土力學簡答題

土力學簡答題土力學簡答題/NUMPAGES15土力學簡答題土力學簡答題2.1何謂最優(yōu)含水量？影響填土壓實效果的主要因素有哪些？答：在一定功能的壓實(或擊實、或夯實)作用下，能使填土達到最大干密度(干容量)時相應的htm"含水率（1）含水量對整個壓實過程的影響；（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2.2地基土分為幾大類？各類土的劃分依據(jù)是什么？答:根據(jù)《地基規(guī)范》作為建筑地基上的土（巖），可分為巖石、碎石土、砂土、粉土、粘性土和人工填土。2.3土的不均勻系數(shù)Cu及曲率系數(shù)CC的定義是什么？如何從土的顆粒級配曲線形態(tài)上、Cu及CC數(shù)值上評價土的工程性質(zhì)？答：P162.4簡述滲透定理的意義，滲透系數(shù)k如何測定？動水力如何計算？何謂流砂現(xiàn)象？這種現(xiàn)象對工程有何影響？答：土孔隙中的自由水在重力作用下，只要有水頭差，就會發(fā)生流動，水透過土孔隙流動的現(xiàn)象稱為滲透，2.5反應無黏性土密實度狀態(tài)的指標有哪些？采用相對密實度判斷砂土的密實度有何優(yōu)點？而工程上為何應用得不廣泛？答：相對密實度2.6土的物理性質(zhì)指標有幾個？哪些是直接測定的？如何測定？答：土的物理性質(zhì)指標有：土的密度（通過環(huán)刀法測定）、土粒相對密度（通過比重瓶法測定）和土的含水量（通過烘干法測定）、土的干密度、土的飽和密度、土的有效密度、土的孔隙比和孔隙率等。3.1土的自重應力分布有何特點?地下水位的升降對自重應力有何影響,如何計算?答:均質(zhì)土的自重應力沿深度呈線性分布;非均質(zhì)土的自重應力沿深度呈折線分布;地下水位下降會引起自重應力的變化，使地基中原地下水位以下部分土的有效自重應力增加，從而造成地表大面積附加下沉;地下水位上升，使原來位于地下水位以上的土體處于地下水位之下，會使這部分土體壓縮量增大，抗剪強度降低，引起附加沉降;地下水位以上土層采用天然重度，地下水位以下土層采用浮重度3.2如何計算基底附加壓力?在計算中為什么要減去基底自重應力?答:基底附加壓力:由于建造建筑物而新增加在地基表面的壓力,即導致地基中產(chǎn)生附加應力的那部分基底壓力因為一般基礎都埋置于地面下一定深度,該處原有自重應力因基坑開挖而卸除,因此,在計算由建筑物造成的基底附加壓力時,應扣除基底標高處土中原有的自重應力后,才是基底平面處新增加于地基的基底附加壓力3.3簡述太沙基有效應力原理答:(1)土的有效應力等于總應力減去孔隙水壓力(2)土的有效應力控制了土的變形3.4簡述均布矩形荷載下地基附加應力的分布規(guī)律。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大的范圍之下，這就是所謂地基附加應力的擴散分布。（2）、在距離基礎底面不同深度z處的各個水平面上，以基底中心點下軸線處的為σz最大，隨著距離中軸線越遠越小。（3）、在荷載分布范圍內(nèi)任意點垂線的σz值，隨深度愈向下愈小，在荷載邊緣以外任意點沿垂線的σz值，隨深度從零開始向下先加大后減小。4.1壓縮系數(shù)a和壓縮指數(shù)Cv的物理意義是什么？a是否為一個定值？工程中為何用a1-2進行土層壓縮性能的劃分？答:P69壓縮系數(shù)是指單位壓力增量所引起的空隙比改變量，即e~p壓縮曲線的割線的坡度，；壓縮指數(shù)是指e~lgp曲線直線段的坡度，即：4.2土的壓縮性指標有哪些？答:壓縮系數(shù)、壓縮指數(shù)、壓縮模量4.3變形模量和壓縮模量有何關系和區(qū)別？答：土的變形模量是土體在無側(cè)限條件下的應力和應變的比值，土的壓縮模量是土體在側(cè)限條件下的應力與應變的比值。4.5在飽和土一維固結(jié)過程中，土的有效應力和孔隙水壓力是如何變化的？答：飽和土體在壓力作用下，孔隙水隨時間而逐漸排出孔隙體積逐漸減小，孔隙水壓力逐漸消散，有效應力相應增長。（1）壓力施加的瞬時，即t=0，因水來不及排水，孔隙水應力u等于所加的附加壓力p，而有效應力=0；（2）隨著時間t的增加，水在壓力作用下逐漸向外排水，孔隙水應力逐漸消散，有效應力不斷增長；（3）最后當t=∞時，孔隙應力u消散至0，有效應力為p，土的固結(jié)完成（4分）。土層的固結(jié)過程就是孔隙水應力u轉(zhuǎn)化為有效應力的過程，但在這一過程中，始終滿足u+=p。（1分）5.1什么是土的抗剪強度？什么是土的抗剪強度指標？試說明土的抗剪強度的來源，對一定的土類，其抗剪強度指標是否為一個定值？為什么？答：土抗剪強度是指土體抵抗剪切破壞的極限強度;指標：內(nèi)摩擦角和粘聚力;不是一個定值，因為土的抗剪強度指標與土的成分、形狀、大小、顆粒級配、含水量、密度、土體結(jié)構(gòu)擾動情況和孔隙水壓力等的影響5.2何謂土的極限平衡狀態(tài)和極限平衡條件？試用莫爾-庫倫強度理論推求土體極限平衡條件的表達式。答：當土體的剪應力等于土的抗剪強度時的臨界狀態(tài)稱謂“極限平衡狀態(tài)”。當土體處于極限平衡狀態(tài)時的土的抗剪強度指標之間的關系式，即與內(nèi)摩擦角、內(nèi)聚力之間的數(shù)學表達式稱為土的“極限平衡條件”。據(jù)莫爾—庫侖破壞準則來研究某一土體單元處于極限平衡狀態(tài)時的應力條件及其大、小主應力之間的關系，該關系稱為土的極限平衡條件。5.3土體中首先發(fā)生剪切破壞的平面是否就是剪應力最大的平面？為什么？在何種情況下，剪切破壞面與最大剪應力面是一致的？在通常情況下，剪切破壞面與大主應力面之間的夾角是多少？答：不是，由莫爾應力賀與抗剪強度包線相切，切點的位置可確定M點破壞面的方向，由莫爾圓原理，可知土體中破壞面與最大應力G1作用面的夾角為π/4+φ/2只不在飽各粘性土在不固結(jié)不排水條件下，破壞面與最大剪應力面一致通常夾角都有為π/4+φ/2。5.4分別簡述直剪試驗和三軸壓縮試驗的原理，比較二者之間的優(yōu)缺點和實用范圍。答：直接剪切試驗：試驗時，由杠桿系統(tǒng)施加垂直壓力，再施加水平壓力，在剪切過程中隨著上下盒的相對位移，剪變形發(fā)展，土樣中的強度逐漸發(fā)揮出來，直到剪應力等于抗剪強度為止，所以土樣的抗剪強度可用剪切破壞時剪應力來量度。直剪試驗具有構(gòu)造簡單，操作簡便的優(yōu)點，但存在如下缺點：（1）剪切過程中試樣內(nèi)的剪應變和剪應力分布不均勻；（2）剪切面人為地限制在上、下盒的接觸面；（3）土樣的排水不能嚴格控制；（4）剪切過程中試樣的剪切面積逐漸減小三軸壓縮試驗：試驗時，圍壓系統(tǒng)對土樣各向施加63保持不變，然后由軸壓系統(tǒng)對土樣施加軸向附加壓力△G。試驗過程中，軸向應力G1（=G3+G）隨△G的增大而增大，莫爾應力圓在擴大至與抗剪強度包線相切，試樣即被剪破。三軸壓縮試驗的優(yōu)點：（1）試驗能嚴格控制試樣的排水條件，準確測定剪切過程中孔隙水壓力變化。（2）不確性指定破裂面位置（3）除抗剪強度指標外還可測定土的靈敏度，側(cè)壓力系數(shù)，孔隙水壓力系數(shù)等，但仍存在試樣制備和試驗操作比較復雜，試驗中的應力與應變?nèi)圆粔蚓鶆虻娜秉c。5.5何謂應力路徑？怎樣表示？答：指在外力作用下土中某一點的應力變化過程在應力坐標圖中的軌跡表示方法：為了避免在一張圖上畫很多應力圓使圖面很不清晰，可在圖上適當選擇一個特征點來代表一個應力圓。常用的特征點是應力圓的頂點。6.1土壓力有哪幾種？影響土壓力的各種因素中最主要的因素是什么？答：主動土壓力，靜止土壓力，被動土壓力影響土壓力的大小和分布的因素很多，處了與土的性質(zhì)有關外，還和墻體的位移方向、位移量、土體與結(jié)構(gòu)物間的相互作用以及擋土結(jié)構(gòu)物類型有關6.2試闡述主動土壓力、靜止土壓力和被動土壓力的定義和產(chǎn)生的條件，兵比較三者的數(shù)值大小。答當擋土墻具有足夠的截面，并且建立在堅實的地基上，墻在墻后填土的推力作用下，不產(chǎn)生任何移動或轉(zhuǎn)動時，墻后土體處于彈性平衡狀態(tài)，此時，作用于墻背上的土壓力稱為靜止土壓力（）。如果墻基可以變形，墻在土壓力作用下產(chǎn)生向著離開填土方向的移動或繞墻根的轉(zhuǎn)動時，墻后土體因側(cè)面所受限制的放松而有下滑趨勢。當墻的移動或轉(zhuǎn)到達到某一數(shù)量時，滑動面上的剪應力等于土的抗剪強度，墻后土體達到主動極限平衡狀態(tài)，這時作用在墻上的土推力達到最小值，稱為主動土壓力（）。當擋土墻在外力作用下向著填土方向移動或轉(zhuǎn)動時，墻后土體受到擠壓，有上滑趨勢。為阻止其上滑，土內(nèi)剪應力反向增加，使得作用在墻背上的土壓力加大。直到墻的移動量足夠大時，滑動面上的剪應力又等于抗剪強度，墻后土體達到被動極限平衡狀態(tài)，這時作用在墻上的土抗力達到最大值，稱為被動土壓力（）。三者之間的關系：6.3試比較郎金土壓力理論和庫倫土壓力理論的基本假定及適用條件。答：朗金理論假定擋土墻的墻背豎直、光滑，墻后填土表面水平且延伸到無限遠處，適用于粘性土和無粘性土。庫侖理論假定滑裂面為一通過墻踵的平面，滑動土楔體是由墻背和滑裂面兩個平面所夾的土體所組成，墻后填土為砂土。適用于各類工程形成的不同的擋土墻，應用面較廣，但只適用于填土為無粘性土的情況6.4擋土墻有哪幾種類型？如何確定墻背土壓力及筋帶的長度？①重力式擋土墻。這種形式的擋土墻通常由塊石或素混凝土砌筑而成?？孔陨淼闹亓砭S持墻體穩(wěn)定，墻體的抗拉、抗剪強度都比較低。它具有結(jié)構(gòu)簡單、施工方便、易于就地取材等優(yōu)點，在工程中應用較廣。②懸壁式擋土墻。一般是用鋼筋混凝土建造，它是由三個懸臂組成。墻的穩(wěn)定主要靠墻踵懸臂上的土重維持，墻體內(nèi)的拉應力由鋼筋承受。這類擋土墻的優(yōu)點是能充分利用鋼筋混凝土的受力特點，墻體截面尺寸較小，在市政工程以及廠礦儲庫中較常使用。③扶壁式擋土墻。當墻高較大時，懸臂式擋土墻的立臂推力作用產(chǎn)生的彎矩與撓度較大，為了增加立臂抗彎性能和減少鋼筋用量，常沿墻的縱向每隔一定距離設一道扶臂。墻體穩(wěn)定主要靠扶臂間土重維持。6.5地基的剪切破壞有哪些形式？發(fā)生整體剪切破壞時P-S曲線的特征如何？答：整體剪切破壞、局部剪切破壞及沖切剪切破壞如果土的壓縮性低，土體相對較密實，一般容易發(fā)生整體剪切破壞；如果土比較松，壓縮性高，則會發(fā)生沖切破壞。（2分）p-s曲線具有明顯的轉(zhuǎn)折點。6.8何謂無黏性土坡的自然休止角？性土坡的穩(wěn)定性與哪些因素有關？答：無黏性土坡的自然休止角是無黏性土在松散狀態(tài)堆積時其坡面與水平面所形成的最大傾角。當穩(wěn)定安全系數(shù)K=1時，此時抗滑力等于滑動力，土坡處于極限平衡狀態(tài)，相應的坡角就等于無粘性土的內(nèi)摩擦角，特稱之為自然休止角;設置地下室；改變基礎底面尺寸；加強基礎剛度；進行地基礎處理；采用樁基礎或其他深基礎等6.9土坡穩(wěn)定分析的條分法原理是什么？如何確定最危險圓弧滑動面？答：條分法是將滑動土體豎直分成若干土條，把土條當成剛體，分別求作用于各土條上的力對圓心的滑動力矩和抗滑力矩，然后求土坡的穩(wěn)定安全系數(shù)Ｆs的方法。最危險滑動面是相應于邊坡最小的穩(wěn)定安全系數(shù)的滑動面，是土坡最可能產(chǎn)生滑動的面7.0什么是土坡的穩(wěn)定性分析？常用的分析方法有哪些？最危險的滑動面怎么確定？答：所謂土坡的穩(wěn)定性分析，就是用土力學的理論來研究發(fā)生滑坡時滑面可能的位置和形式、滑面上的剪應力和抗剪強度的大小、抵抗下滑的因素分析以及如何采取措施等問題，以估計土坡是否安全，設計的坡度是否符合技術和經(jīng)濟的要求。簡言之，在工程實踐中，分析土坡穩(wěn)定的目的是檢驗所設計的土坡斷面是否安全與合理，邊坡過陡可能發(fā)生塌滑，過緩則使土方量增加。土坡的穩(wěn)定安全度是用穩(wěn)定安全系數(shù)表示的。土坡穩(wěn)定分析方法主要有極限平衡法、極限分析法和有限元法等，目前最常用的是極限平衡法。它的一般步驟是先假定土坡沿某一確定的滑動面滑動，根據(jù)滑動土體的靜力平衡條件和摩爾-庫倫破壞準則計算該滑動面滑動的可能性，即安全系數(shù)的大小。然后系統(tǒng)選取許多個可能的滑動面，用同樣方法計算穩(wěn)定安全系數(shù)，安全系數(shù)最小的滑動面就是最可能出現(xiàn)的危險滑動面。2導致土坡失穩(wěn)的因素有哪些？如何防止邊坡滑動？答：導致土坡失穩(wěn)的因素有：土坡作用力發(fā)生變化；土抗剪強度降低；靜水壓力的作用；地下水在土壩或基坑等邊坡中的滲流常常是