巖土工程重要知識點塑性,樁基礎(chǔ)

1、疑難問題1， MISE模型，等效應(yīng)力？2， 橡皮膜嵌入的原理及影響：在固結(jié)階段由于土樣表面土顆粒與橡皮膜之間空隙中水的排出從而使橡皮膜壓入。在不排水往返剪切階段壓入的橡皮膜恢復(fù)平整，土顆粒和橡皮膜之間的空隙又重新充滿水。這個過程破壞了土樣在剪切時不發(fā)生排水的條件。從而延緩了孔隙水壓力的升高，提高了液化應(yīng)力比。3， 橡皮膜嵌入影響的因素：隨土顆粒的增大而增大，隨土樣尺寸的增大而減小，與密度無關(guān)。4， 什么模型在平面上的投影是三角形，摩爾庫倫模型投影是等邊不等角的六邊形，TRESCA模型投影是正六變形。5， 由于摩爾庫倫模型投影是六邊形有尖角，所以導致塑性流動方向不唯一，數(shù)值計算繁瑣和收斂緩慢。為

2、了避免這些問題選取光滑的流動勢函數(shù)，其形狀在子午面上的投影是雙曲線，在平面上得投影是橢圓形6， 和DRUCKER-PRAGER屈服準則不同MOHR-COULOMB準則沒有考慮中主應(yīng)力對材料破壞的影響。典型的巖土材料的破壞都會受中主應(yīng)力的影響，但是影響不是很大，所以對于大部分應(yīng)用來說摩爾庫倫準則都有足夠的精度。但是摩爾庫倫準則同時考慮了內(nèi)摩擦角和粘聚力的影響。7， 線性Druck-Prager模型的內(nèi)摩擦角和剪脹角。當=時為相關(guān)聯(lián)流動法則。非相關(guān)聯(lián)流動法則時意味著材料剛度矩陣為非對稱矩陣，所以采用采用非對稱矩陣存儲和非對稱計算方法。如果摩擦角和剪脹角差別不大，模型中塑性變形發(fā)生的區(qū)域受到限制，材

3、料剛度矩陣近似為對稱矩陣會給出可以接受的收斂速度，從而不需要非對稱矩陣算法。8， K（，f）為三軸拉伸屈服應(yīng)力與三軸壓縮屈服應(yīng)力之比。該值控制著屈服面對中主應(yīng)力的依賴程度。9， 達朗貝爾原理：主動力，約束反力，慣性力構(gòu)成一平衡力系。慣性力的方向與加速度方向相反。20、 剪脹角：剪脹角是用來表示材料在剪切過程中體積變化率的一個物理量。剪切過程中產(chǎn)生的位移分為法向位移和切向位移，剪脹角的正切值為法向位移同切向位移的比值。 21、 修正的Drucker-Prager/Cap模型適用于屈服具有靜水壓力依賴性的材料。22、 多空彈性模型的彈性剪切剛度隨材料壓縮而增長。23、 節(jié)理：把成組出現(xiàn)有規(guī)律的裂隙

4、稱為節(jié)理。其相應(yīng)的巖體稱為節(jié)理巖體24、 孔隙水壓力：總水壓力，超靜孔隙水壓力。實際工程中如何計算？u=rwh,h為水頭高度25、 Darcy定律適用于較低的滲流速度，而Forchheimer定律適用于較高的滲流速度。Darcy定律也可認為是Forchheimer定律的線性形式。1、 地基持力層的選擇：粉砂，粘土，黏土，粉土？涉及地基沉降問題2、 各種土的性質(zhì)（工程地質(zhì)）3、 樁排式地下連續(xù)墻4、 軟土地基的沉降及施工速度5、 邊坡滲流穩(wěn)定分析6、 粘聚力的各向同性硬化和軟化7、 巖石飽和單軸抗壓強度Frk8、 糧倉效應(yīng)是指：中間高，四周低的特點。而且中間越高，四周也跟隨著被坡度上滾下來的糧食

5、抬高。本質(zhì)還是土拱效應(yīng)比如城市房價，如果很多人想進入中心城區(qū)（因為工作方便等原因），就自然地推動了中心區(qū)的房價，這樣就會帶動周邊郊區(qū)甚至周邊城市的房價也會被抬高。這是房價的“糧倉效應(yīng)”。11、圣維南原理： 我們已經(jīng)知道，一個實際的彈塑性力學問題在數(shù)學上總是可以歸結(jié)為一個偏微分方程組的邊值問題。因而，彈塑性理論要求在固體表面的每個邊界點上都給定邊界條件。但實際工程問題卻往往只知道在固體邊界總的荷載值，而其具體分布形式并不明確；另一方面，在求解時使未知的應(yīng)力分量、應(yīng)變分量和位移分量函數(shù)完全滿足基本方程，并不困難，但要使這些函數(shù)同時滿足逐點給定的精確邊界條件，卻往往發(fā)生很大的困難。因而，希望能找到一

6、個邊界條件的合理簡化方案。1855年，圣維南在關(guān)于梁的理論研究中提出：由作用在固體局部表面上的自平衡力系（即合力與合力矩都為零的力系）所引起的應(yīng)變，在遠離作用區(qū)（距離遠大于該局部作用區(qū)的線性尺寸）的地方可以忽略不計。這就是圣維南原理，又稱為局部影響原理。這個原理的許多生動的實例，都可以從我們?nèi)粘５纳钪邪l(fā)現(xiàn)，譬如用鉗子剪斷一根鐵絲，建筑工地上用鋼筋鉗截斷鋼筋等等。 圣維南原理的另一種實用提法是：若把作用在固體局部表面上的力系，用另一組與之靜力等效的力系來代替，則這種等效替換只對離該局部作用區(qū)很近的地方產(chǎn)生影響，對遠離該局部作用區(qū)處的影響則可忽略不計。這稱為靜力等效原理。 圣維南原理主要應(yīng)用于實

7、心體。Goodier的研究表明，在圣維南原理中，局部影響區(qū)的大小大致與外力作用區(qū)的大小相當。因此，當把圣維南原理應(yīng)用于薄壁結(jié)構(gòu)時，要特別小心，應(yīng)注意當載荷作用區(qū)內(nèi)結(jié)構(gòu)的最小幾何尺寸小于載荷作用區(qū)的線性尺寸時，這個原理就不再適用。 圣維南原理的嚴格數(shù)學證明，至今仍在繼續(xù)研究當中。但這個原理的正確性，已為大量的實驗觀察和工程經(jīng)驗所證實。此外，從物理直觀上判斷，圣維南原理不僅適用于彈性小變形情況，而且適用于大變形和塑性的情況。因此，它是一個普遍適用的一般性原理。 12、對于剛性基礎(chǔ)（無筋擴展基礎(chǔ)）因其不能承受拉力和彎矩所以應(yīng)限制 b/htan;稱為剛性角13、地基凈反力：P=N/A,不包括上浮土重和

8、基礎(chǔ)自重基礎(chǔ)接觸壓力：P=(N+G)/A; G 是上浮土重和基礎(chǔ)自重14、粘性土的觸變現(xiàn)象：飽和粘性土在遭受外力擾動下，土的強度急劇降低甚至發(fā)生流動。靜置后隨時間的增長，強度逐漸恢復(fù)的現(xiàn)象稱為觸變。15、應(yīng)變軟化（strain softening）是指材料試件經(jīng)1次或多次加載和卸載后，進一步變形所需的應(yīng)力比原來的要小，即應(yīng)變后材料變軟的現(xiàn)象。應(yīng)變軟化過程中，隨著應(yīng)力的加大，應(yīng)變增長的速率加快。動態(tài)恢復(fù)、動態(tài)重結(jié)晶作用以及流體的加入等都有利于應(yīng)變軟化。這種材料行為，即稱為應(yīng)變軟化。應(yīng)變硬化：定義：巖體、土體試樣在加荷過程中，剪切阻力隨應(yīng)變或剪切位移增加而增大的特征。 材料拉伸實驗的應(yīng)力-應(yīng)變曲線

9、在材料的拉伸壓縮實驗中，材料經(jīng)過屈服階段之后，又增強了抵抗變形的能力。這時，要使材料繼續(xù)變形需要增大應(yīng)力。經(jīng)過屈服滑移之后，材料重新呈現(xiàn)抵抗繼續(xù)變形的能力，稱為應(yīng)變硬化。 常溫下鋼經(jīng)過塑性變形后，內(nèi)部組織將發(fā)生變化，晶粒沿著變性最大的方向被拉長，晶格被扭曲，從而提高了材料的抗變形能力。這種現(xiàn)象稱為應(yīng)變硬化或加工硬化 另外巖土工程中的土體軟化硬化現(xiàn)象如下：(1)硬化型：（1-3）-a關(guān)系線是一條逐漸上升的曲線，隨荷載的增大，軸向變形速率逐漸增加。并以某一水平線為漸近線，其強度特性表現(xiàn)為硬化；(2)軟化型：（1-3）-a關(guān)系線是一條有峰值的曲線。開始時曲線逐漸上升，變形速率隨荷載的增大而增加。但當

10、1-3上升到一定數(shù)值后，達到峰值。然后，荷載下降，但變形仍然在增加。峰值后 關(guān)系線為一下降曲線，并隨變形增大而趨于某一水平漸近線。峰值點之前強度特性表現(xiàn)為硬化，峰值點之后強度特性表現(xiàn)為軟化。16、速度弱化,滑動弱化,應(yīng)變?nèi)趸?strain weakening)和應(yīng)變軟化(strain softening),應(yīng)變硬化(strain hardening) 由于摩擦滑動與斷層活動及地震有直接的關(guān)聯(lián)，因此對于摩擦滑動的本構(gòu)描述至關(guān)重要?；趯嶒炑芯?，Dieterich提出了初步的速率依賴性本構(gòu)模型，后經(jīng)Ruina的進一步提煉，形成了目前我們所熟知的速率與狀態(tài)依賴性本構(gòu)關(guān)系。在正應(yīng)力恒定的條件下,這種本

11、構(gòu)關(guān)系中對摩擦穩(wěn)定性至關(guān)重要的參數(shù)為a - b =d /dlnV式中, 為摩擦系數(shù),表示任意滑動速率V 下的穩(wěn)態(tài)值。上式表示的是穩(wěn)態(tài)滑動時摩擦強度對速率的依賴性。當速率變化時, 也有一個直接的響應(yīng), a是表征直接速率效應(yīng)的參數(shù); 直接響應(yīng)過后,摩擦系數(shù)會以近似指數(shù)衰減的方式過渡到下一個穩(wěn)態(tài)值,而b為表征這種過渡過程強弱的參數(shù)。a - b為正時,穩(wěn)態(tài)的摩擦系數(shù)隨著速率的增加而增加,稱為速度強化,反之稱為速度弱化基于彈簧- 滑塊模型的理論研究發(fā)現(xiàn)(Ruina, 1983; Rice et al. , 1983) ,只要a - b為負,就存在一個臨界剛度值,當剛度小于這一臨界值時就會產(chǎn)生周期性黏滑;

12、 與這一臨界值相等時,系統(tǒng)則以周期性振蕩的形式運動; 當剛度大于這一臨界值時,在小擾動的情況下則表現(xiàn)為穩(wěn)定滑動。這一結(jié)果用在斷層上,即當a - b 0時將產(chǎn)生不穩(wěn)定滑動的成核(Dieterich, 1986, 1992;Tse et al. , 1986) 。由此可見,穩(wěn)態(tài)滑動時的速率依賴性參數(shù)a - b的符號對于判定滑動的穩(wěn)定性具有重要意義。摘自羅麗熱水條件下斜長石和輝石斷層泥的摩擦滑動研究滑動弱化模型是指沿主破裂面出現(xiàn)預(yù)滑動及其引生的介質(zhì)強度或斷層面摩擦強度降低 不能把無震異常都歸結(jié)為干擾，它們可能和有震異常具有相同的物理機制，反映相同的物理過程的真正異常，只是由于在最后的滑動弱化階段，其震源及其鄰近地區(qū)的剛度與周圍巖體的剛度對比不滿足失穩(wěn)條件。應(yīng)變?nèi)趸磶r石的強度隨應(yīng)變增加而降低，也就是說同一成分的