土力学课后答案01

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3-3、拉普拉斯方程适用于什么条件渗流场?【答】当渗流场中水头及流速等渗流要素不随时间改变时,这种渗流称为稳定渗流,而拉普拉斯方程是指适用于平面稳定渗流的基本方程。

3-6. 流砂与管涌现象有什么区别和联系?

【答】在向上的渗流力作用下,粒间有效应力为零时,颗粒群发生悬浮、移动的现象称为流砂(土)现象。这种现象多发生在颗粒级配均匀的饱和细、粉砂和粉土层中,一般具有突发性、对工程危害大。

在水流渗透作用下,土中的细颗粒在粗颗粒形成的孔隙中移动,以至流失;随着土的孔隙不断扩大,渗流速度不断增加,较粗的颗粒也相继被水逐渐带走,最终导致土体内形成贯通的渗流管道,造成土体塌陷,这种现象称为管涌。它多发生在砂性土中,且颗粒大小差别大,往往缺少某种粒径,其破坏有个时间发展过程,是一种渐进性质破坏。具体地再说,管涌和流砂的区别是:(1)流砂发生在水力梯度大于临界水力梯度,而管涌发生在水力梯度小于临界水力梯度情况下;(2)流砂发生的部位在渗流逸出处,而管涌发生的部位可在渗流逸出处,也可在土体内部;(3)流砂发生在水流方向向上,而管涌没有限制。

4-4.基底压力分布的影响因素有哪些?简化直线分布的假设条件是什么?

【答】基底压力的大小和分布状况与荷载的大小和分布、基础的刚度、基础的埋置深度以及地基土的性质等多种因素。假设条件:刚性基础、基础具有一定的埋深,依据弹性理论中的圣维南原理。

4-5.如何计算基底压力和基底附加压力?两者概念有何不同?

【答】基地压力P计算: (中心荷载作用下) (偏心荷载作用下

) 基地压力计算:

基地压力P为接触压力。这里的“接触”,是指基础底面与地基土之间的接触,这接触面上的压力称为基底压力。

基底附加压力为作用在基础底面的净压力。是基底压力与基底处建造前土中自重应力之差,是引起地基附加应力和变形的主要原因。

7-3. 何谓土的极限平衡条件?粘性土和粉土与无粘性土的表达式有何不同?

【答】(1)土的极限平衡条件:即

土处于极限平衡状态时破坏面与大主应力作用面间的夹角为,且

(2)当为无粘性土()时,

7-5. 试比较直剪试验和三轴压缩试验的土样的应力状态有什么不同?并指出直剪试验土样的大主应力方向。

【答】直剪试验土样的应力状态:;

三轴试验土样的应力状态:。直剪试验土样的大主应力作用方向与水平面夹角为900。

9—1地基破坏模式有三种:一是整体剪切破坏,二是局部剪切破坏,三是冲剪破坏(又称刺入剪切破坏)

在荷载作用下地基因承载力不足引起的破坏,一般都由地基土的剪切破坏引起。试验表明,浅基础的地基破坏模式有三种:整体剪切破坏、局部剪切破坏和冲切剪切破坏。地基整体剪切破坏的主要特征是能够形成延伸至地面的连续滑动面。在形成连续滑动面的过程中,随着荷载(或基底压力)的增加将出现三个变形阶段:即弹性变形阶段、弹塑性变形阶段以及破坏(或塑性流动)阶段。即地基在荷载作用下产生近似线弹性(p-s曲线首段呈线性)变形;当荷载达到一定数值时,剪切破坏区(或称塑性变形区)逐渐扩大,p-s曲线由线性开始弯曲;当剪切破坏区连成一片形成连续滑动面时,地基基础失去了继续承载能力,这时p-s曲线具有明显的转折点。]

根据地基剪切破坏的特征,可将地基破坏分为整体剪切破坏,局部剪切破坏和冲剪破坏三种模式。(1)整体剪切破坏:基底压力p超过临塑荷载后,随荷载的增加,剪切破坏区不断扩大,最后在地基中形成连续的滑动面,基础急剧下沉并可能向一侧倾斜,基础四周的地面明显降起。密实的砂土和硬粘土较可能发生这种破坏形式。

(2)局部剪切破坏:随着荷载的增加,塑性区只发展到地基内某一范围,滑动面不延伸到地面而是终止在地基内某一深度处,基础周围地面稍有隆起,地基会发生较大变形,但房屋一般不会倒坍,中等密实砂土,松砂和软粘土都可能发生这种破坏形式。

(3)冲剪破坏:基础下软弱土发生垂直剪切破坏,使基础连续下沉。破坏时地基中无明显滑动面,基础四周地面无隆起而是下陷,基础无明显倾斜,但发生较大沉降,对于压缩性较大的松砂和软土地基可能发生这种破坏形式。