高等土力学答案

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1、2011年6月高等土力学作业june2001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

2、，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，有与两种，模型本身是允许剪胀的，计算所得的泊松比可能大于0.5。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；模型本身不反映剪胀性。修正剑桥模型许多情况下能较

3、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？62011年6月高等土力学作业june2001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。而土的压缩性是土的变形的主要方面。通过压缩曲线可以反映土的压缩

4、性能和相应的压缩性指标。通过压缩曲线与回弹曲线我们可以看出土的变形有弹性变形和塑性体积变形。进而反映土体材料的特殊性。1、切线弹性模量Et的物理意义是什么？在何种情况下应用？邓肯双曲线模型是依据什么试验来估定Et的，含有哪些参数，如何确定这些参数？答：切线弹性模量Et的物理意义：曲线的切线斜率。在无侧限压缩试验情况下应用，邓肯双曲线模型是依据三轴仪应力应变试验（常规三轴试验）来估定Et，含有c、K、n、Rf一般的Et表达式为：（1）式中（σ1-σ3）为现实的应力水平，Rf为破坏比，2、显然Rf<1.0,一般土的Rf变化于0.75～0.95之间，所以一般可以根据经验事先假定，式中尚有Ei和（σ1

5、-σ3）f待定。初始切线模量采用Junbu经验公式确定，即：（2）式中，K为无量纲的模量系数，n为无量幂次，pa为大气压力，引入pa62011年6月高等土力学作业june2001主要是为量纲上的需要，将Ei与的关系绘在双对数图上，就可以求出k和n值。N为双对数上直线的斜率，k为lg=1处对应的模量值（需经换算）。（σ1-σ3）f值可以由coulomb-mohr破坏条件确定：（3）将2、3式代入1式，整理得（4）邓肯双曲线模型是依据三轴仪应力应变试验（常规三轴试验）来估定Et，含有c、、K、n、Rf，c、为强度指标，K、n、Rf的推导上述已经说明。对于砂，卵石等粒岩石材料，其粘聚力c=0，值随围

6、压增加而减少。其值的经验公式：其中，值为=pa时的角，对于粘性土，=0，对砂、卵石等，=5o；对石料；=10o5、试从土的工程性质，固结变形机理及施工过程等方面论述太沙基固结理论假设的合理性，并说明比奥固结理论与太沙基理论相比有何进步。答：太沙基固结理论基本假设：1）土层只有竖向压缩变形，而无侧向膨胀，渗流也只有竖向；2）土体是饱和的，只有土骨架和水二相；3）土体是均匀的，在荷载作用下土体的压缩仅仅是孔隙体积的减小，土粒本身以及水体的压缩量可以忽略不计，且假定压缩系数a为常量；4）孔隙水的渗透流动符合达西定律，渗透系数K为常量；5）外荷载为均布连续荷载，且一次施加于土层。62011年6月高等土

7、力学作业june2001比奥固结理论从比较严格的固结机理出发推导了准确反映孔隙压力消散与土骨架变形相互关系的三维固结方程，一般称为真三维固结理论，而太沙基固结理论只在一维情况下是精确的，对二维、三维问题并不精确。所以太沙基三维方程只能称为拟三维固结理论。6、什么叫屈服准则，屈服面？有哪两种类型的屈服面，各有何特点？屈服面和硬化规律有何关系？答：屈服准则：在一定的荷载作用下发生塑性变形，将这个时候所