qiáng)度C等于零。細(xì)粒土的粘結(jié)強(qiáng)度clll 兩部分組成:原始粘結(jié)力和固化粘結(jié)力，原始粘結(jié)力來(lái)源于顆粒間的靜電力和范徳華力，固化粘結(jié)力來(lái)源顆粒間的膠結(jié)物質(zhì)的膠結(jié)作用。4,簡(jiǎn)述采用莫爾一庫(kù)侖公 式的必要性。答：如果可能發(fā)生剪切破

21、壞的平面位置已經(jīng)預(yù)先確定，只要算出作用于該面上 的剪應(yīng)力和正應(yīng)力，就可采用莫爾，庫(kù)侖公式判別剪切破壞是否發(fā)生。但是在實(shí)際 問(wèn)題中，可能發(fā)生剪切破壞的平面一般不能預(yù)先確定，土體中的應(yīng)力分析只能計(jì)算 各點(diǎn)垂直于坐標(biāo)軸平面上的剪應(yīng)力和正應(yīng)力或各點(diǎn)的主應(yīng)力，故尚無(wú)法直接判定土 體單元體是否破壞，此時(shí)，采用直接用主應(yīng)力表示的莫爾,庫(kù)侖破壞準(zhǔn)則(也稱土的 極限平衡條件)，對(duì)應(yīng)用來(lái)說(shuō)是很方便的。0 .已知土體內(nèi)某一點(diǎn)的主應(yīng)力為 。11, 0 33, 土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)C, d),如何判斷該點(diǎn)土體是否破壞,答:利用極限平衡條件，將大主應(yīng)力。11代入極限平衡條件表達(dá)式il算與其處 于極限平衡狀態(tài)的小主應(yīng)力。3,或

22、將小主應(yīng)力。33代入極限平衡條件表達(dá)式計(jì) 算與其處于極限平衡狀態(tài)的大主應(yīng)力根據(jù)計(jì)算結(jié)果判定如下:若。3 0 33或。1表示該點(diǎn)土體實(shí)際應(yīng)力狀態(tài)的莫爾圓位于抗剪強(qiáng)度的下方，土體是 安全的;若或，莫爾圓與抗剪強(qiáng)度線相切，該點(diǎn)土體處于極限平衡狀態(tài);若或，抗剪 強(qiáng)度線與莫爾圓相割，該點(diǎn)土體已經(jīng)破壞，實(shí)際上這種情況是不可能存在的。6.簡(jiǎn)述直剪儀的優(yōu)缺點(diǎn)。答:直剪儀的優(yōu)點(diǎn)是設(shè)備構(gòu)造簡(jiǎn)單，操作方便，試件片度薄，固結(jié)快等。它的 缺點(diǎn)主要有:(1)剪切面限定為上下盒之間的平面，山于土往往是不均勻的，限定平面可能并不是土體中最薄弱的面，這可能得到偏大的結(jié)果。(2)試件內(nèi)的應(yīng)力狀態(tài)復(fù)雜，剪切破壞先從邊緣開(kāi)始，在邊緣

23、發(fā)生應(yīng)力集中現(xiàn)彖，在剪切過(guò)程中，特別在剪切破壞時(shí)，試件內(nèi)的應(yīng)力和應(yīng)變是不均勻的，剪切面 上的應(yīng)力分布不均勻，這與試驗(yàn)資料分析中假定剪切面上的剪應(yīng)力均勻分布是矛盾 的。(3) 在剪切過(guò)程中，土樣剪切面逐漸縮小，而在計(jì)算抗剪強(qiáng)度時(shí)卻是按土樣的原截面面積計(jì)算。(4) 試驗(yàn)時(shí)不能嚴(yán)格控制排水條件，不能量測(cè)孔隙水壓力，在進(jìn)行不排水剪切時(shí)，試件仍有可能排水，特別是對(duì)于飽和粘性土，山于它的抗剪強(qiáng)度受排水條件的 影響顯著，故試驗(yàn)結(jié)果不夠理想。1.簡(jiǎn)要介紹應(yīng)變控制式直剪儀的試驗(yàn)裝置和試驗(yàn)過(guò)程。答:應(yīng)變控制式直剪儀的主要部件由固定的上盒和活動(dòng)的下盒組成，試樣放在 盒內(nèi)上下兩塊透水石之間。試驗(yàn)時(shí)，山杠桿系統(tǒng)通過(guò)加壓

24、活塞和透水石對(duì)試件施加 某一垂直壓力，然后等速轉(zhuǎn)動(dòng)手輪對(duì)下盒施加水平推力，使試樣在上下盒的水平接 觸面上產(chǎn)生剪切變形直至破壞，剪應(yīng)力的大小可借助與上盒接觸的量力環(huán)的變形值 計(jì)算確定。在剪切過(guò)程中，隨著上下盒相對(duì)剪切變形的發(fā)展，土樣中的抗剪強(qiáng)度逐漸發(fā)揮出來(lái)，直到剪應(yīng)力等于土的抗 剪強(qiáng)度時(shí)，土樣剪切破壞，所以土樣的抗剪強(qiáng)度可用剪切破壞時(shí)的剪應(yīng)力來(lái)度量, 通常可取剪應(yīng)力與剪切位移關(guān)系曲線峰值或穩(wěn)定值作為破壞點(diǎn)。一般對(duì)同一種土至 少取4個(gè)重度和含水量相同的試樣，分別在不同垂直壓力下剪切破壞，將垂直圧力 。和試驗(yàn)測(cè)得的各自抗剪強(qiáng)度Tf繪制在。，T坐標(biāo)中，Tf基本上成直線關(guān) 系，該直線與橫軸的夾角為內(nèi)摩擦

25、角U,在縱軸上的截距為粘聚力C,直線方程可 用庫(kù)侖公式表示。&簡(jiǎn)要介紹三軸壓縮試驗(yàn)裝置和試驗(yàn)過(guò)程。答:三軸壓縮試驗(yàn)主要設(shè)備為三軸壓縮儀。三軸圧縮儀山壓力室、軸向加荷系 統(tǒng)、施加周W壓力系統(tǒng)、孔隙水壓力量測(cè)系統(tǒng)等組成。實(shí)驗(yàn)時(shí)，將土切成圓柱體套 在橡膠膜內(nèi)，放在密封的壓力室中，然后向壓力室內(nèi)壓入水，使試件各向均受到壓 力并使液壓在整個(gè)試驗(yàn)過(guò)程中保持不變，這時(shí)試件內(nèi)各向的三個(gè)主應(yīng)力都相 等，因此不產(chǎn)生剪應(yīng)力。然后對(duì)試件施加豎向壓力，當(dāng)豎向主應(yīng)力逐漸增大并達(dá)到一定值時(shí)，試件因受剪而破壞。假設(shè)剪切破壞時(shí)豎向壓應(yīng)力的增量為？。1,則試件 上的大主應(yīng)力為0 1=0 3+?0 b而小主應(yīng)力始終為0 3,根據(jù)破

26、壞時(shí)的0 1和03可畫(huà)出一個(gè)極限應(yīng)力圓。用同一種土樣的若干個(gè)試件（三個(gè)以上）按以上所述方法分 別進(jìn)行試驗(yàn)，每個(gè)試件施加不同的周W壓力。3,可分別得出各自在剪切破壞時(shí)的 大主應(yīng)力。1,根據(jù)破壞時(shí)的若干個(gè)。1和。3組合可繪成一組極限應(yīng)力圓，根據(jù) 莫爾，庫(kù)侖理論，作這些極限應(yīng)力圓公共切線，即得土的抗剪強(qiáng)度包線，通常近似 為一條直線，直線與橫坐標(biāo)的夾角為土的內(nèi)摩擦角，直線在縱坐標(biāo)的截距為土的粘 聚力。9. 簡(jiǎn)要介紹三軸壓縮儀的優(yōu)缺點(diǎn)。答:三軸壓縮儀的突出優(yōu)點(diǎn)是能較為嚴(yán)格地控制排水條件以及可以量測(cè)試件中 孔隙水圧力的變化，而且，試件中的應(yīng)力狀態(tài)比較明確，也不像直接剪切試驗(yàn)?zāi)菢?限定剪切面，其試驗(yàn)結(jié)果比較

27、可黑，對(duì)那些巫要的工程項(xiàng)U,必須用三軸剪切試驗(yàn) 測(cè)定土的強(qiáng)度指標(biāo)，三軸壓縮儀還用以測(cè)定土的其他力學(xué)性質(zhì)。三軸圧縮試驗(yàn)的缺 點(diǎn)是試件的中主應(yīng)力。2=。3,而實(shí)際土體的受力狀態(tài)未必都屬于這類軸對(duì)稱悄 況。10. 簡(jiǎn)述十字板剪切試驗(yàn)測(cè)定土抗剪強(qiáng)度的原理。答:試驗(yàn)時(shí)先將套管打到預(yù)定的深度，并將套管內(nèi)的土清除，然后將十字板裝 在鉆桿的下端，通過(guò)套管壓入土中，壓入深度為750mm,再山地面上的扭力設(shè)備對(duì) 鉆桿施加扭矩，使埋在土中的十字板扭轉(zhuǎn)，直至土剪切破壞，破壞面為十字板旋轉(zhuǎn) 所形成的圓柱面。剪切破壞時(shí)所施加的扭矩已知，則它應(yīng)該與剪切破壞圓柱面（包 括側(cè)面和上下面）上土的抗剪強(qiáng)度所產(chǎn)生的抵抗力矩相等，根據(jù)

28、這一關(guān)系，可以計(jì) 算得到土的抗剪強(qiáng)度。11. 簡(jiǎn)述偏應(yīng)力作用下的孔隙壓力系數(shù)的影響因素。12. 簡(jiǎn)要說(shuō)明固結(jié)排水試驗(yàn)指標(biāo)cd, d）d與固結(jié)不排水試驗(yàn)指標(biāo)C?,??？的關(guān)系。13在分析實(shí)際工程問(wèn)題時(shí)，如何確定土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo),答:首先根據(jù)工程問(wèn)題的性質(zhì)確定分析方法，進(jìn)而決定采用總應(yīng)力或有效應(yīng)力 強(qiáng)度指標(biāo)，然后選擇測(cè)試方法。一般認(rèn)為，有效應(yīng)力強(qiáng)度指標(biāo)宜用于分析地基的長(zhǎng) 期穩(wěn)定性，而對(duì)于飽和軟粘土的短期穩(wěn)定問(wèn)題，則宜采用不固結(jié)不排水試驗(yàn)或快剪 試驗(yàn)的強(qiáng)度指標(biāo)。一般工程問(wèn)題多采用總應(yīng)力分析法，其指標(biāo)和測(cè)試方法的選擇 大致如下:若建筑物施工速度較快，而地基土的透水性和排水條件不良時(shí)，可采用 不固結(jié)不排水

29、試驗(yàn)或快剪試驗(yàn)的結(jié)果;如果地基荷載增長(zhǎng)速率較慢，地基土的透水 性不太小（如低塑性的粘土）以及排水條件乂較佳時(shí)（如粘土層中夾砂層），則可以采用固結(jié)排水試驗(yàn)和慢剪試驗(yàn)指標(biāo);如果介 于以上兩種情況之間，可用固結(jié)排水或固結(jié)快剪試驗(yàn)結(jié)果。山于實(shí)際加荷1W況和土 的性質(zhì)是復(fù)雜的，而且在建筑物的施工和使用過(guò)程中都要經(jīng)歷不同的固結(jié)狀態(tài)，因 此，在確定強(qiáng)度指標(biāo)時(shí)還應(yīng)結(jié)合工程經(jīng)驗(yàn)。14.簡(jiǎn)述影響無(wú)粘性土抗剪強(qiáng)度的因素。答:無(wú)粘性土的抗剪強(qiáng)度決定于有效法向應(yīng)力和內(nèi)摩擦角。密實(shí)砂土的內(nèi)摩擦 角與初始孔隙比、土粒表面的粗糙度以及顆粒級(jí)配等因素有關(guān)，初始孔隙比小， 粒表面粗糙，級(jí)配良好的砂土，其內(nèi)摩擦角較大。松砂的內(nèi)摩擦

30、角大致與干砂的天 然休止角相等。無(wú)粘性土的強(qiáng)度性狀還受各向異性、試樣的沉積方法、應(yīng)力歷史等 因素影響，但其殘余強(qiáng)度與應(yīng)力歷史等因素?zé)o關(guān)，殘余強(qiáng)度內(nèi)摩擦角決定于土的礦 物成分。15簡(jiǎn)要說(shuō)明能否采用臨界孔隙比判斷砂土液化現(xiàn)象。答:臨界孔隙比ecr是判斷砂土受剪體變趨勢(shì)的指標(biāo)，當(dāng)砂土的初始孔降比eO 大于ecG受剪時(shí)其體積減小，反之體積增大。如果飽和砂土的eO值大于ecr,其在剪應(yīng)力作用下由于剪縮必然使孔隙水壓力增高，而有效應(yīng)力降低，致使砂土的抗 剪強(qiáng)度降低，特別當(dāng)飽和松砂受到動(dòng)荷載作用（例如地震），山于孔隙水來(lái)不及排 出，孔隙水壓力不斷增加，就有可能使有效應(yīng)力降低到零，因而使砂土像流體那樣 完全失

31、去抗剪強(qiáng)度，這種現(xiàn)象稱為砂土的液化。但當(dāng)飽和砂土的eO值小于ecr 時(shí)，因剪脹產(chǎn)生負(fù)孔壓，則不會(huì)出現(xiàn)液化現(xiàn)象。因此，采用臨界孔隙比能夠判斷砂 上液化現(xiàn)象。第七章土壓力和擋土墻簡(jiǎn)答題1（影響土壓力因素有哪些?答:影響土壓力的因素包括:墻的位移方向和位移量;墻后土體所處的應(yīng)力狀態(tài);墻體材料、高度及結(jié)構(gòu)形式;墻后填土的性質(zhì);填土表面 的形狀;墻和地基之間的摩擦特性;地基的變形等。2簡(jiǎn)述剛性擋土墻土圧力理論計(jì)算方法的選用原則及其適用條件。答：如果擋土墻體具有足夠的截面，并且建立在堅(jiān)實(shí)的地基上，墻在填土的推 力作用下，不發(fā)生任何移動(dòng)或滑動(dòng)，這時(shí)應(yīng)計(jì)算靜止土圧力，靜止土壓力與水平向 自重應(yīng)力計(jì)算方法是相同

32、的。當(dāng)擋土墻位移量足夠大，墻后土體處于極限平衡狀態(tài) 時(shí)，需計(jì)算主動(dòng)土壓力或被動(dòng)土壓力，主動(dòng)土壓力和被動(dòng)土壓力的il算以極限平衡 理論為基礎(chǔ)，采用朗tt土壓力理論和庫(kù)侖土壓力理論il算。朗肯理論適用條件:墻 背垂直、光滑，填土面水平。庫(kù)侖土壓力理論適用條件:墻后填土是無(wú)粘性土;當(dāng)墻 身向詢或向后移動(dòng)時(shí)，產(chǎn)生處于極限平衡狀態(tài)的滑動(dòng)楔體，滑動(dòng)面是通過(guò)墻踵的平 面;滑動(dòng)土楔視為剛體。3 簡(jiǎn)述擋土墻位移對(duì)土壓力的影響。答:擋上墻是否發(fā)生位移以及位移方向和位移ft,決定了擋土墻所受的土圧力 類型，并據(jù)此將土圧力分為靜止土圧力、主動(dòng)土壓力和被動(dòng)土壓力。擋土墻不發(fā)生 任何移動(dòng)或滑動(dòng)，這時(shí)墻背上的土圧力為靜止土

33、壓力。當(dāng)擋土墻產(chǎn)生離開(kāi)填土方向的移動(dòng)，移動(dòng)量足夠大，墻后填土體處于極限平衡狀態(tài)時(shí)，墻背上的土壓力為主動(dòng) 土壓力。當(dāng)擋土墻受外力作用向著填土方向移動(dòng)，擠圧墻后填土使其處于極限平衡 狀態(tài)時(shí)，作用在墻背上的土壓力為被動(dòng)土壓力。擋土墻所受的土壓力隨其位移量的 變化而變化，只有當(dāng)擋土墻位移量足夠大時(shí)才產(chǎn)生主動(dòng)土壓力和被動(dòng)土壓力，若擋 上墻的實(shí)際位移量并未達(dá)到使土體處于極限平衡狀態(tài)所需的位移量，則擋土墻上的 土壓力是介于主動(dòng)土壓力和被動(dòng)土圧力之間的某一數(shù)值。4若擋土墻墻背直立、光滑，填土面水平，計(jì)算土壓力時(shí)，如何考慮墻后填土面一定范W的均布荷載,5. 根據(jù)庫(kù)侖土壓力理論確定土圧力時(shí)，若墻后滑動(dòng)土楔處于主動(dòng)

34、極限平衡狀態(tài)，試說(shuō)明土楔受到的力及作用方向，并畫(huà)出力失三角形。6庫(kù)侖土壓力理論得到主動(dòng)土圧力的表達(dá)式為說(shuō)明此式的來(lái)源及式中參數(shù)的含義。7.簡(jiǎn)要介紹考慮粘性土粘聚力計(jì)算土壓力的楔體試算法。&如何計(jì)算折線行墻背土壓力,9.簡(jiǎn)述朗tt土壓力理論的優(yōu)缺點(diǎn),答:朗肯土壓力理論應(yīng)用半空間中的應(yīng)力狀態(tài)和極限平衡理論計(jì)算土圧力，概 念比較明確，公式簡(jiǎn)單，應(yīng)用方便，對(duì)于粘性土和無(wú)粘性土都可以用該公式直接計(jì) 算，故在工程中得到青睞。但為了使墻后填土中的應(yīng)力狀態(tài)符合半空間應(yīng)力狀態(tài), 必須假設(shè)墻背是直立光滑的，填土面是水平的，因而使其應(yīng)用范ffl受到限制，并山 于該理論忽略了墻背與填上之間摩擦的影響，使計(jì)算的主動(dòng)土壓

35、力偏大，被動(dòng)土壓 力偏小。10.簡(jiǎn)述庫(kù)侖土壓力理論的優(yōu)缺點(diǎn),答:庫(kù)侖土圧力理論根據(jù)墻后滑動(dòng)土楔的靜力平衡條件推導(dǎo)得出土壓力計(jì)算公 式，考慮了墻背與土之間的摩擦力，并可用于墻背傾斜，填土面傾斜的情況，但山于該理論假設(shè)填上是無(wú)粘性土，因此不能用庫(kù)侖公式直接計(jì)算粘性填土的土壓力。庫(kù)侖土壓力理論假設(shè)墻后填土破壞時(shí)，破裂面是一平面，而實(shí)際上是一曲面，因 此，庫(kù)侖土圧力理論計(jì)算結(jié)果與按曲面的計(jì)算結(jié)果有出入，這種偏差在計(jì)算被動(dòng)土 壓力時(shí)尤為嚴(yán)重。14.簡(jiǎn)述增加擋土墻傾覆穩(wěn)定性的措施。答:增加擋土墻抗傾覆穩(wěn)定性的措施:？展寬墻趾，在墻趾處展寬基礎(chǔ)以增加穩(wěn) 定力臂，是增加抗傾覆穩(wěn)定性的常用方法，但在地面橫坡較陡處會(huì)引起墻高的增 加。？改變墻面及墻背坡度，改緩墻面坡度可增加穩(wěn)定力臂，改陡俯斜墻背或改緩 仰斜墻背可減少土壓力，從而增加了抗傾覆穩(wěn)定性。？改變墻身斷面類型或斷面尺 寸。當(dāng)?shù)孛鏅M坡較陡時(shí)，應(yīng)使墻胸盡量陡立，這時(shí)可改用衡重式墻或墻后加設(shè)卸荷 平臺(tái)、卸荷板，以減少土圧力并增加穩(wěn)定力矩。15簡(jiǎn)述擋土墻的主要結(jié)構(gòu)形式及 其特點(diǎn)。答:擋上墻的主要結(jié)構(gòu)形式有重力式擋土墻、懸臂式擋土墻、扶臂式擋土墻及 輕型擋土結(jié)構(gòu)。巫力式擋土墻通常由砌石或素混凝土修筑而成，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，施工方 便，能夠就地取材，墻身斷面較大，作用于墻背的土壓力所引起的傾覆力矩全靠墻 身自重產(chǎn)生的抗傾覆力矩來(lái)平衡。懸臂