高等土力学试卷A答案

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一.解释名词或回复问题:（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(membranepenetration)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??为常数，其膜嵌入(membranepenetration)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?pv.为硬化参数，(2分)亦即同一屈服面上?pv.是常数（弹性墙上），(1分)而有效应力路径上只是总体应变?v.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。可以从两个方面回复（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=?pv.随着加载硬化参数增加，?pv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(???????????v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?，剑桥模型的滚动法则没有任何限制(3分);d?ij?d?就由模型的性能决定了(2分)。

5．沙漠中稳定沙丘的背风坡坡度接近于松砂的自然休止角。它大于还是小于颗粒矿物的滑动摩擦角？为什么海边的沙滩的坡度要比松砂的自然休止角小的多？

（1）即使是最松的砂土其自然休止角也稍大于矿物的滑动摩擦角（亦即

有一定的咬和）；(2分)

（2）水边的松砂其水下部分是饱和的，在微小的扰动下，发生应变，可

能引起很大的超静孔隙水压力，使有效围压骤减，固结不排水强度很低。(见上图)(3分)6．.自然岩土边坡的滑坡大多在雨季发生，解释这是为什么？7．.在有自由面的非稳定渗流计算中，在边界上有一流量变化：

?f。至于模型计算的效果好与坏，那??ijq????hcos??t其中?为给水度，它表示什么意义？试分析在水面上升和水面下降时，对于粘性土，给水度是否一致？

?（给水度）反映在自由水位变化时，由饱和到非饱和或者相反时，效应（单位）土体孔隙中需要的水量(2分)，对于粘土降低水位时，?较小，升高水位时，?与土的饱和度有关(3分)。

8.地基液化的条件、主要的影响因素和造成的危害有哪些？

（1）饱和松砂、振动；(2分)

（2）条件：内因：砂土粒径与级配、密实程度（孔隙比）；外因：排水条件、应力状态、振动性质；(2分)

（3）危害：强度丧失，沉降、倒塌、滑坡、泥石流等。(1分)

二．完成以下各题：（每题10分，共计30分）

1．砂土的内摩擦角为??。若以M=q/p?表示其强度。根据莫尔－库仑强度理论，推导三轴伸长（?????????与三轴压缩（????????）的强度之比Me/Mc=?

三轴压缩：p?(?1?2?3)/3,q??1??3三轴伸长：p?(2?1??3)/3,q??1??3莫尔－库仑强度准则：?1?(2分)

1?sin??3(2分)

1?sin?Mc?(2分)

q3(?1??3)1?sin??1?sin?1?sin?6sin???3??p?1?2?31?sin?1?sin??2?2sin?3?sin?ME?q1?sin??1?sin?1?sin?6sin??3??(2分)p1?sin?2?2sin??1?sin?3?sin?ME3?sin?(2分)?MC3?sin?2．有人认为平面应变条件下，?y??方向上的应力?y为中主应力。试用弹性理论分析在?z??x?k的平面应变状况下,泊松比为?＝0.33时，在什么条件下?y为中主应力，什么条件下?y