高等土力学试题
(完整word版)高等土力学历年真题-补充
第二章 土的本构关系2.1 在邓肯-张的非线性双曲线模型中，参数a 、b 、E i 、E t 、(σ1-σ3)ult 以及R f 各代表什么意义？答：参数E i 代表三轴试验中的起始变形模量、a 代表E i 的倒数；(σ1-σ3)ult 代表双曲线的渐近线对应的极限偏差应力，b 代表(σ1-σ3)ult 的倒数；E t 为切线变形模量；R f 为破坏比。
2.2 土的塑性力学与金属的塑性力学有什么区别？答：金属塑性力学只考虑剪切屈服，而岩土塑性力学不仅要考虑剪切屈服，还要考虑静水压力对土体屈服的影响；岩土塑性力学更为复杂，需要考虑材料的剪胀性、各向异性、结构性、流变性等，而且应力应变关系受应力水平、应力路径和应力历史等的影响。
2.3 说明塑性理论中的屈服准则、流动准则、加工硬化理论、相适应和不相适应的流动准则。
答：（1）屈服准则：在多向应力作用下，变形体进入塑性状态并使塑性变形继续进行，各应力分量与材料性能之间必须符合一定关系时，这种关系称为屈服准则。
屈服准则可以用来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，亦即是判断是否发生塑性变形的准则。
（2）流动规则：指塑性应变增量的方向是由应力空间的塑性势面g 决定，即在应力空间中，各应力状态点的塑性应变增量方向必须与通过该点的塑性势面相垂直，亦即p ij ijgd d ελσ∂=∂①。
流动规则用以确定塑性应变增量的方向或塑性应变增量张量的各个分量间的比例关系。
（3）相适应、不相适应的流动准则：根据德鲁克假说，对于稳定材料0p ij ij d d σε≥，这就是说塑性势面g 与屈服面f 必须是重合的，亦即f=g ，这被称为相适应的流动规则。
如果令f≠g ，即为不相适应流动规则。
（3） 加工硬化定律：是计算一个给定的应力增量引起的塑性应变大小的准则，亦即式①中的dλ可以通过硬化定律确定。
2.4 饱和粘土的常规三轴固结不排水试验的应力应变关系可以用双曲线模拟，是否可以用这种试验确定邓肯-张模型的参数？这时泊松比v为多少？这种模型用于什么情况的土工数值分析？答：可以，这时ν=0.49，用以确定总应力分析时候的邓肯-张模型的参数。
高等土力学题目汇总
高等土力学题目汇总 Modified by JACK on the afternoon of December 26, 2020一、填空题1.饱和土体上的总应力由土骨架承担的 有效应力 和由孔隙承担的孔隙水压力组成，土的强度及变形都是由土的有效应力决定的。
2.莱特邓肯屈服准则在常规三轴压缩实验中，当φ=0°时它在π平面上的屈服与破坏轨迹趋近于一个圆；当φ=90°时，它退化为一个正三角形。
由于在各向等压σ1=σ2=σ3时I 13I 3=27,所以K f >27是必要条件，因为静水压力下不会引起材料破坏。
3. 东海风力发电桩基础有8根。
4.通过现场观测与试验研究，目前认为波浪引起的自由场海床土体响应的机制主要取决于海床中孔隙水压力的产生方式。
孔隙水压力产生方式有两种：超孔隙水压力的累积（残余孔隙水压力）、循环变化的振荡孔隙水压力5.目前计算固结沉降的方法有（ ）、（ ）、（ ）及（ ）。
答案：弹性理论法、工程实用法、经验法、数值计算法。
6.根据莫尔—库伦破坏准则，理想状态下剪破面与大主应力面的夹角为（ ）。
答案：45°+φ/27.土的三种固结状态：欠固结、超固结、正常固结。
8.硬化材料持续受力达到屈服状态后的变化过程：屈服 硬化 破坏9.相对密实度计算公式I D = e max −ee max −e min 。
10.静力贯入试验的贯入速率一般为 2 cm/s 。
11用一种非常密实的砂土试样进行常规三轴排水压缩试验，围压为 100kPa 和3900kPa ，用这两个试验的莫尔圆的包线确定强度参数有什么不同？答：当围压由100kPa 增加到3900kPa 时，内摩擦角会大幅度降低。
12.塑性应力应变关系分为_____理论和_____________理论两种增量（流动）、全量（形变）13.三轴剪切试验依据排水情况不同可分为（）、（）、（）答案：不固结不排水剪、固结不排水剪、固结排水剪。
清华大学高等土力学复习题完整版
清华大学高等土力学复习题集团标准化办公室：[VV986T-J682P28-JP266L8-68PNN]高等土力学第一章土的物质构成及分类1蒙脱石和伊利石晶胞结构相同，但蒙脱石具有较大的胀缩性，为什么？2用土的结构说明为什么软粘土具有较大流变特性，原生黄土具湿陷性？3试述非饱和土中水的迁移特征及控制迁移速率的主要因素？4非饱和土中水的运移规律与饱和土中水的渗透规律有什么不同？试述非饱和土和饱和土中孔隙水迁移规律的异同点？5X射线衍射法是怎样分析粘土矿物成份的？6粘土表面电荷来源有哪几方面利用粘粒表面带电性解释吸着水（结合水）形成机理7非饱和土中土水势以哪种为主如何测定非饱和土的土水势大小8非饱和土中的土水势主要由哪个几个部分组成非饱和土中水的迁移速率主要与哪几种因素有关9请用粘性土的结构解释粘性土具有可塑性而砂土没有可塑性的机理。
10试简明解说土水势的各分量？11土的结构有哪些基本类型各有何特征12分散土的主要特征是什么为什么有些粘性土具有分散性13粘性土主要有哪些性质，它们是如何影响土的力学性质的？14为什么粘土颗粒具有可塑性、凝聚性等性质，而砂土颗粒却没有这些性质？15非饱和粘性土和饱和的同种粘性土（初始孔隙比相同）在相同的法向应力作用下压缩，达到稳定的压缩量和需要的时间哪个大，哪个小，为什么？16粘土的典型结构有哪几种，它们与沉积环境有什么联系，工程性质方面各有何特点？17粘性土的结构与砂土的结构有什么不同？18为什么粘性土在外力作用下具有较大流变特性？19粘土矿物颗粒形状为什么大都为片状或针状，试以蒙脱石的晶体结构为例解释之。
第二章土的本构关系及土工有限元分析1中主应力对土体强度和变形有什么影响？分别在普通三轴仪上和平面应变仪上做试验，保持σ3为常量，增加σ1－σ3所得应力应变关系曲线有何不同所得强度指标是否相同2屈服面和硬化规律有何关系？3弹塑性柔度矩阵[C]中的元素应有哪三点特征？4剑桥弹塑性模型应用了哪些假定欲得到模型参数应做哪些试验5广义的“硬化”概念是什么什么叫硬化参数6什么是流动规则什么叫塑性势流动规则有哪两种假定7弹塑性模型中，为什么要假定某种型式的流动法则，它在确定塑性应变中有何作用？8根据相适应的流动规则，屈服面和塑性应变增量的方向有何特征？9试解释为什么球应力影响塑性剪应变？10什么叫土的变形“交叉效应”“交叉效应”对土的刚度矩阵[D]或柔度矩阵[C]有何影响？11什么叫应力路径什么叫应力历史试结合图示说明它们对土的变形的影响12什么叫土的“各向异性”考虑“各向异性”对土的刚度矩阵[D]或柔度矩阵[C]有何影响？13哪些因素影响土的变形或土体变形有哪些特征14什么叫剪缩什么叫剪胀什么样的土表现为剪胀，怎样的土表现为剪缩邓肯双曲线模型能否反映剪胀，剪缩为什么修正剑桥模型能否反映15试结合图示描述线弹性、非线性、弹塑性的应力应变关系（有图）16试解释为什么剪应力影响塑性体应变？17试解释为什么球应力影响塑性剪应变？18增量形式非线性弹性模量是如何定义的？19增量形式非线性泊松比是如何定义的？20什么叫回弹模量什么条件下用之21围压对土的变形和强度有何影响？22什么叫屈服轨迹？试在p-q平面绘出“开口型”和“帽子型”屈服轨迹？23试用屈服面理论说明加载、卸载和中性变载情况？24什么叫破坏准则什么是破坏面25什么叫屈服准则什么叫屈服函数什么叫屈服面有哪两种类型的屈服面各有何特点在反映土体变形特性方面有何不同屈服面和硬化规律有何关系26土的弹塑性模型包含哪几方面的假定各有何意义27用普通三轴仪如何做试验来说明剪应力会引起土体的体积应变这种体积应变是弹性的，塑性的，还是包含弹性和塑性两部分为什么28初始应力状态σ1＝40Kpa,σ3＝15Kpa,加荷后达到σ1＝45Kpa,σ3＝25Kpa。
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。
(完整word版)高等土力学模拟考题8及答案
模拟考题8及答案一． 回答下列各题（每题5分）：1．如果采用减压的三轴压缩试验（RTC ：各向等压固结以后，轴向应力不变，围压减少，试样发生轴向压缩）对某正常固结饱和粘土进行固结不排水试验，得到的强度指标与常规的固结不排水强度指标c cu , ϕcu 比较有何不同？ 答案：常规固结不排水压缩试验中一般为正孔压；而根据313[()]u B A σσσ∆=∆+∆-∆，在RTC 试验中，由于∆σ3是减小的，所以孔压为负，或者很小，因此RTC 试验的强度指标ϕcu 高。
两种试验的c cu 相等均=0。
2．土的刚塑性本构模型与增量弹塑性模型表现的应力应变关系有何区别？答案：刚塑性模型如左图：在屈服应力之前是刚性（不变形）的；达到屈服应力发生破坏或者不可控制的变形；增量弹塑性：在任意一个应力增量下都是弹塑性的（既有弹性变形，也有塑性变形）。
3．土的抗拉强度σt 是否等于c 'tan ϕ'？定性绘出粘土的联合强度理论（包括抗拉与抗剪强度）的包线。
答案：不等于c′tan ϕ′（小于），如图所示的联合强度理论包线。
4．在基坑内用集水井排水与在基坑外用井点降水，对于基坑支挡结构上的荷载有何不同，哪一种情况有利于工程的安全？答案：基坑内排水，地下水从外向里渗流，渗透力增加了支护结构上的荷载，不利于工程安全。
5．在地基沉降计算的分层总和法中，采用半无限体的弹性理论解析解（布辛尼斯克解）计算地基中的附加应力，为什么一般不直接用弹性理论的位移解析解计算基础沉降？答案：由于地基土大多数是分层的，（1）变形非线弹性；（2）不是均匀的。
用线弹性理论计算附加应力的误差不大。
6．对于一个宽度为a 的条形基础，地基压缩层厚度为H ，在什么条件下，用比奥固结理论计算的时间－沉降(t-s)关系与用太沙基一维固结理论计算的结果接近？答案：a/H 很大时。
7．为什么在山区，雨季多发生滑坡等地质灾害？答案：原因很多也比较复杂：主要有（1）强度降低（非饱和土基质吸力的减小或者消失）；（2）可能发生的渗流一般是增加滑动力；（3）孔隙水压力减少有效应力。
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
一.回答下列问题：1.何谓非饱和土的基质吸力举出一种非饱和土的强度公式;2.三轴试验中的膜嵌入或顺变性Membrane Penetration对试验结果有什么影响对什么土和什么类型的试验影响比较大3.说明普朗特尔Prandtl和太沙基Terzaghi的地基极限承载力公式的基本假设条件和滑裂面形状;4.何谓德鲁克Drucker假说何谓相适应和不相适应的流动规则对两种情况各举一个土的弹塑性模型;5.某饱和砂土的固结不排水三轴试验结果如下图所示,在p－q 坐标定性绘出有效应力路径;应当如何确定这种土的有效应力强度指标qo pu二. 选择一个问题回答：1.在深覆盖层上修建土石坝时,坝体和覆盖层的防渗结构物主要有那些型式各有什么优缺点2.在地基处理方法中有哪些型式的复合地基桩说明其适用范围;三．最近在岩土工程界关于基坑支护土压力计算的讨论很热烈, 试谈谈你对土压力的“水土合算”与“水土分算”的看法四. 某油罐地基工程采用堆载预压法进行地基加固,地基土的抗剪强度指标如图所示,已知中心点M处的自重应力为：sz=40kPa, sx=32 kPa. 当设计堆载压力p＝200 kPa时在M点引起的附加压力z=120 kPa,x=30 kPa,分析M点是否会破坏应如何进行堆载才能防止地基破坏p孔压系数A=c=10KpaH =30k=510-6cm/s五．在一个高2米的铁皮槽中装有饱和的均匀松砂,其孔隙比e=,砂的比重Gs=,内摩擦角;然后在振动时砂土发生了完全液化;由于槽壁位移,槽内的砂土的水平土压力是主动土压力,试计算砂土液化前后的槽壁上和槽底上的土压力和水压力;10分饱和松砂 2．0米六．回答下列问题：（一）说明高层建筑上部结构、基础和地基的相互作用关系;（二）规范规定：一般粘性土中的预制桩,打入后15天,对软粘土,打入后21天,才能进行静载试验,为什么（三）为什么对于小型建筑物地基一般是承载力控制；对于大型建筑物地基一般是沉降控制（四）有一个建筑物的地基承载力基本值是120kPa,要求的设计承载力是250kPa,设计者在原地基上增加了70厘米厚的水泥土垫层15％水泥与原地基土混合后夯实,经在垫层上的载荷试验得到的承载力已经达到了设计承载力;你对这个设计有什么看法（五）试解释为什麽早期的地基承载力破坏很多是粘土地基上的谷仓、水泥仓和油罐等建筑物七．回答问题：（一）透水地基上的土石坝的防渗型式有那些各有什么优缺点（二） 土坝的裂缝有那些种如何防治（三） 说明堤防工程与土坝工程的区别;设计施工、防渗、质量控制、水位变化、隐患险情等八．计算下面两种情况下的土压力和水压力：一均匀土中的板桩支护,基坑内排水;7M5M 二挡土墙后是饱和粘性土, u=u 0sinz/2H, u 0=20kPa, 10KNM 3 , q=30kPa, c=5kPa , =30, 计算上、中、下三点的土压力、静水压力和超静水压力;1、 ,这个吸引力作用就是非饱和土式中：τ为抗剪强度,c 为有效黏聚力,'ϕ为有效内摩擦角,χ为一个取值为~的系数;2、答：在使用三轴仪对砂土进行试验时,周压力通过橡皮膜传递到试样上;由于颗粒间有孔隙,试样表面实际凹凸不平,施加周压力后橡皮膜会楔入试样表面颗粒的空隙中去;其楔入深度随有效周压力口:变化而变化,·称这种现象为橡皮膜的顺变性;其楔入量称为膜顺变量或膜楔入量;由于粗粒颗粒较大,其试样的侧表面是凹凸不平的,所以,当对试样施加侧压力3σ后,橡皮膜会嵌入到试样侧表面的空隙中去,并挤出这些空隙中的水,从而使试样产生附加的排水,该部分嵌入量的大小和试样侧表面积的大小,材料颗粒大小,级配以及侧压力的大小有关,对待定的一个试件,其大小主要取决于侧压力的大小,对粘性土等细颗粒材料,该部分嵌入量的影响较小,但对于粗颗粒其影响却不可忽视;在饱和试样中,在试样与膜以及在各层膜之间残留一薄层水膜,称膜间自由水,该部分顺变性对实验中的体积变化和空隙水压力具有很大的影响;砂的一个基本特性是剪切时发生体积变化;当用普通三轴仪对饱和砂进行应力一应变特性研究时,排水试验需要精确量测试验过程中体积变化,不排水试验则需要精确量测孔隙水压力简称孔压的变化;在饱和土的排水试验中,通常根据试样中排出或吸入的水量来确定试样的体积变化;但是由于存在膜顺变性,使得这种量测方法在饱和土的粗粒排水试验中出现了很大误差;3、答：1普朗特尔的地基极限承载力公式的基本假设条件：错误!基础地面绝对光滑00=φ,竖直荷载是主应力错误!无重介质的假设,即0=γ错误!基础地面为地表面,1D q m γ=作为均布荷载滑裂面形状：2太沙基的地基极限承载力公式的基本假设条件：错误!考虑地基土的自重,基底土的重量0≠γ错误!基底可以是粗糙的φφ~00=错误!忽略基底以上部分土本身的阻力,简化上部均布荷载D q m γ=滑裂面形状：4、答：德鲁克假说：利用塑性体应变增量,等效塑性应变增量这两个塑性指标的特性,对金属材料假定塑性体应变增量为零,并且假设材料屈服时等效塑性应变增量与应力状态无关;在塑性理论中,流动规则用以确定塑性应变增量的方向或塑性应变增量张量的各个分量间的比例关系,对于稳定材料0≥p ij ij d d εσ,因而pij d ε必须正交于屈服面才能满足：同时屈服面也必须是外凸的,这就是说塑性势面g 与屈服面f 必须是重和的,即f=g 这就称为相适应的流动规则;如果g f ≠,即为不相适应的流动规则;5、答：当峰值应力差a kp 200)(max 31=-σσ时,松砂的有效应力路径还远未达到有效应力破坏线,砂土的应力状态未达到其强度,但饱和砂土试样流动了;有效应力路径峰值时对应的固结不排水内摩擦角为o cu 5.11=ϕ,而当它达到稳定状态时,尽管偏差应力mt )(31σσ-仅为30a kp ,其有效应力路径达到了有效应力强度的破坏线,有效应力内摩擦角o 30'≈ϕ,而对应的残余不排水内摩擦角o o cu 3~2≈ϕ这时才到该种砂土真正意义上的破坏,所以这种实验中最大应力差与最大应力比确定的有效应力指标是不同的,用最大的应力比更合理;二、选择一个问题回答1、2、答：地基处理中的复合地基桩按竖向增强体的材料可划分为：散体材料复合地基桩、柔性复合地基桩、刚性复合地基桩;碎石桩和砂桩总称为碎砂石桩,和桩周土组成复合地基的地基处理方法;砂石桩法适用于挤密松散砂土、粉土、粘性土、素杂填土等地基;对饱和粘性土上对变形控制要求不严的可采用砂石桩置换处理;该法亦可用于可液化地基;CFG桩是水泥粉煤灰碎石桩的简称,适用于处理黏性土、粉土、砂土和已完成自重固结的素填土等地基;对淤泥质土应按地区经验或通过现场试验确定其适用性;石灰桩法,由生石灰与粉煤灰等掺合料拌和均匀在孔内分层夯实形成竖向增强体并与桩间土组成复合地基的地基处理方法;灰土挤密桩法,利用横向挤压成孔设备成孔使桩间土得以挤密用灰土填入桩孔内分层夯实形成灰土桩并与桩间土组成复合地基的地基处理方法;土挤密桩法,利用横向挤压成孔设备成孔使桩间土得以挤密用素土填入桩孔内分层夯实形成土桩并与桩间土组成复合地基的地基处理方法;柱锤冲扩桩法,反复将柱状重锤提到高处使其自由落下冲击成孔然后分层填料夯实形成扩大桩体与桩间土组成复合地基的地基处理方法;三、答：在水土合算的计算公式中采用总应力指标和和饱和重度计算,但如果将饱和重度为有效重度与水的重度之和代入公式,水土合算的方法实际上将水压力也乘以土压力系数;对于粘性土,情况比较复杂,从土中水全部是自由水的观点看,水压力打折扣也是不合适的；但如承认粘性土中的水不全部是自由水,则打一定的折扣,也是合适的,这就和粘性土中考虑浮力的方法相似;总之计算土压力时,当地下水面以下,土体如果是粘性土时,计算土压力用水土合算；当地下水面以下土体,如果土体是非粘性土时,计算土压力用水土分算,计算水压力值,此时总压力等于土压力与水压力之和;四、五、六、回答下列问题1、答：高层建筑上部结构的自重及荷载通过梁柱等构件把荷载传给基础,基础把荷载传给地基,三者之间关系密切;地震时土体与上部结构是相互作用的,上部结构受到地基传来的地震波影响产生地震作用,在进行地震反应分析时,一般都假设地基是刚性的,实际上是非刚性的,故上部结构的地震作用通过基础反馈给地基,地基产生局部变形,从而引起上部结构的移动和摆动,这就是上部结构,基础与地基之间的相互作用;2、答：达到设计要求最大加载量且沉降达到稳定,或已达桩身材料的极限强度,以及试桩桩顶出现明显的破损现象;在确定桩身强度达到要求的前提下,粘性土中的预制桩一般只有通过15天左右,才能达到桩身强度设计要求,桩身与土体的结合才基本稳定,而软粘土中水分较多,因而需更长的时间才能达到静载实验要求;3、答：因为小型建筑的荷载较小,按承载力控制,就是建筑物地基只要满足强度条件就可以,一般适用于小型建筑,对地基变形要求较低,而地基按沉降控制就必须在满足地基承载力控制的基础上,也必须满足地基沉降的要求,一般适用于高层建筑,对地基变形要求较高;4、5、因为粘土地基上的谷仓,水泥库和油罐等建筑物具有很大的堆积荷载,粘性土具有高胶体高塑性,粘性土需要很长时间才能完成固结;土体抗剪强度很低,因此早期的地基承载力破坏很多是粘土地基上有谷仓,水泥库和油罐等具有很大堆积荷载的建筑物;七、回答问题1、答：防渗型式有：心墙、斜墙与铺盖的结合,斜墙与截水的结合;根据防渗材料的不同,碾压混凝土坝防渗结构型式可分为三大类：常态混凝土防渗结构、柔性材料防渗结构及碾压混凝土自身防渗结构;防止渗透破坏的工程措施有：采取水平或垂直防渗措施,以便尽可能地延长渗径;达到降低渗透坡降的目的,可采取排水或减压措施,以降低坝体浸润线和下游渗流出口处的渗透压力,对可能发生管涌的部位,需设置反虑层,拦截可能被渗流带走的细颗粒,对下游可能产生流土部位,可以设置铺盖,可以增加土体抵抗渗透变的能力;新型的防渗措施,采用刚柔结合的方式,采取单管高压施喷防渗墙和铺土工膜防渗相结合的新型防渗技术,适用于不同类型的土石坝,适用于土石坝沉陷变形,防渗效果好,而且是个速度快,集刚性和柔性优点于一身;2、答：土坝裂缝可分为：干缩裂缝、冻融裂缝、沉陷裂缝和滑坡裂缝;按走向分纵向裂缝,横向裂缝和龟裂;坝段分缝分块形式可分为：纵缝分块、斜缝分块、错缝分块和通仓浇筑等四种;土坝裂缝的原因,大多数都是由于坝体或地基的不均匀的沉陷引起的,在土坝除险加固设计和土坝的施工图设计中,应考虑如何使坝体的不均匀沉陷尽可能的小,如对坝基中的软土层应手挖除,挖出困难时,可采用砂井处理,对湿陷性黄土坝基应预先浸水,使土层事先沉陷,对坝体应根据土壤特性和碾压条件,选择适宜的含水量和填筑标准,同时应适当加厚粘土防渗体和适当加厚防渗体下游反虑层的厚度;3、答：根据施工方法的不同,土石坝分为干填碾压碾压式、水中填土、水力冲填包括水坠坝等类型;堤防的施工方法与土石坝基本一致;其中,碾压式土石坝最为普遍;土石坝施工质量控制主要包括料场的质量检查和控制、坝面的质量检查和控制;土石坝防渗处理的基本原则是“上截下排”;即在上游迎水面阻截渗水;上游截渗法 黏土斜墙法,抛土和放淤法,灌浆法,防渗墙法,截水墙槽法；下游背水面设排水和导渗,使渗水及时排出;下游排水导渗法 导渗沟法,贴坡排水法,排渗沟法;土石坝的防渗处理与堤防的防渗处理二者在本质上没有区别,其细微区别是：土石坝设计上一般有专门的防渗工程心墙或者斜墙,选择防渗处理方法时应结合考虑；而堤防一般都是均质土,选择防渗处理方法时不受此约束;土石坝一般水头较高,防渗处理要求也高;土坝与堤防使用的规范也不同;八、计算下面两种情况下的土压力和水压力1、解：板桩支护下的土压力与水压力计算如下：)('1d H K P a +=γ=120a Kd K P p '2γ==50P K2、解：静止侧压力系数为;5.030sin 1sin 10'0=-=-=ϕK土中各点静止土压力为上点：kPa q K e q 15305.000=⨯==中点：H H q K e b 5.215)5.0('00+=•+=γ下点：H H q K e oc 515)('0+=•+=γ静止土压力的合力0E 为：H e e H e e E c b b a o 5.0)(215.0)(210000•++•+==25.215H H + 静止土压力0E 的作用点到底的距离Z 为：作用在拦土墙上的静水压力合力w P 为 2)5.0(21H P w w γ==2H 超静空隙水压力)2/sin(0H z u u π==20H H 636)9(sin ++π 土压力与水压力的分布如左图。
(完整word版)高等土力学试题2
岩土2002级研究生 2002~2003学年第二学期期末试题卷科目：高等土力学 姓名： 学号：教师 左红伟一 名词解释（每题1分，共12分）1. 地基固结度2. 有效应力分析法3. 最优含水量4.等应变假定（轴对称固结问题） 5．井阻效应 6. 横观各向同性体 7.原始压缩曲线 8. 强度发挥度9. 临界孔隙比 10. Mandel-Cryer 效应 11.超固结土的剪涨 12. 超固结比OCR二 简答题（每题3分，共52分）1．建立Shampton 空隙水压力方程的意义？推导水压力系数方程的依据是什么？2．影响土体的抗剪强度有那些？那些因素最重要？具体简述土体的破坏准则原理和Mohr-Coulomb 在π平面的形状？为什么用Mohr-Coulomb 准则偏于安全？3.为什么次固结越大，先期固结压力P c 值越大？4. Terzaghi 一维固结方程固结系数的测定分为哪些方法，试述各方法的原理？5. 临界水力梯度与起始梯度的区别?势函数和流函数满足Laplace 方程，推导的前提是什么？6. 推导Terzaghi-Redulic 固结方程最基本原则？为什么说Biot 固结理论比Terzaghi-Redulic 理论更为精确？7. 推导Terzaghi 一维固结方程与推导陈宗基粘弹性一维固结方程的区别和联系？8.要提高沉降计算精度的关键问题是什么？当今为了使计算结果更合理，发展了哪些沉降计算方法，请分类总结？9. 利用CIU 试验强度曲线测定前期固结压力的方法利用了土的什么特性? 考虑先期固结压力沉降计算方法为什么要分两部分计算？10. 简述土的压缩系数α，压缩模量E s ,回弹模量E r ,体积压缩模量m v ,变形模量E, 切线模量E t 和割线模量E q 的定义、测定方法以及相互关系？11. 什么是K 0 固结试验，试介绍K 0 （CU ）固结压缩试验步骤？12. 应力路径法的应变等值线法计算土体总竖向应变lc ld l εεε+=利用了土的什么特性和原理？13. 在荷载作用下软粘土地基中土体强度变化有哪些趋势？土体的各向异性是由什么原因造成的？14 压缩曲线和回弹曲线采用三种坐标绘制（1）e-p 坐标 （2）e-logp 坐标（3）e-lnp 坐标，简述各曲线变化特点及λα , ,c C 概念。
高等土力学试题
2017高等土力学1.在土的弹塑性模型中, 屈服面和破坏面有何不同和有何联系？答：屈服面是土体的应力在应力空间上的表现形式，可以看成是三维应力空间里应力的一个坐标函数，因此对土体来说，不同的应力在应力空间上有不同的屈服面，但是破坏面是屈服面的外限，破坏面的应力在屈服面上的最大值即为破坏面，超过此限值土体即破坏。
2.何谓曼代尔－克雷尔效应？答：土体在固结的初期，内部会出现孔隙水压力不消散而是上升，布局地区孔隙水压力超过初始值的现象。
此效应仅在三维固结中出现，而在一维固结试验中并没有出现，在Biot的“真三维固结”理论可以解释磁现象。
3.与剑桥模型相比，清华弹塑性模型可以反映土的由剪应力引起的体积膨胀（剪胀）。
说明它是如何做到这一点的。
答：清华模型的硬化参数是关于塑形体应变和塑形剪应变的函数，而剑桥模型不是；此外，清华模型的屈服面椭圆与强度包线的交点不是椭圆顶点，因此会有剪胀。
4.天然岩土边坡的滑坡大多在雨季发生，解释这是为什么。
答：天然岩土边坡的滑坡发生总结起来两个原因，其一抗滑力减小，其二下滑力增大。
在暴雨的天气中，因为地表雨水的下渗导致岩土体的含水率增加，从而提高了岩土体的重量，增大了下滑力；下雨天气因为雨水的下渗，岩土体遇水软化的特性导致抗滑力减小；另外在渗透性好的岩土体中，岩土体内部雨水沿坡面下渗，渗透力会降低岩土坡体的安全系数，因此一上几方面的原因导致了滑坡大部分发生在雨季。
5.比奥（Biot）固结理论与太沙基－伦杜立克（Terzaghi-Randulic）扩散方程之间主要区别是什么？后者不满足什么条件？二者在固结计算结果有什么主要不同？答：区别：扩散方程假设应力之和在固结和变形过程中保持常数，不满足变形协调条件。
结果：比奥固结理论可以解释土体受力之后的应力、应变和孔压的生成和消散过程，理论上是严密计算结果也精确。
比奥固结理论可以解释曼代尔-克雷效应，而扩散理论不能。
6. 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：3＝100kPa ，1－3＝235kPa 。
高等土力学试题汇总
2.7 （1）修正后的莱特-邓肯模型比原模型有何优点？莱特-邓肯模型的屈服面和塑性势面是开口的锥形，只会产生塑性剪胀；各向等压应力下不会发生屈服；破坏面、屈服面和塑性势面的子午线都是直线不能反映围压对破坏面和屈服面的影响。
为此，对原有模型进行修正，增加一套帽子屈服面，将破坏面、屈服面、塑性势面的子午线改进为微弯形式，可以反映土的应变软化。
（2）清华弹塑性模型的特点是什么？不首先假设屈服面函数和塑性势函数，而是根据试验确定塑性应变增量的方向，然后按照关联流动法则确定其屈服面；再从试验结果确定其硬化参数。
因而这是一个假设最少的弹塑性模型2.8如何解释粘土矿物颗粒表面带负电荷？答：（1）由于结构连续性受到破坏，使粘土表面带净负电荷，（边角带正电荷）。
（2）四面体中的硅、八面体中的铝被低价离子置换。
（3）当粘土存在于碱性溶液中，土表面的氢氧基产生氢的解离，从而带负电。
2.9土的弹性模型分类及应用：线弹性：广义胡克定律非线弹性：增量胡克定律高阶弹性模型：柯西弹性模型、格林弹性模型、次弹性模型①弹性模型：一般不适用于土，有时可近似使用：地基应力计算；分层总和法②非线弹性模型：使用最多，实用性强：一般参数不多；物理意义明确；确定参数的试验比较简单③高阶的弹性模型：理论基础比较完整严格；不易建立实用的形式：参数多；意义不明确；不易用简单的试验确定3.1-3.2正常固结粘土的排水试验和固结不排水试验的强度包线总是过坐标原点的，即只有摩擦力；粘土试样的不排水试验的包线是水平的，亦即只有粘聚力。
它们是否就是土的真正意义上的摩擦强度和粘聚强度？答：都不是。
正常固结粘土的强度包线总是过坐标原点，似乎不存在粘聚力，但是实际上在一定条件下固结的粘土必定具有粘聚力，只不过这部分粘聚力是固结应力的函数，宏观上被归于摩擦强度部分。
粘土的不排水试验虽然测得的摩擦角为0，但是实际上粘土颗粒之间必定存在摩擦强度，只是由于存在的超静空隙水压使得所有破坏时的有效应力莫尔圆是唯一的，无法单独反映摩擦强度。
高等土力学试卷A答案
一. 解释名词或回答问题:（每题5分，共40分）1．在以下三轴排水试验中，哪些试验在量测试样体变时应考虑膜嵌入 (membrane penetration)的影响？HC, CTC, CTE, RTC, RTE, 以及平均主应力为常数的TC ，TE 试验。
同时在常规三轴固结不排水(CU)压缩试验中，围压σ3为常数，其膜嵌入 (membrane penetration)效应对于试验有没有影响，为什么？2．在剑桥模型中，物态边界面上的不排水三轴试验的有效应力路径向p '--q 平面的投影是不是其屈服轨迹？为什么？剑桥模型的硬化参数是各向等压下的压力p '，它又与塑性体应变成单值关系，所以它也可以说是以塑性体应变εp v .为硬化参数，(2分)亦即同一屈服面上εp v .是常数（弹性墙上），(1分)而有效应力路径上只是总体应变εv .为常数，所以其投影不是其屈服轨迹(2分)。
3．与剑桥模型相比，清华弹塑性模型可以反映土的由剪应力引起的体积膨胀（剪胀）。
说明它是如何做到这一点的。
可以从两个方面回答（其中答出一个即可）：（1） 从屈服轨迹的形状分析：清华模型的椭圆与强度线并不一定就在顶点，如剑桥模型那样。
在其顶点以后部分反映剪胀。
(2分)（2） 清华模型的硬化参数中为塑性体应变和塑性剪应变的函数，而不是只为塑性体应变的函数，剑桥模型h=εp v .随着加载硬化参数增加，εp v 增加，亦即只能减缩，清华模型无此限制。
或(2分)图1 第一大题第3小题图 (3分)4．Duncan-Chang 模型与剑桥模型都是在常规三轴试验基础上建立的，前者通过常规三轴试验确定的(σ1-σ3)~ε1~εv 的关系推出模型参数；后者通过三轴试验建立了用p '--q 表示的模型屈服函数。
这两个模型是否可以直接应用于平面应变问题的数值计算？作为本构模型，它们可以应用于计算任何应力状态和应力路径，Duncan-Chang 模型中有两个基本的弹性模型参数E 和ν，剑桥模型的流动法则没有任何限制(3分);ij ijf d d ελσ∂=∂。
高等土力学模拟考题1及答案
模拟考题1一.解释名词或回答问题:（每题4分，共40分）1.何谓曼代尔－克雷尔效应？2.何谓非饱和土的基质吸力。
3.饱和砂土的振动液化与砂土的哪些性质有关？4.举出影响饱和粘性土的渗透性的主要因素。
5.绘出剑桥模型(Cam-Clay)的物态边界面，并标出临界状态线。
6.剑桥模型(Cam-Clay)和修正的剑桥模型在p-q平面是的屈服方程分布为：f=η-M ln(p/p0)=0 f= p/p0-M2/M2+η2)其中：η=q/p绘制它们在p-q平面上的屈服轨迹的形状。
7.定性绘制密砂在高围压（σ3>30Mpa）和低围压下(σ3=100kpa)的应力、应变、体应变间的关系曲线。
8.写出弗雷德伦德(Fredlund)的关于非饱和土的强度公式。
9.如何表示土在周期荷载下的动强度？对饱和砂土，其在周期荷载下的动强度与哪些因素有关？10.比奥（Biot）固结理论和太沙基(Terzaghi-)－伦杜立克(Rendulic)的拟三维固结理论（扩散方程）的主要假设条件的区别是什么？二．解答下面各题：（共5题，每题5分，总计25分）1．两厚度相等的相邻粘土层的土的参数和固结系数不同（分别为 k1＝3⨯10－6cm/s、 k2⨯=2⨯10-7cm/s mv1=0.5Mpa-1, mv2=0.65Mpa-1)，可将其按均质土进行近似的一维固结计算，计算其平均固结系数⎺Cv：k（Cv=_____ ）mvγω2．绘制一α=20︒的均匀无粘性土无限长、无限深土坡在有沿坡渗流情况下的流网。
3．一种松砂的固结不排水试验的有效应力路径如图所示，绘出其应力应变关系曲线和孔压曲线。
q σ1-σ30 ε10 p'σ3σ3 u4．用砂雨向大砂池中均匀撒砂，然后在不同方向取试样，进行了以下不同的三轴试验：（Z为竖直方向）(1) σz =σ1,σx=σy=σ3与σy=σ1,σz=σx=σ3(2) σz =σ1,σx=σy=σ3与σz=σy=σ1, σx=σ3(3) σx =σy=σ1，σz=σ3与σy=σ1,σz=σx=σ3(4) σy =σ1,σz=σx=σ3与σz=σy=σ1, σx=σ3根据土强度的各向异性和中主应力对土的强度的影响，判断在四种试验中哪一种试验得到的的强度指标φ大？（可表示为前>后,前<后。
高等土力学部分考题及答案
一、高等土力学研究的主要内容答：土力学主要是研究土的物理、化学、和力学特性以及土体在荷载、水、温度等外界因素作用下的工程性状。
高等土力学则是深化上述研究，重点研究先进的土工试验（实验）方法和设备、土体本构关系、塑性特性、强度、渗流、固结、压缩及其机理。
二、与上部结构工程相比，岩土工程的研究和计算分析有什么特点？答：1）岩土工程的规模和尺寸比一般的结构工程大得多，其实际范围是空间半无限体，工程计算分析中采用的边界是近似和模糊的；2）岩土的各种参数是空间的函数，参数的变异性大，变异系数在0.1-0.35,有的可能超过0.4，并且土性之间或不同点的土性具有较强的相关性，包括互相关和自相关；3）岩土属于高非线性材料，在不同的应力水平下变形特性不同，岩土工程的极限状态方程也经常是高度非线性的，并且诱发极限状态的原因或作用多种多样；4）岩土试样性质与原状岩土的性质往往存在较大的差别，即使是原为测试，反应的也仅仅是岩土的“点”性质（如现场十字板强度试验）或“线”性质（如静力触探实验）。
而岩土工程的行为往往由它的整体空间平均性质控制，因此在岩土工程可靠度分析中，要注意“点”、“线”到空间平均性概率统计指标问题5）由于上述岩土性质和岩土工程的不确定性加之推理的不确定性（如有目的的简化）,岩土工程的计算模型往往具有较大的不确定性或者不精确性，并且除了上述3)中提到的在岩土工程中针对不同原因和作用，会有不同的极限状态方程外，对同一计算参数也存在不同的计算表达式；6）施工工艺，施工质量及施工水平等会对岩土工程的性质和功能产生很大的影响。
三、土的特性答：1土的变异性大，离散性大，指标值合理确定很困难。
2土的应力应变关系是非线性的，而且不是唯一的，与应力历史有关。
3土的变形在卸载后一般不能完全恢复，饱和粘土受力后，其变形不能立刻完成，而且要经过很长一段时间才能逐渐稳定。
4土的强度也不是不变的，它与受力条件排水条件密切相关。
大学土力学试题及答案
土力学与基础工程0.土：地球表面的整体岩石在大气中经受长期的风化作用而形成的、覆盖在地表上碎散的、没有胶结或胶结很弱的颗粒堆积物。
1.土的主要矿物成分：原生矿物：石英、长石、云母=次生矿物：主要是粘土矿物，包括三种类型=高岭石、伊里石、蒙脱石4.粒组的划分：巨粒(>200mm)粗粒(0.075~200mm) 卵石或碎石颗粒(20~200mm)圆砾或角砾颗粒(2~20mm)砂(0.075~2mm)细粒(<0.075mm)粉粒(0.005~0.075mm)粘粒(<0.005mm)5.土的颗粒级配：土由不同粒组的土颗粒混合在一起所形成，土的性质主要取决于不同粒组的土粒的相对含量。
土的颗粒级配就是指大小土粒的搭配情况。
6.级配曲线法：纵坐标：小于某粒径的土粒累积含量横坐标：使用对数尺度表示土的粒径，可以把粒径相差上千倍的粗粒都表示出来，尤其能把占总重量少，但对土的性质可能有主要影响的颗粒部分清楚地表达出来.7.不均匀系数：可以反映大小不同粒组的分布情况，Cu越大表示土粒大小分布范围广，级配良好。
8.曲率系数：描述累积曲线的分布范围，反映曲线的整体形状9.土中水-土中水是土的液体相组成部分。
水对无粘性土的工程地质性质影响较小，但粘性土中水是控制其工程地质性质的重要因素，如粘性土的可塑性、压缩性及其抗剪性等，都直接或间接地与其含水量有关。
10.结晶水：土粒矿物内部的水。
11.结合水：受电分子吸引力作用吸附于土粒表面的土中水。
12.自由水：存在于土粒表面电场影响范围以外的土中水。
13.表示土的三相组成部分质量、体积之间的比例关系的指标，称为土的三相比例指标。
主要指标有：比重、天然密度、含水量（这三个指标需用实验室实测）和由它们三个计算得出的指标干密度、饱和密度、孔隙率、孔隙比和饱和度。
14.稠度：粘性土因含水量的不同表现出不同的稀稠、软硬状态的性质称为粘性土的稠度。
15.粘性土的界限含水量：同一种粘性土随其含水量的不同，而分别处于固态、半固态、可塑状态及流动状态。
(完整word版)高等土力学历年真题
高等土力学历年真题一、 黄土湿陷性机理与处治方法。
(2010年)1、黄土湿陷泛指非饱和的、结构不稳定的黄色土，在一定压力作用下，受水浸湿后，土的结构迅速破坏，发生显著的附加下沉现象。
黄土湿陷现象是一个复杂的地质、物理、化学过程，对于湿陷的机理目前国内外有多种假说，归纳起来可分为内因和外因两个方面。
黄土形成初期，季节性的少量雨水把松散的粉粒粘聚起来，而长期的干旱使水分不断蒸发，于是少量的水分以及溶于水中的盐类都集中到较粗颗粒的表面和接触点处，可溶盐逐渐浓缩沉淀而成为胶结物。
同时随着含水量的减少，土颗粒彼此靠近，颗粒间的分子引力以及结合水和毛细水的联结力逐渐加大，这些因素都增强了土粒之间抵抗滑移的能力，阻止了土体在自重压密，从而形成以粗粉粒为主体骨架的蜂窝状大孔隙结构。
当黄土受水浸湿或在一定外部压力作用下受水浸湿时，结合水膜增厚并楔入颗粒之间，于是结合水联系减弱，盐类溶于水中，各种胶结物软化，结构强度降低或失效，黄土的骨架强度降低，土体在上覆土层的自重压力或在自重压力与附加压力共同作用下，其结构迅速破坏，大孔隙塌陷，导致黄土地基附加的湿陷变形。
2、黄土地基处理方法地基处理应考虑场地的选择和勘探，黄土湿陷类型的派别和地基处理方法的选择，以达到建筑设计经济与安全的要求。
灰土垫层 传统方法，用于高层建筑更能发挥其作用，它具有一定的胶凝强度和水稳定性，在基础压力作用下以一定的刚性角向外扩散应力，因而常用作刚性基础的底脚。
砂石垫层 用于地下水位较高的软弱土层，厚度约1-3m ，其下为工程性能良好的下卧层。
强夯法 是处理湿陷性黄土地基最经济的一种方法，其处理土层厚度一般用梅纳提出的估算公式QH z α=灰土挤密桩 是处理大厚度湿陷性黄土地基方法之一，其作用是挤密桩周围的土体，降低或者消除桩深度内地基土的湿陷性，提高承载力。
振冲碎石桩 主要用于饱和黄土的地基处理，它以振冲置换作用为主。
打入混凝土预制桩 锤击沉入的钢筋混凝土预制桩，质量稳定，工艺简便，是目前高层建筑基础应用较广的一种。
高等土力学试题-考博专用汇编
参考书目《高等土力学》李广信第 1 章土工试验及测试、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)针对具体土样的试验，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化。
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，孔隙总是减少的，从而可发生较大的体积压缩，这种体积压缩大部分死不可恢复的，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，土一般不会完全恢复到原来的应变状态，其中有一部分变形是可以恢复的，部分应变式不可恢复的塑性应变，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化的特性，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，产生剪胀的原因？P52(2.3.2)土体由于剪应力引起的体积变化称为剪胀性，广义的剪胀性指剪切引起的体积变化，既包括体胀，也包括体缩，但后者常被称为“剪缩” 。
(完整版)大学土力学试题及答案
第1章 土的物理性质与工程分类一．填空题1． 颗粒级配曲线越平缓，不均匀系数越大，颗粒级配越好。
为获得较大密实度,应选择级配良好的土料作为填方或砂垫层的土料。
2． 粘粒含量越多,颗粒粒径越小，比表面积越大，亲水性越强，可吸附弱结合水的含量越多，粘土的塑性指标越大 3． 塑性指标p L p w w I -=,它表明粘性土处于可塑状态时含水量的变化范围，它综合反映了粘性、可塑性等因素.因此《规范》规定：1710≤<p I 为粉质粘土，17>p I 为粘土。
4． 对无粘性土，工程性质影响最大的是土的密实度,工程上用指标e 、r D 来衡量。
5． 在粘性土的物理指标中,对粘性土的性质影响较大的指标是塑性指数p I . 6． 决定无粘性土工程性质的好坏是无粘性土的相对密度，它是用指标r D 来衡量。
7． 粘性土的液性指标pL p L w w w w I --=，它的正负、大小表征了粘性土的软硬状态，《规范》按L I 将粘性土的状态划分为坚硬、硬塑、可塑、软塑、流塑。
8． 岩石按风化程度划分为微风化、中等风化、强风化。
9． 岩石按坚固程度划分为硬质岩石，包括花岗岩、石灰岩等；软质岩石，包括页岩、泥岩等。
10．某砂层天然饱和重度20=sat γkN/m 3,土粒比重68.2=s G ,并测得该砂土的最大干重度1.17max =d γkN/m 3，最小干重度4.15min =d γkN/m 3，则天然孔隙比e 为0.68，最大孔隙比=max e 0。
74，最小孔隙比=min e 0.57。
11．砂粒粒径范围是0。
075~2mm ，砂土是指大于2mm 粒径累计含量不超过全重50％,而大于0.075mm 粒径累计含量超过全重50％.12．亲水性最强的粘土矿物是蒙脱石，这是因为它的晶体单元由两个硅片中间夹一个铝片组成，晶胞间露出的是多余的负电荷，因而晶胞单元间联接很弱,水分子容易进入晶胞之间，而发生膨胀。
高等土力学作业题
补充：
1.计算基地总沉降通常采用分层总和法，在应用该方法时，采用半无限体的弹
性理论解（Boussinesq）计算地基中的附加应力，为什么一般不直接用计算基础沉降？
答：由于地基土大多数是分层的，（1）变形非线弹性；（2）不均匀的。
弹性理论的位移解析解计算复杂，而用线弹性理论计算附加应力的误差不大。
2.土层剖面如图所示，从地面以下5m处（点B）取样作室内试验得到如下结
束：
P c=110kPa，e0=1.10，C c=0.450，C s=0.085，地面超载q=50kPa,在粘黏土层中产生的附加应力分布近似为梯形，在黏土层顶面点A处为40kPa,在其底面点C处为20kPa，问：
（1）黏土层是否为超固结土？
（2）计算黏土层的压缩量。
解：（1）在点B处的自重应力：P0=19×2+17.5×3=90.5kpa
由于P c=110kpa＞90.5kpa，故为超固结土。
（2）点B处附加应力去点A、C的平均值σzb=（40+20）/2=30kpa Δp=σzb=30kpa P c-P0=110-90.5=19.5kpa
由于Δp＞P
-P0
c
因此
⎥⎦⎤⎢⎣
⎡⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∆++⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=+∆-=00000lg lg 11p p p C p p C e H H e e s c c S =⎥⎦⎤⎢⎣
⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛++⎪⎭⎫ ⎝⎛+5.90305.90lg 450.05.90110lg 085.01.11600 =18.043cm
黏土层的压缩量为18.043cm 。
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.回答下列问题:1. 何谓非饱和土的基质吸力？举出一种非饱和土的强度公式。
2. 三轴试验中的膜嵌入或顺变性（ Membrane Penetration ）对试验结果有什么影响？对什么土和什么类型的试验影响比较大？3. 说明普朗特尔（Prandtl ）和太沙基（Terzaghi ）的地基极限承载力公式的基本假设条件和滑裂面形状。
4. 何谓德鲁克（Drucker ）假说？何谓相适应和不相适应的流动规则？对两种情况各举一个土的弹塑性模型。
5. 某饱和砂土的固结不排水三轴试验结果如下图所示，在p - q 坐标定性绘出有效应力路径。
应当如何确定这种土的有效应力强度指标？U二.选择一个问题回答：1. 在深覆盖层上修建土石坝时，坝体和覆盖层的防渗结构物主要有那些型式？各有什么优缺点？2. 在地基处理方法中有哪些型式的复合地基桩？说明其适用范围。
三•最近在岩土工程界关于基坑支护土压力计算的讨论很热烈，试谈谈你对土压力的“水土合算”与“水土分算”的看 法四.某油罐地基工程采用堆载预压法进行地基加固，地基土的抗剪强度指标如图所示，已知中心点M 处的自重应力为: Sz =40kPa, ；x =32 kPa.当设计堆载压力p = 200 kPa 时在M 点引起的附加压力 Z =120 kPa, X =30 kPa,分析M 点是否会破坏？应如何进行堆载才能防止地基破坏？孔压系数A=0.4c?=10Kpa H??=30? _ -6k=5 ：10 cm/s五•在一个高2米的铁皮槽中装有饱和的均匀松砂，其孔隙比e=0.85,砂的比重Gs=2.67,内摩擦角：；：；：。
然后在振动时 砂土发生了完全液化。
由于槽壁位移，槽内的砂土的水平土压力是主动土压力，试计算砂土液化前后的槽壁上和槽底上P粉质粘土的土压力和水压力。
（10分）饱和松砂 2 . 0米六.回答下列问题:（一）说明高层建筑上部结构、基础和地基的相互作用关系。
（二）规范规定：一般粘性土中的预制桩，打入后15天，对软粘土，打入后21天，才能进行静载试验，为什么？（三）为什么对于小型建筑物地基一般是承载力控制；对于大型建筑物地基一般是沉降控制？（四）有一个建筑物的地基承载力基本值是120kPa,要求的设计承载力是250kPa,设计者在原地基上增加了70厘米厚的水泥土垫层（15 %水泥与原地基土混合后夯实），经在垫层上的载荷试验得到的承载力已经达到了设计承载力。
你对这个设计有什么看法？（五）试解释为什麽早期的地基承载力破坏很多是粘土地基上的谷仓、水泥仓和油罐等建筑物？七•回答问题：（一）透水地基上的土石坝的防渗型式有那些？各有什么优缺点？（二）土坝的裂缝有那些种？如何防治？（三）说明堤防工程与土坝工程的区别。
（设计施工、防渗、质量控制、水位变化、隐患险情等）八•计算下面两种情况下的土压力和水压力：（一）均匀土中的板桩支护，基坑内排水。
7M 1115M（二）挡土墙后是饱和粘性土，由于地面荷载引起土中的超静孔隙水压力u=u o sin（ Z/2H）, u 0=20kPa,二1OKNM‘1、答：由于土体毛细管的作用，干土会对水分有吸引力作用，这个吸引力作用就是非饱和土的基质吸力。
A.W.Bishop提出了单应力状态变量的非饱和土强度公式：式中：•为抗剪强度，c为有效黏聚力，:'为有效内摩擦角，为一个取值为0.0〜1.0的系数。
2、答：在使用三轴仪对砂土进行试验时，周压力通过橡皮膜传递到试样上。
由于颗粒间有孔隙，试样表面实际凹凸不平，施加周压力后橡皮膜会楔入试样表面颗粒的空隙中去。
其楔入深度随有效周压力口:变化而变化，称这种现象为橡皮膜的顺变性。
其楔入量称为膜顺变量或膜楔入量。
由于粗粒颗粒较大，其试样的侧表面是凹凸不平的，所以，当对试样施加侧压力 C后，橡皮膜会嵌入到试样侧表面的空隙中去，并挤出这些空隙中的水，从而使试样产生附加的排水，该部分嵌入量的大小和试样侧表面积的大小，材料颗粒大小，级配以及侧压力的大小有关，对待定的一个试件，其大小主要取决于侧压力的大小，对粘性土等细颗粒材料，该部分嵌入量的影响较小，但对于粗颗粒其影响却不可忽视。
在饱和试样中，在试样与膜以及在各层膜之间残留一薄层水膜，称膜间自由水，该部分顺变性对实验中的体积变化和空隙水压力具有很大的影响。
砂的一个基本特性是剪切时发生体积变化。
当用普通三轴仪对饱和砂进行应力一应变特性研究时，排水试验需要精确量测试验过程中体积变化，不排水试验则需要精确量测孔隙水压力（简称孔压）的变化。
在饱和土的排水试验中，通常根据试样中排出或吸入的水量来确定试样的体积变化。
但是由于存在膜顺变性，使得这种量测方法在饱和土的粗粒排水试验中出现了很大误差。
3、答：（1）普朗特尔的地基极限承载力公式的基本假设条件：①基础地面绝对光滑（％=0），竖直荷载是主应力②无重介质的假设，即=0③基础地面为地表面，q= m D i作为均布荷载滑裂面形状：B太沙基的地基极限承载力公式的基本假设条件：①考虑地基土的自重，基底土的重量=0②基底可以是粗糙的（0= 0~ ）③忽略基底以上部分土本身的阻力，简化上部均布荷载q=/#m D滑裂面形状：4、答：德鲁克假说：利用塑性体应变增量，等效塑性应变增量这两个塑性指标的特性，对金属材料假定塑性体应变增量为零，并且假设材料屈服时等效塑性应变增量与应力状态无关。
在塑性理论中，流动规则用以确定塑性应变增量的方向或塑性应变增量张量的各个分量间的比例关系，对于稳定材料d-j d P-0，因而d；jP必须正交于屈服面才能满足：同时屈服面也必须是外凸的，这就是说塑性势面g与屈服面f必须是重和的，即f=g这就称为相适应的流动规则。
如果 f=g，即为不相适应的流动规则。
5、答：当峰值应力差（J-6）max = 200kP a时，松砂的有效应力路径还远未达到有效应力破坏线，砂土的应力状态未达到其强度，但饱和砂土试样流动了。
有效应力路径峰值时对应的固结不排水内摩擦角为；：cu =11.5°，而当它达到稳定状态时，尽管偏差应力（G -；「3）mt仅为30kP a，其有效应力路径达到了有效应力强度的破坏线，有效应力内摩擦角'：30o，而对应的残余不排水内摩擦角;：cu :-2o~3o这时才到该种砂土真正意义上的破坏，所以这种实验中最大应力差与最大应力比确定的有效应力指标是不同的，用最大的应力比更合理。
二、选择一个问题回答1、2、答：地基处理中的复合地基桩按竖向增强体的材料可划分为：散体材料复合地基桩、柔性复合地基桩、冈I」性复合地基桩。
碎石桩和砂桩总称为碎（砂）石桩，和桩周土组成复合地基的地基处理方法。
砂石桩法适用于挤密松散砂土、粉土、粘性土、素杂填土等地基。
对饱和粘性土上对变形控制要求不严的可采用砂石桩置换处理。
该法亦可用于可液化地基。
CFG桩是水泥粉煤灰碎石桩的简称，适用于处理黏性土、粉土、砂土和已完成自重固结的素填土等地基。
对淤泥质土应按地区经验或通过现场试验确定其适用性。
石灰桩法，由生石灰与粉煤灰等掺合料拌和均匀在孔内分层夯实形成竖向增强体并与桩间土组成复合地基的地基处理方法。
灰土挤密桩法，利用横向挤压成孔设备成孔使桩间土得以挤密用灰土填入桩孔内分层夯实形成灰土桩并与桩间土组成复合地基的地基处理方法。
土挤密桩法，利用横向挤压成孔设备成孔使桩间土得以挤密用素土填入桩孔内分层夯实形成土桩并与桩间土组成复合地基的地基处理方法。
柱锤冲扩桩法，反复将柱状重锤提到高处使其自由落下冲击成孔然后分层填料夯实形成扩大桩体与桩间土组成复合地基的地基处理方法。
三、答：在水土合算的计算公式中采用总应力指标和和饱和重度计算，但如果将饱和重度为有效重度与水的重度之和代入公式，水土合算的方法实际上将水压力也乘以土压力系数。
对于粘性土，情况比较复杂，从土中水全部是自由水的观点看，水压力打折扣也是不合适的；但如承认粘性土中的水不全部是自由水，则打一定的折扣，也是合适的，这就和粘性土中考虑浮力的方法相似。
总之计算土压力时，当地下水面以下，土体如果是粘性土时，计算土压力用水土合算；当地下水面以下土体，如果土体是非粘性土时，计算土压力用水土分算，计算水压力值，此时总压力等于土压力与水压力之和。
四、五、六、回答下列问题1、答：高层建筑上部结构的自重及荷载通过梁柱等构件把荷载传给基础，基础把荷载传给地基，三者之间关系密切。
地震时土体与上部结构是相互作用的，上部结构受到地基传来的地震波影响产生地震作用，在进行地震反应分析时，一般都假设地基是刚性的，实际上是非刚性的，故上部结构的地震作用通过基础反馈给地基，地基产生局部变形，从而引起上部结构的移动和摆动，这就是上部结构，基础与地基之间的相互作用。
2、答：达到设计要求最大加载量且沉降达到稳定，或已达桩身材料的极限强度，以及试桩桩顶出现明显的破损现象。
在确定桩身强度达到要求的前提下，粘性土中的预制桩一般只有通过15 天左右，才能达到桩身强度设计要求，桩身与土体的结合才基本稳定，而软粘土中水分较多，因而需更长的时间才能达到静载实验要求。
3、答：因为小型建筑的荷载较小，按承载力控制，就是建筑物地基只要满足强度条件就可以，一般适用于小型建筑，对地基变形要求较低，而地基按沉降控制就必须在满足地基承载力控制的基础上，也必须满足地基沉降的要求，一般适用于高层建筑，对地基变形要求较高。
4、5、因为粘土地基上的谷仓，水泥库和油罐等建筑物具有很大的堆积荷载，粘性土具有高胶体高塑性，粘性土需要很长时间才能完成固结。
土体抗剪强度很低，因此早期的地基承载力破坏很多是粘土地基上有谷仓，水泥库和油罐等具有很大堆积荷载的建筑物。
七、回答问题1、答：防渗型式有：心墙、斜墙与铺盖的结合，斜墙与截水的结合。
根据防渗材料的不同，碾压混凝土坝防渗结构型式可分为三大类：常态混凝土防渗结构、柔性材料防渗结构及碾压混凝土自身防渗结构。
防止渗透破坏的工程措施有：采取水平或垂直防渗措施，以便尽可能地延长渗径。
达到降低渗透坡降的目的，可采取排水或减压措施，以降低坝体浸润线和下游渗流出口处的渗透压力，对可能发生管涌的部位，需设置反虑层，拦截可能被渗流带走的细颗粒，对下游可能产生流土部位，可以设置铺盖，可以增加土体抵抗渗透变的能力。
新型的防渗措施，采用刚柔结合的方式，采取单管高压施喷防渗墙和铺土工膜防渗相结合的新型防渗技术，适用于不同类型的土石坝，适用于土石坝沉陷变形，防渗效果好，而且是个速度快，集刚性和柔性优点于一身。
2、答：土坝裂缝可分为：干缩裂缝、冻融裂缝、沉陷裂缝和滑坡裂缝。
按走向分纵向裂缝，横向裂缝和龟裂。
坝段分缝分块形式可分为：纵缝分块、斜缝分块、错缝分块和通仓浇筑等四种。
土坝裂缝的原因，大多数都是由于坝体或地基的不均匀的沉陷引起的，在土坝除险加固设计和土坝的施工图设计中，应考虑如何使坝体的不均匀沉陷尽可能的小，如对坝基中的软土层应手挖除，挖出困难时，可采用砂井处理，对湿陷性黄土坝基应预先浸水，使土层事先沉陷，对坝体应根据土壤特性和碾压条件，选择适宜的含水量和填筑标准，同时应适当加厚粘土防渗体和适当加厚防渗体下游反虑层的厚度。