土力学简答题

何谓最优含水量影响填土压实效果的主要因素有哪些答：在一定功能的压实(或击实、或夯实)作用下，能使填土达到最大干密度(干容量)时相应的含水率（1）含水量对整个压实过程的影响；（2）击实功对最佳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）土粒级配的影响地基土分为几大类各类土的划分依据是什么答: 根据《地基规范》作为建筑地基上的土（岩），可分为岩石、碎石土、砂土、粉土、粘性土和人工填土。

土的不均匀系数C u 及曲率系数C C 的定义是什么如何从土的颗粒级配曲线形态上、C u 及C C 数值上评价土的工程性质答：P16简述渗透定理的意义，渗透系数k 如何测定动水力如何计算何谓流砂现象这种现象对工程有何影响答：土孔隙中的自由水在重力作用下，只要有水头差，就会发生流动，水透过土孔隙流动的现象称为渗透， 反应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不广泛答：相对密实度土的物理性质指标有几个哪些是直接测定的如何测定答：土的物理性质指标有：土的密度（通过环刀法测定）、土粒相对密度（通过比重瓶法测定）和土的含水量（通过烘干法测定）、土的干密度、土的饱和密度、土的有效密度、土的孔隙比和孔隙率等。

土的自重应力分布有何特点地下水位的升降对自重应力有何影响,如何计算答:均质土的自重应力沿深度呈线性分布;非均质土的自重应力沿深度呈折线分布;地下水位下降会引起自重应力的变化，使地基中原地下水位以下部分土的有效自重应力增加，从而造成地表大面积附加下沉;地下水位上升，使原来位于地下水位以上的土体处于地下水位之下，会使这部分土体压缩量增大，抗剪强度降低，引起附加沉降;地下水位以上土层采用天然重度，地下水位以下土层采用浮重度如何计算基底附加压力在计算中为什么要减去基底自重应力答: 基底附加压力:由于建造建筑物而新增加在地基表面的压力,即导致地基中产生附加应力的那部分基底压力 d P P 00γ-=因为一般基础都埋置于地面下一定深度,该处原有自重应力因基坑开挖而卸除,因此,在计算由建筑物造成的基底附加压力时,应扣除基底标高处土中原有的自重应力后,才是基底平面处新增加于地基的基底附加压力简述太沙基有效应力原理答:(1)土的有效应力等于总应力减去孔隙水压力(2)土的有效应力控制了土的变形简述均布矩形荷载下地基附加应力的分布规律。

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）、在距离基础底面不同深度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。

压缩系数a 和压缩指数C v 的物理意义是什么a 是否为一个定值工程中为何用a 1-2进行土层压缩性能的划分答:P69压缩系数v a 是指单位压力增量所引起的空隙比改变量，即e~p 压缩曲线的割线的坡度，p e p p e e a v ∆∆-=--=1221；压缩指数c C 是指e~lgp 曲线直线段的坡度，即：)lg(lg lg 111221p p p e p p e e C c ∆+∆-=--= 土的压缩性指标有哪些答:压缩系数、压缩指数、压缩模量变形模量和压缩模量有何关系和区别答：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。

在饱和土一维固结过程中，土的有效应力和孔隙水压力是如何变化的答：饱和土体在压力作用下，孔隙水随时间而逐渐排出孔隙体积逐渐减小，孔隙水压力逐渐消散，有效应力相应增长。

（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σ'=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σ'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σ'的过程，但在这一过程中，始终满足u+σ'=p 。

（1分）什么是土的抗剪强度什么是土的抗剪强度指标试说明土的抗剪强度的来源，对一定的土类，其抗剪强度指标是否为一个定值为什么答：土抗剪强度是指土体抵抗剪切破坏的极限强度;指标：内摩擦角和粘聚力;不是一个定值，因为土的抗剪强度指标与土的成分、形状、大小、颗粒级配、含水量、密度、土体结构扰动情况和孔隙水压力等的影响何谓土的极限平衡状态和极限平衡条件试用莫尔-库伦强度理论推求土体极限平衡条件的表达式。

答：当土体的剪应力τ等于土的抗剪强度f τ时的临界状态称谓“极限平衡状态”。

当土体处于极限平衡状态时的土的抗剪强度指标之间的关系式，即13,σσ与内摩擦角ϕ、内聚力c 之间的数学表达式称为土的“极限平衡条件”。

据莫尔—库仑破坏准则来研究某一土体单元处于极限平衡状态时的应力条件及其大、小主应力之间的关系，该关系称为土的极限平衡条件。

土体中首先发生剪切破坏的平面是否就是剪应力最大的平面为什么在何种情况下，剪切破坏面与最大剪应力面是一致的在通常情况下，剪切破坏面与大主应力面之间的夹角是多少答：不是，由莫尔应力贺与抗剪强度包线相切，切点的位置可确定M 点破坏面的方向，由莫尔圆原理，可知土体中破坏面与最大应力G1作用面的夹角为π/4+φ/2 只不在饱各粘性土在不固结不排水条件下，破坏面与最大剪应力面一致通常夹角都有为π/4+φ/2。

分别简述直剪试验和三轴压缩试验的原理，比较二者之间的优缺点和实用范围。

答：直接剪切试验：试验时，由杠杆系统施加垂直压力，再施加水平压力，在剪切过程中随着上下盒的相对位移，剪变形发展，土样中的强度逐渐发挥出来，直到剪应力等于抗剪强度为止，所以土样的抗剪强度可用剪切破坏时剪应力来量度。

直剪试验具有构造简单，操作简便的优点，但存在如下缺点：（1）剪切过程中试样内的剪应变和剪应力分布不均匀；（2）剪切面人为地限制在上、下盒的接触面 ；（3）土样的排水不能严格控制；（4）剪切过程中试样的剪切面积逐渐减小 三轴压缩试验：试验时，围压系统对土样各向施加63保持不变，然后由轴压系统对土样施加轴向附加压力△G 。

试验过程中，轴向应力G1（=G3+G ）随△G 的增大而增大，莫尔应力圆在扩大至与抗剪强度包线相切，试样即被剪破。

三轴压缩试验的优点： （1）试验能严格控制试样的排水条件，准确测定剪切过程中孔隙水压力变化。

（2）不确性指定破裂面位置 （3）除抗剪强度指标外还可测定土的灵敏度，侧压力系数，孔隙水压力系数等，但仍存在试样制备和试验操作比较复杂，试验中的应力与应变仍不够均匀的缺点。

何谓应力路径怎样表示答：指在外力作用下土中某一点的应力变化过程在应力坐标图中的轨迹表示方法：为了避免在一张图上画很多应力圆使图面很不清晰，可在图上适当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。

土压力有哪几种影响土压力的各种因素中最主要的因素是什么答：主动土压力，静止土压力，被动土压力影响土压力的大小和分布的因素很多，处了与土的性质有关外，还和墙体的位移方向、位移量、土体与结构物间的相互作用以及挡土结构物类型有关试阐述主动土压力、静止土压力和被动土压力的定义和产生的条件，兵比较三者的数值大小。

答当挡土墙具有足够的截面，并且建立在坚实的地基上，墙在墙后填土的推力作用下，不产生任何移动或转动时，墙后土体处于弹性平衡状态，此时，作用于墙背上的土压力称为静止土压力（0E ）。

如果墙基可以变形，墙在土压力作用下产生向着离开填土方向的移动或绕墙根的转动时，墙后土体因侧面所受限制的放松而有下滑趋势。

当墙的移动或转到达到某一数量时，滑动面上的剪应力等于土的抗剪强度，墙后土体达到主动极限平衡状态，这时作用在墙上的土推力达到最小值，称为主动土压力（a E ）。

当挡土墙在外力作用下向着填土方向移动或转动时，墙后土体受到挤压，有上滑趋势。

为阻止其上滑，土内剪应力反向增加，使得作用在墙背上的土压力加大。

直到墙的移动量足够大时，滑动面上的剪应力又等于抗剪强度，墙后土体达到被动极限平衡状态，这时作用在墙上的土抗力达到最大值，称为被动土压力（p E ）。

三者之间的关系：p a E E E <<0试比较郎金土压力理论和库伦土压力理论的基本假定及适用条件。

答：朗金理论假定挡土墙的墙背竖直、光滑，墙后填土表面水平且延伸到无限远处，适用于粘性土和无粘性土。

库仑理论假定滑裂面为一通过墙踵的平面，滑动土楔体是 由墙背和滑裂面两个平面所夹的土体所组成，墙后填土为砂土。

适用于各类工程形成的不同的挡土墙，应用面较广，但只适用于填土为无粘性土的情况挡土墙有哪几种类型如何确定墙背土压力及筋带的长度①重力式挡土墙。

这种形式的挡土墙通常由块石或素混凝土砌筑而成。

靠自身的重力来维持墙体稳定，墙体的抗拉、抗剪强度都比较低。

它具有结构简单、施工方便、易于就地取材等优点，在工程中应用较广。

②悬壁式挡土墙。

一般是用钢筋混凝土建造，它是由三个悬臂组成。

墙的稳定主要靠墙踵悬臂上的土重维持，墙体内的拉应力由钢筋承受。

这类挡土墙的优点是能充分利用钢筋混凝土的受力特点，墙体截面尺寸较小，在市政工程以及厂矿储库中较常使用。

③扶壁式挡土墙。

当墙高较大时，悬臂式挡土墙的立臂推力作用产生的弯矩与挠度较大，为了增加立臂抗弯性能和减少钢筋用量，常沿墙的纵向每隔一定距离设一道扶臂。

墙体稳定主要靠扶臂间土重维持。

地基的剪切破坏有哪些形式发生整体剪切破坏时P-S 曲线的特征如何答：整体剪切破坏、局部剪切破坏及冲切剪切破坏如果土的压缩性低，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，则会发生冲切破坏。

（2分）p-s 曲线具有明显的转折点。

何谓无黏性土坡的自然休止角性土坡的稳定性与哪些因素有关答：无黏性土坡的自然休止角是无黏性土在松散状态堆积时其坡面与水平面所形成的最大倾角。

当稳定安全系数K=1时，此时抗滑力等于滑动力，土坡处于极限平衡状态，相应的坡角就等于无粘性土的内摩擦角，特称之为自然休止角;设置地下室；改变基础底面尺寸；加强基础刚度；进行地基础处理；采用桩基础或其他深基础等土坡稳定分析的条分法原理是什么如何确定最危险圆弧滑动面答：条分法是将滑动土体竖直分成若干土条，把土条当成刚体，分别求作用于各土条上的力对圆心的滑动力矩和抗滑力矩，然后求土坡的稳定安全系数Ｆs的方法。

最危险滑动面是相应于边坡最小的稳定安全系数的滑动面，是土坡最可能产生滑动的面什么是土坡的稳定性分析常用的分析方法有哪些最危险的滑动面怎么确定答：所谓土坡的稳定性分析，就是用土力学的理论来研究发生滑坡时滑面可能的位置和形式、滑面上的剪应力和抗剪强度的大小、抵抗下滑的因素分析以及如何采取措施等问题，以估计土坡是否安全，设计的坡度是否符合技术和经济的要求。