高等土力學(xué)試題-考博專用

參考書目《高等土力學(xué)》李廣信第1章土工試驗及測試一、簡述土工試驗的目的和意義。)揭示土的一般或特有的物理力學(xué)性質(zhì)。)針對具體土樣的試驗，揭示區(qū)域性土、特殊土、人工復(fù)合土的物理力學(xué)性質(zhì)。)確定理論計算和工程設(shè)計的參數(shù)。)驗證理論計算的正確性及實用性。)原位測試、原型監(jiān)測直接為土木工程服務(wù)，也是分析和實現(xiàn)信息化施工的手段。第2章土的本構(gòu)關(guān)系★二、廣義講，什么是土的本構(gòu)關(guān)系？與其他金屬材料比，它有什么變形特性(應(yīng)力應(yīng)變特性)？(2.3節(jié))P51土的本構(gòu)關(guān)系廣義上講是指反應(yīng)土的力學(xué)性狀的數(shù)學(xué)表達(dá)式，表示形似一般為應(yīng)力-應(yīng)變-強(qiáng)度-時間的關(guān)系。與金屬材料相比，土的變形特性包含：土應(yīng)力應(yīng)變的非線性。由于土由碎散的固體顆粒組成，土的宏觀變形主要不是由土顆粒本身變形，而是由于顆粒間位置的變化。這樣在不同的應(yīng)力水平下由相同應(yīng)力增量引起的應(yīng)變增量就不會相同，即表現(xiàn)出非線性。土的剪脹性。由于土石由碎散顆粒組成的，在各向等壓或等比壓縮時，孔隙總是減少的，從而可發(fā)生較大的體積壓縮，這種體積壓縮大部分死不可恢復(fù)的，剪應(yīng)力會引起土塑性體積變形，這叫剪脹性，另一方面，球應(yīng)力又會產(chǎn)生剪應(yīng)變，這種交叉的，或者耦合的效應(yīng)，在其他材料中很少見

土體變形的彈塑性。在加載后再卸載到原來的應(yīng)力狀態(tài)時，土一般不會完全恢復(fù)到原來的應(yīng)變狀態(tài)，其中有一部分變形是可以恢復(fù)的，部分應(yīng)變式不可恢復(fù)的塑性應(yīng)變，并且后者往往占很大的比例。土應(yīng)力應(yīng)變的各向異性和土的結(jié)構(gòu)性。不僅存在原生的由于土結(jié)的各向構(gòu)異性帶來的變形各向異性，而且對于各向受力不同時，也會產(chǎn)生心的變形和各向異性。土的流變性。土的變形有時會表現(xiàn)出隨時間變化的特性，即流變性。與土的流變特性有關(guān)的現(xiàn)象只要是土的蠕變和應(yīng)力松弛。影響土的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系的應(yīng)力條件主要有應(yīng)力水平，應(yīng)力路徑和應(yīng)力歷史?！锶⒑螢橥恋募裘浶裕a(chǎn)生剪脹的原因？P52(2.3.2)土體由于剪應(yīng)力引起的體積變化稱為剪脹性，廣義的剪脹性指剪切引起的體積變化，既包括體脹，也包括體縮，但后者常被稱為“剪縮”。土的剪脹性實質(zhì)上是由于剪應(yīng)力引起土顆粒間相互位置的變化，使其排列發(fā)生變化，加大(或減小)顆粒間的孔隙，從而發(fā)生體積的變化。四、論述土的本構(gòu)關(guān)系分類，并舉例說明。1、 彈性本構(gòu)關(guān)系彈性本構(gòu)關(guān)系可分為線彈性本構(gòu)關(guān)系和非線性彈性本構(gòu)關(guān)系。線彈性本構(gòu)關(guān)系即一般的彈性力學(xué)，其應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系服從廣義胡克定律。非線性本構(gòu)關(guān)系的應(yīng)力-應(yīng)變曲線是非線性的，但是加卸載仍然沿著一條曲線。該本構(gòu)關(guān)系未考慮土的塑性變形，因而僅當(dāng)受力體各點都是加荷條件時，才近似符合實際，而且也沒有考慮應(yīng)力路徑和中主應(yīng)力的影響。破壞準(zhǔn)則和屈服準(zhǔn)2、 彈塑性本構(gòu)關(guān)系彈塑性模型則把總的變形分成彈性形變和塑性形變兩個部分，用胡克定律計算彈性變形破壞準(zhǔn)則和屈服準(zhǔn)部分，用塑性理論來解塑性變形部分。對于塑性變形，要做三方面假定：

則；硬化規(guī)律；流動法則。該本構(gòu)關(guān)系可分為剛性理想塑性本構(gòu)關(guān)系、理想彈性塑性本構(gòu)關(guān)系和彈塑性應(yīng)變硬化（或軟化）型本構(gòu)關(guān)系。代表性模型劍橋模型英國劍橋大學(xué)提出的用于正常固結(jié)或弱超固結(jié)粘土的模型，由三軸壓縮試驗結(jié)果整理處q-p和e-p關(guān)系曲線。土中e為孔隙比，應(yīng)力p、q指的是有效應(yīng)力；圖中實線表示排水剪試驗，虛線為固結(jié)不排水試驗。3、流變型本構(gòu)關(guān)系該本構(gòu)關(guān)系考慮應(yīng)力、應(yīng)變隨時間變化的本構(gòu)關(guān)系，是彈性、塑性和粘滯性三者相結(jié)合而成的?！镂?、土的本構(gòu)模型主要分哪幾類？鄧肯-張本構(gòu)模型的本質(zhì)？并寫出鄧肯-張本構(gòu)模型應(yīng)力應(yīng)變表達(dá)式，并在應(yīng)力應(yīng)變坐標(biāo)軸中表示。 （242）P62答：土的本構(gòu)模型大體上可以分為彈性模型，彈塑性模型，粘彈塑性模型，內(nèi)時塑性模型等幾類。鄧肯-張雙曲線模型本質(zhì)在于假定土的應(yīng)力應(yīng)變之間的關(guān)系具有雙曲線性質(zhì)， 雙曲線擬合出一般土的三軸試驗1，其中,出一般土的三軸試驗1，其中,ab為試驗常數(shù)，對于常規(guī)三軸壓縮試驗，軸應(yīng)變a1，鄧肯等人根據(jù)這一雙曲線應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系提出了一種目前被廣泛應(yīng)用的增量彈性模型，一般被稱為鄧肯-張模型六、試說明屈服點，屈服準(zhǔn)則，屈服面和屈服軌跡的概念。1）屈服點：產(chǎn)生屈服現(xiàn)象時的最小應(yīng)力值即為屈服點2）屈服準(zhǔn)則：用以判斷彈塑性材料被施加一應(yīng)力增量后是加載還是卸載， 或是中性變載，亦即是判斷是否發(fā)生塑性變形的準(zhǔn)則。3）屈服面和屈服軌跡：屈服準(zhǔn)則用幾何方法來表示即為屈服面和屈服軌跡， 由于許多模型都假設(shè)土體是各向同性的，則屈服函數(shù)可以再三位空間中表示成曲面，稱為屈服面。這一

屈服面與任一個二維應(yīng)力坐標(biāo)平面的交線就是屈服軌跡七、在土的彈塑性本構(gòu)關(guān)系中，屈服準(zhǔn)則，流動法則，硬化定理起什么作用？屈服準(zhǔn)則是判斷土作為彈塑性材料來研究是否發(fā)生塑性變形的準(zhǔn)則。流動法則是用來確定塑性應(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)硬化定理用來描述屈服標(biāo)準(zhǔn)如何發(fā)展，說明屈服面為什么會硬化，具體確定硬化函數(shù)與硬化參數(shù)。八、在土的彈塑性模型中，屈服面和破壞面有何不同和有何聯(lián)系？屈服面是土體的應(yīng)力在應(yīng)力空間上的表現(xiàn)形式，可以看成是三維應(yīng)力空間里應(yīng)力的一個坐標(biāo)函數(shù)，因此對土體來說，不同的應(yīng)力在應(yīng)力空間上有不同的屈服面，但是破壞面是屈服面的外限，破壞面的應(yīng)力在屈服面上的最大值即為破壞面，超過此限值土體即破壞。★九、劍橋模型的試驗基礎(chǔ)及基本假定是什么？說明該模型各個參數(shù)的意義及確定方法。劍橋模型基于傳統(tǒng)塑性位勢理論，采用了帽子屈服面和關(guān)聯(lián)流動法則。屈服面形式是依據(jù)能量理論得到的。假設(shè)：彈性剪切變形為零；材料服從關(guān)聯(lián)流動法則。模型參數(shù)基于正常固結(jié)土和超固結(jié)土試樣的排水和不排水三軸試驗得到的。M為臨界lnP回彈模型參數(shù)為M， ,k。其中M為pq平面上破壞線的斜率。 3sin，狀態(tài)現(xiàn)在Pe平面上的投影以elnP坐標(biāo)表示的直線坡率。為臨界lnP回彈曲線的斜率?！锸⒑喪鐾恋慕Y(jié)構(gòu)性與成因，比較原狀土與重塑土結(jié)構(gòu)強(qiáng)弱，并說明原因。土的組構(gòu)指顆粒、粒組和孔隙空間的幾何排列方式；土的結(jié)構(gòu)是表示土的組成成分、間排列和粒間作用的綜合特性，土的結(jié)構(gòu)性是由于土的這種結(jié)構(gòu)特性造成的力學(xué)特性。原狀土比重塑土表現(xiàn)出量多強(qiáng)的結(jié)構(gòu)性，這是由于原狀土在漫長的沉積過程及隨后的各種地質(zhì)作用過程中，土粒間排列和顆粒間的各種作用力具有特有的形式。而重塑土原有結(jié)構(gòu)性被擾動，破壞了原有的結(jié)構(gòu)性，因而比室內(nèi)重塑土具有更強(qiáng)的結(jié)構(gòu)性。補(bǔ)一、萊特-鄧肯模型和清華模型的優(yōu)缺點？萊特-鄧肯原有模型具有簡單，能反映砂土剪脹，破壞準(zhǔn)則能較好地符合試驗結(jié)果，但屈服面和塑性勢面是開口的錐形，只會產(chǎn)生塑性剪脹；各向等壓應(yīng)力下不會發(fā)生屈服；破壞面、屈服面和塑性勢面的子午線都是直線不能反映圍壓對破壞面和屈服面的影響。修正后增加一套帽子屈服面，將破壞面、屈服面、塑性勢面的子午線改進(jìn)為微彎形式，可以反映土的應(yīng)變軟化，但趨于復(fù)雜。清華模型不首先假設(shè)屈服面函數(shù)和塑性勢函數(shù)，而是根據(jù)試驗確定塑性應(yīng)變增量的方向，然后按照關(guān)聯(lián)流動法則確定其屈服面；再從試驗結(jié)果確定其硬化參數(shù)，是一個假設(shè)最少的彈塑性模型，也可反映土的剪脹性，可用于三維的應(yīng)力狀態(tài)，適用于砂土和粘土。第3章土的強(qiáng)度補(bǔ)二、莫爾公式是在土的破壞面上的抗剪強(qiáng)度是作用在該面上的正應(yīng)力的單值函數(shù)。補(bǔ)三、土的強(qiáng)度特征有哪些？由于土骨架是碎散顆粒的集合，土顆粒之間的相互聯(lián)系是相對薄弱的，所以土的強(qiáng)度主要是由顆粒間的相互作用力決定，而不是由顆粒礦物的強(qiáng)度本身直接決定的。土的破壞主要是剪切破壞，其強(qiáng)度主要表現(xiàn)為顆粒間的粘聚力和摩擦力。土由三相組成，在研究時要考慮孔隙水壓力、吸力等土力學(xué)所特有的影響土強(qiáng)度的因素。土的地質(zhì)歷史造成土強(qiáng)度突出的多變性、結(jié)構(gòu)性和各向異性?！锸?、試論述土的抗剪強(qiáng)度機(jī)理及其影響因素1）土的抗剪強(qiáng)度有兩部分組成，一部分是摩擦強(qiáng)度，一部分是粘聚強(qiáng)度，強(qiáng)度機(jī)理及影響因素十分復(fù)雜，不可能將二者截然分開。摩擦強(qiáng)度包括固體顆粒間的滑動摩擦及咬合摩擦，粘聚力包括靜電引力、范德華力、顆粒間的膠結(jié)、顆粒間接觸點的化合價鍵及表觀粘聚力。（2）影響土強(qiáng)度的因素主要分為兩大類，一類是土本身的因素，主要是其物理性質(zhì)；另一類是外界條件，主要是應(yīng)力應(yīng)變條件，前者可稱為內(nèi)因，后者可稱為外因。①內(nèi)部因素:影響土強(qiáng)度的內(nèi)部因素又分為土的組成、狀態(tài)和結(jié)構(gòu)。土的組成是影響土強(qiáng)度的最基本因素，它又包括土顆粒的礦物成分，顆粒大小與級配，顆粒形狀，含水量（飽和度）以及粘性土的離子和膠結(jié)物種類等因素。土的狀態(tài)是影響土強(qiáng)度的重要因素，比如砂土的相對密度大小是其咬合及因此產(chǎn)生的剪脹、顆粒破碎及重排列的主要影響因素；同樣粘土的孔隙比和土顆粒的比表面積決定了粘土顆粒間的距離，這又影響了土中水的形態(tài)及顆粒間作用力，從而決定粘性土粘聚力的大小。土的結(jié)構(gòu)本身也受土的組成影響。原狀土的結(jié)構(gòu)性，特別是粘性土的絮凝結(jié)構(gòu)使原狀土強(qiáng)度遠(yuǎn)大于重塑土的強(qiáng)度，是不可忽視的影響因素。②外部因素主要有應(yīng)力、應(yīng)變、時間、溫度等，其中應(yīng)力因素是最基本的，它又包括圍壓或最小主應(yīng)力、中主應(yīng)力、應(yīng)力歷史、應(yīng)力方向和加載速率等。十二、砂土的臨界孔隙比的定義是什么？如何用試驗來測定？論述臨界孔隙比與圍壓的關(guān)系。砂土的臨界孔隙比：由不同初試孔隙比的砂土式樣在同一壓力下進(jìn)行剪切試驗，得到初試孔隙比與體積應(yīng)變之間的關(guān)系，相應(yīng)于體積變化為零的初始孔隙比即為臨界孔隙比。給定砂土在不排水剪中必有不引起強(qiáng)度改變的初始孔隙比，稱為臨界孔隙比。可由三軸固結(jié)排水剪和固結(jié)不排水剪試驗來測定。CD試驗測定臨界孔隙比：不同初始孔隙比（密度不同）在相同的固結(jié)壓力下進(jìn)行CD試驗，測出式樣剪切破壞時的體積應(yīng)變，繪制初始孔隙比和體積應(yīng)變的關(guān)系曲線，其中體積應(yīng)變?yōu)榱銓?yīng)的初始孔隙比就是該固結(jié)壓力下的臨界孔隙比，臨界孔隙比隨著的固結(jié)壓力增加

而減小。CU試驗：相同的固結(jié)壓力下，不同的初始孔隙比式樣的固結(jié)不排水剪測得剪破時的孔隙水壓力后，繪制繪制破壞孔壓和初始孔隙比的關(guān)系曲線，在縱軸上找到固結(jié)壓力對應(yīng)的點做水平線交曲線于一點，該點的橫坐標(biāo)對應(yīng)臨界空隙比臨界孔隙比與圍壓的關(guān)系：如果對變化的圍壓C3進(jìn)行試驗，貝U發(fā)現(xiàn)臨界孔隙比是不同的。圍壓增加臨界孔隙比減小，圍壓減小臨界孔隙比增加。十三、真強(qiáng)度參數(shù)的確定方法？在三軸試驗中如何確定參數(shù)的？為真強(qiáng)度參數(shù)。真強(qiáng)度參數(shù)又稱伏斯列夫參數(shù)，是一種表示在相同孔隙比條件下剪切破壞的抗剪強(qiáng)度的參數(shù)。分別作剪切破壞時孔隙比-有效應(yīng)力的關(guān)系曲線和抗剪強(qiáng)度-有效應(yīng)力的關(guān)系曲線。在孔隙比-有效應(yīng)力的關(guān)系曲線取孔隙比相同的三點4/5/6，分別是正常固結(jié)、回彈和再壓縮曲線上的三點，對應(yīng)于剪強(qiáng)度-有效應(yīng)力的關(guān)系曲線4/5/6相同的有效應(yīng)力點，這三點對應(yīng)相同的孔隙比破壞時時抗剪強(qiáng)度隨法向有效應(yīng)力的增長，連接三點近似為一條直線，稱為伏斯列為真強(qiáng)度參數(shù)。夫破壞線，其中十四、正常固結(jié)黏土的排水試驗和固結(jié)不排水試驗的強(qiáng)度包線總是通過坐標(biāo)原點，即只有摩擦力；黏土試樣的不排水試驗的包線是水平的，亦即只有粘聚力。它們是否就是土的真正意義上的摩擦強(qiáng)度和粘聚強(qiáng)度？為什么？都不是。在一定條件下固結(jié)的粘土必定具有粘聚力，只不過這部分粘聚力是固結(jié)應(yīng)力的函數(shù)，宏觀上被歸于摩擦強(qiáng)度部分。粘土的不排水試驗雖然測得的摩擦角為 0，但是實際上粘土顆粒之間必定存在摩擦強(qiáng)度，只是由于存在的超靜空隙水壓使得所有破壞時的有效應(yīng)力莫爾圓是唯一的，無法單獨反映摩擦強(qiáng)度?！锸?、闡述土的強(qiáng)度理論與適用性（包括主要強(qiáng)度理論的優(yōu)缺點） 。特雷斯卡Tresca準(zhǔn)則與廣義特雷斯卡準(zhǔn)則特雷斯卡準(zhǔn)則實際上是古典強(qiáng)度理論中的最大剪應(yīng)力理論， 可用132kt表示，其中kt為材料常數(shù)，是實驗中試樣破壞時的純剪應(yīng)力；1和3分別為最大和最小主應(yīng)力。在土力學(xué)中，這一準(zhǔn)則只適用于飽和粘土的不排水強(qiáng)度指標(biāo)的計算。廣義特雷斯卡準(zhǔn)則可用132kttl1表示，其中tl1反應(yīng)平均主應(yīng)力的影響。米澤斯Mises和廣義米澤斯準(zhǔn)則2222這兩個準(zhǔn)則實際上是古典強(qiáng)度理論中形變能理論， 可用（12）（23）（3J6km表示。與Tresca準(zhǔn)則一樣，只適用于飽和粘土的不排水強(qiáng)度近似計算中。廣義米澤斯準(zhǔn)則加入了平均主應(yīng)力對土抗剪強(qiáng)度的影響， 可用宀2ml1km0表示，m與km為材料常數(shù)，J2為第二偏應(yīng)力不變量。莫爾-庫倫強(qiáng)度準(zhǔn)則一個平面上的抗剪強(qiáng)度取決于作用于這個面上的正應(yīng)力，最簡單的莫爾包線是線性的，可用fCtan表示。反映了土作為散體材料的摩擦強(qiáng)度的基本特點，參數(shù)易通過簡單的試驗確定，但對平面應(yīng)變狀態(tài)和應(yīng)力水平很大時，可能引起比較大的誤差萊特-鄧肯破壞準(zhǔn)則針對無粘性土提出了一種適用于砂土的彈塑性模型，采用不相關(guān)的流動準(zhǔn)則，其中屈服面，塑性勢面和破壞面在形狀上是一致的，破壞準(zhǔn)則可以用應(yīng)力不變量的形式表示3f(I1,I3)11kfI30，適用于砂土和正常固結(jié)粘土，只有一個材料常數(shù)，而且該常數(shù)很容易通過三軸試驗確定，它的破壞面形狀和模型中的屈服面及塑性勢面形狀一致，并且沒有角點，相對講它是比較合理和方便的。松岡元-中井照夫破壞準(zhǔn)則認(rèn)為三維主應(yīng)力狀態(tài)中的三個莫爾圓對土的強(qiáng)度都有影響，可用12 kf13 表示，其常數(shù)很難通過實驗達(dá)到。雙剪應(yīng)力強(qiáng)度理論認(rèn)為土的破壞不僅僅取決于大主剪應(yīng)力，而是由三個主剪應(yīng)力中兩個較大的所決定的?？紤]了中主應(yīng)力對土抗剪強(qiáng)度的影響。由于事先需要判斷，相對較麻煩，在程中應(yīng)用不普遍。隱式的破壞準(zhǔn)則實際上每一個土的本構(gòu)關(guān)系模型都存在一個破壞準(zhǔn)則， 只不過有的是隱含在本構(gòu)模型中，并無顯式來表示，一般不能直接使用在極限平衡問題的分析中。第4章土中水及其滲流十六、簡述土凍脹的物理化學(xué)機(jī)理。粘土顆粒表面的結(jié)合水和冰晶體核表面有一層未凍水，這層水膜結(jié)冰溫度低于 0C。隨著溫度降低，這部分水膜逐漸凍結(jié)到冰晶中。這樣，在凍結(jié)區(qū)存在很明顯地吸力。這種吸力來源于：凍結(jié)時冰晶表面的未凍水膜變薄而產(chǎn)生地吸力；由于孔隙中水凍結(jié)而使離子濃度提高產(chǎn)生的滲透吸力；細(xì)粒土表面未凍水的吸力。凍結(jié)鋒面在毛細(xì)影響區(qū)，則凍結(jié)鋒面的負(fù)孔壓吸引這部分毛細(xì)水，補(bǔ)充被凍結(jié)的冰晶表面變薄的未凍水膜，使冰晶不斷擴(kuò)大，變成冰透鏡體和冰層，從而引起土體凍脹。十七、影響土滲透系數(shù)的因數(shù)影響土滲透系數(shù)的因素可分為兩方面，土顆粒骨架和流體性質(zhì)。前者包括土顆粒組成（顆粒形狀、大小、礦物等）、土的狀態(tài)（密度、孔隙通道特征等）、土的結(jié)構(gòu)（絮狀結(jié)構(gòu)、分散結(jié)構(gòu)）；后者主要受流體粘滯系數(shù)和液體重度的影響，而流體又受壓力、溫度和流體內(nèi)電解質(zhì)的濃度影響，當(dāng)水中含有封閉小氣泡時，也會對其滲透性產(chǎn)生很大影響。十八、達(dá)西定律的物理意義和適用范圍？達(dá)西定律揭示了單位面積滲流量與水頭坡降成正比，比例常數(shù)為滲透系數(shù)。對于大顆粒土，存在大孔隙通道，在高水力坡降下可能會使?jié)B透變成紊流；在粘土中，水與顆粒表面相互作用也可能使流變方程偏離牛頓定律，這分別是達(dá)西定律適用情況的上下限。第5章土的壓縮與固結(jié)十九、簡述影響土壓縮性的主要因素以及引起沉降的原因。土的壓縮（膨脹）性首先要取決于土的組成、狀態(tài)和結(jié)構(gòu)，其次還受到外界環(huán)境影響。主要為土粒粒度、成分和土體結(jié)構(gòu)，以及土中的有機(jī)質(zhì)和孔隙水，環(huán)境因素包含應(yīng)力歷史和溫度。沉降原因可能是建筑物荷載（土體形變和固結(jié)時孔隙比變化）、環(huán)境荷載（土體體縮和地下水位下降）、不直接與荷載有關(guān)的其他因素（地下洞穴、化學(xué)生物腐蝕等）?！锒?、簡述幾種沉降計算方法。單向壓縮沉降計算法：是大優(yōu)點是計算方法簡單，計算指標(biāo)容易測定，可以考慮各種土層條件、地下水位、基礎(chǔ)性狀，還能計及壓縮指標(biāo)修正和地基土的應(yīng)力歷史。但如果基礎(chǔ)面積較小，地基土變形有明顯三向特性，計算的沉降一般會偏低，應(yīng)該給以修正?？紤]三向變形效應(yīng)的單向壓縮法：對單向壓縮法作了改進(jìn)，因為初始孔隙水壓力系數(shù)由三軸試驗測定，其中孔壓系數(shù)A計及了土的剪脹性影響。不完善處是將三軸應(yīng)力狀態(tài)下測得的孔隙壓力用于地基中的一般應(yīng)力狀態(tài)，系數(shù)A隨土變形而改變，較難確定。該法僅能用于基礎(chǔ)對稱軸上各點的沉降。三向變形計算法：具有單向壓縮法的各種優(yōu)點，且考慮了土的三向變形，更接近于實際。但計算中需要采用土的泊松比和土的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系，這些要求模擬實際應(yīng)力條件下用三軸試驗測取，較為復(fù)雜。彈性理論法：直接應(yīng)用彈性理論，概念清晰，計算簡便。但是它的應(yīng)用有較大局限性，不易計及各種實際的復(fù)雜邊界條件。應(yīng)力路徑法：利用三軸儀在室內(nèi)模擬土的原位應(yīng)力路徑，實測試樣的應(yīng)變，再計算沉降。計算思路較為先進(jìn)，但試驗工作量較大，計算依據(jù)的代表性點不易選擇恰當(dāng)?shù)?。劍橋模型法：考慮了土的剪脹（縮）性的本構(gòu)關(guān)系，能同時解出地基土的垂直沉降、水平位移和固結(jié)過程中的孔隙水壓力，但存在較大的局限性，只適用于正常固結(jié)粘土或弱超固結(jié)粘土，應(yīng)用范圍較窄?，F(xiàn)場試驗法：基于彈性理論，只是在現(xiàn)場通過試驗確定參數(shù)，同時根據(jù)現(xiàn)場的實測資料，引進(jìn)了經(jīng)驗參數(shù)，較為實用的辦法。二十一、太沙基單向固結(jié)理論基本假設(shè)是什么？單向固結(jié)的復(fù)雜情況有哪些？（1）太沙基單向固結(jié)理論基本假設(shè)有：①土體是均質(zhì)的，完全飽和的；②土顆粒與水均為不可壓縮介質(zhì)；③外荷重一次瞬時加到土體上，在固結(jié)過程中保持不變；④土體的應(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單向滲流與壓縮；⑥土中滲流服從達(dá)西定律，滲透系數(shù)保持不變；⑦土體變形完全是由超靜水壓力消散所引起的。（2）單向固結(jié)的復(fù)雜情況包括①加荷隨時間變化； ②土層厚度隨時間變化；③地基為成層土；④有限應(yīng)變土層的固結(jié)★二十二、太沙基理論與比奧理論的比較分析。土體在荷載作用下內(nèi)部含水緩慢滲出，體積逐漸減小，這一現(xiàn)象稱為土的“固結(jié)”。（1）建立方程所依據(jù)的假定兩種理論的假定是基本一致的，即骨架線性彈性、變形微小、滲流符合達(dá)西定律。但是，有一個原則區(qū)別，那就是太沙基理論增加了一個假定——固結(jié)過程中法向總應(yīng)力和不隨時間而變。太沙基方程是比奧方程在法向總應(yīng)力之和不隨時間變化的假定下的一種簡化。（2） 孔隙壓力與位移的聯(lián)系由于兩種理論在假定上有差別，導(dǎo)致了建立的方程形式不同。太沙基方程中只含孔隙壓力1個未知變量與位移無關(guān)，因此，不需要引入幾何方程，不需要將孔隙壓力與位移聯(lián)系起來，孔隙壓力的消散僅僅決定于孔隙壓力初始條件和邊界條件與固結(jié)過程中的位移無關(guān)；而比奧方程則包含孔隙壓力和位移的聯(lián)立方程組，需要完整的引入物理方程，進(jìn)而引入幾何方程，最后把孔隙壓力和位移聯(lián)系起來。（3） 孔隙壓力隨時間的變化太沙基理論曲線與泊松比V無關(guān)，而比奧曲線受到V的影響很明顯，若V小則固結(jié)慢,反之，v大固結(jié)快。此外，固結(jié)初期階段對于比奧曲線，孔隙壓力會有所上升，超過初始孔隙壓力，在V較小時尤為顯著，而太沙基曲線則無次現(xiàn)象。（4） 總應(yīng)力與變形協(xié)調(diào)條件太沙基固結(jié)理論在處理多維固結(jié)問題中，它忽略了變形協(xié)調(diào)條件對固結(jié)過程中總應(yīng)力的影響，所獲得的結(jié)果只是近似的。比奧提出的固結(jié)理論，考慮的這種影響，借助計算機(jī)和有限單元發(fā)等數(shù)值求解，可廣泛來解決各種實際工程的固結(jié)問題二十三、簡述太沙基固結(jié)理論和比奧固結(jié)理論的基本假設(shè)，求解方法、適用條件的異同，并就適用條件舉例說明（2-3例）比奧固結(jié)理論基本假設(shè)：（1）土體均勻，線彈性，飽和狀態(tài)；（2）土體變形是小變形；（3）土體和水均不可壓縮（4）土體滲流滿足達(dá)西定律，滲透系數(shù)為常數(shù)；太沙基方程只有位移為未知量，不考慮位移和孔隙水壓力的耦合，求解出位移在根據(jù)位移求孔隙水應(yīng)力，而比奧固結(jié)理論需要同時求解位移和空隙水壓力，考慮了位移和孔隙水壓力的耦合適用條件：太沙基固結(jié)理論適合大面積堆荷，總應(yīng)力不變的情況下，同時僅對一維問題適用，不適合二維、三維問題求解；比奧固結(jié)理論假設(shè)總應(yīng)力隨時間變化，比如河水中的橋墩建筑過程，對孔隙水壓力的影響是明顯的；太沙基固結(jié)理論與泊松比無關(guān)，而比奧固結(jié)理論受泊松比影響明顯，泊松比小的時候，固結(jié)慢，反之，固結(jié)快。固結(jié)初期階段對于比奧固結(jié)曲線，孔隙水壓力有所上升超過初試孔隙水壓力，在泊松比較小的時候尤為明顯，如曼德爾效應(yīng)，太沙基則無此現(xiàn)象。二十四、何為曼代爾-克雷（Mandol-cryer）效應(yīng)？說明其產(chǎn)生的機(jī)理。Mandol在分析柱形土體受均布壓力沿柱面向外排水時，發(fā)現(xiàn)初期孔隙水壓力不是消散，而是上升，并且超過應(yīng)有的孔隙水壓力，后來cryer在研究土球受均布壓力徑向排水時，也發(fā)現(xiàn)此現(xiàn)象，故稱此現(xiàn)象為mandol-cryer效應(yīng)。以土球受徑向荷載，徑向固結(jié)排水為例來說明，在初期某一時間以后，由于邊界排水,使靠近周邊的空隙壓力開始下降，這種下降波及的范圍還只有半徑的一部分，由于土球的外殼排水后，有效應(yīng)力增高，將產(chǎn)生收縮，而土球內(nèi)部沒有變形也沒有排水，骨架也不能變形，不能承擔(dān)因土球收縮產(chǎn)生的收縮力，這部分力只有內(nèi)部土體的空隙水承擔(dān)，因此內(nèi)部孔隙水壓力增大。二十五、簡述幾種固結(jié)試驗方法按試驗時控制條件的不同連續(xù)加荷壓縮試驗可以分為：恒應(yīng)變速率試驗法CRS:加荷時將試樣的變形速率控制為常量。恒荷重速率試驗法CRL:加荷時將試樣上應(yīng)力增長速率控制為常量?？刂瓶紫秹毫μ荻仍囼灧–GC：加荷時保持試樣底部的孔隙水壓力為常量。控制孔隙壓力比試驗法：加荷過程中控制試樣底部孔隙水壓力和總應(yīng)力的增量比。第6章土坡穩(wěn)定分析二十六、列舉三種土坡穩(wěn)定分析的極限平衡法的基本原理，加以對比并討論其優(yōu)缺點。極限平衡法依據(jù)