土力学问答题.doc

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,乙为正方形根底,两者根底宽度相同,埋深相同,基底附加压力也相同,地基土完全相同,两根底沉降量是否相同?为什么?答:不同,方形荷载所引起的σz,其影响深度要比条形荷载小的多,条形根底下地基土的侧向变形主要发生在浅层,而位于根底边缘下的土体容易发生剪切滑动而首先出现塑性变形区。,说明三轴试验如何测定土的抗剪强度指标。答:如果试样所受到的周围固结压力大于它曾受到的最大固结压力Pc,属于正常固结试样,如果小于,属于超固结试样。1变形模量和压缩模量有何关系和区别?〔2次〕答:土的变形模量是土体在无侧限条件下的应力和应变的比值,土的压缩模量是土体在侧限条件下的应力与应变的比值。2什么是自重应力和附加应力?答:自重应力——由土体本身有效重量产生的应力称为自重应力。附加应力:土体受到外荷载以及地下水渗流、地震等作用下附加产生的应力增量,是产生地基变形的主要原因,也是导致地基土的强度破坏和失稳的重要原因。3填土内摩擦角对土压力大小有何影响?答:计算主动土压力时,一般可忽略内摩擦角的影响,但计算被动土压力和静止土压力时,考虑内摩擦角降低,导致墙背压力的增大4如以下列图所示,图中有无错误?5为什么饱和黏性土不固结不排水剪的强度包线是一条水平线?答:如果饱和粘性土从未固结过,将是一种泥浆状土,抗剪强度也必然等于0,一般从天然土层中取出的试样一般都具有一定的天然的强度,天然土层的有效固结压力是随深度变化的,所以不排水抗剪强度也随深度变化,均质的正常固结不排水强度大致随有效固结压力成线性增大。饱和的超固结粘土的不固结不排水强度包线也是一条水平线。2以下列图(a),(b)中,AB、BC为挡土墙受到主动、被动土压力作用时的滑动面,根据库仑土压力理论绘出:(1)作用在土楔体AB、BC滑动面上的剪应力方向;(2)作用在土楔体AB面,BC面上的合力方向?3试比较朗肯土压力理论和库仑土压力理论的优缺点和各自的适用范围?〔出现3次〕答:郎肯土压力理论应用半空间中的应力状态和极限平衡理论的概念比较明确,公式简单,便于记忆,对于粘性土和无粘性土都可以用该公式直接计算,但由于该理论忽略了墙背与填土之间摩擦影响,使计算的主动土压力增大,而计算的被动土压力偏小。库伦土压力理论根据墙后滑动土的静力平衡条件导得公式,考虑了墙背与土之间的摩擦力,并可用于墙背倾斜,填土面倾斜情况,但由于该理论假设填土时无粘性土,因而不能用库伦理论的原始公式直接计算粘性土的土压力。4甲、乙两土的天然重度和含水量相同,相对密度不同,谁的饱和度大?答:土的饱和度和含水量孔隙比以及相对密度有关系,含水量和天然重度相同的情况下,谁的相对密度大那么饱和度大。5简述用孔隙比e、相对密实度Dr判断砂土密实度的优缺点。答:对于级配相差较大的不同类土,那么天然孔隙比e难以有效判定密实度的相对上下,而用相对密度法可以合理的判定砂土的密实度状态。?答:灵敏度是以原状土的强度与该土经过重塑后的强度之比来表示。触变性:抗剪强度对时间恢复的胶体化学性质。,影响压实性的因素有哪些?答:〔1〕含水量对整个压实过程的影响;〔2〕击实功对最正确含水量和最大干密度的影响;〔3〕不同压实机械对压实的影响;〔4〕,试确定固结微分方程的初始条件和边界条件。,为什么?它可用来测定哪一类土的抗剪指标?为什么?答:不能,能够用来测饱和粘性土的不排水抗剪强度。因为无侧限抗压试验中,在不加任何侧向压力的情况下施加垂直压力了,直到试件剪切破坏为止,剪切破坏时试样所能承受的最大轴向压力,只能做一个极限应力圆,因此对于一般粘性土就难以作出莫尔破坏包线。、刚性根底的受力及变形特点。?答:强结合水、弱结合水和自由水。“架越作用〞?其影响因素是什么??在什么情况下可将基底压力简化为直线分布?答:基底压力的大小和分布状况,与荷载的大小和分布、根底的刚度、根底的埋置深度以及地基土的性质等多种因素有关。对于具有一定刚度以及尺寸较小的扩展根底,其基底压力当作近似直线分布。〔刚性根底〕的特点。答:无筋扩展根底的材料都具有良好的抗压性能,但抗拉、抗剪强度都不高,为了使根底内产生的压应力和剪应力不超过相应的材料强度设计值,设计时需要加大根底的高度,因此,这种根底几乎不发生挠曲变形。,且开挖后又搁置较长时间才建根底,此时应如何考虑基底附加压力的影响??研究土体的抗剪强度的意义?答:土的抗剪强度可以定义为土体抵抗剪应力的极限值,或土体抵抗剪切破坏的受剪能力。意义:如果土体内某一局部的剪应力到达了抗剪强度,在该局部就出现剪切破坏,随着荷载的增加,剪切破坏的范围逐渐增大,最终在土体中形成连续的滑动面,而丧失稳定性。工程实践和土工试验都验证了土体受剪发生的破坏,剪切破坏时土的强度破坏的重点。??如何定性评价土的压缩性?答:土的压缩系数、土的压缩模量、土的压缩指数、土的体积压缩系数。土的压缩性是指土体在压力作用下体积缩小的特性。根据土的压缩性指标来评价土的压缩性,可按e-p曲线来确定土的压缩系数、压缩模量等压缩性指标,按e-lgp曲线可以确定土的压缩性指数等压缩性指标。另外固结试验结果还可绘制试样压缩量与时间平方根的关系曲线,测定土的竖向固结系数,用这几项指标综合评定土的压缩性。。答:按分层总和法计算根底最终沉降量,应在地基压缩层深度范围内划分为假设干分层,计算各分层的压缩量,然后求其总和。步骤:回执根底和地基剖面、分层求出土的自重应力和附加应力、求各个分层的压缩量、求总的沉降量。?什么是基桩?什么是群桩效应?3什么是土的极限平衡状态?什么是极限平衡条件?实际意义?:地基固结度是指地基土层在某一压力作用下,?什么是摩尔一库仑强度理论?〔出过2遍〕答:当体内任一平面上的剪应力等于材料的抗剪强度时,该点就发生破坏,并提出在破坏面上的剪应力,即剪切强度τf,是该面上法向应力σ的函数,即τf=f(σ),这个函数在τf-σ坐标中式一条曲线,成为莫尔包络线,简称莫尔包线。由库伦公式表示莫尔包线的强度理论,成为莫尔-库伦强度理论。。答:直接剪切试验,三轴压缩试验、无侧限抗压强度试验和现场的十字板剪切试验。20均质地基上,当根底底面压力相等、埋深相等时,根底宽度相同的条形根底和正方形根底,哪个沉降大?为什么?:当不变时,减小可能破坏;当不变时,增大可能破坏?答:、B的物理意义,并写出三轴试验三种排水条件下孔隙水压力的表达公式。答:B为在各向应力相等的条件下的孔隙压力系数,即土体在等向压缩应力状态时单位围压增量所引起的孔隙压力增量。A是在偏应力作用下的孔隙压力系数。?怎样表示?答:对加荷过程中的土体内某点,其应力状态的变化可在应力坐标图中以莫尔应力圆上一个特征点的移动轨迹表示,这种轨迹成为应力路径。表示方法:为了防止在一张图上画很多应力圆使图面很不清晰,可在图上适中选择一个特征点来代表一个应力圆。常用的特征点是应力圆的顶点。1什么是d10、d30、d60、,用途是什么?答:是用来描述颗粒级配的定量指标,即不均匀系数和曲率系数。d10,d30,d60分别相当于小于某粒径土重累计百分含量为10%、30%、60%对应粒径,分别成为有效粒径、中值粒径和限制粒径。2由于开挖基坑面积很大,且开挖后又搁置较长时间才建根底,此时应如何考虑基底附加压力的影响?答:开挖基坑后,卸除了原有的自重应力,即基底处建前有过自重应力的作用,建筑物建后的基底平均压力扣除建前根底底处土中自重应力后,才是新增加于地基的基底平均附加应力。3与抗剪强度有关的工程问题有哪些?答:挡土墙侧土压力、地基承载力、土坡和地基稳定性等问题。4作用于挡土墙上土压力有哪几种,影响因素有哪些?答:〔1〕、主动土压力,〔2〕、被动土压力,〔3〕、静止土压力库伦土压力的根本假设是?答:墙后的填土时理想的散体粒,滑动破坏面为宜平面,滑动土楔体视为刚体。土体剪切破坏面是不是发生在最大剪应力面上?为什么?答:不是,土体的最大剪应力面为45度面,但是最大剪切破会面发生在45°+φ/2上。因为在此面上的剪应力大于容许剪应力,而45°面上的剪应力小于容许剪应力。简述太沙基的有效应力原理,土中有效应力的含义是什么?答:土体内的剪应力只能由骨架承担。土中的有效应力是指土粒所传递的粒间应力,它是控制土的体积和强度两者变化的土中应力。以条形根底作用均布荷载为例,说明土中竖向附加应力分布的规律?答:〔1〕、σz不仅发生在荷载面积之下,而且分布在荷载面积之外相当大的范围之下,这就是所谓地基附加应力的扩散分布。〔2〕、在距离根底底面不同深度z处的各个水平面上,以基底中心点下轴线处的为σz最大,随着距离中轴线越远越小。〔3〕、在荷载分布范围内任意点垂线的σz值,随深度愈向下愈小,在荷载边缘以外任意点沿垂线的σz值,随深度从零开始向下先加大后减小。请你定性地分析饱和粘性土在固结过程中以下各指标如何变化。答:2土不是连续体,但在研究土体的应力、变形时,可否将土作为连续体考虑?为什么?答:可以,因为考虑到一般建筑物荷载作用下地基土中某点的应力变化范围还不很大,可以用一条各县来近似地替代相应的曲线段,就可以把土体看成一个线性连续体,从而简化计算。3根底下哪一局部土体易发生剪切破坏?为什么?答:。答:对于均质粘性土坡,由于剪切而破坏的滑动面大多为一曲面,破坏前,一般在坡顶首先出现张力裂缝,然后沿某一曲面产生整体滑动,但滑弧上各区段土的抗剪强度各不相同,并于各点法向应力有关。为此,常将滑动土体分成假设干条块,分析每一条快上的作用力,然后利用每一土条上的力合力矩的平衡条件,求出平安系数表达式,其统称条分法。,假设抗倾平安系数缺乏时,可以哪几方面采用措施?答:试卷简答题简述地下水位变化对土中自重应力、地基沉降的影响。答:地下水位的升高,因为浮力的作用,自重应力相应的减小,沉降也减小〔合理解释沉降原因〕(3分)地下水位的下降,自重应力增加,沉降也就加大(2分)。2、地基破坏模式有哪几种?它与土的性质有何关系?发生整体剪切破坏时p-s曲线特征如何?答:整体剪切破坏、局部剪切破坏及冲切剪切破坏。〔2分〕如果土的压缩性低,土体相对较密实,一般容易发生整体剪切破坏;如果土比较松,压缩性高,那么会发生冲切破坏。〔2分〕p-s曲线具有明显的转折点。〔1分〕3、影响土坡稳定的因素有哪些?答:设置地下室;改变根底底面尺寸;加强根底刚度;进行地根底处理;采用桩根底或其他深根底等〔5分〕4、为了防止不均匀沉降危害,从地基与根底方面有哪些措施?外荷载作用或土坡环境变化导致土体内部剪应力加大,如降雨导致土体饱和重度增加,水的渗透力、坡顶荷载或地震、打桩等;外荷因素导致土体抗剪强度降低,如孔隙水压力升高,气候变化使土干裂,雨水使土软化等。〔5分〕5、试从根本假定、分析原理和计算偏差三个方面简述朗肯土压力理论。答:〔1〕挡土墙背垂直〔2〕墙后填土外表水平〔3〕挡墙反面光滑即不考虑墙与土之间的摩擦力。〔3分〕根据墙后土体内各点的应力从弹性平衡状态开展为极限平衡状态的应力条件,直接求得墙背上各点的土压力分布强度。朗肯理论假定墙背与土无摩擦,,因此计算所得的主动压力偏大,而被动土压力偏小。〔2分〕6、软土地基上进行路堤或土坝的填土施工时,常用设置反压马道的方法〔即在堆土路堤坡脚两侧铺压一定厚度和宽度的土体〕,或者进行地基处理的方法,以满足设计堆载的要求或加大堆土高度的要求,试用地基承载力表达式简析这些措施是有效和合理的理由?答:〔1〕地基极限承载力公式为:;设置反压马道相当于公式中qNc项增加,所以地基极限承载力也增大;进行地根底处理,地基土的及值均会增大,也增大,那么地基极限承载力也增大。〔5分〕确定地基承载力有哪些途径?答:〔1〕压力施加的瞬时,即t=0,因水来不及排水,孔隙水应力u等于所加的附加压力p,而有效应力=0;〔2〕随着时间t的增加,水在压力作用下逐渐向外排水,孔隙水应力逐渐消散,有效应力不断增长;〔3〕最后当t=∞时,孔隙应力u消散至0,有效应力为p,土的固结完成〔4分〕。土层的固结过程就是孔隙水应力u转化为有效应力的过程,但在这一过程中,始终满足u+=p。〔1分〕土层固结过程中,孔隙水应力和有效应力是如何转化的?它们之间有何关系答:〔1〕压力施加的瞬时,即t=0,因水来不及排水,孔隙水应力u等于所加的附加压力p,而有效应力=0;〔2〕随着时间t的增加,水在压力作用下逐渐向外排水,孔隙水应力逐渐消散,有效应力不断增长;〔3〕最后当t=∞时,孔隙应力u消散至0,有效应力为p,土的固结完成〔4分〕。土层的固结过程就是孔隙水应力u转化为有效应力的过程,但在这一过程中,始终满足u+=p。〔1分〕通过本课程的学****你认为土具有哪些方面的性质或特性?〔至少五条〕答:压缩性,孔隙性,渗透性,冻胀性,剪胀性〔或其他〕。持力层与地基有什么区别?答:与根底直接接触的土层称为持力层,受建筑物荷载影响的那局部土层称为地基,地基中包括持力层。11、土的压缩系数是指土体在侧限条件下孔隙比减少量与有效压应力增量的比值,该值愈大说明土的压缩性愈大,请问地基的沉降变形量就一定愈大吗?为什么?答:不一定。地基变形有多个影响因素,如:荷载大小,压缩层厚度等。当在一定条件下计算地基承载力设计值可能不满足设计要求时,怎样做才有可能使地基承载力到达要求?列举两例。答:比方:〔1〕适当增加埋深,设置架空层;〔2〕适当增加根底宽度。请借助于临界孔隙比的概念说说砂土的液化问题?答:定义临界孔隙比。如果饱和砂土的初始孔隙比大于临界孔隙比,在外荷作用下会出现剪缩,孔隙水来不及排水,使得孔隙压力增大,有效应力减少为零,砂土就会象液体那样没有抗剪强度。14、地基变形的大小是由什么因素决定的?标准法计算地记最终沉降量较分层总和法有哪些方面的改进?答:地基变形的大小取决于两个方面,一是荷载的大小和分布,另一方面为地基土的类型,厚度。分布及压缩性。改进包括:标准法中引入沉降计算经验系数来对各种因素造成的计算误差进行修正,使得结果更接近实际,引用地基平均附加应力系数的概念、参数、,使得不用地基土层细分层次,计算工作量减小,精度增加,采用地基变形计算深度的新标准,变形比法代替代应力比法。15根据库伦主动土压力理论,影响主动土压力的因素有哪些?为了减小主动土压力,你会怎么办?答:影响因素有:内摩擦角ψ越大,主动土压力越小。墙的粗糙度δ:越粗糙,主动土压力就越小,强背倾斜方向及斜角。设计成仰斜,主动土压力就相对较小,设计成俯斜,主动土压力就大,为了减小主动土压力,可采用如下措施:墙后填选用砂土较好、墙背粗糙些较好、选用仰斜式挡土墙较好,但会施工困难。同一种名称的土所测定的抗剪强度指标是否有变化?为什么?答:有变化。因为影响土抗剪强度指标的因素很多。如土的种类,土样的天然结构式否被扰动,应力状态和应力历史,排水条件。浅根底的地基破坏模式有哪些?并讨论各种破坏模式可能发生在什么情况下。答:1〕、整体剪切破坏,密实的沙土及粘性土。2〕、局部剪切破坏,中等密实的粉质粘土及中砂。3〕、刺入破坏,压缩性大的地基土、埋深大的根底中。什么叫土的压缩性?土体压缩变形的原因是什么?答:土体压缩性指标土在压力〔附加应力或自重应力〕作用下体积缩小的特征。土体压缩包括:土粒本身和孔隙水的压缩、孔隙气体的压缩、孔隙水、气排出、使得孔隙体积减小、其中土粒本身、孔隙水和气体压缩都很小,可忽略,所以土体压缩主要是土体中水、气的排出引起孔隙体积减小造成。简述土的含水量和饱和度的概念,“甲土的含水量比乙土大,那么甲土的饱和度也比乙土的大〞是否正确?为什么?答:土的含水量是土中水的质量与土粒质量之比,饱和度是土中所含水分的体积与孔隙体积之比,描述土体中孔隙被水充满的程度。“甲土含水量比乙土大,那么甲土的饱和度也比乙土的大〞是错误的,甲土含水量比乙土大只说明土中水的质量与土粒质量之比比乙土大,因为孔隙率比不知道,所以不能说甲土的饱和度也比乙土的大。如何根据土中一点摩尔应力圆与抗剪强度τf包线的相对位置关系来判别该点土体所处的状态?答:1〕、应力圆Ⅰ与强度包线想离,即τ<τf,该点土体处于稳定状态。2〕、应力圆Ⅱ与强度包线在A点相切,即τ=τf,该点处于极限平衡状态,应力圆Ⅱ称为极限应力圆,此时,该点处于濒临破坏的极限状态。3〕、应力圆Ⅲ与强度包线相割,即τ﹥τf,土体早已剪破,实际不能绘出。