土力学习题土力学经典试题土力学名词解释简答题
土力学习题土力学经典试题土力学名词解释简答题第一章土的物理性质及分类
简答题
1.何谓土粒粒组，划分标准是什么，答:粒组是某一级粒径的变化范围。粒组划
分的标准是粒径范W和土粒所具有的一般特征，粒径大小在一定范W内的土粒，其矿物成分及性质都比较接近，就划分为一个粒组。
2?无粘性土和粘性土在矿物成分、土的结构、物理状态等方面，有何?要区别,
答:无粘性土和粘性土作为工程中的两大土类，在矿物成分、土的结构和物理状态方面存在着差异。？矿物成分:无粘性土一般山原生矿物组成，颗粒较粗;粘性土一般山次生矿物组成，化学稳定性差，颗粒较细。？土的结构:从土的结构上看，无粘性土颗粒较粗，土粒之间的粘结力很弱或无粘结，往往形成单粒结构。粘性土颗粒较细，呈现具有很大孔隙的蜂窝状结构或絮状结构，天然状态下的粘性土，都具有一定的结构性、灵敏度和触变性。？物理状态:无粘性土的工程性质取决于其密实度，而粘性土的工程性质取决于其软硬状态及土性稳定性。3?粘性土的软硬状态与含水量有关，为什么不用含水量直接判断粘性土的软硬状态，答:粘性土颗粒很细，所含粘上矿物成分较多，故水对其性质影响较大。当含水量较大时，土处于流动状态，当含水量减小到一定程度时，粘性土具有可塑状态的性质，如果含水量继续减小，上就会由可塑状态转变为半固态或固态。但对于含不同矿物成分的粘性土，即使具有相同的含水量，也未必处于同样的物理状态，因为含不同矿物成分的粘性土在同一含水量下稠度不同。在一定的含水量下，一种土可能处于可塑状态, 而含不同矿物颗粒的另一种粘性土可能处于流动状态。因此，考虑矿物成分的影响，粘性土的软硬状态不用含水量直接判断。
第二章土的渗流
简答题
1.简述达西定律应用于土体渗流的适用范W。答:达西定律是描述层流状态下
渗流流速与水头损失关系的规律，只适用于层流范土中渗流阻力大，故流速在一般W况下都很小，绝大多数渗流，无论是发生于砂土中或一般的粘性土中，均属于层流范围，故达西定律均可适用。但对粗粒土中的渗流，水力坡降较大时，流态已不再是层流而是紊流，这时，达西定律不再适用;对粘土中的渗流，当水力坡降小于起始坡降时，采用达西定律是不适宜的，达西定律适用于水力坡降大于起始坡降的请况。
2.简述室内测定渗透系数的优缺点。答:室内测定渗透系数的优点是设备简
单，费用较省。但是，山于土的渗透性与土的结构有很大的关系，地层中水平方向和垂直方向的渗透往往不一样;再加之取样时的扰动，不易取得具有代表性的原状上样，特别是砂土。因
此，室内试验测出的渗透系数值常常不能很好地反映现场土的实际渗透性质。
3.土渗透系数受到哪些因素影响，简述之。答:影响土渗透系数的因素有:？土的性质，
包括粒径大小与级配、孔隙比、矿物成分、结构、饱和度。粒径大和孔隙比大，水流通过土体相对容易，则渗透系数大;对粘性土，山于颗粒的表面力起重要作用，因而其矿物成分对渗透系数有很大影响;土的微观结构和宏观构造均影响渗透系数，天然沉积的层状粘性土层，山于扁平状粘土颗粒的水平排列，往往使土层水平方向的透水性远大于垂直层面方向的透水性;土体的饱和度反映了土中含气体量的多少，土中封闭气泡即使含量很少，也会导致渗透性降低。？渗透水的性质, 其对渗透系数值的影响主要是山于粘滞度不同所引起，温度高时，水的粘滞性降低，滲透系数值变大;反之渗透系数值变小。
4.简要介绍流网的绘制方法及其用途。答:绘制流网的步骤:？根据渗流场的边
界条件，确定边界流线和边界等势线，如不透水层面是一条边界流线;？根据绘制流
网的要求，初步绘制流网;？反复修改，直至大部分网络满足曲线正方形为止，一个精度较高的流网，往往都要经过多次反复修改，才能最后完成。流网绘出后，应用流网即可求得渗流场中各点的水头、
水力坡降、渗透流速和渗流量，从而为进行渗流量和渗透变形控制提供科学依据。5?简述判断土是否发生管涌的方法。答:土是否发生管涌，决定于土的性质, 一般粘性土只会发生流土而不会发生管涌，故属于非管涌土;无粘性土当同时满足下列两个条件时会产生管涌:？土中粗颗粒所构成的孔隙直径必须大于细颗粒的直径，才可能让细颗粒在其中移动;？渗透力能够带动细颗粒在孔隙间滚动或移动。
6.简述渗透变形的防治措施。答:防治流土的关键在于控制溢出处的水力坡
降，为了保证实际的溢出坡降不超过允许坡降，可采取下列工程措施:？可通过做垂直防渗帷幕、水平防渗铺盖等，延长渗流途径、降低溢出处的坡降;？在溢出挖减压沟或打减压井，贯穿渗透性小的粘性土层，以降低作用在粘性土层底面的渗透圧力;？在溢出处加透水盖重，以防止土体被渗透力所悬浮。防止管涌一般可从下列两方面采取措施:？做防渗铺盖或打板桩等，降低土层内部和渗流溢出处的渗透坡降;？在渗流溢出部位铺设层间关系满足要求的反滤层。
第三章土体中的应力
简答题
1?汁算地基附加应力时，有哪些假定,答:主要假定有:？基础刚度为零，即基底
作用的是柔性荷载;？地基是均匀、连续、各向同性的线性变形半无限体。
2.简述柔性均布条形荷载作用下地基中竖向附加应力的分布规律。答:？。Z的
分布范围相当大，它不仅分布在荷载面积之内，而且还分布到荷载面积之外，这就是所谓的附加应力扩散现象。？在离基础底面（地基表面）不同深度处各个水平面上，以基底中心点
下轴线处的0Z为最大，离开中心轴线愈远的点0Z越小。？在荷载分布范ffl内任意点竖直线上的0Z值，随着深度增大逐渐减小。
3.影响基底压力分布的因素有哪些，简述将其按直线分布的理山。答:试验和理
论都证明，基底压力的分布与多种因素有关，如基础的形状、平面尺寸、刚度、埋深、基础上作用荷载的大小及性质、地基土的性质等。精确地确定基底压力是一个相当复杂的问题，根据弹性力学中圣维南原理，基础下与其底面距离大于基底尺寸的土中应力分布主要取决于荷载合力的大小和作用点位置，基本上不受基底压力分布形式的影响。因此，对于具有一定刚度，以及尺寸较小的柱下单独基础和墙下条形基础等，为了使计算简便，基底压力可近似地按直线分布的图形计算。
4?简要介绍在中心和偏心荷载作用下基底压力的计算方法及基底压力分布特
点。
第四、五章土的压缩性和地基沉降计算
简答题
1.简述地基沉降il?算的必要性及影响沉降大小的因素。答：山于土具有压缩
性，地基承受建筑物荷载后，必然发生沉降。过大的沉降将危及建筑物和地下管线的安全，也影响建筑物的使用功能，特别是因建筑物荷载分布不均或土层压缩性横向存在差异引起的差异沉降，会使上部结构产生较大的附加应力，可导致上部结构出现开裂等病害。因此，进行地基设il?时，计算地基沉降并设法将其控制在建筑物容许范内，对于保证建筑物的正常使用、安全和经济，具有很大的意义。影响地基沉降大小的因素主要有:建筑物的巫量及分布悄况，地基土层的种类、各层土的斥度及横向变化，土的压缩性大小，基础形式及埋深等。2?侧限压缩实验测得每级圧应力作用下达到稳定时试件的竖向变形量，推证说明据此如何得
到-压缩曲线,
3.简述根据荷载试验确定土变形模量的基本原理及优缺点。答:通过载荷试验
得到各级压力及相应的稳定沉降的观测数值，据此绘制压力与稳定沉降关系曲线, 曲线开始部分往往接近于直线，地基变形常处于该直线阶段。因直线段圧力与沉降
近似成线性关系，则按计算地基沉降的弹性力学公式可反算得到地基土的变形模
(1)根据载荷试验确定土变形模量的优点在于:？能综合反映一定深度范W 土体的压缩性;？比钻孔取土在室内测试所受到的扰动要小得多;？土中应力状态在承压板较大时与实际基础宿况比较接近。
(2)缺点在于:？实验工作量大;？费时;？费用大;？沉降稳定标准有较大近似性;？
对深层土试验成果不易准确;？无法根据需要灵活改变试验时土体受力条件。4.简述变形模量与压缩模量的关系及其影响因素。答:变形模量是根据土体在无侧限条件下的应力应变关系得到的参数，定义同弹性模量，但山于变形模量随应力水平而异，加载和卸载时的值不同，故未称作弹性模量，而称为变形模量。圧缩模量是土在完全侧限条件下的竖向附加圧应力与相应的应变增量之比植。变形模量与压缩模量在理论上是可以互相换算的，理论上土的变形模量总是小于压缩模。但实际上, 山于现场载荷试验测定变形模量和室内压缩试验测定压缩模量时，压缩试样的土样容易受到较大的扰动，载荷试验与压缩试验的加荷速率.压缩稳定标准都不一样, 泊松比不易确定等，因此，实际的变形模量与压缩模量关系并不完全符合理论关系，一般地说，土越坚硬，实际与理论偏差越大，实际的变形模量值常常是采用压缩模量经理论计算得到的变形模量值的数倍，但软土实际与理论比较接近。5?简述单向压缩分层总和法计算地基沉降的基本原理和计算步骤。答:单向压缩分层总和法计算地基沉降的基本原理:采用分层总和法计算地基沉降时，将地基沉降计算深度范W内的土体划分为若干分层，假定每一分层土体只发生竖向压缩变形，没有侧向变形，并将地基看作均质地基计算出每一分层土的平均附加应力，则采用压缩性指标即可il?算出每一层土的圧缩量，然后将各分层土的圧缩量相加，得到总的压缩变形量即为地基沉降量。计算步骤:地基的分层;计算各分层土的平均自重应力和平均附加应力;确定地基沉降计算深度;确定计算深度范ffl内各分层土的压缩指标;
确定计算深度范ffl内各分层的压缩量;对计算深度范w内各分层压缩量求和，得到地基沉降量。
6.简述相邻荷载对基础的影响。
答:荷载在地基中产生应力扩散现象，若基础近旁有相邻荷载，会使基础底面以下地基中的附加应力发生重叠而增加，附加应力增加导致基础产生附加沉降，基础附加沉降常常是不均匀沉降，过大的不均匀沉降会使建筑物出现开裂等病害，相邻建筑物荷载载相互影响还会使建筑物发生相向倾斜。相邻荷载对基础沉降的影响程度，主要与相邻基础的距离、荷载大小、地基土的性质、施工先后次序和时间等有关，其中以相邻基础距离的影响最为显著。一般地说，相邻基础距离越近，荷载越大，地基越软弱，影响越大。
7.分层总和法以均质弹性半空间的理论解答求得非均质地基中的附加应力，通
过分层计算地基变形，简述这一作法的用意。
&简述传统的和规范的两种单向压缩分层总和法的区别。
答:传统的单向压缩分层总和法按附加应力il?算，规范推荐的单向压缩分层总和法则按附加应力图面积il?算;规范推荐的单向压缩分层总和法采用变形比法确定地基沉降讣算深度，传
统的单向压缩分层总和法则以应力比法确定地基沉降il?算深度;相对于传统方法，规范法的重要特点在于引入了沉降il?算经验系数，以校正计算值对实测值的偏差。如所取的沉
降计算深度相同且未加经验修正，则两法的繁简程度和il?算结果并无差别。
9.地基固结沉降随时间逐步完成，表明固结沉降是地基土蠕变现象（在一定应
力作用下，变形随时间发展）的反映。分析说明这一论点是否正确。
10.对某饱和粘性土土样施加各向等压力，分析说明施加压力及以后土样孔隙
水圧力和有效应力的变化过程。
答:对上样施加各向等压力。的一瞬间，土样中的水来不及排出，由于认为水和土粒不可压缩，土体积不变，则土中有效应力。？=0,压力。全部山水承担, 所以土中孔隙压力（超静水圧力）
u=。；施压之后，随着时间的增长，孔隙水在超静水压力作用下经土孔隙逐渐
排出，遂使原山孔隙水承担的外压力逐渐转嫁给土骨架，使有效应力逐渐增大，有效应力。？= 0- U使土体产生压缩，而孔隙压力相应消减，此时u〈。；待到施压
历时足够长久时，有效应力增大到等于压力。，
。？=。，而孔隙中的超静水压力则完全消散，u?0, 土体不再排水，渗透固结完成。11?简述太沙基一维固结理论的基本假设及其适用条件。
答:太沙基一维固结理论的基本假设:土是均质、各向同性和完全饱和的;土粒和孔隙水都是不可压缩的;土中水的渗流服从于达西定律;在渗透固结中，土的渗透系数和压缩系数都是不变的常数;外荷是一次骤然施加的。其适用条件为荷载面积远大于压缩土层的疗度，地基中孔隙水主要沿竖向渗流。
12?某场地地表下为压度的饱和土层，下卧不透水层，现采用太沙基一维固结理论求在无限大地表均布荷载作用下土层的固结过程，写出固结方程和初始条件及边界条件。
第六章土的抗剪强度
简答题
1 （简要介绍莫尔一库仑强度理论。
答:莫尔认为材料的破坏是剪切破坏，当任一平面上的剪应力等于材料的抗剪强度时该点就发生破坏，并提出剪切破坏面上的剪应力Tf是该面上的法向应力。的函数，这个函数在Tf, 0坐标中是一条曲线，该曲线称为莫尔包线。理论分
析和实验证明，莫尔包线对土是比较适宜的，而且，在应力变化范W不很大的悄况下，土的莫尔包线通常近似用直线代替，该直线方程就是库仑公式表示的方程，将莫尔包线用库仑公式表示也便于应用。这一由库仑公式表示莫尔包线的强度理论称为莫尔，库仑强度理论。
2(筒述影响土抗剪强度的因素。
答:影响上抗剪强度的因素主要有:
(1)土粒的矿物成分、颗粒形状与级配。颗粒越粗，表面越粗糙，棱角状颗
粒，其内摩擦角越大;粘土矿物成分不同，土粒表面薄膜水和电分子力不同，内聚力也不同;胶结物质可使内聚力增大。
(2)土的原始密度。原始密度越大，土粒间表面摩擦力和咬合力越大，即内摩
擦角越大；同时，密度越大，土粒紧密接触，土内聚力也越大。
(3)土的含水量。当含水量增加时，水分在土粒表面形润滑剂，使内摩擦角减
小;含水量增加也使薄膜水变片，则粒间电分子引力减弱，内聚力降低。
(4)土的结构。土的结构受扰动，则内聚力降低。
(5)试验方法和加荷速率。试验方法和加荷速率不同，特别在不同试验排水条
件下，得到的抗剪强度数值是不同的。
3.简述土抗剪强度的来源及影响因素。
答:根据莫尔，库仑强度理论，土的抗剪强度来源于两部分:摩擦强度otgu(或。?tg 0 ?)和粘结强度C (或C?)。摩擦强度包括两部分:一是颗粒之间因剪切滑动时产生的滑动摩擦;二是因剪切使颗粒之间脱离咬合状态而移动所产生的咬合摩擦。
摩擦强度取决于剪切面上的正应力和土的内摩擦角，内摩擦角是度量滑动难易程度和咬合作用强弱的参数，其正切值为摩擦系数。影响内摩擦角的主要因素有密度, 颗粒级配，颗粒形状，矿物成分，含水量等，对细粒土而言，还受到颗粒表面的物理化学作用的影响。通常认为粗粒土的粘结强度C等于零。细粒土的粘结强度clll 两部分组成:原始粘结力和固化粘结力，原始粘结力来源于颗粒间的静电力和范徳
华力，固化粘结力来源颗粒间的胶结物质的胶结作用。4,简述采用莫尔一库仑公式的必要性。
答：如果可能发生剪切破坏的平面位置已经预先确定，只要算出作用于该面上的剪应力和正应力，就可采用莫尔，库仑公式判别剪切破坏是否发生。但是在实际问题中，可能发生剪切破坏的平面一般不能预先确定，土体中的应力分析只能计算各点垂直于坐标轴平面上的剪应力和正应力或各点的主应力，故尚无法直接判定土体单元体是否破坏，此时，采用直接用主应力表示的莫尔,库仑破坏准则(也称土的极限平衡条件)，对应用来说是很方便的。0 .已知土体内某一点的主应力为。11, 0 33, 土的抗剪强度指标C, d),如何判断该点土体是否破坏,
答:利用极限平衡条件，将大主应力。11代入极限平衡条件表达式il?算与其处于极限平衡状态的小主应力。3,或将小主应力。33代入极限平衡条件表达式计算与其处于极限平衡状态的大主应力根据计算结果判定如下:若。3〈0 33
或。1＞表示该点土体实际应力状态的莫尔圆位于抗剪强度的下方，土体是安全的;若或，莫尔圆与抗剪强度线相切，该点土体处于极限平衡状态;若或，抗剪强度线与莫尔圆相割，该点土体已经破坏，实际上这种情况是不可能存在的。
6.简述直剪仪的优缺点。
答:直剪仪的优点是设备构造简单，操作方便，试件片度薄，固结快等。它的缺点主要有:
(1)剪切面限定为上下盒之间的平面，山于土往往是不均匀的，限定平面可能
并不是土体中最薄弱的面，这可能得到偏大的结果。
(2)试件内的应力状态复杂，剪切破坏先从边缘开始，在边缘发生应力集中现
彖，在剪切过程中，特别在剪切破坏时，试件内的应力和应变是不均匀的，剪切面上的应力分布不均匀，这与试验资料分析中假定剪切面上的剪应力均匀分布是矛盾的。
(3)在剪切过程中，土样剪切面逐渐缩小，而在计算抗剪强度时却是按土样的
原截面面积计算。
(4)试验时不能严格控制排水条件，不能量测孔隙水压力，在进行不排水剪切
时，试件仍有可能排水，特别是对于饱和粘性土，山于它的抗剪强度受排水条件的影响显著，故试验结果不够理想。
1.简要介绍应变控制式直剪仪的试验装置和试验过程。
答:应变控制式直剪仪的主要部件由固定的上盒和活动的下盒组成，试样放在盒内上下两块透水石之间。试验时，山杠杆系统通过加压活塞和透水石对试件施加某一垂直压力，然