(完整word版)高等土力学课后思考题
（完整版）土力学与基础工程课后思考题答案
（完整版）土力学与基础工程课后思考题答案土力学与基础工程课后思考题答案第二章2.1土由哪几部分组成？土中水分为哪几类？其特征如何？对土的工程性质影响如何？土体一般由固相、液相和气相三部分组成（即土的三相）。
土中水按存在形态分为：液态水、固态水和气态水（液态水分为自由水和结合水，结合水分为强结合水和弱结合水，自由水又分为重力水和毛细水）。
特征：固态水是指存在于颗粒矿物的晶体格架内部或是参与矿物构造的水，液态水是人们日常生活中不可缺少的物质，气态水是土中气的一部分。
影响：土中水并非处于静止状态，而是运动着的。
工程实践中的流沙、管涌、冻胀、渗透固结、渗流时的边坡稳定问题都与土中水的运用有关。
2.2土的不均匀系数Cu及曲率系数Cc的定义是什么？如何从土的颗粒级配曲线形态上，Cu和Cc数值上评价土的工程性质。
不均匀系数Cu反映了大小不同粒组的分布情况。
曲率系数Cc描述了级配曲线分布的整体形态，表示是否有某粒组缺失的情况。
评价：（1）对于级配连续的土：Cu>5,级配良好；Cu<5，级配不良。
（2）对于级配不连续的土：同时满足Cu>5和Cc=1~3，级配良好，反之则级配不良。
2.3说明土的天然重度、饱和重度、浮重度和干重度的物理概念和相互联系，比较同一种土各重度数值的大小。
天然重度、饱和重度、浮重度和干重度分别表示单位体积的土分别在天然、饱和、湿润、干燥状态下的重量，它们反映了土在不同状态下质量的差异。
饱和重度>天然重度>干重度>浮重度2.4土的三相比例指标有哪些？哪些可以直接测定？哪些通过换算求得？为换算方便，什么情况下令V=1，什么情况下令Vs=1？三相比例指标有：天然密度、含水量、相对密度、干密度、饱和密度、有效密度、孔隙比、孔隙率、饱和度。
直测指标：密度、含水量、相对密度。
换算指标：孔隙比、孔隙率、饱和度。
当已知相对密度ds时令Vs=1，当已知天然密度时令V=1，如若两者都已知，设V=1或Vs=1都行2.5反映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并不广泛？指标：孔隙比、最大孔隙比、最小孔隙比。
土力学课程思考题
《土力学》习题、思考题、质疑题集 第二部分 思考题上海海事大学港口、航道与海岸工程专业交通工程专业2008.11第二部分思考题1 土的物理性指与工程分类1.1什么叫土？土是怎样形成的？粗粒土和细粒土的组成有何不同？1.2什么叫残积土？什么叫坡积土？它们各有何特征？1.3何谓土的级配？土的级配曲线是怎样绘制的？为什么级配曲线用半对数坐标？1.4何谓土的结构？土的结构有哪几种类型？它们各有何特征？各对应哪类土？1.5土的级配曲线的特征可用哪两个系数来表示？它们的定义如何？如何利用土的级配曲线来判别土的级配的好坏？1.6什么叫吸着水？具有哪些特性？1.7什么叫自由水？自由水又可分为哪两种？1.8什么叫重力水？它有哪些特性？1.9土中的气体以哪几种形式存在？它们对土的工程性质有何影响？1.10粘土矿物有哪几种？对土的矿物性质有何影响？并说明其机理？1.11试比较土中各种水的特征。
1.12试述毛细水上升的原因，说明在哪种土中毛细现象最显著。
2 土中水的运动规律2.1何谓达西定律，达西定律成立的条件有哪些？2.2实验室内测定渗透系数的方法有几种？它们之间有什么不同？2.3渗透变形有几种形式？它们各自具有什么特征？2.4什么是临界水力梯度？如何对其进行计算？2.5孔隙水应力在静水条件下和在稳定渗流作用不有什么不同？如何利用流网确定稳定渗流作用下的孔隙水应力。
2.6根据达西定律计算出的流速和土中水的实际流速是否相同？为什么？2.7拉普拉斯议程是由哪两个基本定律推导出来的？你认为土的透水系数是各向同性的吗？2.8什么叫做管涌土和非管涌土？2.9什么叫渗透力，其大小和方向如何确定？2.10影响土渗透性的因素有哪些？2.11达西定律的基本假定是什么？试说明达西渗透定律的应用条件和适用范围。
2.12用达西渗透定律计算出的渗透流速是否是土中的真实渗透流速，它们在物理概念上有何区别？2.13渗透力是怎样引起渗透变形的？渗透变形有哪几种形式？在工程中会有什么危害？防治渗透破坏的工程措施有哪些？2.14发生管涌和流土的机理与条件是什么？与土的类别和性质有什么关系？在工程上是如何判断土可能发生渗透破坏并进行分类的。
土力学课后思考题汇总
土力学课后思考题汇总第一章1.土由哪几部分组成的？黏土矿物分为那几种？答：土是由三相组成的：固相—矿物颗粒和有机质；液相—水；气相—空气。
黏性土分为粉质黏土和黏土。
P52.何谓土的颗粒级配？不均匀系数Cu>10反映土的什么性质?答：土粒的大小及其组成情况，通常以土中各个粒组的相对含量(指土样各粒组的质量占土粒总质量的百分数)来表示，称为土的颗粒级配。
不均匀系数Cu<5的土看作均粒土，属级配不良；Cu>10的土，属于级配良好。
P6、73.土中水包括哪几种？结合水有何特征？答：土中水包括结合水、自由水（毛细水、重力水）。
结合水受土粒表面引力的控制而不服从静水力学规律。
结合水的密度，粘滞度均比一般正常水偏高，冰点低于0℃，且只有吸热变成蒸汽才能移动。
P94.何谓土的结构？土的结构有哪几种？答：土的结构是指土粒的原位集合体特征，是由土粒单元的大小、形状、相互排列及其联结关系等因素形成的综合特征。
P11土的结构有：单粒结构、絮状结构、蜂窝结构。
P115.无黏性土最主要的物理状态指标是什么？答：土的密实度P196.黏性土最主要的物理状态指标是什么？何谓液限和塑限？如何测定？答：界限含水量；土由可塑状态转到流动状态的界限含水量称为液限；采用锥式液限仪测定液限。
土由半固态转到可塑状态的界限含水量称为塑限；采用“搓条法”测定塑限。
P227.地基土分为哪几类？答：碎石土、砂土、粉土、黏性土、人工填土等P29第二章1.什么是达西定律?达西定律的适用条件有哪些?答：反映层流条件下，土中渗流速度与能量（水头）损失之间的关系；使用条件：渗透为层流时，可用。
P342.为什么室内渗透试验与现场测试得出的渗透系数有较大差别?答：室内试验法具有设备简单、费用较低的优点，但由于取土样时产生的扰动，以及对所取土样尺寸的限制，使得其难以完全代表原状土体的真实情况。
3.如何确定成层土的渗透系数?答：变水头法P364.地下水渗流时为什么会产生水头损失?答：水在土体中流动时，由于受到土粒的阻力，而引起水头损失。
高等土力学课后参考答案
第五章.土的压缩与固结概念与思考题1.比奥（Biot）固结理论与太沙基一伦杜立克（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：主要区别：在太沙基-伦扩散方程推导过程中，假设正应力之和在固结与变形过程中是常数，太-伦扩散方程不满足变形协调条件。
固结计算结果：从固结理论来看，比奥固结理论可解得土体受力后的应力、应变和孔压的生成和消散过程，理论上是完整严密的，计算结果是精确地，太-伦法的应力应变计算结果和孔压计算结果精确。
比奥固结理论能够反映比奥戴尔-克雷效应，而太沙-伦扩散方程不能。
但是，实际上，由于图的参数，本构模型等有在不确定性。
无论采用哪种方法计算都很难说结果是精确的。
2.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一沉降（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3.在是砂井预压固结中，什么是砂井的井阻和涂抹？它们对于砂井排水有什么影响？答：在地基中设置砂井时，施工操作将不可避免地扰动井壁周围土体，引起“涂抹”作用，使其渗透性降低；另外砂井中的材料对水的垂直渗流有阻力，是砂井内不同深度的孔不全等于大气压（或等于0），这被称为“井阻”。
涂抹和井阻使地基的固结速率减慢。
4.发生曼德尔一克雷尔效应的机理是什么？为什么拟三维固结理论（扩散方程）不能描述这一效应？答：曼戴尔-克雷尔效应机理：在表面透水的地基面上施加荷重，经过短暂的时间，靠近排水面的土体由于排水发生体积收缩，总应力与有效应力均由增加。
土的泊松比也随之改变。
但是内部土体还来不及排水，为了保持变形协调，表层土的压缩必然挤压土体内部，使那里的应力有所增大。
因此某个区域内的总应力分量将超过他们的起始值，而内部孔隙水由于收缩力的压迫，其压力将上升，水平总应力分量的相对增长（与起始值相比）比垂直分量的相对增长要大。
《高等土力学》郭莹老师讲授部分的思考题
《高等土力学》郭莹老师讲授部分的思考题1.直剪试验、单剪试验、环剪试验各有何特点？应力状态如何？2.试结合土的压缩试验给出压缩系数、压缩模量、压缩指数、膨胀指数、固结系数的定义式和确定方法，并阐述其意义和应用。
3.静力三轴试验能够实现哪些应力路径，原理如何？4..第一章书后习题15..什么是单向（侧限）压缩试验？什么是三轴试验?结合单向固结试验和常规三轴压缩剪切试验阐述土的变形（剪应力——应变关系及剪应力——体积变形特性）与强度特性——结合第三章。
6.真三轴与空心圆柱扭剪有何异同?7.离心模型试验原理?有何实用价值?8.试验的检验和验证有何意义？对于已有的检验和验证你有何认识?9.土的应力应变关系的特性及其影响因素。
10.邓肯张双曲线非线性应力应变模型中的下列物理或参数的意义或定义以及确定方法（1）Ei，K，n （2）Rf （3）B，Kb，m11.邓肯张模型有何特点?12.土的刚塑性本构模型，弹性–完全塑性模型与增量弹塑性模型表现的应力应变关系有何区别？13.弹塑性模型的一般原理。
14.何谓正常固结土的物态边界面?何谓超固结粘土的完全物态边界面?示意绘出完全物态边界面，说明由哪几个面构成。
15.剑桥模型的屈服面、流动法则和硬化规律有何特点?适用何种土?有何问题?修正的剑桥模型有何改进?16.土的屈服，强度与土体的破坏差异？17.P174,练习5.10.11.1218.三种经典强度准则是哪些？各有何特点?说明三种强度准则破坏面的空间形状，并在π平面中示意绘出三种准则的破坏面形状。
19.近代强度理论主要有哪些？与经典强度理论有何改进?有何特点?20.地基液化的原因、条件、主要影响因素和造成的危害有哪些？。
土质土力学习题及思考题
《土力学》思考题及习题清华大学土力学1第一章土的物理性质一思考题1.什么是土的灵敏度？灵敏度反映土的什么性质？如何测定土的灵敏度？2.粗粒土与细粒土如何区分？3.什么叫做粒径级配累积曲线，曲线上一点代表什么意思？4.土中水分几种类型？各有什么特点？与土的状态什么关系？5.如果试验结果表明某天然砂层的相对密度Dr>1，这是否有可能，为什么？6.什么是粘性土的最优含水量？它与击实能有什么关系？7.什么叫土的液性指数？如果试验结果表明某天然粘土层的液性指数大于1，但该土并不呈流动状态而仍有一定的强度，这是否可能，为什么？8.片架结构和片堆结构性质有何不同？9.已知某粘土层的天然含水量值，能否判断该土的软硬程度，为什么？二习题1．有一土体，测定的天然密度为ρ=1.85g/cm3，含水量为ω=14%，土颗粒的比重为G s=2.67。
计算其孔隙比e。
2．在某土层中用体积为72cm3的环刀取样。
经测定，土样质量为129.1g，烘干后土样质量为121.5g，土粒比重为2.7，求该土样的含水量、湿容重、饱和容重、干容重和浮容重，并比较该土在各种情况下的容重值有何区别？3．饱和土孔隙比为0.7，比重为2.72。
用三相草图计算干容重、饱和容重和浮容重。
并求当该土的饱和度变为75％时的容重和含水量。
4．有一湿土样质量为200g，已知含水量为15％，要制备含水量为20％的土样需加多少水？5．某料场的天然含水量w=22%，G s=2.70，土的压密标准为ρd=1.7g/cm3，为避免过度碾压而产生剪切破坏，压密土的饱和度不宜超过0.85。
问该料场的土料是否适合筑坝，如果不适合应采用什么措施？6．8度地震区要求砂压到相对密度达0.7以上，经试验某料场砂的最大干密度为1.96g/cm3，最小干密度为1.46g/cm3，问这类砂碾压到多大的干密度才能满足抗震的要求？（砂的比重为2.65）7．装在环刀内的饱和土样加垂直压力后高度自2.0cm压缩至1.95cm，取出土样测得其含水量为28％，已知土粒比重为2.7，求压缩前土的孔隙比？第二章 土的渗透性一 思考题1．举例说明流土发生的现象和原因，并说明工程上如何防止流土的发生。
李广信版高等土力学课后习题答案解析第二、三、四章
第二章 习题与思考题17、在邓肯-张的非线性双曲线模型中，参数a 、b 、i E 、t E 、13-ult σσ（）以及f R 各代表什么意思？答：参数i E 代表三轴试验中的起始变形模量，a 代表i E 的倒数；ult )(31σσ-代表双曲线的渐近线对应的极限偏差应力，b 代表ult )(31σσ-的倒数；t E 为切线变形模量；f R 为破坏比。
18、饱和粘土的常规三轴固结不排水实验的应力应变关系可以用双曲线模拟，是否可以用这种实验确定邓肯-张模型的参数？这时泊松比ν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。
19、是否可以用饱和粘土的常规三轴固结不排水试验来直接确定用有效应力表示的邓肯-张模型的参数？对于有效应力，上述的131()/d d σσε-是否就是土的切线模量t E 用有效应力的广义胡克定律来推导131()/d d σσε-的表达式。
答：不能用饱和粘土的常规三轴固结不排水试验来直接确定用有效应力表示的邓肯-张模型的参数；在有效应力分析时，邓肯-张模型中的131()/d d σσε-不再是土的切线模量，而需做以下修正：131()/=1-(1-2)t t E d d A σσευ- 具体推导如下：'''11231231231231=[-(d +d )]1=[(-du)-(d +d -2du)]1=[(-du)-(d +d )-2du)]1=[-(d +d )-(1-2)du)]d d Ed E d Ed Eεσυσσσυσσσυσσυσυσσυ 又由于23=d =0d σσ；且B=1.0时，13=(-)u A σσ∆，则：13=(-)du Ad σσ，代入上式，可得：1313131=[d(-)-(1-2)Ad(-)]1=[1-(1-2)A]d(-)d E Eεσσυσσυσσ 可知131(-)=1-(1-2)t t d E d A σσευ 20、土的3σ为常数的平面应变试验及平均主应力为常数的三轴压缩试验（1σ增加的同时，3σ相应的减少，保持平均主应力p 不变）、减压的三轴伸长试验（围压1σ保持不变，轴向应力3σ不断减少）的应力应变关系曲线都接近双曲线，是否可以用这些曲线的切线斜率131(-)/d d σσε直接确定切线模量t E ？用广义胡克定律推导这些试验的131(-)/d d σσε表达式。
高等教育出版社 卢廷浩主编 土力学1-2章思考题答案
1-1 什么叫土？土是怎么形成的？粗粒土和细粒土的组成有何不同？土是松散颗粒的堆积物。
地球表层的整体岩石在大气中经受长期风化作用后形成形状不同，大小不一的颗粒，这些颗粒在不同的自然环境条件下堆积（或经搬运沉积），即形成了通常所说的土。
粗粒土中粒径大于0.075㎜的粗粒组质量多于总质量50%，细粒土中粒径小于0.075㎜的细粒组质量多于或等于总质量50%。
1-2 什么叫残积土？什么叫运积土？它们各有什么特征？残积土是指岩石经风化后仍留在原地未经搬运的堆积物。
残积土的明显特征是，颗粒多为角粒且母岩的种类对残积土的性质有显著影响。
母岩质地优良，由物理风化生成的残疾土，通常是坚固和稳定的。
母岩质地不良或经严重化学风化的残积土，则大多松软，性质易变。
运积土是指岩石风化后经流水、风和冰川以及人类活动等动力搬运离开生成地点后的堆积物。
由于搬运的动力不同，分为坡积土、冲积土、风积土、冰碛土和沼泽土等。
坡积土一般位于坡腰或坡脚，上部与残积土相连，颗粒分选现象明显，坡顶粗坡下细；冲积土具有一定程度的颗粒分选和不均匀性；风积土随风向有一定的分选性，没有明显层里，颗粒以带角的细砂粒和粉粒为主，同一地区颗粒较均匀，黄土具有湿陷性；冰碛土特征是不成层，所含颗粒粒径的范围很宽，小至粘粒和粉粒，大至巨大的漂石，粗颗粒的形状是次圆或次棱角的有时还有磨光面；沼泽土分为腐植土和泥炭土，泥炭土通常呈海绵状，干密度很小，含水率极高，土质十分疏松，因而其压缩性高、强度很低而灵敏度很高。
1-3 何谓土的级配？土的级配曲线是怎么绘制的？为什么级配曲线用半对数坐标？ 土中各种大小的粒组中土粒的相对含量称为土的级配。
粒径分布曲线是以土粒粒径为横坐标（对数比例尺），小于某粒径土质量占试样总质量的百分数为纵坐标绘制而成的曲线。
由于土的粒径相差悬殊，因此横坐标用对数坐标表示，以突出显示细小颗粒粒径。
1-4 何谓土的结构？土的结构类型有哪些？它们各有什么特征？土的结构是指土的物质组成（主要指土里，也包括孔隙）在空间上的相互排列及土粒间联结特征的总和。
高等土力学考试思考题20210517
高等土力学考试思索题20210517《高等土力学》思索题1.试述土应力变形的特性。
2.邓肯-张模型的基本假定？模型依据什么试验结果建立的？含有哪些参数？模型反映了土的哪些特性？3.简述邓肯-张模型的优、缺点。
4.修正剑桥模型对初始剑桥模型做了哪些修正？修正剑桥模型采纳的基本假定？采纳了何种流淌法则？硬化参数为何？屈服面种类与不同应力坐标下的外形？5. 修正剑桥模型反映土的哪些特性？有哪些模型参数？要得到模型参数需要做哪些试验？试对修正剑桥模型做出评价。
6.初始拉德-邓肯模型采纳了何种流淌法则？硬化参数为何？屈服面性质？不同应力坐标下的外形？试对该模型做出评价。
7.修正拉德-邓肯模型如何对初始拉德-邓肯模型进行修正的？采纳了何种流淌法则？硬化参数为何？屈服面性质与不同应力坐标下的外形？试对该模型做出评价。
8.双屈服面模型与单屈服面模型相比特点有哪些？如何确定弹塑性矩阵？9.试述粘土颗粒表面净负电荷来源、结合水形成机理、结合水的性质及对土工程性质的影响。
10.试分析影响无粘性土抗剪强度主要因素11.写出摩尔-库仑强度准则公式并绘出其在主应力空间和π平面上的图形，并对该准则作简要评价12.试述中主应力对土体强度的影响13.试述土体各向异性性质14.试述粘性土三轴试验剪切性状15.分析传统一维分层总和法（e-p曲线法）计算地基沉降误差较大的缘由.16.比较e-p曲线法和e-lgp曲线法计算沉降的优缺点，对e-p法计算精度进行评价17.比奥（Biot）固结理论与太沙基－伦杜立克（Terzaghi-Randulic）集中方程之间主要区分是什么？后者不满意什么条件？二者在固结计算结果有什么主要不同？19.何为曼德尔－克雷尔效应？发生曼德尔－克雷尔效应的机理是什么？为什么拟三维固结理论（集中方程）不能描述这一效应？20.何为土的次固结？土的次固结系数与荷载和应力历史关系如何？21. 简述土坡稳定性分析条分法的基本原理（解题步骤），指出学过的条分法对条间力做出的假设。
土力学 课后习题与答案
土力学课后习题与答案土力学课后习题与答案第一章思考题11-1 什么叫土,土是怎样形成的,粗粒土和细粒土的组成有何不同, 1-2 什么叫残积土,什么叫运积土,他们各有什么特征,1-3 何谓土的级配,土的粒径分布曲线是怎样绘制的,为什么粒径分布曲线用半对数坐标, 1-4 何谓土的结构,土的结构有哪几种类型,它们各有什么特征, 1-5 土的粒径分布曲线的特征可以用哪两个系数来表示,它们定义又如何, 1-6如何利用土的粒径分布曲线来判断土的级配的好坏, 1-7 什么是吸着水,具有哪些特征,1-8 什么叫自由水,自由水可以分为哪两种, 1-9 什么叫重力水,它有哪些特征, 1-10 土中的气体以哪几种形式存在,它们对土的工程性质有何影响, 1-11 什么叫的物理性质指标是怎样定义的,其中哪三个是基本指标, 1-12 什么叫砂土的相对密实度,有何用途,1-13 何谓粘性土的稠度,粘性土随着含水率的不同可分为几种状态,各有何特性, 1-14 何谓塑性指数和液性指数,有何用途, 1-15 何谓土的压实性,土压实的目的是什么,1-16 土的压实性与哪些因素有关,何谓土的最大干密度和最优含水率, 1-17土的工程分类的目的是什么,1-18 什么是粗粒土,什么叫细粒土,习题11-1有A、B两个图样，通过室 1.土样A的密度比土样B的大; 2.土样A的干密度比土样B的大;?干密度3?湿密度…-?浮密度1-8 在图中，A土的液限为16.0%，塑限为13.0%;B土的液限为24.0%，塑限为14.0%，C土为无粘性土。
图中实线为粒径分布曲线，虚线为C土的粗粒频率曲线。
试按《土的分类标准》对这三种土进行分类。
1-9 某碾压土坝的土方量为20万方，设计填筑干密度为1.65限为20.0%，土粒比重为2.72。
问:?为满足填筑土坝需要，料场至少要有多少方土料,?如每日坝体的填筑量为3000?土坝填筑的饱和度是多少,g/cm3。
料的含水率为12.0%，天然密度为1.70 g/cm3，液限为32.0%，塑m3，该土的最优含水率为塑限的95%，为达到最佳碾压效果，每天共需要加多少水, 第二章思考题22-1 土中的应力按照其起因和传递方式分哪几种,怎么定义,2-2 何谓自重应力，何谓静孔隙水应力,计算自重应力应注意些什么,2-3 何谓附加应力，空间问题和平面问题各有几个附加应力分量,计算附加应力时对地基做了怎样的假定,2-4 什么叫柔性基础,什么叫刚性基础,这两种基础的基底压力有何不同,2-5 地基中竖向附加应力的分布有什么规律,相邻两基础下附加应力是否会彼此影响,2-6 附加应力的计算结果与地基中实际的附加应力能否一致，为什么,2-7 什么是有效应力,什么是孔隙应力,其中静孔隙应力如何计算,2-8 你能熟练掌握角度法和叠加原理的应用吗,会计算各种荷载条件下地基中任意点的竖向附加应力吗,习题22-1 如图所示为某地基剖面图，各土层的重度及地下水位如图，试求土的自重应力和静孔隙水应力，并绘出它们的分布图。
高等土力学思考题
高等土力学思考题
第一章思考题
1．土的成因有哪些？
2．土有哪几个组成部分？其相互关系？
3．土有哪几种主要结构？
4．用相对密度来评价无粘性土的密实度有什么优点？
5．塑性指数和液性指数各表征粘性土的什么性质？
6．粘性土为什么不用颗粒含量的多少来分类？
7．什么是软土？有什么特点？
8．什么是有效应力原理？什么是粘性土的灵敏度和触变性？9．最大干密度与压实能量有什么关系？
第二章思考题
1．土的渗透性与哪些因数有关？
2．Darcy定律的适用条件？起始梯度与哪些因数有关？
3．用注水试验和抽水试验测得的渗透系数有什么差别？
4．在饱和软土地基上修筑路堤，能否应用Darcy定律分析孔隙水的排出情况？为什么？
5．等势线和流线各有什么特点？
6．如何画出流网？流网的不同画法对流量的计算有什么影响？7．流土现象和砂土液化现象在机理上有什么不同？
第三章思考题
1、T erzaghi一维固结理论中作了哪些假设？各假设在推导过程
起什么作用？
2、主固结与次固结有哪些区别？
3、Biot固结理论与T erzaghi-Rendulic固结理论有什么不同？
4、何谓Mandel-Cryer效应？
5、砂井地基固结理论有什么特点？。
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Ⅱ
Ⅰ
计 算 公 (2) 式 的 推 导
567天，U＝94％；n=100，U＝99％－时间？
1U
8
2
et
9 4 % 0 .0 0 4 6
Tv
cvt H2
n 100,
10000t
0.01
8
2
e 10000t , t
2.3h
已知砂土试样的1＝800kPa， 2 ＝500kPa， 3＝200kPa，
1 /3 4 c 1210kPa, RTC
答案：φ’=20 ； φcu=13
答案
G=2.67 2m e=0.89
0.54 t/m2
H=2m
1.76 t/m2
3.76 t/m2
H=2m
2 t/m2
H=2m
H=0.31 m H=1.69m 0.44 t/m2
2 t/m2
51.21 kPa
10.8m 6m
105.95 kPa 111.84 kPa
，
370
，
c0
；
sat 18.7KN / m3
105kPa
i=9/12
水头损失各4.5m
90kPa
pa Ka z Ka ( j)z pp K p z K p ( j)z
49.92 kPa 6m
56.07 kPa
b
y z
x x
b
2
(1)
3ctg 1
z ( z x ) y ( y x )
q 1 b b2 ( z x )
z
q
(3)
1 b b2
y bz
(4)
1 b b2 z
3 p z y 3 x
x
高等土力学考试题复习思考题与参考答案汇总
硕士研究生《高等土力学》复习思考题一(a)、将下面描述“土力学和岩土工程”的英文译成中文Soil MechanicsThis class presents the application of principles of soil mechanics. It considers the following topics: the origin and nature of soils; soil classification; the effective stress principle; hydraulic conductivity and seepage; stress-strain-strength behavior of cohesionless and cohesive soils and application to lateral earth stresses; bearing capacity and slope stability; consolidation theory and settlement analyses; and laboratory and field methods for evaluation of soil properties in design practice.Soil amongst most variable and difficult of all materials to understand and model1. Complex stress-strain (non-linear , irreversible 不可逆的)2. Properties highly variable function of soil types and stress history3. Properties change with time, stress, environment, …4. Every site has different soil conditions - new challenge5. Soil "hidden" underground and data on small fraction of deposit Geotechnical EngineeringThis course describes the application of soil mechanics in the analysis and design of foundations (shallow and deep) and earth retaining structures. The lectures include an overview of geotechnical site investigation methods and in situ tests used to estimate engineering parameters. The course emphasizes the importance of parameter selection in calculations of ultimate and serviceability limit state calculations for both shallow and deep foundations, and discusses methods of soil improvement. The section on earth retaining structures considers systems ranging from gravity walls to composite construction (reinforced earth), from structural support to field monitoring of excavations (bracing, tieback anchors etc.).(1)What is consolidation?Consolidation is a time-related(时间性) process of increasing the density(增加密度) of a saturated soil by draining some of the water out of the voids.(2)The shear strength of a soil [土的抗剪强度] (τf ) at a point on a particular plane was originally expressed by Coulomb as a linear function of the normal stress (σ’f ) on the plane at the same point by'tan ''φστ⋅+=f f cwhere c’ is cohesion [粘聚力] and φ’ is internal angle of friction [内摩擦角].(3)Ultimate bearing capacity (qu) is defined as the pressure which would cause shear failure of the supporting soil immediately below and adjacent to a foundation. (当基底压力增大到极限承载力时,地基出现剪切破坏)(4)Allowable bearing capacity (qa) is defined as the maximum pressure which may be applied to the soil such that the above two requirements are satisfied. From first requirement, qa is defined as: (地基的容许承载力 qa 定义为当上述两个条件满足时的基底最大压力.当条件一满足时qa 定义如下)sua F q q =(5)A foundation must satisfy two fundamental requirements: (设计基础要满足两个要求 ) (a) the factor of safety Fs against shear failure of the supporting soil must be adequate, a value between 2 and 3 normally being specified (地基达到剪切破坏的安全糸数 Fs 要适当,一般在2至3之间 )(b)the settlement of the foundation should be tolerable and, in particular , differential settlement should not cause any unacceptable damage of the structure (基础的沉降和沉降差必须在该建筑物所允许的范围之内)Example 5.5A saturated clay has the following properties:7.2,15.0s ==G λof the soil. Prove that a 1% increase in water content can cause a 20% reduction in the undrained shear strength.SolutionFor undrained triaxial (UU or CU) tests of saturated soils, the volume of the specimen is not allowed to change during axial compression or extension. Therefore, the effective mean stress at failure is given byf f 0ln p e e e '-==Γλor⎪⎭⎫⎝⎛-='Γλ0f exp e e pwhere e0 is the initial void ratio and eis the void ratio on the CSL when p' =1. Theundrained shear strength is therefore⎪⎭⎫ ⎝⎛-='==Γλ0f f u exp 222e e M p M q cnts. The onlyvariable is the initial void ratio. This indicates that the undrained shear strength depends only the initial void ratio. For saturated soil, we have e=wGs. Therefore, for two initial void ratio, e1 and e2, the corresponding undrained shear strength cu1 and cu2 are related to each other as()⎪⎭⎫ ⎝⎛-=⎪⎭⎫ ⎝⎛-=⎪⎭⎫ ⎝⎛-⎪⎭⎫ ⎝⎛-=ΓΓλλλλ12s 1221u2u1exp exp exp exp w w G e e e e e e c cFor water content increase of 1%, with7.2,15.0s ==G λ, we have()2.115.001.07.2exp u2u1=⎪⎭⎫⎝⎛=c cTherefore, the undrained shear strength is decreased by 20%.一(b)、《高等土力学》研究的主要内容。
[文档]：《土力学》课后习题解答(第3-9章)
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3.3 某粘土原状土样的压缩试验结果如附表所示。 （1）试确定前期固结压力 pc ;
2
（2）试求压缩指数 cc ;
（3）已知土层自重应力为 293kPa,试判断该土层的固结状态。
压力强度 p（kPa） 0
17
35
87 173 346 693 1386
孔隙比 e
1.060 1.028 1.024 1.007 0.989 0.953 0.913 0.835
（1） 试验前土样重量： (175.6 − 58.6)×10−2 = 117 ×10−2 N
土的干重度和含水量：
γd
=
94.8×10−2 ×10−3 3×103 × 20 ×10−9
= 15.8kN/m3
ω=
(117 − 94.8) ×10 −2 94.8 ×10 −2
= 23.4%
压缩试验通常采用饱和试样，故饱和度 Sr
压力强度 p（kPa） 2771 5543 11085 2771 693 173 35
孔隙比 e
0.715 0.617 0.501 0.538 0.577 0.624 0.665
解：
（1）确定前期固结应力 pc 最常用的方法是卡萨格兰德建议的经验作图法，作图步
骤如下： ①从 e-lgp 曲线上找出曲率半径最小的一点 A，过 A 点作水平线 A1 和切线 A2；
基底沿偏心方向与地基脱开部分的边长为： L − 3k = 4 − 3×1.109 = 0.673m 。
5
4.4 某矩形基础的底面尺寸为 4m × 2m ，设计地面下深为 1.2m（高于天然地面 0.2m）， 设计地面以上的荷载为 1200kN,基底标高处原有土的加权平均重度为 18kN/m3。试求基 底水平面 1 点及 2 点下各 3.6m 深度 M1 点及 M2 点处的地基附加应力值（见图 4-45）。
土力学思考题答案参考
2.1土由哪几部分组成？土中水分为哪几类？其特征如何？对土的工程性质响如何？答：土体一般由固相、液相和气相三部分组成（即土的三相）。
土中水按存在形态分为：液态水、固态水和气态水（液态水分为自由水和结合水，结合水分为强结合水和弱结合水，自由水又分为重力水和毛细水）。
特征：固态水是指存在于颗粒矿物的晶体格架内部或是参与矿物构造的水，液态水是人们日常生活中不可缺少的物质，气态水是土中气的一部分。
影响：土中水并非处于静止状态，而是运动着的。
工程实践中的流沙、管涌、冻胀、渗透固结、渗流时的边坡稳定问题都与土中水的运用有关。
2.8土发生冻胀的原因是什么？发生冻胀的条件是什么？答：原因：在气温降低以及浓度变化产生渗透压两种作用下，下卧未冻结区的水被吸引到冻结区参与冻结，使冰晶体不断扩大，在土层中形成冰夹层，土体随之发生隆起。
发生冻胀条件：（1）土的因素：冻胀通常发生在细粒土中（2）水的因素：土层发生冻胀是由水分的迁移和积聚所致（3）温度因素：当气温骤降且冷却强度很大时，土的冻结面迅速向下推移，冻结速度很快。
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(完整word版)高等土力学思考题与概念题
思虑题第一章：1． 对于砂土，在以下三轴排水试验中， 哪些试验在量测试样体变时应试虑膜嵌入(membrane penetration)的影响？ HC, CTC, CTE, RTC, RTE, 以及均匀主应力为常数的 TC TE 试验。
2．对于砂土，在惯例三轴固结不排水 (CU) 压缩试验中，围压 为常数，其膜嵌入 (membrane penetration)效应付于试验量侧的孔隙水压力有没有影响，为何？对于惯例三轴固结排水试验对于试验有无影响？ 3．对于砂土，在惯例三轴固结不排水 (CU) 压缩试验中，围压 为常数，其膜嵌入 (membrane penetration)效应付于试验的不排水强度有没有影响， 4．在周期荷载作用下饱和砂土的动强度 d (或 d )怎样表示？定性绘出在相同围压 3，不一样初始固结比1/ 3 下的动强度曲线。
5．在必定围压下， 对小于、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，损坏时的膜嵌入对于量侧的孔隙水压力有何影 响？对其固结不排水强度有什么影响（无影响、偏大仍是偏小）？6．在土工离心模型试验中进行固结试验，假如模型比尺为 100，达到相同固结度，模型与原型对比，固结时间为多少？7．举出三种土工原位测试的方法，说明其工作原理、获得的指标和用途。
8．对于粗颗粒土料，在室内三轴试验中常用哪些方法模拟？各有什么优弊端？9．真三轴试验仪器有什么问题影响试验结果？用改制的真三轴试验仪进行试验，其应力范围有何限制？10． 在饱和土三轴试验中， 孔压系数 A 和 B 反应土的什么性质？怎样提升孔压系数 B ？11． 在 p, q 坐标、 , 坐标和在 平面坐标下画出下边几种三轴试验的应力路径（标出应力路径的斜率） 。
（1） CTC （惯例三轴压缩试验） （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） 。
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1、 试分析室内试验、模型试验和现场原位试验各自的特点及优缺点室内试验：岩土参数可直接测定，比较可靠；应变场均匀，应变速率可控；应力条件明确可控；应力路径和排水条件可控；可模拟实际工程中主应力方向进行试验；土样边界条件可控；试样尺寸有限，代表性差，不能反映宏观结构和非均匀性对土的影响；对无法取样的土层，只得采用制备土样试验，偏离实际；需钻孔取样，取土时应力释放，对土体扰动大；试验周期长，效率低。
现场试验：测定土体范围大，代表性好，能反映宏观结构和非均匀性对土的影响；对难取样的土层也可现场测试，接近实际；可不经钻孔取样， 直接在原位测定岩土体的工程性质， 从而可避免取土扰动和取土卸荷回弹等对试验结果的影响；土体边界条件不易控制；试验周期短，效率高，但成本较高；岩土参数有统计经验获得，可重复性差，数据离散不可靠；应变场不均匀，应变速率大于实际；原位应力条件不明确且无法控制；应力路径和排水条件不易控制；测定时的主应力方向与实际不一致；二者都只能对有限的点取样试验或测试，点间土样变化是推测的，分层界限不清。
模型试验：尺寸比现场试验小，可根据需要控制主要变量，同时具有现场试验和室内试验的部分优点，可以一定程度上预测将建或已建结构的性能；试验周期长，效率低，成本比室内试验略高；由于模型尺寸较小，无法反应原型结构的重力效应，为克服这一缺陷，近年来采用土工离心模型试验。
2、 简述土的三轴试验的6组强度指标及其工程适用条件（1）不固结不排水剪（UU 试验）试样在施加周围压力和随后施加偏应力直至剪坏的整个试验过程中都不允许排水。
UU 试验得到的抗剪强度指标用U C 、U ϕ表示，这种试验方法所对应的实际工程条件相当于饱和软粘土中快速加荷时的应力状况。
(地基为透水性差的饱和粘性土或排水不良，且建筑物施工速度快，常用于施工期的强度和稳定计算)（2）固结不排水剪（CU 试验）在施加周围应力3σ时将排水阀门打开，允许试样充分排水，待固结稳定后关闭阀门，然后再施加偏应力，使试样在不排水的条件下剪切破坏。
CU 试验得到的抗剪强度指标用CU C 、CU ϕ表示，其适用的实际工程条件为一般正常固结土层在工程竣工或在使用阶段受到大量、快速的活荷载或新增荷载作用下所对应的受力情况。
(建筑物竣工后较长时间，突遇荷载增大，如天然土坡堆载等)（3）固结排水剪（CD 试验）在施加周围应力及随后施加偏应力直至剪切破坏的整个过程中都将排水阀门打开，并给予充分的时间让试样中的孔隙水压力能够完全消散。
CD 试验得到的抗剪强度指标用CD C 、CD ϕ表示。
(地基的透水性较佳如砂土等低塑性土和排水条件良好如粘土层中加有砂层，而建筑物施工速度较慢)3、 渗透变形是堤坝和基坑失稳的主要原因之一，管涌及流土的异同点，渗流变形对大坝稳定的影响，防止措施(1) 流土和管涌都是有渗透水流引起，都属于渗透变形的基本形式。
(2) 二者发生部位不同：管涌可以发生在土体表面溢出处，也可以发生在土体内部，而流土多发生在地基或土坝下游渗流溢出处。
(3) 二者破坏特征不同：流土是指在向上渗流作用下，局部土体表面隆起，或者颗粒群同时起动而流失的现象；而管涌是指在渗流作用下土体中的细颗粒在粗颗粒形成的孔隙道中发生移动并被带走的现象(4) 二者决定因素不同：流土的形成主要取决于水力坡降，任何类型的土，只要坡降达到临界坡降，都会发生流土破坏；管涌的形成主要决定于土本身的性质，如颗粒级配等。
(5) 管涌破坏一般有个时间发育过程，是一种渐进性质的破坏；(6) 一般来说，粘性土只有流土而无管涌，无粘性土渗透变形的形式主要取决于颗粒级配曲线的形状，其次是土的密度。
土的渗透变形是土石坝失稳的主要原因，管涌和流土易导致坝坡塌陷，背水坡脚出现牛皮胀，降低抗滑力或增大滑动力，降低大坝的稳定安全系数；流土使得对迎水坡脚处坝基压密，对坝体稳定有利。
防止措施：“上游挡，下游排”采用不透水材料或完全阻断土中的渗流路径，或增加渗透路径，减少水力坡降；可在渗流溢出处布置减压、压重或反滤层防止流土和管涌的发生。
堤坝及地基渗透变形防治：垂直防渗、水平铺盖、下游压重、排水减压井、下游排水体；基坑渗透破话防治：悬挂式垂直防治；高压喷射注浆法4、 太沙基固结和比奥固结各自的优缺点及适用条件。
二者都是基于土骨架是线弹性体、小变形、渗流都服从达西定律的假设。
(1) 比奥固结理论考虑了将水流连续条件与弹性理论结合，可求出土体受力后的应力、应变和孔隙水压力的生成和消散，理论严密；太沙基理论假设土体中一点的三个主应力之和为常量，未考虑应力与应变的耦合，不满足变形协调条件，只能求解孔隙水压力。
(2) 二者三维固结系数相等。
比奥固结方程为三向固结精确表达式，满足线弹性材料的应力应变关系和平衡条件，又满足变形协调条件与水流连续方程⎪⎪⎪⎭⎪⎪⎪⎬⎫'-=∂∂'+∂∂''+'-∇=∂∂'+∂∂''+'-∇=∂∂'+∂∂''+'-∇γελελελz u G z G G w y u G y G G v x u G x G G u v s v s vs 1-01-01-222与t t u u C v ∂Θ∂-∂∂=∇3123，)21(33νγ'-'=w v E k C 太沙基固结方程，为准三向固结理论，不满足变形协调方程 tu u C v ∂∂=∇23，)21(33νγ'-'=w v E k C (3) 太沙基理论将孔隙水压力和土骨架变形分开计算，方程中只含孔隙水压力的变化，与位移无关，不出现曼代尔-克雷尔效应；比奥固结理论考虑了孔隙水与土骨架变形的耦合作用，方程中包含孔隙水压力和位移的变化，出现曼代尔-克雷尔效应。
(4) 适用条件：太沙基固结理论适用于大面积均布荷载作用下的薄层压缩的地基沉降(一维固结)；比奥固结理论多用于二向或三向固结的数值计算，有时可用非线性弹塑性模型代替线弹性模型与比奥固结理论耦合求解。
5、 试分析土的应力应变关系的特性及其影响因素P41-476、 试比较砂性土和粘性土的强度特性和强度计算公式有何不同。
强度计算公式：砂土ϕστtan =f ；粘性土ϕστtan +=c f7、 土坡稳定的分析计算方法有哪些，试进行各种方法的比较和讨论有瑞典条分法、毕肖普法、Morgenstern-Price 法、Janbu 法、Sarma 法、不平衡推力法；(1) 基本假设相同，都假定土体为理想塑性材料，将土条当作刚体建立极限平衡状态方程。
(2) 主要区别是关于相邻土条间的内力的假定，瑞典圆弧法计算中不考虑条间力的作用；简化毕肖普法假定两相邻土条之间切向条间力均为零；Morgenstern-Price 法、Sarma 法、不平衡推力法均假定条间力合力的作用方向；Janbu 法假定条间力合力的作用点位置；不平衡推力法假定条间力的合力与上一土条底面平行。
(3) 滑裂面不同，瑞典圆弧法和毕肖普法假定滑裂面为圆柱面，Morgenstern-Price 法和不平衡推力法对任意形状滑裂面均适用(4)安全系数定力不同：瑞典圆弧法定义滑裂面上全部抗滑力矩与滑动力矩之比为土坡稳定安全系数，其后的方法均定义沿整个滑裂面的抗剪强度τf与实际产生的剪应力τ之比为安全系数，物理意义明确。
(5)瑞典圆弧法由于不考虑条间力的作用，对每一土条力和例句的平衡条件都不满足，仅满足整个滑动土体的整体力矩平衡条件，一般会使安全系数偏小；Sarma法与Morgenstern-Price法基本假定相同，但他采用假设的临界水平地震加速度Kc作为衡量土坡稳定程度的标准而使安全系数Fs=1，不用试算，简化了计算量，但Kc和Fs之间定量关系的缺乏限制其应用；(6)采用极限平衡法分析边坡稳定，没有考虑土体本身的应力应变关系和实际工作状态，土条之间的内力或土条底部的反力均不能代表土坡实际条件下的内力或反力，不能求出变形，求出的安全系数只是假定滑裂面上的平均安全度，无法考虑局部变形对土坡稳定的影响；(利用有限元法，考虑土的非线性本构关系，求出单元的应力及变形，根据不同强度指标确定破坏区的位置和范围，设法将局部破坏与整体破坏联系起来，求得临界滑裂面位置，在根据极限平衡分析求整体稳定安全系数，或者利用有限元法求出各工况下土体内部的应力分布情况，然后给定一个衡量土坡安全度的破坏标准，就完全脱离了极限的平衡方程的限制。
)8、什么是土体的应变硬化、应变软化，绘出其典型的应力应变关系曲线。
P41-4210、饱和粘土层厚度为2H，土层上、下两面为透水层，作用与土层顶面的竖直荷载为无限广阔分布，是推导太沙基一维固结微分方程P270-27111、试对《高等土力学》课程学习做出总结，并对课程学习中理解比较深刻的一个知识点展开讨论《高等土力学》主要学习了土工试验、本构关系、土的强度理论、土的渗流、土的压缩与固结和土坡稳定等6个方面的内容。
(1)土工试验，在本科的基础上加深了三轴试验的了解，认识了离心机模型试验，室内试验、模型试验和原位观测的优缺点及适用范围；(2) 本构关系，学习了土的应力应变特性及其主要影响因素，运用弹塑性力学分析土的应力应变关系，在详细地学习邓肯-张双曲线模型的基础上，认识了K-G模型和其他几种弹塑性本构；(3)土的强度理论，加深了对土的摩擦强度和粘聚强度的认识，在本科土力学基础上，系统学习了影响土强度的因素、3种经典强度理论及其优缺点和三轴试验中6组强度指标及其工程适用范围，了解了几种近代强度理论；(4)土的渗流，复习总结了达西定律及其适用范围，深化了对渗流方程的推导和流网的应用；(5)土的压缩与固结，深化了本科所学太沙基一维固结理论，详细推导了单向固结方程，将其扩展到三维情况，学习了二向或三向固结中常用的比奥固结理论并利用弹性力学理论推导了其方程，了解了大变形固结和流变理论；(6)土坡稳定，系统学习了基于刚体极限平衡的条分法在土坡稳定分析中的应用。
基于刚体极限平衡的条分法是目前土坡稳定分析中的主要方法。
条分法最早由瑞典人提出，它假定土坡稳定问题是平面应变问题，滑裂面为圆柱形，定义滑裂面上全部抗滑力矩与滑动力矩之比为土坡稳定安全系数，将滑裂面一昂土体分为若干垂直土条，计算中不考虑土条间的相互作用，求出极限平衡状态下的安全系数；毕肖普考虑了条块间的作用力，并重新定义沿整个滑裂面的抗剪强度τf与实际产生的剪应力τ之比为安全系数，使其具有明确的物理意义，条分法得到推广，随后出现了Morgenstern-Price法、Janbu法、Sarma法、不平衡推力法等，这些方法都是以条分法为基础，主要区别是关于相邻土条间的内力的假定，瑞典圆弧法计算中不考虑条间力的作用；简化毕肖普法假定两相邻土条之间切向条间力均为零；Morgenstern-Price法、Sarma法、不平衡推力法均假定条间力合力的作用方向；Janbu法假定条间力合力的作用点位置；不平衡推力法假定条间力的合力与上一土条底面平行。