高等土力學(xué)模擬考題7及答案

1、模擬考題7及答案一 回答下列各題（每題5分）：1 如果采用減壓的三軸壓縮試驗（RTC）：各向等壓固結(jié)以后，軸應(yīng)力不變，圍壓減少，試樣壓縮）對于正常固結(jié)飽和粘土進(jìn)行固結(jié)不排水試驗，得到的強(qiáng)度指標(biāo)與常規(guī)的固結(jié)不排水強(qiáng)度指標(biāo)jcu比較有何不同？ 答案：由于這是的常規(guī)壓縮試驗為正孔壓；而根據(jù)，由于Ds3是減小的，所以孔壓為負(fù)，或者很小，所以試驗達(dá)到的強(qiáng)度指標(biāo)jcu高。2 土的剛塑性本構(gòu)模型與增量彈塑性模型表現(xiàn)的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系有何區(qū)別？ess剛塑性模型如左圖：在屈服應(yīng)力之前是剛性（不變形）的；達(dá)到屈服應(yīng)力發(fā)生破壞或者不可控制的變形；增量彈塑性：在任意一個應(yīng)力增量下都是彈塑性的（既有彈性變形，也有塑性變形）

2、。3 土的抗拉強(qiáng)度st是否等于ctanj？定性繪出粘土的聯(lián)合強(qiáng)度理論（包括抗拉與抗剪強(qiáng)度）的包線。答案：不等于ctanj（小于），如圖所示的聯(lián)合強(qiáng)度理論包線。st4 在基坑內(nèi)用集水井排水與在基坑外用井點(diǎn)降水，對于基坑的支擋結(jié)構(gòu)上的荷載有說明不同，哪一種情況有利于工程的安全？答案：基坑內(nèi)排水，地下水從外向里滲流，滲透力增加了支護(hù)結(jié)構(gòu)上的荷載，不利于工程安全。5 在地基沉降計算的分層總和法中，用半無限體的彈性理論解析解（布辛尼斯克解）計算地基中的附加應(yīng)力，為什么一般不用彈性理論的位移解析解計算基礎(chǔ)沉降？答案：由于地基土大多數(shù)是分層的，（1）變形非線彈性；（2）不是均勻的。用線彈性理論計算附加應(yīng)力的

3、誤差不大。6 對于一個寬度為a的條形基礎(chǔ)，地基壓縮層厚度為H，在什么條件下，用比奧固結(jié)理論計算的時間沉降(t-s)關(guān)系與用太沙基一維固結(jié)理論計算的結(jié)果接近？答案：a/H很大時。7 為什么在山區(qū)，雨季多發(fā)生滑坡等地質(zhì)災(zāi)害？答案：原因很多也比較復(fù)雜：主要有（1）強(qiáng)度降低（非飽和土基質(zhì)吸力的減小或者消失）；（2）可能發(fā)生的滲流一般是增加滑動力；（3）孔隙水壓力減少有效應(yīng)力。8 從劍橋模型的帽子屈服面分析，它能不能反映土由于剪應(yīng)力引起的體積變化？答案：能夠，反映減縮。二 有一種粘土的有效應(yīng)力抗剪強(qiáng)度指標(biāo)為：c¢=30kPa, j¢=20°，（1） 如果在初始圍壓為sc20

4、0kPa固結(jié)，然后進(jìn)行排水減壓的壓縮試驗，問軸向應(yīng)力sa達(dá)到多少時，試樣破壞？（2） 當(dāng)初始的固結(jié)應(yīng)力sc小于多少時，試驗將不能作到破壞？答案：（1） （2）三 為了確定Duncan-Chang模型的參數(shù)，對一種砂土進(jìn)行了一組常規(guī)三軸壓縮試驗。s3200kPa時，得到a=1/821kPa-1; s3500kPa時，得到a=1/1871kPa-1; 試確定該模型的模量數(shù)K和模量指數(shù)n。（計算中取大氣壓pa=100kPa）答案： 或者：y=a+nxs3200kPa500kPax=log (s3/pa)0.3010.699Ei821kPa1871kPay=log Ei2.9143.2722.914=

5、a+n0.3013.272=a+n0.6990.398n=0.358, n=0.9 a=2.643, K=440四 對一飽和壓縮土層進(jìn)行沉降計算，土層厚度4m，基礎(chǔ)中心處土層的平均附加應(yīng)力為：s1220kPa，s3100kPa，孔壓系數(shù)B=1.0, A=0.5,壓縮系數(shù)mv=0.2m2/MN, 試用考慮三向變形效應(yīng)的分層總和法（Skempton-Bjerrum）按一層計算其主固結(jié)沉降。答案：u=BDs3+ A(Ds1-Ds3)=100+0.5×120=160kPas= mv u×40.2×160×4/1000=12.8cm五在下圖中表示了兩個水池，上池水

6、位為10m；下池的水位為5m，二者保持穩(wěn)定的水頭。池壁為透水的擋土墻體。兩墻之間砂土的飽和容重gsai=20kN/m3，內(nèi)摩擦角j¢=30°，假設(shè)直線滑裂面與水平面夾角為60°，計算墻上的總土壓力為多少？（假設(shè)土壓力為水平方向。）答案：此題用骨架上的有效應(yīng)力簡單：（1）朗肯土壓力Ea=Kag¢H2/2=(1/3)×10×25/241.7kN(2)滲透力：J=Vj=1/2×5×2.887×0.5×10=36.1kN(3)總壓力：PEaJ5.61 kN第五題的另外一種計算方法，采用水土合算：Ea,P

7、wWPvRPs14.4kPaq60°上部邊長：l=5×tan(45°-f/2)=2.89m采用庫侖土壓力理論，作用在（飽和土體）楔體上的力有：(1) 自重：W=1/2×5×2.89×20=144.5kN(2) 墻面處水平水壓力： Pw=375kN(3) 楔體上部水壓力：Pv123.6kN(4) 滑裂面上的水壓力：它也是線性分布的，Ps=391kN它分解為水平和垂直兩個分量：Psv=195.5kN; Psh=338.7kN;(5) 滑動面上的土的支撐力R，它與法線方向成f30°角。它也可以分解為水平和垂直兩個分量Rh=R si

8、n30° Rv. =R cos30°(6) 墻面處水平主動土壓力Ea.考慮垂直方向力的平衡：W + Pv =Rh+ Psv. 144.5+123.6= Rh+195.5Rh=72.5kN , R=83.7kN再考慮水平方向力的平衡：Ea.+ Pw= Rh+ Psh. Ea.+375= Rsin30° +338.7得到主動土壓力Ea=5.6kN可見結(jié)果是一樣的。此題的最大（水土）壓力不是滑裂面傾角為60°，而是小于60°時，因為那時的水平滲透力較?。w積小）。六在一種松砂的常規(guī)三軸排水壓縮試驗中，試樣破壞時應(yīng)力為：s3100kPa，s1s3235

9、kPa。(1) 計算下面幾個強(qiáng)度準(zhǔn)則的強(qiáng)度參數(shù)：莫爾庫侖強(qiáng)度準(zhǔn)則：（s1s3）/（s1s3）sinj;廣義屈雷斯卡(Tresca)準(zhǔn)則： s1s3=tI1松岡元中井照夫強(qiáng)度準(zhǔn)測：I1I2/I3kf.（2）平面應(yīng)變狀態(tài)的試樣的y方向為零應(yīng)變方向，已知n0.35。初始應(yīng)力狀態(tài)為szsx200kPa然后sx保持不變；sz持續(xù)增加，利用以上3個強(qiáng)度準(zhǔn)則分別計算試樣破壞時的sz？ sx？sy？b=? 答案：（1）（a）莫爾庫侖： （s1s3）/（s1s3）sinj;，235kPa/435kPa=0.54, f=32.7°(b) 廣義屈雷斯卡：s1s3=tI1 I1=335+100+100=53

10、5kPa. t=235/535=0.44(c) 松岡元中井照夫：I1535; I22×335×100+100×10077000I3335×100×100=3350000， kf. I1I2/I3535×77000/3350000=12.3(2) 平面應(yīng)變狀態(tài)的試樣的y方向為零應(yīng)變方向，已知n0.35。初始應(yīng)力狀態(tài)為szsx200kPa， 設(shè)：Dszx, Dsx0, sz200+x=s1, sx200kPa=s3 sy0.35(400+x)=140+0.35x=s2(a)莫爾庫侖：（s1s3）/（s1s3）sinj;(200+x-200)/ (200+x+200) =0.54x/(400+x) =0.54, x,=470kPasz670 kPa sx200 kPa ; sy304.5 kPa b=0.222(b)廣義屈雷斯卡(Tresca)準(zhǔn)則：（s1s3）=x, I1540+1.35x, x=0.44(540+1.35x) 237.6=0.406x x=585.2kPa sz785.2kPa sx200kPa ; sy345kPa b=0.248,(C )松岡元中井照夫強(qiáng)度準(zhǔn)測：I1540+1.35x, I296000+480x+0.35x2, , I35600000+42000x+70x2I1I251840000+38