2021年高等土力学试题考博专用.doc

参照书目《高等土力学》李广信
第1章 土工实验及测试
一、简述土工实验目和意义。
1） 揭示土普通或特有物理力学性质 。
2） 针对详细土样实验，揭示区域性土、特殊土、人工复合土物理力学性质。
3） 拟定理论计算和工程设计参数 。
4） 验证理论计算对的性及实用性 。
5） 原位测试、原型监测直接为土木工程服务，也是分析和实现信息化施工手段。
第2章 土本构关系
★二、广义讲，什么是土本构关系？与其她金属材料比，它有什么变形特性（应力应变特性）？（）P51
土本构关系广义上讲是指反映土力学性状数学表达式，表达形似普通为应力-应变-强度-时间关系。
与金属材料相比，土变形特性包括：
①土应力应变非线性。由于土由碎散固体颗粒构成，土宏观变形重要不是由土颗粒自身变形，而是由于颗粒间位置变化。这样在不同应力水平下由相似应力增量引起应变增量就不会相似，即体现出非线性。
②土剪胀性。由于土石由碎散颗粒构成，在各向等压或等比压缩时，孔隙总是减少，从而可发生较大体积压缩，这种体积压缩大某些死不可恢复，剪应力会引起土塑性体积变形，这叫剪胀性，另一方面，球应力又会产生剪应变，这种交叉，或者耦合效应，在其她材料中很少见。
③土体变形弹塑性。在加载后再卸载到本来应力状态时，土普通不会完全恢复到本来应变状态，其中有一某些变形是可以恢复，某些应变式不可恢复塑性应变，并且后者往往占很大比例。
④土应力应变各向异性和土构造性。不但存在原生由于土结各向构异性带来变形各向异性，并且对于各向受力不同步，也会产生心变形和各向异性。
⑤土流变性。土变形有时会体现出随时间变化特性，即流变性。与土流变特性关于现象只要是土蠕变和应力松弛。
影响土应力应变关系应力条件重要有应力水平，应力途径和应力历史。
★三、何为土剪胀性，产生剪胀因素？P52()
土体由于剪应力引起体积变化称为剪胀性，广义剪胀性指剪切引起体积变化，既涉及体胀，也涉及体缩，但后者常被称为“剪缩”。土剪胀性实质上是由于剪应力引起土颗粒间互相位置变化，使其排列发生变化，加大（或减小）颗粒间孔隙，从而发生体积变化。
四、阐述土本构关系分类，并举例阐明。
1、弹性本构关系
弹性本构关系可分为线弹性本构关系和非线性弹性本构关系。线弹性本构关系即普通弹性力学，其应力-应变关系服从广义胡克定律。非线性本构关系应力-应变曲线是非线性，但是加卸载依然沿着一条曲线。该本构关系未考虑土塑性变形，因而仅当受力体各点都是加荷条件时，才近似符合实际，并且也没有考虑应力途径和中主应力影响。
2、弹塑性本构关系
弹塑性模型则把总变形提成弹性形变和塑性形变两个某些，用胡克定律计算弹性变形某些，用塑性理论来解塑性变形某些。对于塑性变形，要做三方面假定： 破坏准则和屈服准则；硬化规律；流动法则。该本构关系可分为刚性抱负塑性本构关系、抱负弹性塑性本构关系和弹塑性应变硬化（或软化）型本构关系。
代表性模型剑桥模型 英国剑桥大学提出用于正常固结或弱超固结粘土模型，由三轴压缩实验成果整顿处q-p和e-p关系曲线。土中e为孔隙比，应力p、q指是有效应力；图中实线表达排水剪实验，虚线为固结不排水实验。
3、流变型本构关系
该本构关系考虑应力、应变随时间变化本构关系，是弹性、塑性和粘滞性三者相结合而成。
★五、土本构模型重要分哪几类？邓肯-张本构模型本质？并写出邓肯-张本构模型应力应变表达式，并在应力应变坐标轴中表达。（）P62
答：土本构模型大体上可以分为弹性模型，弹塑性模型，粘弹塑性模型，内时塑性模型等几类。
邓肯-张双曲线模型本质在于假定土应力应变之间关系具备双曲线性质，双曲线拟合出普通土三轴实验，其中，a b为实验常数，对于常规三轴压缩实验，轴应变，邓肯等人依照这一双曲线应力应变关系提出了一种当前被广泛应用增量弹性模型，普通被称为邓肯-张模型
六、试阐明屈服点，屈服准则，屈服面和屈服轨迹概念。
1）屈服点：产生屈服现象时最小应力值即为屈服点
2）屈服准则：用以判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，亦即是判断与否发生塑性变形准则。
3）屈服面和屈服轨迹：屈服准则用几何办法来表达即为屈服面和屈服轨迹，由于许多模型都假设土体是各向同性，则屈服函数可以再三位空间中表达到曲面，称为屈服面。这一屈服面与任一种二维应力坐标平面交线就是屈服轨迹。
七、在土弹塑性本构关系中，屈服准则，流动法则，硬化定理起什么作用？
①屈服准则是判断土作为弹塑性材料来研究与否发生塑性变形准则。
②流动法则是用来拟定塑性应变增量方向或塑性应变增量张量各个分量间比例关系。
③硬化定理用来描述屈服原则如何发展，阐明屈服面为什么会硬化，详细拟定硬化函数与