李广信版高等土力学课后习题答案第二、三、四章
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第二章 习题与思考题17、在邓肯-张的非线性双曲线模型中,参数a 、b 、i E 、t E 、13-ult σσ()以及f R 各代表什么意思?答:参数i E 代表三轴试验中的起始变形模量,a 代表i E 的倒数;ult )(31σσ-代表双曲线的渐近线对应的极限偏差应力,b 代表ult )(31σσ-的倒数;t E 为切线变形模量;f R 为破坏比。
18、饱和粘土的常规三轴固结不排水实验的应力应变关系可以用双曲线模拟,是否可以用这种实验确定邓肯-张模型的参数?这时泊松比ν为多少?这种模型用于什么情况的土工数值分析?答:可以,这时ν=0.49,,用以确定总应力分析时候的邓肯-张模型的参数。
19、是否可以用饱和粘土的常规三轴固结不排水试验来直接确定用有效应力表示的邓肯-张模型的参数?对于有效应力,上述的131()/d d σσε-是否就是土的切线模量t E ?用有效应力的广义胡克定律来推导131()/d d σσε-的表达式。
答:不能用饱和粘土的常规三轴固结不排水试验来直接确定用有效应力表示的邓肯-张模型的参数;在有效应力分析时,邓肯-张模型中的131()/d d σσε-不再是土的切线模量,而需做以下修正:131()/=1-(1-2)t t E d d A σσευ- 具体推导如下:'''11231231231231=[-(d +d )]1=[(-du)-(d +d -2du)]1=[(-du)-(d +d )-2du)]1=[-(d +d )-(1-2)du)]d d Ed E d Ed Eεσυσσσυσσσυσσυσυσσυ 又由于23=d =0d σσ;且B=1.0时,13=(-)u A σσ∆,则:13=(-)du Ad σσ,代入上式,可得:1313131=[d(-)-(1-2)Ad(-)]1=[1-(1-2)A]d(-)d E Eεσσυσσυσσ 可知131(-)=1-(1-2)t t d E d A σσευ 20、土的3σ为常数的平面应变试验及平均主应力为常数的三轴压缩试验〔1σ增加的同时,3σ相应的减少,保持平均主应力p 不变〕、减压的三轴伸长试验〔围压1σ保持不变,轴向应力3σ不断减少〕的应力应变关系曲线都接近双曲线,是否可以用这些曲线的切线斜率131(-)/d d σσε直接确定切线模量t E ?用广义胡克定律推导这些试验的131(-)/d d σσε表达式。
高等土力学教材习题解答1-1•拟在一种砂土上进行各种应力路径的三轴试验,施加的各向等压应力都是σc =100kPa,首先完成了常规三轴压缩试验(CTC),当时,试样破坏。
根据莫尔-库仑强度理论,试预测在CTE、TC、TE、RTC和RTE试验中试样破坏时与各为多少?13208.9kPa σσ-=CTE、TC、TE、RTC、RTE 试验中的应力条件-两个未知数,两个方程。
•莫尔-库仑强度理论:c=0;σ1/σ3=3.809(1)•CTC:σc=σ3=100kPa (2-1)•CTE(三轴挤长):σa=σ3=100kPa (2-2)•RTC (减压三轴压缩): σa=σ1=100kPa (2-3)•RTE (减载三轴伸长):σc=σ1=100kPa (2-4)•TC (p=c三轴压):2σ3+σ1=300kPa (2-5)•CTE (p=c三轴伸):σ3+2σ1=300kPa (2-6)1-1 答案CTE:σ3= 100 kPaσ1-σ3 =208.9 kPa TC:σ3= 58.95 kPaσ1-σ3 =123.15 kPa TE:σ3= 41.8 kPaσ1-σ3 =87.3 kPa RTC:σ3= 32.4 kPaσ1-σ3 =67.6 kPa RTE:σ3= 32.4 kPaσ1-σ3 =67.6 kPa1-4–在真三轴仪中进行平面上应力路径为圆周的排水试验中,已知kPap 100=kPaq 50=,yx z x y tg σσσσσθ---=2)(3'分别代表三个方向上的主应力,以σ1=σz ,σx = σy = σ3为θ=0︒,计算完成下表。
zy x σσσ,,σzσxσyyx z x y tg σσσσσθ---=2)(3'θˊ=60︒zxy关于θ'的解释应力不变量几个关系2222(1)31()()1()1(2)(3)1(4)331(5)3(6)(7)y x z xz x yx z x xx z x yx b b ctg z y q b b b b zqz b b y b z p z y b p z z yσσσσθσσσσσσσσσσσσ-'=-'='+=-=-''''=-+-=-+=''-+'=--='+=-=+=+b '→∞b '→0计算公式的推导答案83.3383.3366.6771.1383.33100116.67128.87133.33128.87116.6710083.33σy83.33100116.67128.87133.33128.87116.6710083.3371.1366.6771.1383.33σx 133.34128.87116.6710083.3371.1366.6771.1383.33100116.67128.87133.34σz 3603303002702402101801501209060300θ’σ1-5•已知某场地软粘土地基预压固结567天固结度可达到94%,问当进行n=100的土工离心机模型试验时,上述地基固结度达到99%时需要多少时间?解题与答案221000028194%0.0046100,1000080.01, 2.3tv v t U e c t T H n te t hββπβπ-=−−→=-====567天,U=94%;n=100,U=99%-时间?1-6•对土工格栅进行蠕变试验,120天后应变达到5%的荷载为70kN/m。