高等土力學(xué)模擬考題1及答案_第1頁(yè)
高等土力學(xué)模擬考題1及答案_第2頁(yè)
高等土力學(xué)模擬考題1及答案_第3頁(yè)
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高等土力學(xué)模擬考題1及答案_第5頁(yè)
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模擬考題1解釋名詞或回答問(wèn)題:(每題4分,共40分)何謂曼代爾-克雷爾效應(yīng)何謂非飽和土的基質(zhì)吸力。飽和砂土的振動(dòng)液化與砂土的哪些性質(zhì)有關(guān)舉出影響飽和粘性土的滲透性的主要因素。繪出劍橋模型(Cam-Clay)的物態(tài)邊界面,并標(biāo)出臨界狀態(tài)線(xiàn)。劍橋模型(Cam-Clay)和修正的劍橋模型在p-q平面是的屈服方程分布為:f=-Mln(p/p0)=0f=p/p0-M2/M2+其中:q/p繪制它們?cè)趐-q平面上的屈服軌跡的形狀。定性繪制密砂在高圍壓(Mpa)和低圍壓下(=100kpa)的應(yīng)力、應(yīng)變、體應(yīng)變間的關(guān)系曲線(xiàn)。寫(xiě)出弗雷德倫德(Fredlund)的關(guān)于非飽和土的強(qiáng)度公式。如何表示土在周期荷載下的動(dòng)強(qiáng)度對(duì)飽和砂土,其在周期荷載下的動(dòng)強(qiáng)度與哪些因素有關(guān)比奧(Biot)固結(jié)理論和太沙基(Terzaghi-)-倫杜立克(Rendulic)的擬三維固結(jié)理論(擴(kuò)散方程)的主要假設(shè)條件的區(qū)別是什么二.解答下面各題:(共5題,每題5分,總計(jì)25分)兩厚度相等的相鄰粘土層的土的參數(shù)和固結(jié)系數(shù)不同(分別為k1=310-6cm/s、k2=210-7cm/smv1=,mv2=,可將其按均質(zhì)土進(jìn)行近似的一維固結(jié)計(jì)算,計(jì)算其平均固結(jié)系數(shù)Ck(Cv=_____)mv2.繪制一2的均勻無(wú)粘性土無(wú)限長(zhǎng)、無(wú)限深土坡在有沿坡滲流情況下的流網(wǎng)。203.一種松砂的固結(jié)不排水試驗(yàn)的有效應(yīng)力路徑如圖所示,繪出其應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系曲線(xiàn)和孔壓曲線(xiàn)。q00pu4.用砂雨向大砂池中均勻撒砂,然后在不同方向取試樣,進(jìn)行了以下不同的三軸試驗(yàn):(Z為豎直方向)(1)z=1,x=y=3與y=1,z=x=3(2)z=1,x=y=3與z=y=1,x=3(3)x=y=1,z=3與y=1,z=x=3(4)y=1,z=x=3與z=y=1,x=3根據(jù)土強(qiáng)度的各向異性和中主應(yīng)力對(duì)土的強(qiáng)度的影響,判斷在四種試驗(yàn)中哪一種試驗(yàn)得到的的強(qiáng)度指標(biāo)大(可表示為前>后,前<后。)5.簡(jiǎn)略繪制下面兩種閘基情況下的流網(wǎng),哪一種情況下閘底板上的浮托力大些.砂土不透水基巖三.有人企圖用粘土的固結(jié)不排水三軸試驗(yàn)試驗(yàn)(即rσ3=常數(shù),z=σ1逐漸增加,直到試樣破壞)來(lái)確定Duncan-Chang模型的參數(shù)編制有限元程序進(jìn)行堤壩的有效應(yīng)力分析。試驗(yàn)結(jié)果表明(σ1-σ3)--ε1之間呈良好的雙曲線(xiàn)關(guān)系,測(cè)得的孔壓系數(shù)B=,At是個(gè)變量。問(wèn)是否可以用這組雙曲線(xiàn)直接確定模型有效應(yīng)力的切線(xiàn)模量Et中的參數(shù)根據(jù)有效應(yīng)力原理和虎克定律寫(xiě)出(σ1-σ3)--ε1曲線(xiàn)之切線(xiàn)斜率的數(shù)學(xué)表達(dá)式。(10分)四..在一個(gè)高2米的鐵皮槽中裝滿(mǎn)飽和的均勻松細(xì)砂,其初始孔隙比e=,砂的比重Gs=,內(nèi)摩擦角。然后在振動(dòng)時(shí)砂土發(fā)生了完全液化。液化后,砂土變密實(shí),孔隙比變成e=,內(nèi)摩擦角7。試計(jì)算砂土液化前、液化時(shí)及液化后槽壁上水平土壓力與水壓力和槽底上的垂直土壓力與水壓力。(10分)(提示:根據(jù)槽壁變形,液化前槽壁上砂土的水平土壓力可按主動(dòng)土壓力計(jì)算;液化后槽壁上砂土的水平土壓力可按靜止土壓力計(jì)算)2米五.一種密砂的常規(guī)三軸試驗(yàn)破壞時(shí)的結(jié)果如下:σ3=300kPa,(σ1-σ3)f=1050kPa,試用:莫爾-庫(kù)侖理論((σ1-σ3)/(σ1+σ3)=Sin)、廣義Tresca理論(σ1-σ3=KI1),廣義Mises理論(√J2=KI1),Lade-Duncan理論(I13/I3=Kf)來(lái)計(jì)算各模型的強(qiáng)度常數(shù),計(jì)算(或試算)σ3=300kPa,b=(σ2-σ3)/(σ1-σ3)=的情況下的(σ1-σ3)f=并根據(jù)用這些不同模型計(jì)算得到的破壞時(shí)的(σ1-σ3)f來(lái)分別計(jì)算土的內(nèi)摩擦角φ(15分)??荚嚇?biāo)準(zhǔn)答案一.在某些邊界條件下(如平面應(yīng)變、球形···)土體內(nèi)部的超靜孔壓開(kāi)始時(shí)上升,然后才下降消散的現(xiàn)象。由于土體的表面與流體(水)間的物理、化學(xué)作用(主要是毛細(xì)力)而產(chǎn)生的吸水能力-負(fù)壓力勢(shì)叫作基質(zhì)吸力。(1)土顆粒:大小(D50),級(jí)配,顆粒的形狀,粘粒的含量等。(2)砂土的狀態(tài):相對(duì)密度。(3)原狀土的性質(zhì):膠結(jié),結(jié)構(gòu)性。4.(1)流體:流體的種類(lèi),水中的正離子(電解質(zhì))價(jià)數(shù)和濃度,溫度。(價(jià)高K大;濃度高K??;溫度高K大。)(2)粘土礦物:蒙特土-伊里土-高嶺土:K由小變大。(3)土中的孔隙大小和分布:土的密度和組構(gòu):?jiǎn)瘟=Y(jié)構(gòu)(砂土):ke3/(1+e),對(duì)于一般的粘性土,由于粒團(tuán)結(jié)構(gòu):log(k)e原狀土的特性:各向異性(層狀結(jié)構(gòu)),裂隙結(jié)構(gòu),特殊土的特殊結(jié)構(gòu)性。5.qq6.e(2)(1)pp7.低圍壓高圍壓8.fcuatgua-uwtgv9.一般用N(振次)-d(d表示。與有關(guān),大-大。與應(yīng)力比有關(guān),大-大。砂土的顆粒大小、級(jí)配、形狀···(砂土的靜強(qiáng)度影響因素)砂土相對(duì)密度Dr.大-大。振次N。大-小。砂土原狀土的結(jié)構(gòu)。10.?dāng)M三維固結(jié)理論假設(shè):在固結(jié)過(guò)程中始終:總主應(yīng)力之和――常數(shù)。二.1.k=hi(hi/ki)=2*10-7/(1/2+1/30)=*10-7cm/s=*10-9mv=+/2=Mpa=*10-3/kPam3=m3*10-9cv=______________=*10-7m2/s=*10-3*2.3.u(1)前>后,(2)前<后,(3)前>后,(4)前<后。流網(wǎng)的形狀是完全一致的,只是反對(duì)稱(chēng)。后者的浮托力大,這對(duì)閘的穩(wěn)定不利。三.不可以。d=d/Et-td2+/Et,du=Btd3+BtAtd其中:Bt=1,d3=0.d=d-du=dAtd=dAtd=(1Atdd2=d=du=Atdd=[(1Atd+2tAtd]/Etd/d=Et/[(1-At(1-2t]其中包含有t及At兩個(gè)未知變量,因而是無(wú)法確定Et的。四.1液化前:飽和含水量sat=+/*=m3.浮容重sat-w=KN/m3=KN/m3.主動(dòng)土壓力:ka=tg2(45=pa=ka*2*m3.=水平水壓力:pw=2*=kPa,Pa.=,P總水平壓力:PH=+=KN 垂直壓力:pz=m3.×2=,單位面積總壓力:Pz=2.液化時(shí):垂直水壓力:pz=m3.×2=,Pz=(單位面積)水平水壓力:pw=m3.×2=,土壓力:pa=Pa=0總水平壓力:PH=Pw=m3.×22/2==3.液化后:飽和含水量sat=+/*=m3.浮容重sat-w=KN/m3=m3.砂土的厚度:2×=1.73m主動(dòng)土壓力:ka=tg2(45=pa=ka**m3.=水平水壓力:pw=2*=kPa.總主動(dòng)土壓力:Pa.=*2=.總水平壓力:PH=+=.垂直壓力:pz=m3.×2=,Pz=可見(jiàn):垂直壓力不變;水平壓力是液化時(shí)最大,液化以后最小.。討論:由于液化后水平壓力減少,砂土在沉積和固結(jié)過(guò)程中槽壁是向里位移的,所以用靜止土壓力計(jì)算更合理: 靜止土壓力:k0=1-Sin=p0=**=P0= 總水平壓力:PH=+=.仍然小于液化時(shí)的水平壓力。五.摩爾-庫(kù)侖強(qiáng)度理論:Sin+=1050/1650=,b=05,b=+/2,f=1050kPa廣義Tresca強(qiáng)度理論:I1=(1050+300+300+300)=1950kPaK=I1=1050/1950=b=05,b=+/2,I1=+=-+3-=K[-+33]-=3K3-f=3K3/=2528kPa3.廣義Mises強(qiáng)度理論:I1=(1050+300+300+300)=1950kPaJ2=[-2+-22+2-2]/6==-2/3=367500J2=,K=J2/I1=1950=b=05,b=+/2,J2=[-2+-22+2-2]/6=-2/4J2=-/2I1=+

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