华东交通大学高等土力学2014--2019年考博真题+答案
土质学与土力学
一、单选题1.(4分)当双层地基上硬下软时（）• A. 产生应力扩散现象• B. 产生应力集中现象• C. 附加应力不随深度变化• D. 附加应力分布与双层地基无关得分：0 知识点：土质学与土力学作业题答案A解析2.(4分)土中所含“不能传递静水压力，但水膜可缓慢转移从而使土具有一定的可塑性的水，称为_ ______。
• A. 结合水；• B. 自由水；• C. 强结合水；• D. 弱结合水。
得分：0 知识点：土质学与土力学作业题答案D3.(4分)砂土地基的最终沉降量在建筑物施工期间已_________。
• A. 基本完成• B. 完成50％－80％• C. 完成20％－50％• D. 完成5％－20％得分：0 知识点：土质学与土力学作业题答案A解析4.(4分)地基中附加应力σX的影响范围（）。
• A. 在基础的边缘• B. 在基础两侧• C. 较深• D. 较浅得分：0 知识点：土质学与土力学作业题答案D5.(4分)基底总压力与基底附加压力哪一个大？_______• A. 基底附加压力• B. 基底总压力• C. 二者相等• D. 无法确定得分：0 知识点：土质学与土力学作业题答案B解析6.(4分)在均匀地基中开挖基坑，地基土重度=m3，基坑开挖深度2m,则基坑底面以下2m处的自重应力为：_______• A. 36kPa• B. 54kPa• C. 72kPa• D. 90Pa得分：0 知识点：土质学与土力学作业题答案C7.(4分)饱和土的渗透固结实际上是：_____• A. 土中颗粒体积逐渐减小• B. 土中孔隙水体积逐渐减小• C. 土体孔隙体积逐渐减小得分：0 知识点：土质学与土力学作业题答案C解析8.(4分)所谓土的压缩模量是指________。
• A. 三轴条件下，竖向应力与竖向应变之比；• B. 无侧限条件下，竖向应力与竖向应变之比；• C. 有侧限条件下，竖向应力与竖向应变之比。
高等土力学课后题答案李广信
1-11-2、在直剪、单剪和环剪试验中，试样的应力和应变有什么特点？（1）在直剪试验中，由于试验的破坏面是人为确定得，试样中得应力和应变不均匀且十分复杂，试样各点应力状态及应力路径不同。
在剪切面附近单元的主应力大小是变化的，方向是旋转的。
（2）在单剪试验中，仪器用一系列环形圈代替刚性盒，因而没有明显的应力应变不均匀，试样内所加的应力被认为是纯剪。
（3）环剪试验，试样是环状的，剪切沿着圆周方向旋转，所以剪切面的总面积不变，特别适用于量测大应变后土的残余强度和终极强度。
1-3、说明围压σc、土的平均粒径d50、土的级配和橡皮膜的厚度对于三轴排水试验的膜嵌入效应各有什么影响？（1）对于常规三轴压缩排水试验，由于其围压σ_c=σ_3是不变的，其对膜嵌入的影响很小。
但对于三轴不排水试验，其有效围压随孔压变化而变化，围压对膜嵌入影响较大。
一般来说，围压越大，膜嵌入越明显。
（2）土的平均有效粒径越大，则土越粗，一般而言，粗粒土膜嵌入明显，细粒土则相反。
（3）土的级配越好，膜嵌入越不明显，反之则相反。
（4）橡皮膜的越厚，膜嵌入越不明显，越薄则相反。
1-6、对土工栅格进行蠕变试验，120年后应变达到5%的荷载为70kN/m。
在n=100的土工离心机试验中，该栅格在70kN/m的荷载作用下，应变达到5%需要多少时间？土工离心机加速度am=100g，对于蠕变问题，时间的比尺因素为1，故在离心机上试验时，在相同荷载下，达到同样的应变时，其时间相等，为120年。
2-2说明土与金属材料的应力应变关系有什么主要区别（找了两种答案，自己开心就好）土体的应力应变关系主要特点是其非线性与非弹性。
如下图（没图），左边为金属材料，下图为土的材料。
金属材料开始时有一段直线。
而土体应力应变曲线显示出其很明显的非线性关系。
其应变很大一部分是塑性应变，而且土的变形为非弹性。
答：金属材料被视作线弹性材料，符合弹性力学中的五个假定：连续性、线弹性、均匀性、各向同性和微小变形假定，土体应力应变与金属材料完全不同，体现在以下几个方面：1）土体应力应变的非线性和弹塑性：金属材料的应力应变在各个阶段呈线性，在屈服强度以内呈弹性；而由于土体是由碎散的固体颗粒组成，其变形主要是由于颗粒间的错位引起，颗粒本身的变形不是主要因素，因此在不同应力水平下由相同的应力增量引起的变形增量不同，表现出应力应变关系的非线性。
高等土力学模拟考题及答案
模拟考试5及答案1． 下图为拟选用的200米堆石坝料的级配表；拟采用厚粘土心墙防渗，粘土塑性指数I p =17；地基覆盖层为50米，地基土以砂砾石为主。
如果要求对该坝进行竣工时的稳定分析以及施工期的有效应力变形数值计算（采用土的本构关系模型与比奥固结理论耦合计算），变形数值计算采用Duncan-Chang 双曲线模型，现有三轴仪的试样尺寸为φ300×600mm ，需要对试验、模型参数确定和计算步骤进行设计。
（1） 对堆石料和粘土料应进行什么样的三轴试验？（包括堆石料的模拟、试验的排水条件及试验量测数值等）（2） 简述在上述试验资料基础上，确定理论和模型的参数方法与步骤； （3） 对于非线性堆石坝变形分析，如何采用增量法分步进行计算？ （4） 如何进行竣工时的稳定分析？解答：（1） 对于堆石料应进行三轴排水的常规压缩试验。
但是最大粒径为300/5＝60mm ，建议采用替代法模拟；因为细颗粒较少，也可采用相似模拟或者其他模拟方法。
对于粘土对于有效应力计算，应当进行排水三轴试验；但是为了测定孔压系数也要进行不排水试验（A,B ），也可用于总应力法的稳定分析；（2） 试验比奥固结理论需要测定孔压系数A,B ；Duncan-Chang 双曲线模型中的堆石料和粘土料试验E,B 或者E 、ν模型，用三轴排水试验进行参数确定。
（3） 对于增量法可以逐层填筑，分布计算，一般可以模拟实际的填筑过程和工序；在每一加载过程中，还应当用时间的差分进行孔压消散的比奥理论计算；最后得到竣工时的应力、孔压和变形（位移）。
也可以用于稳定分析（总应力法或者有效应力法）（4） 总应力法：采用不排水强度指标，用圆弧法分析（比肖甫法和摩根斯坦－普赖斯法）。
如果采用有效应力分析，则可以通过计算确定心墙中的超静孔压等值线，采用有效应力强度指标。
2．在一种松砂的常规三轴排水压缩试验中，试样破坏时应力为：σ3＝100kPa ，σ1－σ3＝235kPa 。
高等土力学模拟考题及参考答案
模拟考题3及答案回答下面各题：（每题4分，总计40 分）1.在一定围压下，对处于小于、等于和大于临界孔隙比e cr密度条件下的砂土试样进行固结不排水三轴试验时，破坏时的膜嵌入对于量测的超静孔隙水压力有何影响？对其固结不排水强度有什么影响（无影响、偏大还是偏小）？解答：大于e cr膜嵌入会使量测的孔压偏小，使固结不排水强度偏大；小于a膜嵌入会使量测的负孔压绝对值偏小，使固结不排水强度偏小；等于时没有影响。
；2.在c,.坐标和在二平面坐标下画出下面几种三轴试验的应力路径（标出应力路径的方向）。
其中：tg八氏…T"J3（W - 口3）（1）CTC （常规三轴压缩试验）;（2）p=常数，b=0.5=常数，真三轴试验;（3）RTE （减压的三轴伸长试验）。
3.与剑桥模型是否可以反映土由于剪应力引起的体积膨胀（剪胀），清华弹塑性模型是否可以反映土由于剪应力引起的体积膨胀？二者的区别是由于什么不同？可以，在于后者的屈服面椭圆的顶点在强度线内。
4.在Dunca-Chang模型中，一般试验常数K与K ur哪一个大些? K ur 大。
5.有一处于临界孔隙比的砂土三轴排水试验的应力应变曲线如下图所示。
试定性绘制出当e>3；e< e cr和e= e cr时三轴固结不排水试验的应力应变关系曲线示意图。
■:6.粘性土坡用圆弧滑裂面的分析时，标出下列哪种情况的抗滑安全系数会减小？（1）由于降雨使土坡的上部含水量增加（未达到饱和及渗流），下部含水量基本未变；（2）将在附近施工的弃土堆在坡脚；（3）将在附近施工的弃土堆在坡顶；（4）由于降雨而使土坡整体的含水量接近于饱和；7.土的抗拉强度o t是否等于etan©'? er t大于还是小于e'etg©?小于。
8.写出Fredlunde的非饱和土的强度理论公式；当体积含水率二逐渐趋近于0时，"是增加、不变还是减少？减少。
土质学与土力学试卷及标准答案 02
一、名词解释 (每题 2 分，共12分 )1. 频率曲线:粒组频率曲线：以个颗粒组的平均粒径为横坐标对数比例尺，以各颗粒组的土颗粒含量为纵坐标绘得。
2. 塑性指数：液限和塑限之差的百分数（去掉百分数）称为塑限指数，用Ip表示，取整数，即：Ip=wL －Wp。
塑性指数是表示处在可塑状态的土的含水率变化的幅度。
3. 流土:流土是指在渗流作用下局部土体表面隆起，或土粒同时启动而流失的现象。
4. 超固结比：把土在历史上曾经受到的最大有效应力称为前期固结应力，以pc表示；而把前期固结应力与现有应力po＇之比称为超固结比OCR，对天然土，OCR>1时，该土是超固结土，当OCR＝1时，则为正常固结土。
5. 容许承载力：地基所能承受的最大的基底压力称为极限承载力，记为fu．将F除以安全系数fs 后得到的值称在地基容许承载力值fa,即fa＝fu／fs6. 砂土液化：是指砂性土在循环荷载作用或者在动力荷载作用下，孔隙水应力增加有效应力为零，从而导致其抗剪强度丧失的过程。
二、简答题 (共 36 分)1.其它条件相同情况下，超固结粘土的沉降一定小于正常固结粘土的沉降吗？为什么？(10分)是的(2分)。
因为和正常固结粘土相比，超固结粘土孔隙比比正常固结土小，如果现有有效应力相同，则在某荷载增量作用下，超固结土是沿再压缩曲线压缩，而正常固结土沿压缩曲线压缩。
由于同一土质，再压缩曲线肯定比压缩曲线缓，即再压缩指数比压缩指数小，因此，超固结粘土沉降比正常固结土小。
(8分)2. 什么是有效应力原理？图中，地基土湿重度、饱和重度和浮重度分别为、和，水重度，M点的测压管水柱高如图所示。
写出M点总应力、孔隙水应力、有效应力、自重应力的计算式。
(8分)答：由外荷在研究平面上引起的法向总应力为б，那么它必由该面上的孔隙力u和颗粒间的接触面共同分担，即该面上的总法向力等于孔隙力和颗粒间所承担的力之和，即б=б＇＋u。
（2分）M点总应力：（1分）M点孔隙水应力：（1分）M点有效应力：（2分）M点自重应力：（2分）3. 土坡发生滑动的滑动面有哪几种形式？分别发生在何种情况？没有渗流的情况下的粘性土坡的稳定安全系数可以有哪几种方法计算？（10分）土坡发生滑动的滑动面有：圆弧、平面、复合滑动面(3分)。
土力学与基础工程参考答案_赵明华版高清无水印(114)
（1） I p = wL − wp = 48 − 35.4 = 12.6
IL
=
w − wp Ip
=
36.4 − 35.4 12.6
= 0.08
（2）因 10< I p <17 属于粉质粘土 0< IL =0.08<0.25 硬塑状态
2.10 如图2.35，观测孔a.b的水位标高分别为23.50m和23.20m，两孔的水平距离 为20m。 （1）确定ab段的平均水头梯度i； （2）如该土层为细砂，渗透系 k = 5 x10−2 mm/s，试确定ab段的地下水流速度v 和每小时（符号为h）通过1 m2 截面积（垂直于纸面）的流量Q（提示Q=流速x 过水面积x时间）； （3）同（2），但该土层为粉质粘土，渗透系数 k = 5 x10−5 mm/s，起始水头梯度 i0 =0.005。
= 94.3%
（3）
（4）因 N=14 10<N＜15 属于稍密
2.9 某粘性土的含水量 w =36.4%，液限 wL =48%，塑限 wP =35.4%.
(1)计算该土的塑性指数 IP 及液性指数 IL (2)确定该土的名称及状态。 解： w =36.4% wL =48% wP =35.4%
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土力学与地基基础参考答案
r ' = rsat − rw = 19.6 −10 = 9.6kN / m3
σ cz4 = 140.6 + r ' h4 = 140.6 + 9.6 *2.0=159.8kpa 3.2 若图 3.31 中，中砂层以下为坚硬的整体岩石，试绘制其自重应力曲线。
3.2 解：σ 4 = 159.8 + rw (4.2 + 2.0) = 221.8kpa
高等土力学答案
高等土力学试题(2011)1、饱和土中的渗流和非饱和土中水分迁移规律有哪些相同，哪些不同？孔隙水的移动速率在哪种土中快，为什么？答：二者的相同点：土体中水的流动都服从达西定律；不同点：饱和土中只存在水这一相，而非饱和土中存在水和气两相，他们有各自的渗透流动规律，但气的流动又影响到水的流动，尤其影响到土的固结，也要讨论气的渗透规律。
饱和土中水压力是正值，非饱和土中水压力是负值。
饱和土的渗透系数是常数，非饱和土的渗透系数不是常数；孔隙水率在饱和土中的移动速率快，渗透系数受饱和度的影响，饱和度低，孔隙中气体占据一定的体积，阻碍了水的流动，过水断面面积也缩小，渗透系数就小，孔隙水的移动速率慢。
2、什么叫剪胀性，剪缩性？什么样的土表现为剪胀？什么样的土表现为剪缩？邓肯双曲线模型能否反映剪胀剪缩性？为什么？修正剑桥模型能否反映？答：剪胀性：试样在排水剪试验中体积先减小后增加剪缩性：试验在排水剪试验中体积减小。
强超固结土表现为剪胀，正常固结土和弱超固结表现为剪缩。
邓肯双曲线模型不能反映剪胀剪缩性。
这是因为模型用于广义胡克定律，而胡克定律不可能反映剪胀剪缩性。
对于邓肯张非线性模型，有Eν-与-两种，Eν-模型本身是允许剪胀的，计算所得的泊松比可能大于0.5。
E B-只是有限元计算中，不允许泊松比大于0.5，故模型中不反映剪胀性；E B 模型本身不反映剪胀性。
修正剑桥模型许多情况下能较好反映土的变形特性，它能反映剪缩，但不能反映剪胀。
3、土体有哪些主要变形特性？答：土体的变形是土力学最基本也是最重要的问题，土体变形是复杂的，有些土加荷后立即完成，有些土的变形随时间逐步发展。
随时间发展的变形中又有两部分：一部分是由孔压的消散，即固结变形：另一部分与孔压无关，即使孔压完全消散了，变形仍然随时间而发展，即流变变形。
土的变形是有效应力引起的，有效应力并不是颗粒之间接触点处的实际应力。
通过饱和土有效应力原理和非饱和土的有效应力原理来反映土的一些有效参数，来发现土的一些基本特性。
高等土力学试题-考博专用
参考书目《高等土力学》李广信第1章土工试验及测试一、简述土工试验的目的和意义。
1）揭示土的一般或特有的物理力学性质。
2）针对详细土样的试验，揭示区域性土、特殊土、人工复合土的物理力学性质。
3）确定理论计算和工程设计的参数。
4）验证理论计算的正确性及好用性。
5）原位测试、原型监测干脆为土木工程服务，也是分析和实现信息化施工的手段。
第2章土的本构关系★二、广义讲，什么是土的本构关系？与其他金属材料比，它有什么变形特性（应力应变特性）？（2.3节）P51土的本构关系广义上讲是指反应土的力学性状的数学表达式，表示形似一般为应力-应变-强度-时间的关系。
与金属材料相比，土的变形特性包含：①土应力应变的非线性。
由于土由碎散的固体颗粒组成，土的宏观变形主要不是由土颗粒本身变形，而是由于颗粒间位置的变更。
这样在不同的应力水平下由相同应力增量引起的应变增量就不会相同，即表现出非线性。
②土的剪胀性。
由于土石由碎散颗粒组成的，在各向等压或等比压缩时，孔隙总是削减的，从而可发生较大的体积压缩，这种体积压缩大部分死不行复原的，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，这种交叉的，或者耦合的效应，在其他材料中很少见。
③土体变形的弹塑性。
在加载后再卸载到原来的应力状态时，土一般不会完全复原到原来的应变状态，其中有一部分变形是可以复原的，部分应变式不行复原的塑性应变，并且后者往往占很大的比例。
④土应力应变的各向异性和土的结构性。
不仅存在原生的由于土结的各向构异性带来的变形各向异性，而且对于各向受力不同时，也会产生心的变形和各向异性。
⑤土的流变性。
土的变形有时会表现出随时间变更的特性，即流变性。
与土的流变特性有关的现象只要是土的蠕变和应力松弛。
影响土的应力应变关系的应力条件主要有应力水平，应力路径和应力历史。
★三、何为土的剪胀性，产生剪胀的缘由？P52()土体由于剪应力引起的体积变更称为剪胀性，广义的剪胀性指剪切引起的体积变更，既包括体胀，也包括体缩，但后者常被称为“剪缩”。