土力学问答题

简答题1、何谓正常固结粘土和超固结粘土,欠固结土,两者的压缩特性和强度特性,剪切性状有何区别？答：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；当OCR＝1时，则为正常固结土。OCR=1且现有有效应力p’0小于现有固结应力p0，该土为欠固结土压缩特性区别：当压力增量相同时，正常固结土压缩量比超固结土大。强度特性区别：超固结土较正常固结土强度高。剪切性状：因为欠固结土也属于正常固结土，所以它们具有相同的剪切形状，即剪切的时候会发生剪缩和产生正的孔隙水应力。超固结土分为强超固结土和弱超固结土，弱超固结土在剪切的时候，和正常固结土一样，体积剪缩，产生正的孔压，但是孔隙水压力要比正常固结土要小；强超固结土在剪切过程中会产生剪胀效应和产生负的孔隙水应力。2、简述影响土压实性的因素？答：土压实性的影响因素主要有含水率、击实功能、土的种类和级配以及粗粒含量等。对粘性土，含水率的影响主要表现为当含水率较低时，相同击实功能下所获得的干密度较低，随着含水率的增大，所得到的干密度会逐渐提高；当达到某含水率时，对应击实功能下会得到最大干密度，对应含水率称为最优含水率；随着含水率的提高，最大干密度反而会减小。击实功能的影响表现为：击实功能越大，所得到的土体干密度也大；最优含水率随击实功能的增大而减小。土类和级配的影响表现在：粘性土通常较无粘性土压缩性大；粘粒含量大，压缩性大；级配良好，易于压密，干密度大；粗粒含量对压实性有影响，大于5mm粒径的粗粒含量大于25％－30％时，需对轻型击实试验的结果进行修正。3、试比较朗肯土压力理论与库伦土压力理论的异同点与优缺点。答：相同点：都要求挡土墙的移动是以使墙后填土的剪力达到抗剪强度（极限状态下）土压力．都利用莫尔－库仑强度理论；不同点：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；朗肯土压力理论优点：公式简单，易用；缺点：对墙壁倾斜、墙后填土面倾斜情况不适用；库伦土压力理论优点：对墙壁倾斜、墙后填土面倾斜情况适用；缺点：不便考虑粘性土的情况；4、地基破坏形式有哪几种？各自会发生在何种土类地基？根据承载力的理论计算公式来看，影响浅基础地基承载力的主要因素有哪一些？按理论公式确定的承载力适用于哪种破坏型式？答：有整体剪切破坏，局部剪切破坏和冲剪破坏。地基破坏形式主要与地基土的性质尤其是压实性有关，一般而言，对于坚实或密实的土具有较低的压缩性，通常呈现整体剪切破坏．对于软弱黏土或松沙地基具有中高压缩性，常常呈现局部剪切破坏或冲剪破坏。理论公式法、规范方法和试验方法。土体容重和强度指标、，基础宽度b，基础埋深d，地下水位等。按理论公式确定的承载力适用于整体剪切破坏型式5、为什么说在一般情况下,土的自重应力不会引起土的压缩变形（或沉降），而当地下水位下降时，又会使土产生下沉呢？答：一般情况下，地基是经过了若干万年的沉积，在自重应力作用下已经压缩稳定了。自重应力已经转变为有效应力了，这种情况下，自重应力不会引起土体压缩。但如土体是新近沉积，自重应力还未完全转变未有效应力，则自重应力将产生压缩。（5分）当地下水位下降时，部分土层从水下变为水上，该土层原来受到浮托力作用，现该浮托力因水位下降而消失，相当于在该土层施加了一个向下的体积力，其大小等于浮托力。该力必然引起土体压缩。6、土的粒径分布曲线和粒组频率曲线如何测得，有何用途？对级配不连续的土，这两个曲线各有什么特征？答：1.土的粒径分布曲线：以土颗粒粒径为横坐标（对数比例尺）小于某粒径的土质量占试样的总质量的百分数为纵坐标绘制的曲线。根据土的粒径分布曲线可以求得土中各粒组的含量，用于评估土的分类和大致评估的工程性质．某些特征粒径，用于建筑材料的选择和评价土级配的好坏。2.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。土的粒径分配曲线不仅可以确定粒组的相对含量，还可以根据曲线的坡度判断土的级配的好坏．7、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？答：是的.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、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。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。M点总应力：M点孔隙水应力：M点有效应力：M点自重应力：9、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？进行边坡稳定分析时常采用哪些条分法？答：土坡发生滑动的滑动面有：圆弧、平面、复合滑动面。圆弧滑动通常发生在较均质的粘性土坡中；平面滑动通常发生在无粘性土坡中；复合滑动面发生在土坡土质很不均匀的土坡中。没有渗流的情况下，粘性土坡的稳定安全系数计算方法有：φ＝0分析法、瑞典条分法、简化毕肖普法。在进行边坡稳定分析时常采用的条分法有：瑞典条分法、毕肖普条分法、杨布条分法和不平衡推力法等。10、未修正的太沙基极限承载力公式适用于哪种破坏型式的地基？利用太沙基极限承载力公式具体说明地下水位的位置对承载力是如何的影响？答：未修正的太沙基极限承载力公式适用于整体剪切破坏的条形基础的地基。太沙基极限承载力公式。地下水位埋深较大时，式中第1、2项中的γ均不受影响；若地下水位在基底处，则第1项中的γ应用浮容重，承载力降低；若地下水位上升到地面处或以上时，则第1、2项中的γ均应用浮容重，承载力进一步降低。11、粘性土有那几种状态？各状态之间是通过什么来区分的？答：固体、半固体、可塑、流动四种状态。（说三种也可）一般用稠度来描述粘性土的干湿程度（状态）反映在某一含水率下抵抗外力作用而变形或破坏的能力。各状态的区分如下：液限（WL）——从流动状态转变为可塑状态的界限含水率，也就是可塑状态的上限含水率；塑限（Wp）——从可塑状态转变为半固体状态的界限含水率，也就是可塑状态的下限含水率；缩限（Ws）——从半固体状态转变为固体状态的界限含水率，亦即粘性土随着含水率的减小而体积开始不变时的含水率。12、什么是前期固结压力？什么样的土为欠固结土？欠固结土层中一定存在超静孔隙水应力吗？欠固结土层上如不施加新的压力，土层也会继续压缩吗？为什么？答：前期固结压力为土在历史上受到的最大有效应力，用Pc表示。欠固结土为在自重应力作用下尚未完全固结的土，即现有有效应力小于现有固结应力。欠固结土一定存在超静孔隙水应力。因为欠固结土在自重应力作用下尚未固结稳定，附件应力尚未转化为有效应力，仍有一部分被孔隙水承担。随着孔隙水的排出，孔隙水应力的消散，土的孔隙比进一步减小，所以欠固结土层上即使不施加新的压力，土层也会继续压缩。13、分别说明下面渗流情况下两个图中土体ABCDEA上所作用的力，并在图中标出。其中，图（a）以土体为研究对象，图（b）以土颗粒为研究对象。图（a）图（b）答：图略。考虑重力，考虑CD、ED上的水压力，考虑AED上的切向反力与法向反力图略。考虑重力、考虑浮力、考虑渗流力。考虑AED上的切向反力与法向反力；14、简述砂土液化。（6分）答：对于饱和疏松的粉细砂，当受到突发的动力荷载时，由于动剪应力的作用有使体积缩小的趋势，由于时间短来不及向外排水，因此就产生了很大的孔隙水应力。按有效应力原理，，当动荷载引起的超静孔隙水应力u达到时，则有效应力，其抗剪强度，无粘性土地基将丧失其承载力，土坡将流动塌方。15、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？列举3种粘性土坡的稳定安全系数计算方法？答：土坡发生滑动的滑动面有：圆弧、平面、复合滑动面。圆弧滑动通常发生在较均质的粘性土坡中；平面滑动通常发生在无粘性土坡中；复合滑动面发生在土坡土质很不均匀的土坡中。粘性土坡的稳定安全系数计算方法有：φ＝0分析法、瑞典条分法、简化毕肖普法等。16、长江大堤挡水示意图如图2所示，试分别讨论洪水期洪峰到达使江水位上升过程及洪峰过后江水位下降过程中渗流作用对大堤挡水面和背水面土坡稳定性的影响。答：洪峰到达时，产生朝向坡外的渗流作用，对挡水面土坡稳定产生有利影响，对背水面土坡稳定产生不利影响。洪峰过后江水位下降过程中，提内水位高于江水位，产生朝向长江的渗流作用，对挡水面土坡稳定产生不利影响，对背水面土坡稳定影响较小，此时仍然维持向坡外的渗流，但其不利影响将逐渐减弱。17、简述用分层总和法求基础沉降的方法步骤。答：1根据作用在基础上的荷载的性质，计算基底压力和分布2将地基分层．3计算地基中土的自重应力分布4计算地基中垂向附加应力分布5按算术平均求各分层平均自重应力和平均附加应力6求第I层的压缩量，7将各个分层的压缩量累加，得到地基的总的沉降量.18、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？答：是的。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。19、对有稳定渗流时的土坡（如图所示），试列举一种稳定性分析方法，并说明该种方法在图示的三个区中其土体容重如何选取？答：以土粒为考察对象，采用土体有效重和渗流力的组合形式来进行有稳定渗流时的土坡稳定性分析。基于瑞典条分法，采取Ⅱ区中水重和土粒浮力反力之合力对圆心的矩来代替渗流力对圆心的矩，并忽略渗流力的抗滑作用，可建立该方法为容重代替法。在计算抗滑作用（分子）时，I区采用湿容重，II区采用浮容重，III区采用浮容重；在计算滑动作用（分母）时，I区和III区仍分别采用湿容重和浮容重，但对于II区则采用饱和容重代替。20、在进行抗剪强度试验时，为什么要提出不固结不排水剪（或快剪），固结不排水剪（或固结快剪）和固结排水剪（或慢剪）等三种方法？对于同一种饱和粘土，当采用三种方法试验时，其强度指标相同吗？为什么？答：抗剪强度试验是用来测定土体的抗剪强度指标。土体的抗剪强度与土的固结程度和排水条件有关，对同一种土，即使在剪切面上具有相同的法向总应力，如果固结程度和排水条件不同，它的抗剪强度也不同。因此为了模拟现场土体的排水条件，将试验分为不固结不排水剪（或快剪），固结不排水剪（或固结快剪）和固结排水剪（或慢剪）三种方法。21、三种试验所得总强度指标不同，用总应力表示的抗剪强度指标会随固结程度和排水条件的不同而不同，但有效强度指标不随之变化。这是由于实际土体抗剪强度与有效应力有关，三种试验方法中固结程度和排水条件不同，孔隙水应力不同，抗剪强度也不同，若采用总应力表示，抗剪强度随排水条件的变化而改变土中水的状态有哪几种？简述土中不同状态的水对相应土的力学性质的影响。答：土中水的状态有结晶水、吸着水和自由水，其中自由水又可分为毛细管水(毛管水、毛细水)和重力水。[结晶水紧紧吸附于固体颗粒的晶格内部，作为土体的一部分，对土的力学性质没有多大影响。][吸着水比普通水有较大的粘滞性，较小的能动性和不同的密度。强吸着水受到土颗粒的吸附力很大，牢固地结合在土颗粒表