河海土力学简答题汇总

1土力学简答题与名词解释1.地基破坏的型式有哪几种？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：有整体剪切破坏，局部剪切破坏和冲剪破坏。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12rqcfBNDNcN。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。2.土力学中什么叫“土”？土与其它材料相比有哪些特点？土力学课程重点学习了土的哪些特性与规律？答：土是岩石风化的产物，堆积在地表的松散堆积物。土的特点：碎散型，自然变异性，三相体系，与其它材料相比土是多相，非连续介质，受力易变形，各相共同承担外荷载又有相互作用，在受到外荷载时土中各相体积与质量易发生相对变化。土力学课程重点学习了土的基本物理性质，土的受力分析，渗流问题，压缩与固结，强度，土压力，边坡稳定，地基承载力。3.粘性土与无粘性土的分类原则有何不同？为什么？答：无粘性土分类原则主要依据粒径与级配，粘性土的分类主要依据塑性图。无粘性土的颗粒粒径较大，比表面积小，吸着水少，工程性质受含水率变化的影响小，工程性质主要受颗粒大小，形状以及级配的影响。粘性土粒径小，比表面积大，吸着水多，含水率变化对粘性土的工程性质有很大影响，所以分类主要依据为塑性图。4.什么是固结？土的固结与土的哪些性质有关？固结程度与附加应力有关么？答：固结：饱和粘质土在压力作用下，孔隙水逐渐排出，孔隙水应力逐渐消散，土产生压缩，体积逐渐减小，有效应力逐渐增加的过程。影响因素：土的性质及组成成分，荷载的大小，时间因数，应力历史，排水条件，温度等。固结程度和荷载的大小没有关系，与荷载的分布有关。5.计算沉降时e-lgp曲线法与e-p曲线法有何异同？答：计算地基沉降时，e-lgp曲线法与e-p曲线法基本方法相似，都是以无侧限变形条件下压缩量的基本公式和分层总和法为前提。所不同的是（1）e-p曲线法△e由压缩曲线求得；（2）e-lgp曲线法初始孔隙比用e0；（3）e-lgp曲线法可以推求现场压缩曲线；（4）e-lgp曲线法可以推求前期固结应力，对不同应力历史的土层，用不同的压缩指数计算△e。6,强超固结土与紧砂的不排水剪试验时孔隙水应力如何变化，为什么？答:强超固结土与紧砂在不排水剪试验时孔隙水应力先增大后减小，剪破时孔隙水压力为负。由于强超固结土与紧砂在不排水剪试验时土体受剪，土体结构发生变化，有剪涨趋势，但是由于孔隙水与土颗粒的低压缩性，土体体积几乎不发生变化，为了抵消受剪时剪涨趋势，产2生负的孔隙水应力。7.粘土的强度指标C`，Ccu总大于零吗？为什么？答：不是。超固结粘土的强度指标C`，Ccu大于零，与粘土自身结构有关的，因为其自身的结构特性和附着水的作用，使其有一定的内聚力。正常固结土的C`，Ccu等于零，因为土体的强度与其应力状态有关，在坐标原点位置的正应力为0，又由于正常固结的定义，意味着土体历史上受到最大有效应力为0，土体没有任何固结过程，土颗粒之间没有连接力，显然能承受的切向力为0，土体抗剪强度为0，故C=08.土体三轴试验类型分哪三种？分别针对什么样的工程实际？得到的指标大小关系？答：土体三轴试验包括不固结不排水试验，固结不排水试验，固结排水试验。分别对应于渗透性差的地基上的相对快速来不及排水的施工情况，已经固结稳定的土体上快速施加荷载情况，渗透性好的地基上施工速度相对较慢的情况或土体的长期稳定情况；CdCcuCuφdφcuφu=09、分析堤坝迎水面边坡在洪水，枯水以及水位涨，落时期的稳定性。答：堤坝迎水面边坡在水位上涨时期由于渗流力和滑坡趋势的方向相反，对边坡稳定相对有利，如果不考虑土体湿化引起的强度降低，此情况下最稳定。在水位下落期，由于渗流力的方向和滑坡趋势一致，此时边坡最危险；稳定渗流期的安全性一般介于以上两种情况之间。10.什么是库伦抗剪强度理论？什么是莫尔—库伦破坏准则，什么是土的极限平衡条件？答：库伦抗剪强度理论确定了砂土和粘性土的抗剪强度分别为：砂土：τf=σtanφ粘性土τf=c+σtanφ莫尔-库伦破坏准则把莫尔应力圆与库伦抗剪强度线相切时的应力状态，即τ=τf时的极限平衡状态作为土的破坏准则。当土的强度指标c，φ为已知时，若土中某点的大小应力σ1和σ3满足下关系式时，则该土正好处于极限平衡或破坏状态，该判定条件即为极限平衡条件。σ1f=σ3tan2(45°+φ/2)+2ctan(45°+φ/2)σ3f=σ1tan2（45°-φ/2）-2ctan(45°-φ/2)11.土体中发生剪切破坏的平面，是不是剪应力的最大的平面？在什么情况下，剪切破坏面与最大剪应力面是一致的？在一般情况下，剪切破坏面与大主应力面成什么角度？答：土体中发生剪切破坏的平面，一般不是剪应力最大的平面。只有当φ=0时，剪切破坏面才与最大剪应力一致。在一般情况下，剪切破坏面才与大主应力面成（45°+φ/2）.12.主动土压力是土压力中的最小值，为什么在库伦土压力理论公式中推导中却要找最大的Ea值作为主动土压力？答：库伦土压力理论公式推导中，主动土压力Ea可以看作是滑动块体在自重作用下克服滑3动面上的摩擦力而向前滑动的力，当Ea越大，块体向下滑动的可能性越大，所以产生最大Ea值的滑动面就是实际发生的真正滑动面。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（8分）。图（a）图（b）答：（a）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（b）图略。考虑重力、考虑浮力、考虑渗流力（c）考虑AED上的切向反力与法向反力；此条不答不扣分，答出可以考虑加分14.现计算一均质粘性土坝（下游无水位）的边坡稳定安全系数，问在（正常运行期间）上游水位处于高水位、低水位以及水位快速下降期间土的相关物理力学参数（重度、强度指标c、）应如何选取？比较并说明上述情况下迎水边坡的安全系数大小关系。（假定低水位时，坝体上游部分为非饱和）答：参见教材p260-261.高水位和低水位发生稳定渗流情况，属于有效应力范畴，应采用有效应力强度指标'c'或排水剪强度指标。高水位时土体饱和，用浮重度指标'satw。而低水位非饱和部分用。水位快速下降，水来不及排出，采用固结不排水强度指标cucuc、。水位快速下降，水来不及排出，土体饱和，用浮重度指标。安全系数：高水位＞低水位＞水位快速下降期(考虑渗透力)15.在用瑞典条分法对有稳定渗流的土坡进行稳定性分析时，渗流力如何考虑？什么是代替法，该法中土坡各个部分土体的容重如何选取？答:进行有稳定渗流时的土坡稳定性分析时，渗流力可以用流网法和容重代替法考虑。代替法就是在土坡稳定分析时用浸润线以下，坡外水位以上所包围的同体积的水重对滑动圆心的力矩来代替渗流力对圆心的滑动力矩。代替法中，在计算抗滑动作用（分子）时，浸润线以上采用湿容重，浸润线以下坡外水位以上采用浮容重，坡外水位以下采用浮容重；在计算滑动作用（分母）时，水位水位ＢＡＣＤＥ浸润线水位水位ＢＡＣＤＥ浸润线4浸润线以上采用湿容重，浸润线以下坡外水位以上采用饱和容重，坡外水位以下采用浮容重。16.土中主要粘土矿物有哪几种？它们在晶体结构和物理力学性质上各有什么特点？答：主要有高岭石，蒙脱石，伊利石；高岭石是长石风化的产物，由一层四面体和一层八面体相互叠结而成。蒙脱石则为两层四面体中间夹一层八面体组成一个晶胞，晶胞之间的联结力比较弱，水分子极容易进入，故有遇水膨胀的特性。伊利石如同蒙脱石一样也是三层结构。所不同的是晶胞之间有钾离子存在，故联结能力比较强。17.什么叫双电层？影响双电层厚度的因素有哪些？是如何影响的？答：土粒表面的负电荷与受土粒表面影响的阳离子层（反离子层）合起来称为双电层有下列因素影响双电层的厚度：1)孔隙水中离子浓度。离子浓度越高，双电层越薄。与离子浓度平方根成反比2)离子价数的影响，价越高，双电层越薄，成反比关系。3)温度与溶液的介质常数影响，温度升高，双电层变厚4)PH值的影响。水中PH不同，反映出与粘土矿物等电PH值之间的差值也不同，差值越大，粘粒的离解吸附作用越强，因而粘粒的表面电荷密度越大，热力单位也越高，从而影响到双电层的厚度18、什么叫柔性基础？什么叫刚性基础？这两种基础的基底压力分布有什么不同？答：理论上，绝对柔性没有任何刚度的基础叫柔性基础，刚度无穷大的基础叫刚性基础。工程上对柔性较大（刚度较小）能适应地基变形的基础叫柔性基础。其基础底面压力的分布完全和大小完全和其上的荷载与大小相同。对于一些刚度很大不能适应地基变形的基础可视为刚性基础。刚性基础下的基底压力分布随上部荷载的大小，基础的埋深和土的性质而变。19.为什么要用条分法计算土坡稳定安全系数？用瑞典条分法与毕肖普法计算土坡稳定时，它们有哪些共同点和不同点？答：安全系数定义为/sfF,或者定义为抗滑力矩与滑动力矩之比，因此在建立安全系数公式时，皆需用到抗剪强度f，根据摩尔库伦准则tanfc,抗剪强度与所在点的正应力有关，而滑动面上各点的正应力大小和方向皆是不同的，因此提出了条分法来解决滑动上各点抗剪强度不同的问题。瑞典条分法与毕肖普条分法5共同点：（1）皆基于条分法建立计算公式，（2）皆假定土体为不变形刚体，（3）各土条底部安全系数相同，（4）并皆假定滑动面形状为圆弧。不同点：在建立公式时，瑞典条分法忽略了各土条之间的作用力，而毕肖普条分法考虑了各土条之间的作用力，在具体计算时瑞典条分法可以直接计算，而毕肖普条分法需进行迭代，毕肖普条分法较瑞典条分法严格。20.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。洪峰过后长江水位下降过程中，堤内水位高于长江水位，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。21.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2wG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2''cos''sinsiniiiisiwiclWtgFWiG123123'''cos''siniiiiiiiiiiiisatiiiiiclhhhbtghhhb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。22.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。洪峰水位图4-2堤外水位图26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