土力學(xué)簡答題

土力學(xué)簡答題土力學(xué)簡答題/NUMPAGES15土力學(xué)簡答題土力學(xué)簡答題2.1何謂最優(yōu)含水量？影響填土壓實(shí)效果的主要因素有哪些？答：在一定功能的壓實(shí)(或擊實(shí)、或夯實(shí))作用下，能使填土達(dá)到最大干密度(干容量)時(shí)相應(yīng)的htm"含水率（1）含水量對整個(gè)壓實(shí)過程的影響；（2）擊實(shí)功對最佳含水量和最大干密度的影響；（3）不同壓實(shí)機(jī)械對壓實(shí)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(jià)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(dòng)水力如何計(jì)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(huì)發(fā)生流動(dòng)，水透過土孔隙流動(dòng)的現(xiàn)象稱為滲透，2.5反應(yīng)無黏性土密實(shí)度狀態(tài)的指標(biāo)有哪些？采用相對密實(shí)度判斷砂土的密實(shí)度有何優(yōu)點(diǎn)？而工程上為何應(yīng)用得不廣泛？答：相對密實(shí)度2.6土的物理性質(zhì)指標(biāo)有幾個(gè)？哪些是直接測定的？如何測定？答：土的物理性質(zhì)指標(biāo)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(yīng)力分布有何特點(diǎn)?地下水位的升降對自重應(yīng)力有何影響,如何計(jì)算?答:均質(zhì)土的自重應(yīng)力沿深度呈線性分布;非均質(zhì)土的自重應(yīng)力沿深度呈折線分布;地下水位下降會(huì)引起自重應(yīng)力的變化，使地基中原地下水位以下部分土的有效自重應(yīng)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(huì)使這部分土體壓縮量增大，抗剪強(qiáng)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(jì)算基底附加壓力?在計(jì)算中為什么要減去基底自重應(yīng)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(dǎo)致地基中產(chǎn)生附加應(yīng)力的那部分基底壓力因?yàn)橐话慊A(chǔ)都埋置于地面下一定深度,該處原有自重應(yīng)力因基坑開挖而卸除,因此,在計(jì)算由建筑物造成的基底附加壓力時(shí),應(yīng)扣除基底標(biāo)高處土中原有的自重應(yīng)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(yīng)力原理答:(1)土的有效應(yīng)力等于總應(yīng)力減去孔隙水壓力(2)土的有效應(yīng)力控制了土的變形3.4簡述均布矩形荷載下地基附加應(yīng)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(dāng)大的范圍之下，這就是所謂地基附加應(yīng)力的擴(kuò)散分布。（2）、在距離基礎(chǔ)底面不同深度z處的各個(gè)水平面上，以基底中心點(diǎn)下軸線處的為σz最大，隨著距離中軸線越遠(yuǎn)越小。（3）、在荷載分布范圍內(nèi)任意點(diǎn)垂線的σz值，隨深度愈向下愈小，在荷載邊緣以外任意點(diǎn)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(gè)定值？工程中為何用a1-2進(jìn)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(biāo)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(guān)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(yīng)力和應(yīng)變的比值，土的壓縮模量是土體在側(cè)限條件下的應(yīng)力與應(yīng)變的比值。4.5在飽和土一維固結(jié)過程中，土的有效應(yīng)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(shí)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(yīng)力相應(yīng)增長。（1）壓力施加的瞬時(shí)，即t=0，因水來不及排水，孔隙水應(yīng)力u等于所加的附加壓力p，而有效應(yīng)力=0；（2）隨著時(shí)間t的增加，水在壓力作用下逐漸向外排水，孔隙水應(yīng)力逐漸消散，有效應(yīng)力不斷增長；（3）最后當(dāng)t=∞時(shí)，孔隙應(yīng)力u消散至0，有效應(yīng)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(yīng)力u轉(zhuǎn)化為有效應(yīng)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(qiáng)度？什么是土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)？試說明土的抗剪強(qiáng)度的來源，對一定的土類，其抗剪強(qiáng)度指標(biāo)是否為一個(gè)定值？為什么？答：土抗剪強(qiáng)度是指土體抵抗剪切破壞的極限強(qiáng)度;指標(biāo)：內(nèi)摩擦角和粘聚力;不是一個(gè)定值，因?yàn)橥恋目辜魪?qiáng)度指標(biāo)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(dòng)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(qiáng)度理論推求土體極限平衡條件的表達(dá)式。答：當(dāng)土體的剪應(yīng)力等于土的抗剪強(qiáng)度時(shí)的臨界狀態(tài)稱謂“極限平衡狀態(tài)”。當(dāng)土體處于極限平衡狀態(tài)時(shí)的土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)之間的關(guān)系式，即與內(nèi)摩擦角、內(nèi)聚力之間的數(shù)學(xué)表達(dá)式稱為土的“極限平衡條件”。據(jù)莫爾—庫侖破壞準(zhǔn)則來研究某一土體單元處于極限平衡狀態(tài)時(shí)的應(yīng)力條件及其大、小主應(yīng)力之間的關(guān)系，該關(guān)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(yīng)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(yīng)力面是一致的？在通常情況下，剪切破壞面與大主應(yīng)力面之間的夾角是多少？答：不是，由莫爾應(yīng)力賀與抗剪強(qiáng)度包線相切，切點(diǎn)的位置可確定M點(diǎn)破壞面的方向，由莫爾圓原理，可知土體中破壞面與最大應(yīng)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(yīng)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(yàn)和三軸壓縮試驗(yàn)的原理，比較二者之間的優(yōu)缺點(diǎn)和實(shí)用范圍。答：直接剪切試驗(yàn)：試驗(yàn)時(shí)，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(qiáng)度逐漸發(fā)揮出來，直到剪應(yīng)力等于抗剪強(qiáng)度為止，所以土樣的抗剪強(qiáng)度可用剪切破壞時(shí)剪應(yīng)力來量度。直剪試驗(yàn)具有構(gòu)造簡單，操作簡便的優(yōu)點(diǎn)，但存在如下缺點(diǎn)：（1）剪切過程中試樣內(nèi)的剪應(yīng)變和剪應(yīng)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(yán)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(yàn)：試驗(yàn)時(shí)，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(yàn)過程中，軸向應(yīng)力G1（=G3+G）隨△G的增大而增大，莫爾應(yīng)力圓在擴(kuò)大至與抗剪強(qiáng)度包線相切，試樣即被剪破。三軸壓縮試驗(yàn)的優(yōu)點(diǎn)：（1）試驗(yàn)?zāi)車?yán)格控制試樣的排水條件，準(zhǔn)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(qiáng)度指標(biāo)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(yàn)操作比較復(fù)雜，試驗(yàn)中的應(yīng)力與應(yīng)變?nèi)圆粔蚓鶆虻娜秉c(diǎn)。5.5何謂應(yīng)力路徑？怎樣表示？答：指在外力作用下土中某一點(diǎn)的應(yīng)力變化過程在應(yīng)力坐標(biāo)圖中的軌跡表示方法：為了避免在一張圖上畫很多應(yīng)力圓使圖面很不清晰，可在圖上適當(dāng)選擇一個(gè)特征點(diǎn)來代表一個(gè)應(yīng)力圓。常用的特征點(diǎn)是應(yīng)力圓的頂點(diǎn)。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(dòng)土壓力，靜止土壓力，被動(dòng)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(guān)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(guān)6.2試闡述主動(dòng)土壓力、靜止土壓力和被動(dòng)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(dāng)擋土墻具有足夠的截面，并且建立在堅(jiān)實(shí)的地基上，墻在墻后填土的推力作用下，不產(chǎn)生任何移動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，墻后土體處于彈性平衡狀態(tài)，此時(shí)，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(dòng)或繞墻根的轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，墻后土體因側(cè)面所受限制的放松而有下滑趨勢。當(dāng)墻的移動(dòng)或轉(zhuǎn)到達(dá)到某一數(shù)量時(shí)，滑動(dòng)面上的剪應(yīng)力等于土的抗剪強(qiáng)度，墻后土體達(dá)到主動(dòng)極限平衡狀態(tài)，這時(shí)作用在墻上的土推力達(dá)到最小值，稱為主動(dòng)土壓力（）。當(dāng)擋土墻在外力作用下向著填土方向移動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，墻后土體受到擠壓，有上滑趨勢。為阻止其上滑，土內(nèi)剪應(yīng)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(dòng)量足夠大時(shí)，滑動(dòng)面上的剪應(yīng)力又等于抗剪強(qiáng)度，墻后土體達(dá)到被動(dòng)極限平衡狀態(tài)，這時(shí)作用在墻上的土抗力達(dá)到最大值，稱為被動(dòng)土壓力（）。三者之間的關(guān)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(yuǎn)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(dòng)土楔體是由墻背和滑裂面兩個(gè)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(yīng)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(qiáng)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(diǎn)，在工程中應(yīng)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(gè)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(yīng)力由鋼筋承受。這類擋土墻的優(yōu)點(diǎn)是能充分利用鋼筋混凝土的受力特點(diǎn)，墻體截面尺寸較小，在市政工程以及廠礦儲(chǔ)庫中較常使用。③扶壁式擋土墻。當(dāng)墻高較大時(shí)，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(shè)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(shí)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(shí)，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(huì)發(fā)生沖切破壞。（2分）p-s曲線具有明顯的轉(zhuǎn)折點(diǎn)。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(guān)？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(shí)其坡面與水平面所形成的最大傾角。當(dāng)穩(wěn)定安全系數(shù)K=1時(shí)，此時(shí)抗滑力等于滑動(dòng)力，土坡處于極限平衡狀態(tài)，相應(yīng)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(shè)置地下室；改變基礎(chǔ)底面尺寸；加強(qiáng)基礎(chǔ)剛度；進(jìn)行地基礎(chǔ)處理；采用樁基礎(chǔ)或其他深基礎(chǔ)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(xiǎn)圓弧滑動(dòng)面？答：條分法是將滑動(dòng)土體豎直分成若干土條，把土條當(dāng)成剛體，分別求作用于各土條上的力對圓心的滑動(dòng)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(xiǎn)滑動(dòng)面是相應(yīng)于邊坡最小的穩(wěn)定安全系數(shù)的滑動(dòng)面，是土坡最可能產(chǎn)生滑動(dòng)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(xiǎn)的滑動(dòng)面怎么確定？答：所謂土坡的穩(wěn)定性分析，就是用土力學(xué)的理論來研究發(fā)生滑坡時(shí)滑面可能的位置和形式、滑面上的剪應(yīng)力和抗剪強(qiáng)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(jì)土坡是否安全，設(shè)計(jì)的坡度是否符合技術(shù)和經(jīng)濟(jì)的要求。簡言之，在工程實(shí)踐中，分析土坡穩(wěn)定的目的是檢驗(yàn)所設(shè)計(jì)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(dòng)面滑動(dòng)，根據(jù)滑動(dòng)土體的靜力平衡條件和摩爾-庫倫破壞準(zhǔn)則計(jì)算該滑動(dòng)面滑動(dòng)的可能性，即安全系數(shù)的大小。然后系統(tǒng)選取許多個(gè)可能的滑動(dòng)面，用同樣方法計(jì)算穩(wěn)定安全系數(shù)，安全系數(shù)最小的滑動(dòng)面就是最可能出現(xiàn)的危險(xiǎn)滑動(dòng)面。2導(dǎo)致土坡失穩(wěn)的因素有哪些？如何防止邊坡滑動(dòng)？答：導(dǎo)致土坡失穩(wěn)的因素有：土坡作用力發(fā)生變化；土抗剪強(qiáng)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