高等土力学复习题

1、塑限:粘性土呈塑态与半固态的分界含水率称为塑限Wp。

2、有效应力：土体内单位面积上固体颗粒承受的平均法向力，σ‘=σ-u，有效应力数值上等于总应力σ减去孔隙水压力u。

3、渗透系数：渗透系数K是综合反映土体渗透能力的一个指标，是一个待定的比例系数，其物理意义为单位水力坡降（即i=1）时的渗透速度。

4、附加应力：是指荷载在地基内引起的应力增量。

是使地基失去稳定产生变形的主要原因。

通常采用布辛涅斯克理论公式计算。

或从建筑物建造后的基底压力中扣除基底标高处原有土的自重应力后，才是基底平面处新增加于地基表面的压力，即基底附加应力。

5、分层总和法：是指将地基沉降计算深度内的土层按土质和应力变化情况划分为若干分层，分别计算各分层的压缩量，然后求其总和得出地基最终沉降量。

这是计算地基最终沉降量的基本且常用的方法。

6、土的抗剪强度：土抗剪强度是指土体抵抗剪切破坏的极限强度，包括内摩擦力和内摩擦角（粘性土还包括其粘聚力C）。

抗剪强度可通过剪切试验测定。

7、粘聚力：粘聚力又叫内聚力，是在同种物质内部相邻各部分之间的相互吸引力，这种相互吸引力是同种物质分子之间存在分子力的表现。

8、含水量：含水物质中所含水分量占该物质总重量的百分比(重量含水量)或所含水分的体积占该物质总体积的百分比(容积含水量)。

1、土的三相比例指标中，土的密度和土的重度、土粒比重和土的含水率三个指标是通过试验测定的，测定这三个基本指标后，可以推导其余各个指标。

2、土的级配是否良好，常用_不均匀系数Cu_和曲率系数Cc两个指标综合确定。

3、前期固结压力大于现有覆盖土重的土称为_超固结土__土。

4、地基的总变形量由_瞬时沉降变形_______、固结变形和次固结变形这三部分组成。

5、有效应力原理公式表达式为__σ=σ’+u_。

6对挡土墙稳定性进行验算是指抗滑稳定验算验算和抗倾覆验算及地基土的承载力验1、土中的水中(C.重力水)能够传递静水压力。

2、表征土软硬状态的指标是(D.液性指数 )3、土体具有压缩性的主要原因是(B.主要是由孔隙的减少引起的)4、地下水位下降会引起(D.土中有效应力增加 )5、在软土地基上填筑路堤，最主要的问题是(A.稳定问题 )。

第1章土的物理性质与工程分类一．填空题1. 颗粒级配曲线越平缓，不匀称系数越大丁颗粒级配越好。

为获得较大密实度，应选择级配良好的土料作为填方或砂垫层的土料。

2. 粘粒含量越多，颗粒粒径越小，比表面积越大，亲水性越强，可吸附弱结合水的含量越多，粘土的塑性指标越大3. 塑性指标I P=w L-w p,它表明粘性土处千可塑状态时含水量的变更范围，它综合反映了粘性、可塑性等因素。

因此《规范》规定：10</p�17为粉质粘土，I P>17为粘土。

4. 对无粘性土，工程性质影响最大的是土的密实度，』二桯上用指标e、D来衡量。

5. 在粘性土的物理指标中，对粘性土的性质影响较大的指标是塑性指数I p o6. 确定无粘性土工程性质的好坏是无粘性土的相对密度，它是用指标D来衡量。

7. 粘性土的液性指标I= w-w，它的正负、大小表征了粘性土的WL -W P软硬状态，《规范》按L酱毡甡土』堕犬篮望U公为坚硬、硬塑、可塑、软塑、流塑。

8. 岩石按风化程度划分为微呆化-中等风化、强风化。

9. 岩石按坚实程度划分为硬质岩石亡包括花岗岩、石灰岩等亡车炉贡岩石，包括页岩、泥岩等。

10. 某砂层自然饱和重度Y s ai= 20 kN/m3, 土粒比重G s= 2.68, 并测得该砂土的最大干重度Y dma x=17.l kN/m3, 最小干重度Y dmin= 15.4 kN/m3, 则自然孔隙比e为0.68,最大孔隙比e max=O.74, 最小孔隙比e min= 0. 57。

11. 砂粒粒径范围是0.075"'2mm, 砂土是指大千2mm粒径累计含噩不超过全重50%,而大千0.075mm粒径累计含量超过全重50%。

12.亲水性最强的粘土矿物是蒙脱石，这是因为它的晶体单元由两个硅片中间夹一个铝片组成，晶胞间露出的是多余的负电荷，因而晶胞单元间联接很弱，水分子简洁进入晶胞之间，而发生膨胀。

二问答题1. 概述土的三相比例指标与土的工程性质的关系？答：三相组成的性质，特殊是固体颗粒的性质，干脆影响土的工程特性。

高等土力学题目汇总 Modified by JACK on the afternoon of December 26, 2020一、填空题1.饱和土体上的总应力由土骨架承担的 有效应力 和由孔隙承担的孔隙水压力组成，土的强度及变形都是由土的有效应力决定的。

2.莱特邓肯屈服准则在常规三轴压缩实验中，当φ=0°时它在π平面上的屈服与破坏轨迹趋近于一个圆；当φ=90°时，它退化为一个正三角形。

由于在各向等压σ1=σ2=σ3时I 13I 3=27,所以K f >27是必要条件，因为静水压力下不会引起材料破坏。

3. 东海风力发电桩基础有8根。

4.通过现场观测与试验研究，目前认为波浪引起的自由场海床土体响应的机制主要取决于海床中孔隙水压力的产生方式。

孔隙水压力产生方式有两种：超孔隙水压力的累积（残余孔隙水压力）、循环变化的振荡孔隙水压力5.目前计算固结沉降的方法有（ ）、（ ）、（ ）及（ ）。

答案：弹性理论法、工程实用法、经验法、数值计算法。

6.根据莫尔—库伦破坏准则，理想状态下剪破面与大主应力面的夹角为（ ）。

答案：45°+φ/27.土的三种固结状态：欠固结、超固结、正常固结。

8.硬化材料持续受力达到屈服状态后的变化过程：屈服 硬化 破坏9.相对密实度计算公式I D = e max −ee max −e min 。

10.静力贯入试验的贯入速率一般为 2 cm/s 。

11用一种非常密实的砂土试样进行常规三轴排水压缩试验，围压为 100kPa 和3900kPa ，用这两个试验的莫尔圆的包线确定强度参数有什么不同？答：当围压由100kPa 增加到3900kPa 时，内摩擦角会大幅度降低。

12.塑性应力应变关系分为_____理论和_____________理论两种增量（流动）、全量（形变）13.三轴剪切试验依据排水情况不同可分为（）、（）、（）答案：不固结不排水剪、固结不排水剪、固结排水剪。

.回答下列问题:1. 何谓非饱和土的基质吸力？举出一种非饱和土的强度公式。

2. 三轴试验中的膜嵌入或顺变性（ Membrane Penetration ）对试验结果有什么影响？对什么土和什么类型的试验影响比较大？3. 说明普朗特尔（Prandtl ）和太沙基（Terzaghi ）的地基极限承载力公式的基本假设条件和滑裂面形状。

4. 何谓德鲁克（Drucker ）假说？何谓相适应和不相适应的流动规则？对两种情况各举一个土的弹塑性模型。

5. 某饱和砂土的固结不排水三轴试验结果如下图所示，在p - q 坐标定性绘出有效应力路径。

应当如何确定这种土的有效应力强度指标？U二.选择一个问题回答：1. 在深覆盖层上修建土石坝时，坝体和覆盖层的防渗结构物主要有那些型式？各有什么优缺点？2. 在地基处理方法中有哪些型式的复合地基桩？说明其适用范围。

三•最近在岩土工程界关于基坑支护土压力计算的讨论很热烈，试谈谈你对土压力的“水土合算”与“水土分算”的看 法四.某油罐地基工程采用堆载预压法进行地基加固，地基土的抗剪强度指标如图所示，已知中心点M 处的自重应力为: Sz =40kPa, ；x =32 kPa.当设计堆载压力p = 200 kPa 时在M 点引起的附加压力 Z =120 kPa, X =30 kPa,分析M 点是否会破坏？应如何进行堆载才能防止地基破坏？孔压系数A=0.4c?=10Kpa H??=30? _ -6k=5 ：10 cm/s五•在一个高2米的铁皮槽中装有饱和的均匀松砂，其孔隙比e=0.85,砂的比重Gs=2.67,内摩擦角：；：；：。

然后在振动时 砂土发生了完全液化。

由于槽壁位移，槽内的砂土的水平土压力是主动土压力，试计算砂土液化前后的槽壁上和槽底上P粉质粘土的土压力和水压力。

（10分）饱和松砂 2 . 0米六.回答下列问题:（一）说明高层建筑上部结构、基础和地基的相互作用关系。

（二）规范规定：一般粘性土中的预制桩，打入后15天，对软粘土，打入后21天，才能进行静载试验，为什么？（三）为什么对于小型建筑物地基一般是承载力控制；对于大型建筑物地基一般是沉降控制？（四）有一个建筑物的地基承载力基本值是120kPa,要求的设计承载力是250kPa,设计者在原地基上增加了70厘米厚的水泥土垫层（15 %水泥与原地基土混合后夯实），经在垫层上的载荷试验得到的承载力已经达到了设计承载力。

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。

高等土力学历年真题一、黄土湿陷性机理与处治方法。

(2010 年)1、黄土湿陷泛指非饱和的、结构不稳定的黄色土，在一定压力作用下，受水浸湿后，土的结构迅速破坏，发生显著的附加下沉现象。

黄土湿陷现象是一个复杂的地质、物理、化学过程，对于湿陷的机理目前国内外有多种假说，归纳起来可分为内因和外因两个方面。

黄土形成初期，季节性的少量雨水把松散的粉粒粘聚起来，而长期的干旱使水分不断蒸发，于是少量的水分以及溶于水中的盐类都集中到较粗颗粒的表面和接触点处，可溶盐逐渐浓缩沉淀而成为胶结物。

同时随着含水量的减少，土颗粒彼此靠近，颗粒间的分子引力以及结合水和毛细水的联结力逐渐加大，这些因素都增强了土粒之间抵抗滑移的能力，阻止了土体在自重压密，从而形成以粗粉粒为主体骨架的蜂窝状大孔隙结构。

当黄土受水浸湿或在一定外部压力作用下受水浸湿时，结合水膜增厚并楔入颗粒之间，于是结合水联系减弱，盐类溶于水中，各种胶结物软化，结构强度降低或失效，黄土的骨架强度降低，土体在上覆土层的自重压力或在自重压力与附加压力共同作用下，其结构迅速破坏，大孔隙塌陷，导致黄土地基附加的湿陷变形。

2、黄土地基处理方法地基处理应考虑场地的选择和勘探，黄土湿陷类型的派别和地基处理方法的选择，以达到建筑设计经济与安全的要求。

灰土垫层传统方法，用于高层建筑更能发挥其作用，它具有一定的胶凝强度和水稳定性，在基础压力作用下以一定的刚性角向外扩散应力，因而常用作刚性基础的底脚。

砂石垫层用于地下水位较高的软弱土层，厚度约1-3m ，其下为工程性能良好的下卧层。

强夯法是处理湿陷性黄土地基最经济的一种方法，其处理土层厚度一般用梅纳提出的z QH估算公式灰土挤密桩是处理大厚度湿陷性黄土地基方法之一，其作用是挤密桩周围的土体，降低或者消除桩深度内地基土的湿陷性，提高承载力。

振冲碎石桩主要用于饱和黄土的地基处理，它以振冲置换作用为主。

打入混凝土预制桩锤击沉入的钢筋混凝土预制桩，质量稳定，工艺简便，是目前高层建筑基础应用较广的一种。

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. 解释名词或回答问题:（每题5分，共40分）1．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。

同时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)效应对于试验有没有影响，为什么？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？剑桥模型的硬化参数是各向等压下的压力p '，它又与塑性体应变成单值关系，所以它也可以说是以塑性体应变εp v .为硬化参数，(2分)亦即同一屈服面上εp v .是常数（弹性墙上），(1分)而有效应力路径上只是总体应变εv .为常数，所以其投影不是其屈服轨迹(2分)。

3．与剑桥模型相比，清华弹塑性模型可以反映土的由剪应力引起的体积膨胀（剪胀）。

说明它是如何做到这一点的。

可以从两个方面回答（其中答出一个即可）：（1） 从屈服轨迹的形状分析：清华模型的椭圆与强度线并不一定就在顶点，如剑桥模型那样。

在其顶点以后部分反映剪胀。

(2分)（2） 清华模型的硬化参数中为塑性体应变和塑性剪应变的函数，而不是只为塑性体应变的函数，剑桥模型h=εp v .随着加载硬化参数增加，εp v 增加，亦即只能减缩，清华模型无此限制。

或(2分)图1 第一大题第3小题图 (3分)4．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？作为本构模型，它们可以应用于计算任何应力状态和应力路径，Duncan-Chang 模型中有两个基本的弹性模型参数E 和ν，剑桥模型的流动法则没有任何限制(3分);ij ijf d d ελσ∂=∂。

05年一、一粘土试样在三轴仪中，施加有效应力300kPa 下等向固结，固结完成后等向卸载至有效应力50kPa （状态B ）。

在此基础上进行常规排水压缩试验（侧向应力保持不变），使q ′＝100kPa （状态C ）。

然后试样在不排水条件下 加载至破坏（状态D ）。

利用修正剑桥模型分析上述试验。

土的材料参数为：λ＝0.16，κ＝0.04，Γ＝3.0 和M ＝1.0。

求 （1） 在e~lnp 坐标下绘出正常固结和临界状态线和A →B →C →D 路径； （2） 估计在A →B →C →D 试验过程中q 的峰值； （3） 估计土样破坏时q 的极限值和孔隙比e （状态D ）。

（1） 已知：λ＝0.16，κ＝0.04，Γ＝3.0 和M ＝1.0。

N 与Γ之间的关系为：08.3ln2)04.016.0(0.32ln )(=-+=-+Γ=k N λ 正常固结线（NCL ）为： p p N e '-='--=ln 16.008.2ln )1(λ； 临界状态线（CSL ）为： p p e '-='--Γ=ln 16.00.2ln )1(λ ； 卸载回弹线（κ线）为：p p p k p N e '-='--='-'---=ln 04.040.1ln 04.068.008.2 ln ln )()1(0κλ修正剑桥模型为：0/222='+''-'M q p p p c，则 030022='+'-'q p p据此可以绘出试样的应力路径（见图1）。

（2）B 点，650/300/=='cc p p 为重超固结土； BC 线的斜率为3.0, 方程为q=3.0(p-50) 所以C 点的3.83='cp kPa ； 代入030022='+'-'q p p ，可解得A →B →C →D 试验过程中q 的峰值为4.134'='cq kPa（3）土体破坏时，见图1中D 点D 点的e 值与C 点的相同，C 点的P=83.3kPa ，代入p e ln 04.040.1-= 求得e=1.22，同理，将e=1.22代入p e ln 16.0000.2-= 求得q=130.3 kPa解法2解：（1）已知：λ=0.16，κ=0.04，Γ＝3.0和M＝1.0，p’0=300kPa由N＝Γ＋(λ-κ) ln2得N＝Γ＋(λ-κ) ln2=3.0+（0.16-0.04）ln2≈3.083∴正常固结线(NCL)方程：v=1+e=N-λln p’，即e= N-1-λln p’= 3.083-1-0.16ln p’ =2.083-0.16 ln p’；临界状态线（CSL）方程：v=1+e=Γ-λln p’，即e=Γ-1-λln p’=3.0-1-0.16ln p’=2.0-0.16ln p’；卸载回弹线（SL ）方程：v =1+e = v κ-κln p’= N -(λ-κ)ln p’0-κln p’，即e = N -1-(λ-κ)ln p’0-κln p’=3.083-1-(0.16-0.04)ln300-0.04ln p’ =1.399-0.04ln p’；修正剑桥模型屈服函数为：2222f=M 0p M p p q ''''-+=，代入已知参数得屈服面方程为：223000p p q '''-+=状态A ：在有效应力300kPa 下等向固结，所以300A p kPa '=，0A q '=，根据正常固结线(NCL)方程可得：e =2.083-0.16 ln p A ’=1.17。

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。