高等土力学考试题复习思考题与参考答案汇总

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。

（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。

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。

清华大学高等土力学复习题集团标准化办公室：[VV986T-J682P28-JP266L8-68PNN]高等土力学第一章土的物质构成及分类1蒙脱石和伊利石晶胞结构相同，但蒙脱石具有较大的胀缩性，为什么？2用土的结构说明为什么软粘土具有较大流变特性，原生黄土具湿陷性？3试述非饱和土中水的迁移特征及控制迁移速率的主要因素？4非饱和土中水的运移规律与饱和土中水的渗透规律有什么不同？试述非饱和土和饱和土中孔隙水迁移规律的异同点？5X射线衍射法是怎样分析粘土矿物成份的？6粘土表面电荷来源有哪几方面利用粘粒表面带电性解释吸着水（结合水）形成机理7非饱和土中土水势以哪种为主如何测定非饱和土的土水势大小8非饱和土中的土水势主要由哪个几个部分组成非饱和土中水的迁移速率主要与哪几种因素有关9请用粘性土的结构解释粘性土具有可塑性而砂土没有可塑性的机理。

10试简明解说土水势的各分量？11土的结构有哪些基本类型各有何特征12分散土的主要特征是什么为什么有些粘性土具有分散性13粘性土主要有哪些性质，它们是如何影响土的力学性质的？14为什么粘土颗粒具有可塑性、凝聚性等性质，而砂土颗粒却没有这些性质？15非饱和粘性土和饱和的同种粘性土（初始孔隙比相同）在相同的法向应力作用下压缩，达到稳定的压缩量和需要的时间哪个大，哪个小，为什么？16粘土的典型结构有哪几种，它们与沉积环境有什么联系，工程性质方面各有何特点？17粘性土的结构与砂土的结构有什么不同？18为什么粘性土在外力作用下具有较大流变特性？19粘土矿物颗粒形状为什么大都为片状或针状，试以蒙脱石的晶体结构为例解释之。

第二章土的本构关系及土工有限元分析1中主应力对土体强度和变形有什么影响？分别在普通三轴仪上和平面应变仪上做试验，保持σ3为常量，增加σ1－σ3所得应力应变关系曲线有何不同所得强度指标是否相同2屈服面和硬化规律有何关系？3弹塑性柔度矩阵[C]中的元素应有哪三点特征？4剑桥弹塑性模型应用了哪些假定欲得到模型参数应做哪些试验5广义的“硬化”概念是什么什么叫硬化参数6什么是流动规则什么叫塑性势流动规则有哪两种假定7弹塑性模型中，为什么要假定某种型式的流动法则，它在确定塑性应变中有何作用？8根据相适应的流动规则，屈服面和塑性应变增量的方向有何特征？9试解释为什么球应力影响塑性剪应变？10什么叫土的变形“交叉效应”“交叉效应”对土的刚度矩阵[D]或柔度矩阵[C]有何影响？11什么叫应力路径什么叫应力历史试结合图示说明它们对土的变形的影响12什么叫土的“各向异性”考虑“各向异性”对土的刚度矩阵[D]或柔度矩阵[C]有何影响？13哪些因素影响土的变形或土体变形有哪些特征14什么叫剪缩什么叫剪胀什么样的土表现为剪胀，怎样的土表现为剪缩邓肯双曲线模型能否反映剪胀，剪缩为什么修正剑桥模型能否反映15试结合图示描述线弹性、非线性、弹塑性的应力应变关系（有图）16试解释为什么剪应力影响塑性体应变？17试解释为什么球应力影响塑性剪应变？18增量形式非线性弹性模量是如何定义的？19增量形式非线性泊松比是如何定义的？20什么叫回弹模量什么条件下用之21围压对土的变形和强度有何影响？22什么叫屈服轨迹？试在p-q平面绘出“开口型”和“帽子型”屈服轨迹？23试用屈服面理论说明加载、卸载和中性变载情况？24什么叫破坏准则什么是破坏面25什么叫屈服准则什么叫屈服函数什么叫屈服面有哪两种类型的屈服面各有何特点在反映土体变形特性方面有何不同屈服面和硬化规律有何关系26土的弹塑性模型包含哪几方面的假定各有何意义27用普通三轴仪如何做试验来说明剪应力会引起土体的体积应变这种体积应变是弹性的，塑性的，还是包含弹性和塑性两部分为什么28初始应力状态σ1＝40Kpa,σ3＝15Kpa,加荷后达到σ1＝45Kpa,σ3＝25Kpa。

《土力学》思考题及习题江苏大学土力学1第一章土的物理性质一思考题1.什么是土的灵敏度？灵敏度反映土的什么性质？如何测定土的灵敏度？2.粗粒土与细粒土如何区分？3.什么叫做粒径级配累积曲线，曲线上一点代表什么意思？4.土中水分几种类型？各有什么特点？与土的状态什么关系？5.如果试验结果表明某天然砂层的相对密度Dr>1，这是否有可能，为什么？6.什么是粘性土的最优含水量？它与击实能有什么关系？7.什么叫土的液性指数？如果试验结果表明某天然粘土层的液性指数大于1，但该土并不呈流动状态而仍有一定的强度，这是否可能，为什么？8.片架结构和片堆结构性质有何不同？9.已知某粘土层的天然含水量值，能否判断该土的软硬程度，为什么？二习题1．有一土体，测定的天然密度为ρ=1.85g/cm3，含水量为ω=14%，土颗粒的比重为G s=2.67。

计算其孔隙比e。

2．在某土层中用体积为72cm3的环刀取样。

经测定，土样质量为129.1g，烘干后土样质量为121.5g，土粒比重为2.7，求该土样的含水量、湿容重、饱和容重、干容重和浮容重，并比较该土在各种情况下的容重值有何区别？3．饱和土孔隙比为0.7，比重为2.72。

用三相草图计算干容重、饱和容重和浮容重。

并求当该土的饱和度变为75％时的容重和含水量。

4．有一湿土样质量为200g，已知含水量为15％，要制备含水量为20％的土样需加多少水？5．某料场的天然含水量w=22%，G s=2.70，土的压密标准为ρd=1.7g/cm3，为避免过度碾压而产生剪切破坏，压密土的饱和度不宜超过0.85。

问该料场的土料是否适合筑坝，如果不适合应采用什么措施？6．8度地震区要求砂压到相对密度达0.7以上，经试验某料场砂的最大干密度为1.96g/cm3，最小干密度为1.46g/cm3，问这类砂碾压到多大的干密度才能满足抗震的要求？（砂的比重为2.65）7．装在环刀内的饱和土样加垂直压力后高度自2.0cm压缩至1.95cm，取出土样测得其含水量为28％，已知土粒比重为2.7，求压缩前土的孔隙比？第二章 土的渗透性一 思考题1．举例说明流土发生的现象和原因，并说明工程上如何防止流土的发生。

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。

郑州大学远程教育土力学与基础工程课后思考题答案本页仅作为文档页封面，使用时可以删除This document is for reference only-rar21year.March土力学与基础工程课后思考题答案第二章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。

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。

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。

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？。

高等土力学试题(2011)1、饱和土中的渗流和非饱和土中水分迁移规律有哪些相同，哪些不同？孔隙水的移动速率在哪种土中快，为什么？答：二者的相同点：土体中水的流动都服从达西定律；不同点：饱和土中只存在水这一相，而非饱和土中存在水和气两相，他们有各自的渗透流动规律，但气的流动又影响到水的流动，尤其影响到土的固结，也要讨论气的渗透规律。

饱和土中水压力是正值，非饱和土中水压力是负值。

饱和土的渗透系数是常数，非饱和土的渗透系数不是常数；孔隙水率在饱和土中的移动速率快，渗透系数受饱和度的影响，饱和度低，孔隙中气体占据一定的体积，阻碍了水的流动，过水断面面积也缩小，渗透系数就小，孔隙水的移动速率慢。

2、什么叫剪胀性，剪缩性？什么样的土表现为剪胀？什么样的土表现为剪缩？邓肯双曲线模型能否反映剪胀剪缩性？为什么？修正剑桥模型能否反映？答：剪胀性：试样在排水剪试验中体积先减小后增加剪缩性：试验在排水剪试验中体积减小。

强超固结土表现为剪胀，正常固结土和弱超固结表现为剪缩。

邓肯双曲线模型不能反映剪胀剪缩性。

这是因为模型用于广义胡克定律，而胡克定律不可能反映剪胀剪缩性。

对于邓肯张非线性模型，有Eν-与-两种，Eν-模型本身是允许剪胀的，计算所得的泊松比可能大于0.5。

E B-只是有限元计算中，不允许泊松比大于0.5，故模型中不反映剪胀性；E B 模型本身不反映剪胀性。

修正剑桥模型许多情况下能较好反映土的变形特性，它能反映剪缩，但不能反映剪胀。

3、土体有哪些主要变形特性？答：土体的变形是土力学最基本也是最重要的问题，土体变形是复杂的，有些土加荷后立即完成，有些土的变形随时间逐步发展。

随时间发展的变形中又有两部分：一部分是由孔压的消散，即固结变形：另一部分与孔压无关，即使孔压完全消散了，变形仍然随时间而发展，即流变变形。

土的变形是有效应力引起的，有效应力并不是颗粒之间接触点处的实际应力。

通过饱和土有效应力原理和非饱和土的有效应力原理来反映土的一些有效参数，来发现土的一些基本特性。

高等土力学期末考试试题汇总.总结高等土力学期末考试试题汇总.总结1、填空：主要影响土的因素应力水平，应力路径，应力历史2、填空：土的主要应力应变特性非线性，弹塑性，剪胀性3、概念：应力历史：包括自然土在过去地质年月中受到固结和地壳运动作用刘翰青一、论述题邓肯-张模型中参数a,b,B各代表什么含义？他们是怎样确定的？答：在邓肯-张模型中，a,b为试验常数。

在常规三轴压缩试验中，式子可写为由于δ2=δ3=0,所以有 =在起始点,有ε1=0, Et=Ei, 则Ei=1/a, 即a代表试验起始变形模量Ei的倒数。

当ε1趋向于﹢∞时，有s1-s3=(s1-s3)ult=1/b则b为极限应力偏差的倒数B为体变应量，在E-B模型中提出，用来代替切线泊松比γt。

其中，B与δ3有关。

a,b,B通常用阅历公式计算确定：二、名词解释次弹性模型：是一种在增量意义上的弹性模型，亦即只有应力增量张量和应变增量张量间存在一一对应的弹性关系，因此，也被称为最小弹性模型。

一般函数关系为dσij = Fij (σmn , dεkl),或dεij= Qij (εmn, dσkl)韩凯1：什么是加工硬化？什么是加工软化？答：加工硬化也称应变硬化，是指材料的应力随应变增加而增加，弹增加速率越来越慢，最终趋于稳定。

加工软化也称应变软化，指材料的应力在开头时随着应变增加而增加，达到一个峰值后，应力随应变增加而下降，最终也趋于稳定。

2说明塑性理论中的屈服准则、流淌规章、加工硬化理论、相适应和不相适应的流淌准则。

答：在多向应力作用下，变形体进入塑性状态并使塑性变形连续进行，各应力重量与材料性能之间必需符合肯定关系时，这种关系称为屈服准则。

屈服准则可以用来推断弹塑性材料被施加一应力增量后是加载还是卸载，或是中性变载，亦即是推断是否发生塑性变形的准则。

流淌规章指塑性应变增量的方向是由应力空间的塑性势面g打算，即在应力空间中，各应力状态点的塑性应变增量方向必需与通过改点的塑性势能面相垂直，亦即=（1）流淌规章用以确定塑性应变增量的方向或塑性应变增量张量的各个重量间的比例关系。

一、高等土力学研究的主要内容答：土力学主要是研究土的物理、化学、和力学特性以及土体在荷载、水、温度等外界因素作用下的工程性状。

高等土力学则是深化上述研究，重点研究先进的土工试验（实验）方法和设备、土体本构关系、塑性特性、强度、渗流、固结、压缩及其机理。

二、与上部结构工程相比，岩土工程的研究和计算分析有什么特点？答：1）岩土工程的规模和尺寸比一般的结构工程大得多，其实际范围是空间半无限体，工程计算分析中采用的边界是近似和模糊的；2）岩土的各种参数是空间的函数，参数的变异性大，变异系数在0.1-0.35,有的可能超过0.4，并且土性之间或不同点的土性具有较强的相关性，包括互相关和自相关；3）岩土属于高非线性材料，在不同的应力水平下变形特性不同，岩土工程的极限状态方程也经常是高度非线性的，并且诱发极限状态的原因或作用多种多样；4）岩土试样性质与原状岩土的性质往往存在较大的差别，即使是原为测试，反应的也仅仅是岩土的“点”性质（如现场十字板强度试验）或“线”性质（如静力触探实验）。

而岩土工程的行为往往由它的整体空间平均性质控制，因此在岩土工程可靠度分析中，要注意“点”、“线”到空间平均性概率统计指标问题5）由于上述岩土性质和岩土工程的不确定性加之推理的不确定性（如有目的的简化）,岩土工程的计算模型往往具有较大的不确定性或者不精确性，并且除了上述3)中提到的在岩土工程中针对不同原因和作用，会有不同的极限状态方程外，对同一计算参数也存在不同的计算表达式；6）施工工艺，施工质量及施工水平等会对岩土工程的性质和功能产生很大的影响。

三、土的特性答：1土的变异性大，离散性大，指标值合理确定很困难。

2土的应力应变关系是非线性的，而且不是唯一的，与应力历史有关。

3土的变形在卸载后一般不能完全恢复，饱和粘土受力后，其变形不能立刻完成，而且要经过很长一段时间才能逐渐稳定。

4土的强度也不是不变的，它与受力条件排水条件密切相关。

土力学复习题及答案文库1. 土力学是研究什么方面的学科？答：土力学是研究土体的力学性质和土体与结构物相互作用的学科。

2. 土的三相组成是什么？答：土的三相组成包括固体颗粒、水和空气。

3. 土的内摩擦角和黏聚力分别代表什么？答：内摩擦角代表土体的抗剪强度，黏聚力代表土体内部颗粒间的粘着能力。

4. 描述土体压缩性的指标有哪些？答：描述土体压缩性的指标包括压缩系数、压缩模量和固结系数。

5. 如何定义土的渗透性？答：土的渗透性是指土体允许水通过的能力，通常用渗透系数来衡量。

6. 土的分类有哪些基本方法？答：土的分类基本方法包括颗粒大小分类、塑性指数分类和密实度分类。

7. 什么是有效应力原理？答：有效应力原理是指土体中颗粒间的压力，即总应力减去孔隙水压力。

8. 土的固结过程是如何进行的？答：土的固结过程是土体在荷载作用下，孔隙水逐渐排出，土体体积减小，直至达到新的平衡状态。

9. 土的剪切强度理论有哪些？答：土的剪切强度理论包括摩尔-库仑理论、德鲁克-普拉格理论等。

10. 土压力的类型及其计算方法是什么？答：土压力的类型包括主动土压力、被动土压力和静止土压力，计算方法通常依据朗肯理论和库仑理论。

11. 土的液化现象及其影响因素是什么？答：土的液化现象是指在地震作用下，饱和砂土或粉土失去强度和刚度，变成液态。

影响因素包括土的颗粒组成、密实度、饱和度和地震强度。

12. 土的膨胀性和收缩性如何影响土体的稳定性？答：土的膨胀性和收缩性会导致土体体积变化，从而影响土体的稳定性，特别是在干旱和湿润交替的环境下。

13. 土的冻胀和融沉现象对工程结构有何影响？答：土的冻胀会导致土体体积增大，可能引起结构物的上抬或破坏；融沉则会导致土体体积减小，可能引起结构物的下沉。

14. 土的压实机理及其影响因素有哪些？答：土的压实机理是土颗粒在荷载作用下重新排列，减小孔隙率。

影响因素包括土的颗粒组成、含水量、压实能量和压实方法。

15. 土的应力历史对土的力学性质有何影响？答：土的应力历史会影响土的密实度和结构，从而影响其力学性质，如强度、压缩性和渗透性。

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。

高等土力学试题汇总2.7 （1）修正后的莱特-邓肯模型比原模型有何优点？莱特-邓肯模型的屈服面和塑性势面是开口的锥形，只会产生塑性剪胀；各向等压应力下不会发生屈服；破坏面、屈服面和塑性势面的子午线都是直线不能反映围压对破坏面和屈服面的影响。

为此，对原有模型进行修正，增加一套帽子屈服面，将破坏面、屈服面、塑性势面的子午线改进为微弯形式，可以反映土的应变软化。

（2）清华弹塑性模型的特点是什么？不首先假设屈服面函数和塑性势函数，而是依据试验确定塑性应变增量的方向，然后依据关联流淌法则确定其屈服面；再从试验结果确定其硬化参数。

因而这是一个假设最少的弹塑性模型2.8 如何解释粘土矿物颗粒表面带负电荷？答：（1）由于结构连续性受到破坏，使粘土表面带净负电荷，（边角带正电荷）。

（2）四周体中的硅、八面体中的铝被低价离子置换。

（3）当粘土存在于碱性溶液中，土表面的氢氧基产生氢的解离，从而带负电。

2.9 土的弹性模型分类及应用：线弹性：广义胡克定律非线弹性：增量胡克定律高阶弹性模型：柯西弹性模型、格林弹性模型、次弹性模型①弹性模型：一般不适用于土，有时可近似使用：地基应力计算；分层总和法②非线弹性模型：使用最多，有用性强：一般参数不多；物理意义明确；确定参数的试验比较简洁③高阶的弹性模型：理论基础比较完整严格；不易建立有用的形式：参数多；意义不明确；不易用简洁的试验确定3.1- 3.2 正常固结粘土的排水试验和固结不排水试验的强度包线总是过坐标原点的，即只有摩擦力；粘土试样的不排水试验的包线是水平的，亦即只有粘聚力。

它们是否就是土的真正意义上的摩擦强度和粘聚强度？答：都不是。

正常固结粘土的强度包线总是过坐标原点，好像不存在粘聚力，但是实际上在肯定条件下固结的粘土必定具有粘聚力，只不过这部分粘聚力是固结应力的函数，宏观上被归于摩擦强度部分。

粘土的不排水试验虽然测得的摩擦角为0，但是实际上粘土颗粒之间必定存在摩擦强度，只是由于存在的超静空隙水压使得全部破坏时的有效应力莫尔圆是唯一的，无法单独反映摩擦强度。

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） 。