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高等土力学课后思考题高等土力学,李广信课后思考,自己总结的1、试分析室内试验、模型试验和现场原位试验各自的特点及优缺点室内试验：岩土参数可直接测定，比较可靠；应变场均匀，应变速率可控；应力条件明确可控；应力路径和排水条件可控；可模拟实际工程中主应力方向进行试验；土样边界条件可控；试样尺寸有限，代表性差，不能反映宏观结构和非均匀性对土的影响；对无法取样的土层，只得采用制备土样试验，偏离实际；需钻孔取样，取土时应力释放，对土体扰动大；试验周期长，效率低。
现场试验：测定土体范围大，代表性好，能反映宏观结构和非均匀性对土的影响；对难取样的土层也可现场测试，接近实际；可不经钻孔取样，直接在原位测定岩土体的工程性质，从而可避免取土扰动和取土卸荷回弹等对试验结果的影响；土体边界条件不易控制；试验周期短，效率高，但成本较高；岩土参数有统计经验获得，可重复性差，数据离散不可靠；应变场不均匀，应变速率大于实际；原位应力条件不明确且无法控制；应力路径和排水条件不易控制；测定时的主应力方向与实际不一致；二者都只能对有限的点取样试验或测试，点间土样变化是推测的，分层界限不清。
模型试验：尺寸比现场试验小，可根据需要控制主要变量，同时具有现场试验和室内试验的部分优点，可以一定程度上预测将建或已建结构的性能；试验周期长，效率低，成本比室内试验略高；由于模型尺寸较小，无法反应原型结构的重力效应，为克服这一缺陷，近年来采用土工离心模型试验。
2、简述土的三轴试验的6组强度指标及其工程适用条件（1）不固结不排水剪（UU试验）试样在施加周围压力和随后施加偏应力直至剪坏的整个试验过程中都不允许排水。
UU试验得到的抗剪强度指标用CU、U 表示，这种试验方法所对应的实际工程条件相当于饱和软粘土中快速加荷时的应力状况。
(地基为透水性差的饱和粘性土或排水不良，且建筑物施工速度快，常用于施工期的强度和稳定计算) （2）固结不排水剪（CU试验）在施加周围应力3时将排水阀门打开，允许试样充分排水，待固结稳定后关闭阀门，然后再施加偏应力，使试样在不排水的条件下剪切破坏。
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。
（完整版）土力学与基础工程课后思考题答案土力学与基础工程课后思考题答案第二章2.1土由哪几部分组成？土中水分为哪几类？其特征如何？对土的工程性质影响如何？土体一般由固相、液相和气相三部分组成（即土的三相）。
土中水按存在形态分为：液态水、固态水和气态水（液态水分为自由水和结合水，结合水分为强结合水和弱结合水，自由水又分为重力水和毛细水）。
特征：固态水是指存在于颗粒矿物的晶体格架内部或是参与矿物构造的水，液态水是人们日常生活中不可缺少的物质，气态水是土中气的一部分。
影响：土中水并非处于静止状态，而是运动着的。
工程实践中的流沙、管涌、冻胀、渗透固结、渗流时的边坡稳定问题都与土中水的运用有关。
2.2土的不均匀系数Cu及曲率系数Cc的定义是什么？如何从土的颗粒级配曲线形态上，Cu和Cc数值上评价土的工程性质。
不均匀系数Cu反映了大小不同粒组的分布情况。
曲率系数Cc描述了级配曲线分布的整体形态，表示是否有某粒组缺失的情况。
评价：（1）对于级配连续的土：Cu>5,级配良好；Cu<5，级配不良。
（2）对于级配不连续的土：同时满足Cu>5和Cc=1~3，级配良好，反之则级配不良。
2.3说明土的天然重度、饱和重度、浮重度和干重度的物理概念和相互联系，比较同一种土各重度数值的大小。
天然重度、饱和重度、浮重度和干重度分别表示单位体积的土分别在天然、饱和、湿润、干燥状态下的重量，它们反映了土在不同状态下质量的差异。
饱和重度>天然重度>干重度>浮重度2.4土的三相比例指标有哪些？哪些可以直接测定？哪些通过换算求得？为换算方便，什么情况下令V=1，什么情况下令Vs=1？三相比例指标有：天然密度、含水量、相对密度、干密度、饱和密度、有效密度、孔隙比、孔隙率、饱和度。
直测指标：密度、含水量、相对密度。
换算指标：孔隙比、孔隙率、饱和度。
当已知相对密度ds时令Vs=1，当已知天然密度时令V=1，如若两者都已知，设V=1或Vs=1都行2.5反映无黏性土密实度状态的指标有哪些？采用相对密实度判断砂土的密实度有何优点？而工程上为何应用得并不广泛？指标：孔隙比、最大孔隙比、最小孔隙比。
《土力学》习题、思考题、质疑题集 第二部分 思考题上海海事大学港口、航道与海岸工程专业交通工程专业2008.11第二部分思考题1 土的物理性指与工程分类1.1什么叫土？土是怎样形成的？粗粒土和细粒土的组成有何不同？1.2什么叫残积土？什么叫坡积土？它们各有何特征？1.3何谓土的级配？土的级配曲线是怎样绘制的？为什么级配曲线用半对数坐标？1.4何谓土的结构？土的结构有哪几种类型？它们各有何特征？各对应哪类土？1.5土的级配曲线的特征可用哪两个系数来表示？它们的定义如何？如何利用土的级配曲线来判别土的级配的好坏？1.6什么叫吸着水？具有哪些特性？1.7什么叫自由水？自由水又可分为哪两种？1.8什么叫重力水？它有哪些特性？1.9土中的气体以哪几种形式存在？它们对土的工程性质有何影响？1.10粘土矿物有哪几种？对土的矿物性质有何影响？并说明其机理？1.11试比较土中各种水的特征。
1.12试述毛细水上升的原因，说明在哪种土中毛细现象最显著。
2 土中水的运动规律2.1何谓达西定律，达西定律成立的条件有哪些？2.2实验室内测定渗透系数的方法有几种？它们之间有什么不同？2.3渗透变形有几种形式？它们各自具有什么特征？2.4什么是临界水力梯度？如何对其进行计算？2.5孔隙水应力在静水条件下和在稳定渗流作用不有什么不同？如何利用流网确定稳定渗流作用下的孔隙水应力。
2.6根据达西定律计算出的流速和土中水的实际流速是否相同？为什么？2.7拉普拉斯议程是由哪两个基本定律推导出来的？你认为土的透水系数是各向同性的吗？2.8什么叫做管涌土和非管涌土？2.9什么叫渗透力，其大小和方向如何确定？2.10影响土渗透性的因素有哪些？2.11达西定律的基本假定是什么？试说明达西渗透定律的应用条件和适用范围。
2.12用达西渗透定律计算出的渗透流速是否是土中的真实渗透流速，它们在物理概念上有何区别？2.13渗透力是怎样引起渗透变形的？渗透变形有哪几种形式？在工程中会有什么危害？防治渗透破坏的工程措施有哪些？2.14发生管涌和流土的机理与条件是什么？与土的类别和性质有什么关系？在工程上是如何判断土可能发生渗透破坏并进行分类的。
3.2 答：砂土：τ=δtgφ粘土：τ=c+δtgφ对于无粘性土，其抗剪强度仅由粒间的摩擦分量所构成，此时c=0；而对于粘性土，其抗剪强度由粘聚分量和摩擦分量两部分所构成。
3.3 答：土的抗剪强度和剪切滑动面上的法向应力相关，随着法向应力的增大而提高。
3.4 答：把摩尔应力圆与库仑抗剪强度线相切时的应力状态，即时的极限平衡状态称为土的破坏准则——称为莫尔-库仑破坏准则。
根据莫尔-库伦破坏准则来研究某一土体单元处于极限平衡状态时的应力条件及其大，小主应力之间的关系，该关系称为土的极限平衡条件。
3.5 答：（1）在剪应力最大的平面上虽然剪应力最大，但是它小于该面上的抗剪强度，所以该面上不会发生剪切破坏。
（2）对于饱和软粘土，在不排水的条件下，内摩擦角为0，当α=45+φ/2时，最大剪应力面为破裂面。
3.6 答：测定土的抗剪强度指标的方法主要有直接剪切试验，三轴压缩式验，无侧限抗压强度试验和十字板剪切试验四种。
直接剪切试验的优点是：设备简单，试样的制备和安装方便，且操作容易掌握，至今仍为工程单位广泛采用。
缺点是：1.剪切破坏面固定为上下盒之间的水平面不符合实际情况，因为该面不一定是土的最薄弱的面；2.试验中，试样的排水程度靠试验速度的“快”，“慢”来控制的，做不到严格排水或不排水，这一点对透水性强的土来说尤为突出；3.由于上下盒的错动，剪切过程中试样的有效面积逐渐减小，使试样中的应力分布不均匀，主应力方向发生变化，当剪切变形较大时，这一变形表现得更为突出。
为了克服直接剪切试验存在的问题，对重大工程及一些科学研究，应采用更为完善的三轴压缩实验，三轴压缩仪是目前测定土抗剪强度较为完善的仪器。
直接剪切，三轴和无侧限试验是室内试验，试验不可避免的受到扰动，其对土的实际情况反应就会受到影响。
十字板剪切实验是现场测定土的抗剪强度的方法，特别适应于均匀的饱和软粘土。
3.7 答：表示土颗粒之间的接触应力（或支撑应力）。
第五章.土的压缩与固结概念与思考题1.比奥（Biot）固结理论与太沙基一伦杜立克（Terzaghi-Randulic）扩散方程之间主要区别是什么？后者不满足什么条件？二者在固结计算结果有什么主要不同？答：主要区别：在太沙基-伦扩散方程推导过程中，假设正应力之和在固结与变形过程中是常数，太-伦扩散方程不满足变形协调条件。
固结计算结果：从固结理论来看，比奥固结理论可解得土体受力后的应力、应变和孔压的生成和消散过程，理论上是完整严密的，计算结果是精确地，太-伦法的应力应变计算结果和孔压计算结果精确。
比奥固结理论能够反映比奥戴尔-克雷效应，而太沙-伦扩散方程不能。
但是，实际上，由于图的参数，本构模型等有在不确定性。
无论采用哪种方法计算都很难说结果是精确的。
2.对于一个宽度为a的条形基础，地基压缩层厚度为H,在什么条件下，用比奥固结理论计算的时间一沉降（t-s）关系与用太沙基一维固结理论计算的结果接近？答案：a/H很大时3.在是砂井预压固结中，什么是砂井的井阻和涂抹？它们对于砂井排水有什么影响？答：在地基中设置砂井时，施工操作将不可避免地扰动井壁周围土体，引起“涂抹”作用，使其渗透性降低；另外砂井中的材料对水的垂直渗流有阻力，是砂井内不同深度的孔不全等于大气压（或等于0），这被称为“井阻”。
涂抹和井阻使地基的固结速率减慢。
4.发生曼德尔一克雷尔效应的机理是什么？为什么拟三维固结理论（扩散方程）不能描述这一效应？答：曼戴尔-克雷尔效应机理：在表面透水的地基面上施加荷重，经过短暂的时间，靠近排水面的土体由于排水发生体积收缩，总应力与有效应力均由增加。
土的泊松比也随之改变。
但是内部土体还来不及排水，为了保持变形协调，表层土的压缩必然挤压土体内部，使那里的应力有所增大。
因此某个区域内的总应力分量将超过他们的起始值，而内部孔隙水由于收缩力的压迫，其压力将上升，水平总应力分量的相对增长（与起始值相比）比垂直分量的相对增长要大。
《高等土力学》郭莹老师讲授部分的思考题1.直剪试验、单剪试验、环剪试验各有何特点？应力状态如何？2.试结合土的压缩试验给出压缩系数、压缩模量、压缩指数、膨胀指数、固结系数的定义式和确定方法，并阐述其意义和应用。
3.静力三轴试验能够实现哪些应力路径，原理如何？4..第一章书后习题15..什么是单向（侧限）压缩试验？什么是三轴试验?结合单向固结试验和常规三轴压缩剪切试验阐述土的变形（剪应力——应变关系及剪应力——体积变形特性）与强度特性——结合第三章。
6.真三轴与空心圆柱扭剪有何异同?7.离心模型试验原理?有何实用价值?8.试验的检验和验证有何意义？对于已有的检验和验证你有何认识?9.土的应力应变关系的特性及其影响因素。
10.邓肯张双曲线非线性应力应变模型中的下列物理或参数的意义或定义以及确定方法（1）Ei，K，n （2）Rf （3）B，Kb，m11.邓肯张模型有何特点?12.土的刚塑性本构模型，弹性–完全塑性模型与增量弹塑性模型表现的应力应变关系有何区别？13.弹塑性模型的一般原理。
14.何谓正常固结土的物态边界面?何谓超固结粘土的完全物态边界面?示意绘出完全物态边界面，说明由哪几个面构成。
15.剑桥模型的屈服面、流动法则和硬化规律有何特点?适用何种土?有何问题?修正的剑桥模型有何改进?16.土的屈服，强度与土体的破坏差异？17.P174,练习5.10.11.1218.三种经典强度准则是哪些？各有何特点?说明三种强度准则破坏面的空间形状，并在π平面中示意绘出三种准则的破坏面形状。
19.近代强度理论主要有哪些？与经典强度理论有何改进?有何特点?20.地基液化的原因、条件、主要影响因素和造成的危害有哪些？。
高等土力学考试思索题20210517《高等土力学》思索题1.试述土应力变形的特性。
2.邓肯-张模型的基本假定？模型依据什么试验结果建立的？含有哪些参数？模型反映了土的哪些特性？3.简述邓肯-张模型的优、缺点。
4.修正剑桥模型对初始剑桥模型做了哪些修正？修正剑桥模型采纳的基本假定？采纳了何种流淌法则？硬化参数为何？屈服面种类与不同应力坐标下的外形？5. 修正剑桥模型反映土的哪些特性？有哪些模型参数？要得到模型参数需要做哪些试验？试对修正剑桥模型做出评价。
6.初始拉德-邓肯模型采纳了何种流淌法则？硬化参数为何？屈服面性质？不同应力坐标下的外形？试对该模型做出评价。
7.修正拉德-邓肯模型如何对初始拉德-邓肯模型进行修正的？采纳了何种流淌法则？硬化参数为何？屈服面性质与不同应力坐标下的外形？试对该模型做出评价。
8.双屈服面模型与单屈服面模型相比特点有哪些？如何确定弹塑性矩阵？9.试述粘土颗粒表面净负电荷来源、结合水形成机理、结合水的性质及对土工程性质的影响。
10.试分析影响无粘性土抗剪强度主要因素11.写出摩尔-库仑强度准则公式并绘出其在主应力空间和π平面上的图形，并对该准则作简要评价12.试述中主应力对土体强度的影响13.试述土体各向异性性质14.试述粘性土三轴试验剪切性状15.分析传统一维分层总和法（e-p曲线法）计算地基沉降误差较大的缘由.16.比较e-p曲线法和e-lgp曲线法计算沉降的优缺点，对e-p法计算精度进行评价17.比奥（Biot）固结理论与太沙基－伦杜立克（Terzaghi-Randulic）集中方程之间主要区分是什么？后者不满意什么条件？二者在固结计算结果有什么主要不同？19.何为曼德尔－克雷尔效应？发生曼德尔－克雷尔效应的机理是什么？为什么拟三维固结理论（集中方程）不能描述这一效应？20.何为土的次固结？土的次固结系数与荷载和应力历史关系如何？21. 简述土坡稳定性分析条分法的基本原理（解题步骤），指出学过的条分法对条间力做出的假设。
《土力学》思考题及习题河南城建学院第一章土的物理性质一思考题1 土是如何生成的？它与其他材料的最大区别是什么？答：土是地壳岩石经受强烈风化的产物，是各种矿物颗粒的集合体。
与其他材料的最大区别是：①一般的建筑材料可由设计人员指定品种或型号，品种或型号一旦确定，力学性质参数也就确定；土则不同，建筑物以天然土层作为地基。
拟建地点是什么土，设计人员就以这种土作为设计对象，且由于土是自然历史的产物，性质很不均匀，而且复杂多变。
②土的应力-应变关系是非线形的，而且不唯一；③土的变形在卸荷后一般不能完全恢复；④土的强度也是变化的；⑤土对扰动特别敏感。
2 土是由哪几部分组成的？答：自然界的土体由固相（固体颗粒）、液相（土中水）和气相（土中气体）组成，通常称为三相分散体系。
3 什么叫土粒的颗粒级配？如何从级配曲线的陡缓判断土的工程性质？答：天然土体中包含大小不同的颗粒，为了表示土粒的大小及组成情况，通常以土中各个粒组的相对含量来表示，称为土的颗粒级配。
根据曲线的坡度和曲率可判断土的级配情况。
如果曲线平缓，表示土粒大小都有，即级配良好；如果曲线较陡，则表示颗粒粒径相差不大，粒径较均匀，即级配不良。
级配良好的土，较粗颗粒间的孔隙被较细的颗粒所填充，因而土的密实度较好。
4 何谓土的结构？土的结构有几种？答：土的结构是指土在成土过程中所形成的土粒的空间排列及其联结形式，与组成土的颗粒大小、颗粒形状、矿物成分和沉积条件有关。
一般可归纳为单粒结构、蜂窝结构和絮状结构三种基本类型。
5 土的物理性质指标有几个？哪些是直接测定的？如何测定？答：土的物理性质指标有：土的密度、土粒相对密度、土的含水量、土的干密度、土的饱和密度、土的有效密度、土的孔隙比和孔隙率等。
土的密度（通过环刀法测定）、土粒相对密度（通过比重瓶法测定）和土的含水量（通过烘干法测定）是直接测定的物理性质指标。
6 土的物理状态指标有几个？答：土的物理状态，对于无粘性土是指土的密实程度，对于粘性土则是指土的软硬程度，也称为粘性土的稠度。
高等土力学思考题
第一章思考题
1．土的成因有哪些？
2．土有哪几个组成部分？其相互关系？
3．土有哪几种主要结构？
4．用相对密度来评价无粘性土的密实度有什么优点？
5．塑性指数和液性指数各表征粘性土的什么性质？
6．粘性土为什么不用颗粒含量的多少来分类？
7．什么是软土？有什么特点？
8．什么是有效应力原理？什么是粘性土的灵敏度和触变性？9．最大干密度与压实能量有什么关系？
第二章思考题
1．土的渗透性与哪些因数有关？
2．Darcy定律的适用条件？起始梯度与哪些因数有关？
3．用注水试验和抽水试验测得的渗透系数有什么差别？
4．在饱和软土地基上修筑路堤，能否应用Darcy定律分析孔隙水的排出情况？为什么？
5．等势线和流线各有什么特点？
6．如何画出流网？流网的不同画法对流量的计算有什么影响？7．流土现象和砂土液化现象在机理上有什么不同？
第三章思考题
1、T erzaghi一维固结理论中作了哪些假设？各假设在推导过程
起什么作用？
2、主固结与次固结有哪些区别？
3、Biot固结理论与T erzaghi-Rendulic固结理论有什么不同？
4、何谓Mandel-Cryer效应？
5、砂井地基固结理论有什么特点？。
土力学思考题什么叫地基、基础？天然地基、人工地基、浅基础、深基础各如何定义？0—2 什么叫土？土力学定义为何？0—3 地基基础设计的基本要求是什么？1－1 土是如何形成的？由哪几部分组成，土中三相比例变化对土的工程性质有什么影响？什么是残积土？什么是运积土？它们各有何特征？1－2 何谓土的级配，土的粒径分布曲线是如何绘制的，其主要用途有哪些，如何根据其评价土的工程性质？为什么粒径分布曲线用半对数坐标？1—3 何谓土的结构？土的结构有哪几种类型？它们各有何特征？1－4 吸着水的形成、组成及其力学性质如何？1－5 什么叫自由水、重力水？重力水有哪些特性？1－6 土中水的类型及其性质对粘性土稠度状态如何影响？1－5 土的物理性质指标有哪些，各如何定义，哪几个基本指标可直接测定，哪些通过换算求得，为换算方便，为什么可令V＝1或Vs＝1或ms＝1？1－6 何谓土的压实性，土压实的目的是什么？什么是最优含水率，影响土的压实性的因素有那些？含水量变化对土的压实性是如何产生影响的？1－7 塑性指数Ip 和液性指数IL的定义与含义，Ip的大小与土颗粒粗细及粘粒含量有何定性关系，Iｌ的大小与土的稀稠有何定性关系？1－8 无粘性土和粘性土在矿物成分、土的结构和物理状态描述诸方面有何重要区别，无粘性土的工程性质取决于什么，如何判别砂土密实度？1－9 土的工程分类的目的是什么？《土的分类标准（GBJ145-90）》分类体系及分类符号，我国的塑性图是怎样的？1－10 什么叫粗粒土？什么叫细粒土？它们的组成有何不同？淤泥及淤泥质土如何定义？1－11 计算要求1）土的粒径分布曲线绘制及应用；2）土的物理性质指标定义、换算与计算，Dr、Ip、Il、Cu、Cc的计算；3）用（GBJ145-90）或者（GBJ7-89）分类法对土进行工程分类定名2－1 土中应力按其起因和传递方式分有哪几种？怎样定义？自重应力、附加应力沿深度分布各有何特点，各对土的变形有何影响，与有效应力之间有何关系？2－2 自重应力在什么情况下引起地基土变形，为什么会引起变形，如何计算其变形值？2－3 基底应力简化计算假定及其适用条件，基底附加应力（基底净压力）的定义，其表达式pn＝p－γ0d的由来2－4 自重应力计算应注意些什么？地基附加应力的传布、扩散规律及计算假定是怎样的？理论计算结果与实际能否一致？为什么？2－5 何为应力计算的角点法，大面积竖向连续均布荷载引起的附加应力σz大小与分布有何特点，矩形基底面积受竖向均布荷载作用，基底中点下与角点下的附加应力σz间有何定量关系？2－6 地表作用集中力F时，地基中附加应力σz的分布示意图及计算式？2－7 当基底压力强度p（kPa）及其他条件一定时，增大基底宽度b对土中σz分布有何影响，当基底总压力及其他条件不变时，增大基础埋深d对σz分布有何影响？2－8 计算要求1）各种情况（均质土、成层土、有地下水）的自重应力计算；2）基底压力和基底净压力的计算；3）查表求各种荷载作用时的附加应力σz等。
河海⼤学_⼟⼒学_课后习题思考题答案河海⼟⼒学课后习题与答案第⼀章思考题11-1 什么叫⼟？⼟是怎样形成的？粗粒⼟和细粒⼟的组成有何不同？1-2 什么叫残积⼟？什么叫运积⼟？他们各有什么特征？1-3 何谓⼟的级配？⼟的粒径分布曲线是怎样绘制的？为什么粒径分布曲线⽤半对数坐标？1-4 何谓⼟的结构？⼟的结构有哪⼏种类型？它们各有什么特征？1-5 ⼟的粒径分布曲线的特征可以⽤哪两个系数来表⽰？它们定义⼜如何？1-6 如何利⽤⼟的粒径分布曲线来判断⼟的级配的好坏？1-7 什么是吸着⽔？具有哪些特征？1-8 什么叫⾃由⽔？⾃由⽔可以分为哪两种？1-9 什么叫重⼒⽔？它有哪些特征？1-10 ⼟中的⽓体以哪⼏种形式存在？它们对⼟的⼯程性质有何影响？1-11 什么叫的物理性质指标是怎样定义的？其中哪三个是基本指标？1-12 什么叫砂⼟的相对密实度？有何⽤途？1-13 何谓粘性⼟的稠度？粘性⼟随着含⽔率的不同可分为⼏种状态？各有何特性？1-14 何谓塑性指数和液性指数？有何⽤途？1-15 何谓⼟的压实性？⼟压实的⽬的是什么？1-16 ⼟的压实性与哪些因素有关？何谓⼟的最⼤⼲密度和最优含⽔率？1-17 ⼟的⼯程分类的⽬的是什么？1-18 什么是粗粒⼟？什么叫细粒⼟？习题11-1有A、B两个图样，通过室内实验测得其粒径与⼩于该粒径的⼟粒质量如下表所⽰，试绘出它们的粒径分布曲线并求出C和c C值。
uA⼟样实验资料（总质量500g）得其质量为15.3g，烘⼲后质量为10.6g，⼟粒⽐重为2.70，求试样的含⽔率、孔隙⽐、孔隙率、饱和密度、浮密度、⼲密度及其相应的重度。
1-3 某⼟样的含⽔率为6.0%密度为1.60 3g/cm，⼟粒⽐重为2.70，若设孔隙⽐不变，为使⼟样完全饱和，问100 3cm⼟样中应该加多少⽔？1-4 有⼟料1000g,它的含⽔率为6.0%，若使它的含⽔率增加到16.0%，问需要加多少⽔？1-5 有⼀砂⼟层，测得其天然密度为1.773g/cm ，天然含⽔率为9.8%，⼟的⽐重为2.70，烘⼲后测得最⼩孔隙⽐为0.46，最⼤孔隙⽐为0.94，试求天然孔隙⽐e 、饱和含⽔率和相对密实度D ，并判别该砂⼟层处于何种密实状态。
硕士研究生《高等土力学》复习思考题一(a)、将下面描述“土力学和岩土工程”的英文译成中文Soil MechanicsThis class presents the application of principles of soil mechanics. It considers the following topics: the origin and nature of soils; soil classification; the effective stress principle; hydraulic conductivity and seepage; stress-strain-strength behavior of cohesionless and cohesive soils and application to lateral earth stresses; bearing capacity and slope stability; consolidation theory and settlement analyses; and laboratory and field methods for evaluation of soil properties in design practice.Soil amongst most variable and difficult of all materials to understand and model1. Complex stress-strain (non-linear , irreversible 不可逆的)2. Properties highly variable function of soil types and stress history3. Properties change with time, stress, environment, …4. Every site has different soil conditions - new challenge5. Soil "hidden" underground and data on small fraction of deposit Geotechnical EngineeringThis course describes the application of soil mechanics in the analysis and design of foundations (shallow and deep) and earth retaining structures. The lectures include an overview of geotechnical site investigation methods and in situ tests used to estimate engineering parameters. The course emphasizes the importance of parameter selection in calculations of ultimate and serviceability limit state calculations for both shallow and deep foundations, and discusses methods of soil improvement. The section on earth retaining structures considers systems ranging from gravity walls to composite construction (reinforced earth), from structural support to field monitoring of excavations (bracing, tieback anchors etc.).(1)What is consolidation?Consolidation is a time-related(时间性) process of increasing the density(增加密度) of a saturated soil by draining some of the water out of the voids.(2)The shear strength of a soil [土的抗剪强度] (τf ) at a point on a particular plane was originally expressed by Coulomb as a linear function of the normal stress (σ’f ) on the plane at the same point by'tan ''φστ⋅+=f f cwhere c’ is cohesion [粘聚力] and φ’ is internal angle of friction [内摩擦角].(3)Ultimate bearing capacity (qu) is defined as the pressure which would cause shear failure of the supporting soil immediately below and adjacent to a foundation. (当基底压力增大到极限承载力时,地基出现剪切破坏)(4)Allowable bearing capacity (qa) is defined as the maximum pressure which may be applied to the soil such that the above two requirements are satisfied. From first requirement, qa is defined as: (地基的容许承载力 qa 定义为当上述两个条件满足时的基底最大压力.当条件一满足时qa 定义如下)sua F q q =(5)A foundation must satisfy two fundamental requirements: (设计基础要满足两个要求 ) (a) the factor of safety Fs against shear failure of the supporting soil must be adequate, a value between 2 and 3 normally being specified (地基达到剪切破坏的安全糸数 Fs 要适当,一般在2至3之间 )(b)the settlement of the foundation should be tolerable and, in particular , differential settlement should not cause any unacceptable damage of the structure (基础的沉降和沉降差必须在该建筑物所允许的范围之内)Example 5.5A saturated clay has the following properties:7.2,15.0s ==G λof the soil. Prove that a 1% increase in water content can cause a 20% reduction in the undrained shear strength.SolutionFor undrained triaxial (UU or CU) tests of saturated soils, the volume of the specimen is not allowed to change during axial compression or extension. Therefore, the effective mean stress at failure is given byf f 0ln p e e e '-==Γλor⎪⎭⎫⎝⎛-='Γλ0f exp e e pwhere e0 is the initial void ratio and eis the void ratio on the CSL when p' =1. Theundrained shear strength is therefore⎪⎭⎫ ⎝⎛-='==Γλ0f f u exp 222e e M p M q cnts. The onlyvariable is the initial void ratio. This indicates that the undrained shear strength depends only the initial void ratio. For saturated soil, we have e=wGs. Therefore, for two initial void ratio, e1 and e2, the corresponding undrained shear strength cu1 and cu2 are related to each other as()⎪⎭⎫ ⎝⎛-=⎪⎭⎫ ⎝⎛-=⎪⎭⎫ ⎝⎛-⎪⎭⎫ ⎝⎛-=ΓΓλλλλ12s 1221u2u1exp exp exp exp w w G e e e e e e c cFor water content increase of 1%, with7.2,15.0s ==G λ, we have()2.115.001.07.2exp u2u1=⎪⎭⎫⎝⎛=c cTherefore, the undrained shear strength is decreased by 20%.一(b)、《高等土力学》研究的主要内容。
第一章 土工试验及测试1．砂土的内摩擦角为φ'。
若以M=q/p '表示其强度。
根据莫尔－库仑强度理论，推导三轴伸长（σ1=σ2>σ3)与三轴压缩（σ2=σ3<σ1）的强度之比M e /M c =?2． 有人认为平面应变条件下，εy =0方向上的应力σy 为中主应力。
试用弹性理论分析在σz /σx =k 的平面应变情况下, 泊松比为ν＝0.33时，在什么条件下σy 为中主应力，什么条件下σy 为小主应力？3．说明土工离心模型试验的基本原理。
如果原型土层固结度达到94％，(U=94%)所需要的时间是12个月，问当模型比为50（n ＝50）时，达到同样固结度需要多少时间？4．在HDPE(高密度聚乙烯)土工格栅的蠕变试验中，如果加载时间为120年，应变达到5％时，每米宽的的荷载是30kN （一般以这个30kN/m 为其蠕变强度）。
如果在土工离心机中利用原型格栅进行蠕变试验，离心力达到50g 。
问在30kN 荷载作用下，应变达到5％需要多少时间？5．计算对于下列的应力状态，三个主应力各为多少？100,120,0p kPa q kPa θ===︒。
6．下面哪些试验膜嵌入对于体应变（或孔压）的量测有影响？CTC ，HC ，CTE, TC ，TE ，RTC, RTE ，PL ．7．对一种砂土试样进行围压3100kPa σ=的三轴常规压缩试验（CTC ），在13320kPa σσ-=时试样破坏。
根据莫尔－库仑强度准则，预测对该砂土试样在初始各向等压为200c kPa σ=下固结，然后进行平均主应力p 为常数的三轴压缩（TC ）与三轴伸长（TE ）试验，破坏时的大小主应力各为多少？（313196.9,406.3;64,269;kPa kPa σσσσ====）8．画出直剪试验中，剪切面处的土单元剪切前和剪切破坏时的莫尔圆。
9．通过砂雨法（即将干砂通过几层筛子均匀撒下）将砂土撒满在一个大槽子中，z 方向为竖向。
思虑题第一章：1． 对于砂土，在以下三轴排水试验中， 哪些试验在量测试样体变时应试虑膜嵌入(membrane penetration)的影响？ HC, CTC, CTE, RTC, RTE, 以及均匀主应力为常数的 TC TE 试验。
2．对于砂土，在惯例三轴固结不排水 (CU) 压缩试验中，围压 为常数，其膜嵌入 (membrane penetration)效应付于试验量侧的孔隙水压力有没有影响，为何？对于惯例三轴固结排水试验对于试验有无影响？ 3．对于砂土，在惯例三轴固结不排水 (CU) 压缩试验中，围压 为常数，其膜嵌入 (membrane penetration)效应付于试验的不排水强度有没有影响， 4．在周期荷载作用下饱和砂土的动强度 d (或 d )怎样表示？定性绘出在相同围压 3，不一样初始固结比1/ 3 下的动强度曲线。
5．在必定围压下， 对小于、等于和大于临界孔隙比 e cr 密度条件下的砂土试样进行固结不排水三轴试验时，损坏时的膜嵌入对于量侧的孔隙水压力有何影 响？对其固结不排水强度有什么影响（无影响、偏大仍是偏小）？6．在土工离心模型试验中进行固结试验，假如模型比尺为 100，达到相同固结度，模型与原型对比，固结时间为多少？7．举出三种土工原位测试的方法，说明其工作原理、获得的指标和用途。
8．对于粗颗粒土料，在室内三轴试验中常用哪些方法模拟？各有什么优弊端？9．真三轴试验仪器有什么问题影响试验结果？用改制的真三轴试验仪进行试验，其应力范围有何限制？10． 在饱和土三轴试验中， 孔压系数 A 和 B 反应土的什么性质？怎样提升孔压系数 B ？11． 在 p, q 坐标、 , 坐标和在 平面坐标下画出下边几种三轴试验的应力路径（标出应力路径的斜率） 。
（1） CTC （惯例三轴压缩试验） （2） p ＝常数， b=0.5＝常数，真三轴试验； （3） RTE （减压的三轴伸长试验） 。
思考题第一章：1． 对于砂土，在以下三轴排水试验中，哪些试验在量测试样体变时应考虑膜嵌入 (membrane penetration)的影响？HC, CTC, CTE, RTC, RTE, 以及平均主应力为常数的TC TE 试验。
2．对于砂土，在常规三轴固结不排水(CU)压缩试验中，围压σ3为常数，其膜嵌入 (membrane penetration)效应对于试验量侧的孔隙水压力有没有影响，为什么？对于常规三轴固结排水试验对于试验有无影响？3．对于砂土，在常规三轴固结不排水(CU)压缩试验中，围压σ3为常数，其膜嵌入 (membrane penetration)效应对于试验的不排水强度有没有影响，4．在周期荷载作用下饱和砂土的动强度τd (或σd )如何表示？定性绘出在同样围压σ3，不同初始固结比σ1/σ3下的动强度曲线。
5．在一定围压下，对小于、等于和大于临界孔隙比e cr 密度条件下的砂土试样进行固结不排水三轴试验时，破坏时的膜嵌入对于量侧的孔隙水压力有何影响？对其固结不排水强度有什么影响（无影响、偏大还是偏小）？6．在土工离心模型试验中进行固结试验，如果模型比尺为100，达到同样固结度，模型与原型相比，固结时间为多少？7．举出三种土工原位测试的方法，说明其工作原理、得到的指标和用途。
8．对于粗颗粒土料，在室内三轴试验中常用哪些方法模拟？各有什么优缺点？9．真三轴试验仪器有什么问题影响试验结果？用改制的真三轴试验仪进行试验，其应力范围有何限制？10． 在饱和土三轴试验中，孔压系数A 和B 反映土的什么性质？如何提高孔压系数B ？11． 在p, q 坐标、⎺σ,⎺τ坐标和在π平面坐标下画出下面几种三轴试验的应力路径（标出应力路径的斜率）。
（1） CTC （常规三轴压缩试验）（2） p ＝常数，b=0.5＝常数，真三轴试验；（3） RTE （减压的三轴伸长试验）。
其中：22)()()(213/)(31312132********σστσσσσσσσσσσσσ－＝＋＝-+-+-=++=q p)(32tan 31312σσσσσθ---=第二章1．土的刚塑性本构模型与增量弹塑性模型表现的应力应变关系曲线有何区别？2．在剑桥模型中，物态边界面上的不排水三轴试验的有效应力路径向p '--q 平面的投影是不是其屈服轨迹？为什么？3．剑桥模型是否可以反映土由于剪应力引起的体积膨胀（剪胀），清华弹塑性模型是否可以反映土由于剪应力引起的体积膨胀？二者的区别是由于什么不同？4．剑桥模型的帽子屈服面能不能反映土由于剪应力引起的体积变化？它是剪胀还是减缩？5．Duncan-Chang 模型与剑桥模型都是在常规三轴试验基础上建立的，前者通过常规三轴试验确定的(σ1-σ3)~ε1~εv 的关系推出模型参数；后者通过三轴试验建立了用p '--q 表示的模型屈服函数。
这两个模型是否可以直接应用于平面应变问题的数值计算。
6．在Dunca-Chang 模型中，一般试验常数K 与K ur 哪一个大些？7．土的应力应变关系中，何谓应变软化？什么土在常规三轴压缩试验中会发生应变软化？8．邓肯－张（Duncan-Chang Model ）双曲线模型的应力应变关系可表示为： 1131εεσσb a +=- 问其中参数a, b 有什么物理，力学意义？对于一种土，它们是不是常数？9．在剑桥模型中（Cam-Cay ），什么是物态边界面(State boundary surface)；什么是临界状态线（Critical state line ）？画简图说明。
10． 你知道有那些岩土材料的不连续数值计算方法？说明主要特点。
11． 在p ', q 平面上绘出修正剑桥模型屈服面（屈服轨迹）的示意图，这个模型使用什么流动规则？它是否可以反映土的剪缩性与剪胀性？12． 在p ', q 平面上绘出Lade-Duncan 原始模型的屈服面和塑性势面（轨迹）的示意图，这个模型使用什么流动规则？它是否可以反映土的剪缩性，是否可以反映土的剪胀性？13． 利用其屈服面和相适应的流动准则解释：为什么剑桥模型能够反映土在剪应力作用下发生体积变化（即土的剪胀(缩)性）。
14． 土的最基本的损伤模型可以表示为：{}{}{}d i w w σσσ+-=)1(。
其中σi 为没有损伤部分的应力，σd 为已经损伤部分的应力，w 为与应力及应变有关的损伤比。
试写出该式的增量形式，即{∆σ}的表示式。
15． 在什么类型的弹塑性模型中，其屈服面与破坏面（强度面）是重合的。
16． Dunca-Chang 模型有EB 形式和E ν形式。
其中的参数B 、E t 与νt 之间；常数K b 、K 与G 之间应当有什么关系？17． 说明在什么条件下，清华模型就退化为剑桥模型。
18． 与剑桥模型是否可以反映土由于剪应力引起的体积膨胀（剪胀），清华弹塑性模型是否可以反映土由于剪应力引起的体积膨胀？二者的区别是由于什么不同？19． 在Dunca-Chang 模型中，一般试验常数K 与K ur 哪一个大些？K 与K b之间哪一个大些？20． 填方工程常常是平面应变状态的，如果在两个主动的主应力相差不大，零应变方向的主应力是否一定是中主应力？这时Duncan-Chang 的E 、ν模型中试验常数G 变小，对于计算的坝体沉降有什么影响？第三章1．沙漠中稳定沙丘的背风坡坡度接近于松砂的天然休止角。
它大于还是小于颗粒矿物的滑动摩擦角？为什么海边的沙滩的坡度要比松砂的天然休止角小的多？2．地基液化的条件、主要的影响因素和造成的危害有哪些？3．什么叫砂土的临界孔隙比e cr ? 临界孔隙比与三轴试验的围压力σ3有什么关系？4．有一处于临界孔隙比的砂土三轴排水试验的应力应变曲线如下图所示。
试定性绘制出当e>e cr ；e<< e cr 和e= e cr 时三轴固结不排水试验的应力应变关系曲线。
5．正常固结粘土的强度包线过原点，即其粘聚力c 为零。
这是否意味着它在各种应力状态下都不存在任何粘聚力？6．已知砂土的固结不排水试验的有效应力路径如图示，绘图说明如何确定其有效应力指标和总应力指标。
7．有人认为平面应变条件下，εy =0方向上的应力σy 总是中主应力。
这种说法是否正确？试用弹性理论分析在σz /σx =k 的平面应变情况下, 泊松比为ν＝0.3时，k 在什么条件下上述说法不准确？8．影响砂土液化的因素主要有哪些？砂土液化时其有效应力的内摩擦角是否减少了？9．什么是水力劈裂？心墙土石坝的什么部位容易发生水力劈裂？10． 土的抗拉强度σt 是否等于c ′tan φ′？11． 写出弗雷德伦德（Fredlund ）的非饱和土强度公式，其中哪一个参数不是常数？它与土的什么物理性质指标有关？12． 什么是饱和砂土的流滑现象，其说明原因和影响因素。
13． 土的抗拉强度σt 是否等于c ′tan φ′？定性绘出粘土的联合强度理论（抗拉与抗剪）的包线。
14． 土的抗拉强度σt 是否等于c ′tan φ′？σt 大于还是小于c ′c tg φ′？15． 写出Fredlunde 的非饱和土的强度理论公式；当体积含水率θ逐渐趋近于0时，ϕ''是增加、不变还是减少？16． 在周期荷载作用下饱和砂土的动强度τd (或σd )如何表示？定性绘出在同231σσσ+= 231σσσ-= 0样围压σ3，不同初始固结比σ1/σ3下的动强度曲线。
17． 如果采用减压的三轴压缩试验（RTC ：各向等压固结以后，轴向应力不变，围压减少，试样发生轴向压缩）对某正常固结饱和粘土进行固结不排水试验，得到的强度指标与常规的固结不排水强度指标c cu , ϕcu 比较有何不同？第四章1．在条分法稳定分析中，一个土条上的渗透力大小通过浸润线的水力坡降计算，方向为浸润线的方向。
2．在基坑支护结构工程中，常常由于降雨和附近上、下水管线漏水而倒塌，试分析主要由于什么原因？3．在有自由面的非稳定渗流计算中，在边界上有一流量变化：其中μ为给水度，它表示什么意义？试分析在水面上升和水面下降时，对于粘性土，给水度是否相同？4．在土中水为静水时，取土体（土骨架＋孔隙水）为隔离体时，体积为V 的隔离体边界上的总水压力的水平分量和垂直分量各为多少？在有渗流土体中取土体（土骨架＋孔隙水）为隔离体时，体积为V 的隔离体边界上的总水压力的水平分量等于什么力？5．何谓非饱和土的土－水特征曲线？定性画出一条土－水特征曲线。
6．为什么非饱和土的土－水特征曲线常常采用体积含水率θw 作为纵坐标，而不采用重量（质量）含水量w?7．在基坑支护结构工程中，常常由于降雨和附近上、下水管线漏水而倒塌，试分析主要由于什么原因？8．判断下面的说法是否正确，如果不对，解释为什么。
（1）土体中由水头差引起的渗流，其水流方向总是沿着最大水力坡降的方向；（2）土中自由水面下某点的压力水头等于这点到自由水面的竖直距离。
9．堆石坝坝身的防渗有哪几种型式？各有什么优缺点？10． 在有水及渗流的边坡稳定分析中，可以用孔隙水压力u ，进行土体的总体的分析；也可以使用渗透力，基于“土的骨架”的平衡进行分析。
你的意见如何？ θμcos th q ∂∂-=11．在基坑开挖降水时，可以在支护结构以外布设井点降水，也可以在基坑内布设集水井排水，从主动和被动土压力的角度，解释哪一种降水方式更有利于支护结构的稳定。
12．如果采用酒精进行粘土的渗透试验，其渗透系数应当比水的渗透系数大还是小？为什么？13．什么是非饱和土的土水特征曲线？你对于基质吸力有什么看法？14．下图中为一有沿坡渗流的土坡，水面与坡面齐平，问A点的水压力是多少？14．水下钻孔桩施工中，需要保持孔内的水位比地下水位高，才能不塌孔。
（1）为什麽孔内的水位比地下水位高；（2）需要保持多大的水力坡降才能稳定？（3）为了使井壁的水力坡降提高，工程中一般采用什么措施？15．关于基坑支护结构上的水土压力的水土合算与水土分算，你有什么看法？第五章1．比奥（Biot）固结理论与太沙基－伦杜立克（Terzaghi-Randulic）扩散方程之间主要区别是什么？后者不满足什么条件？二者在固结计算结果有什么主要不同？2．对于一个宽度为a的条形基础，地基压缩层厚度为H，在什么条件下，用比奥固结理论计算的时间－沉降(t-s)关系与用太沙基一维固结理论计算的结果接近？3．在是砂井预压固结中，什么是砂井的井阻和涂抹？它们对于砂井排水有什么影响？4．发生曼德尔－克雷尔效应的机理是什么？为什么拟三维固结理论（扩散方程）不能描述这一效应？5．在堆载预压中，匀速线性加载40天施加100kPa 均布荷载。
