岩土力学之论述题

岩土力学之论述题
1.论述地基处理的目的：
地基处理的目的就是利用各种地基处理方法对地基土进行加固，用以改良地基土的工程特性，以达到如下目的：①提高地基的抗剪强度，增加其稳定性。

②降低地基土的压缩性，减少地基的沉降变形。

③改善地基土的渗透特性，减少地基渗漏或加强起渗透稳定。

④改善地基土的动力特性，提高地基的抗震性能⑤改善特殊土地基的不良特性，满足工程设计要求。

2.何谓换土垫层？其作用是什么？
（1）换土垫层法简称换土法通常指当软弱土地基的承载力和变形满足不了建筑物的要求，而软弱土层的厚度又不很大时，将基础底面以下处理范围内的软弱土层的部分或全部挖去，然后分层换填强度较大的砂或其他性能稳定、无侵蚀性的材料，并压实至要求密实度的地基处理方法。

（2）作用：①提高地基承载力浅基础的地基承载力与持力层的抗剪强度有关②减少沉降量一般来说，地基浅层部分沉降量在总沉降量中所占的比例是比较大的③加速软弱土层的排水固结建筑物的不透水基础直接与软弱土层相接触时，在荷载的作用下，软弱土层地基中的水被迫绕基础两侧排出，因而使基地下的软弱土不易固结，形成较大的孔隙水压力，还可能导致由于地基强度降低而产生塑性破坏的危险④防止冻胀因为粗颗粒的垫层材料孔隙大，不易产生毛细管现象，因此可以防止寒冷地区土中结冰所照成的冻胀⑤消除地基的湿
陷性和胀缩性对湿陷性黄土地基，采用灰土或素土臵换，可消除或减轻地基的湿陷变形，并且垫层还可起到防水作用，减少软弱下卧层浸水的可能性。

3.排水固结法加固地基的机理是什么？
土在某一荷载作用下，孔隙水逐渐排出，土体随之压缩，土体的密实度和强度随时间逐步增长，这一过程称之为土的固结过程，亦即孔隙水压力消散，有效应增长的过程。

预压法就是利用排水固结规律，通过加压系统和排水系统改变地基应力场中的总应力σ和孔隙水压力为μ来达到增大有效应力，压缩土层的目的。

4.简述均布矩形荷载下地基附加应力的分布规律？
1）、z 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，
5.什么是土坡的稳定性分析？常用的分析方法有哪些？
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。

简言之，在工程实践中，分析土坡稳定的目的是检验所设计的土坡断面是否安全与合理，边坡过陡可能发生塌滑，过缓则使土方量增加。

土坡的稳定安全度是用稳定安全系数表示的。

土坡稳定分析方法主要有极限平衡法、极限分析法和有限元法等，
目前最常用的是极限平衡法。

6.导致土坡失稳的因素有哪些？如何防止边坡滑动？
导致土坡失稳的因素有：土坡作用力发生变化；土抗剪强度降低；静水压力的作用；地下水在土坝或基坑等边坡中的渗流常常是边坡失稳的重要因素。

防止边坡滑动的措施：
①加强岩土工程勘察；
②根据当地经验，选取适宜的坡形和坡度；
③对于土质边坡或易于软化的岩质边坡，在开挖时应采取相应的排水和坡脚、坡面保护措施，并不得在影响边坡稳定性的范围内积水。

④开挖土石方时，宜从上到下依次进行，并防止超挖。

⑤若边坡稳定性不足时，可采取放缓坡度，设置减荷平台，分期加荷及设置相应的支挡结构等措施。

⑥对软土，特别是灵敏度较高的软土，应注意防止对土的扰动，控制加荷速率。

⑦为防止振动等对边坡的影响，桩基施工宜采取压桩、人工挖孔桩或重锤低击、低频锤击等施工方式。

7.土体的最大剪应力面是否就是剪切破坏面？二者何时一致？
（1）根据土的极限平衡理论可知，土中某点f ττ=，该点即处于极限平衡状态，它所代表的作用面即为土体的剪切破坏面，且破裂角245f ϕ
α+︒=。

另外，根据静力平衡条件可得，作用于土体某单元体内与大主应力σ1作用面成α角任意方向平面上的法向正应力和剪应力
为ασστασσσσσ2sin )(2
1,2cos 2121
313131-=-++=）（）（，要使该平面上的剪应力ι达最大值，必须使12sin =α即︒=45α。

所以，土体中最大剪应力作用面与大主应力作用面夹角是45°。

显然，f 45αα≠︒=，所以土
体的最大剪应力面不是剪切破裂面。

（2）对于饱和软黏土，在不排水条件下，其内摩擦角0a =α，此时f αα=成立，即土体的最大剪应力面即为剪切破裂面。

8.试阐述主动、静止、被动土压力的定义和产生的条件，并比较三者的数值大小（另作简答题）。

①主动土压力是挡土墙在土压力作用下向前转动或移动，墙后土体向下滑动，达一定位移时，墙后土体处于（主动）极限平衡状态，此时墙背上作用的土压力，用表示。

②静止土压力是当挡土墙在土压力作用下无任何移动或转动，土体处于静止的弹性平衡状态时，此时墙背所受的土压力为静止土压力，用表示。

③被动土压力是挡土墙的在外部荷载作用下向填土方向移动或转动时，墙挤压土体，墙后土压力逐渐增大，达到某一位移量时，墙后土体开始上隆，作用在挡土墙上的土压力达最大值，此时作用在墙背的土压力称为被动土压力。

④ 9.比较朗肯土压力理论和库仑土压力理论的基本假定及适用条件。

（另作为论述题）。

朗肯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。

10.挡土结构有哪些类型？常用在什么情况？
重力式：广泛应用
悬臂式；市政工程及厂矿贮库
挟臂式;市政工程
锚杆:锚定板挡土墙，混合式挡土墙，垛式挡土墙，加筋土挡土墙， 土工织物挡土墙，板桩墙。

11.试比较库伦土压力理论和朗肯土压力理论计算误差。

朗垦理论是根据土体中各点处于平衡状态的应力条件直接求墙背上各点的土压力．要求墙背光滑,填土表面水平,计算结果偏大．而库仑理论是根据墙背与滑动面间的楔块型处于极限平衡状态的静力平衡条件求总土压力．墙背可以倾斜,粗糙填土表面可倾斜,计算结果主动压力满足要求,而被动压力误差较大．朗肯理论是考虑墙后填土每点破坏,达极限状态；库仑理论则考虑滑动土体的刚体的极限平衡。

12.简述单向压缩分层总和法计算地基沉降的计算步骤？
（1）计算基底压力及基底附加压力；
（2）分层；
（3）计算基底中心点下各分层面上土的自重应力c σ与附加应力z σ，
并绘制自重应力和附加应力分布曲线；
（4）确定地基沉降计算深度n z ，地基压缩层深度是指基底以下需要
计算压缩变形的土层总厚度。

（5）计算压缩层深度内各分层的自重应力平均值2)1(c ci ci i σσσ+=-和平均附加应力2)1(zi zi
i z
σσσ+=-；并令ci 1p σ=i ，zi ci i σσ+=2p 。

（6）从e-p 曲线上查得与i i p 21p 、相对应的孔隙比i 1e 和i 2e ；
（7）计算各分层土在侧限条件下的压缩量；
（8）计算基础的最终沉降量。

13.莫尔强度理论在岩土力学中的基本思想？
1、以（脆性材料 铸铁）实验数据统计分析为基础
2、不考虑中间主应力对岩石强度的影响
3、由正应力和剪应力组合作用使岩石产生破坏（受拉破坏、 拉剪破坏、压剪破坏）
13.简述单向压缩分层总和法计算地基沉降的基本原理？
14.简述相邻荷载对基础沉降的影响？。