高等土力学试卷A答案

资料内容仅供您学习参考，如有不当之处，请联系改正或者删除----完整版学习资料分享----解释名词或回答问题:（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。可以从两个方面回答（其中答出一个即可）：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)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，剑桥模型的流动法则没有任何限制(3分);。至于模型计算的效果好与坏，那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天然休止角。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天然休止角小的多？即使是最松的砂土其天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)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．.天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：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，给水度是否相同？ （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．完成下列各题：（每题10分，共计30分）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=?(2分)莫尔－库仑强度准则：(2分)(2分)(2分)(2分)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zxk的平面应变情况下,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为小主应力？(5分)。＝0.33，k<2(5分)有一多层土地基如下图所示，双面排水。试合理估算它在瞬时施加的无限大均布荷载q作用下，2天后的固结度。图2第二大题第3小题图这个题不能使用等效参数法，因为渗透系数相差过大。其实可以把中间20cm土层当成不透水层，只计算一层200cm的土层固结度即可（单面排水）：(5分)若采用等效参数法，Es=200kPa,(5分)可见二者相差过多。三、有人用比奥固结理论和Duncan-Chang模型耦合进行饱和粘土中基坑开挖的变形稳定计算分析。为模拟墙后土体的应力路径和排水条件，他采用固结不排水的三轴减压压缩试验(RTC)得到的应力应变曲线，其应力应变曲线非常接近双曲线，被用来确定Duncan-Chang模型的参数。说明这种做法是否正确？根据非线性弹性模型，d(d=代表的是否为切线模量Et?推导其一般表达式。（15分）=1\*GB3①比奥固结理论计算应当使用有效应力参数，不能用固结不排水的三轴减压压缩试验(RTC)确定参数；(3分)=2\*GB3②公式推导如下：(12分)四、有一如下图所示的基坑板桩支护问题。计算10米以上的主动土压力及相应的水压力的分布。（渗透系数为相对的值）（15分）图2第四大题图计算各层土交界处的水位：(1分)土层k(cm/s)h(m)h(m)=1\*GB3①层土344=2\*GB3②1.536=3\*GB3③139合计19砂土可认为是完全排水的，不计水头损失。i=10/19=0.526.(2分)(2分)(2分)(1分)Ka1=1/3，Ka2=Ka3