1、高等土力學歷年真題-補充第二章土的本構關系2.1在鄧肯-張的非線性雙曲線模型中，參數a、b、Ei、Et、（o1-o3）ult以及Rf 各代表什么意義？答：參數Ei代表三軸試驗中的起始變形模量、a代表Ei的倒數；（o1-o3）ult代表 雙曲線的漸近線對應的極限偏差應力，b代表（o1-o3）ult的倒數；Et為切線變形模量； Rf為破壞比。2.2 土的塑性力學與金屬的塑性力學有什么區別？答：金屬塑性力學只考慮剪切屈服，而巖土塑性力學不僅要考慮剪切屈服，還要考慮 靜水壓力對土體屈服的影響；巖土塑性力學更為復雜，需要考慮材料的剪脹性、各向異性、 結構性、流變性等，而且應力應變關系受應力水平、應力路徑

2、和應力歷史等的影響。2.3說明塑性理論中的屈服準則、流動準則、加工硬化理論、相適應和不相適應的 流動準則。答：（1）屈服準則：在多向應力作用下，變形體進入塑性狀態并使塑性變形繼續進 行，各應力分量與材料性能之間必須符合一定關系時，這種關系稱為屈服準則。屈服準則 可以用來判斷彈塑性材料被施加一應力增量后是加載還是卸載，或是中性變載，亦即是判 斷是否發生塑性變形的準則。（2）流動規則：指塑性應變增量的方向是由應力空間的塑性勢面g決定，即在應力 空間中，各應力狀態點的塑性應變增量方向必須與通過該點的塑性勢面相垂直，亦即 d?ijp?d?g?ij。流動規則用以確定塑性應變增量的方向或塑性應變增量張量的

3、各個分 量間的比例關系。（3）相適應、不相適應的流動準則：根據德魯克假說，對于穩定材料 d?ijd?ijp?0，這就是說塑性勢面g與屈服面f必須是重合的，亦即f=g，這被稱為相適應 的流動規則。如果令fUg，即為不相適應流動規則。（3）加工硬化定律：是計算一個給定的應力增量引起的塑性應變大小的準則，亦即 式中的d入可以通過硬化定律確定。2.4飽和粘土的常規三軸固結不排水試驗的應力應變關系可以用雙曲線模擬，是否 可以用這種試驗確定鄧肯-張模型的參數？這時泊松比v為多少？這種模型用于什么情況 的土工數值分析？答：可以，這時V =0.49，用以確定總應力分析時候的鄧肯-張模型的參數。2.5是否可以用

4、飽和粘土的常規三軸固結不排水試驗來直接確定用有效應力表示的 鄧肯-張模型的參數？對于有效應力，上述試驗的d（o1-o3）/d1是否就是土的切線模 量Et,用有效應力的廣義胡可定律推導d（。1-o3）/d1的表達式。答：不可以，因為 o=o-u，當 B=1. 0 時，u=A（o1-o3），則 d（o1- o3）/d1=Et/1-A（1-2vt）2.6什么是物態邊界面、臨界狀態線？答：正常固結土的應力狀態（p,q）與孔隙率e或比體積v之間具有一一對應的 關系，即（p,q,v）代表土的狀態，（p,q,v）在三維空間形成的曲面稱為物態邊 界面。臨界狀態線是土體達到破壞時的的狀態線。第三章土的強度3.1

5、名詞解釋1） 土的蠕變：指在應力狀態不變的條件下，應變隨時間逐漸增長的現象。2）應 力松弛：指維持應變不變，材料內的應力隧道時間逐漸減小的現象。3）擬似超固結土：在側限壓縮條件下，由于土的流變性而發生的壓縮稱為次固結。 正常固結土在固結壓力的長期作用下，主固結已經完成，次固結使土體繼續壓縮變密，強度增 高，而使正常固結土呈現出超固結土的特性，被稱為擬似超固結土。4）平均固結度：t時刻土層各點土骨架承擔的有效應力圖面積和起始超孔隙水壓力 （或附加應力）圖面積之比，稱為t時刻土層的平均固結度。5）加工硬化：也稱應變硬化，指材料的應力在開始時隨著應變的增加而增加，但增 加速率越來越慢，最后趨于穩定。

6、6）加工軟化：也稱應變軟化，指材料的應力在開始時隨著應變的增加而增加，達到 一個峰值后，應力隨應變增加而下降，最后也趨于穩定。7）土的壓硬性：土的變形模量隨著圍壓的提高而提高的現象。8）土的剪脹性：指土體在剪切時產生的體積膨脹或收縮的特性。土的剪脹性實質是 由于剪應力引起土顆粒間相互位置的變化，使其排列發生變化，加大（或減小）顆粒間的孔隙， 從而發生體積變化。9）臨界孔隙比：指在三軸試驗加載過程中，軸向應力差幾乎不變，軸向應變連續增 加，最終試樣體積幾乎不變時的孔隙比。臨界孔隙比也可以表述為：某一孔隙比的砂試樣在某 一圍壓下進行排水三軸試驗，偏差應力達到（o1-o3）ult時，試樣的體應變為零

7、；或者在 這一圍壓下進行固結不排水試驗中破壞時的孔隙水壓力為零。10）臨界圍壓。3cr：在某種圍壓。3下的三軸試驗中，當一個砂土試樣破壞時，如果體變為零，則此時的孔隙比為此時。3所對應的臨界孔隙比。反之，這個圍壓可稱為這 種砂在這種孔隙比下的臨界圍壓。3cr。11）在三軸排水試驗中，如果砂土試樣固結后孔隙比為ec，則在圍壓。3cr下進水排水試驗，破壞時的體變為零，如果圍巖小于。3cr，三軸試驗破壞時試樣將發生剪脹；如 果圍壓大于。3cr，三軸試驗破壞時試樣將發生收縮。3.2簡述土的應力應變關系的特性及其影響因素。答：土是巖石風化而成的碎散礦物顆粒的集合體，它一般含有固、液、氣三相。其應 力應變

8、特性是非線性、彈塑性、剪脹（縮）性、各向異性及流變性。主要影響因素是應力 水平、應力路徑和應力歷史。3.3各向異性：指材料在不同方向上的物理力學性質不同。3.4粘土和砂土的各 向異性是由于什么原因？什么是誘發各向異性？答：由于土在沉積過程中，長寬比大于1的針、片、棒狀顆粒在重力作用下傾向于長 邊沿水平方向排列而處于穩定的狀態；另外，在隨后的固結過程中，上覆土體重力產生的 豎向應力與水平土壓力大小是不等的，這種不等向固結也會產生土的各向異性。土的各向 異性主要表現為橫向各向同性（亦即在水平面各個方向的性質大體上是相同的），而豎向 與橫向性質不同。誘發各向異性是指土顆粒受到一定的應力發生應變后，其

9、空間位置將發生變化，從而 造成土的空間結構的改變，這種結構的改變將影響土進一步加載的應力應變關系，并且使 之不同于初始加載時的應力應變關系。3.5說明劍橋彈塑性模型的試驗基礎和基本假設。該模型的三個參數：M、入、k分 別表示什么意義？答：劍橋模型的試驗基礎是正常固結粘土和弱超固結粘土的排水和不排水三軸試驗。 基本假設：土體是加工硬化材料，服從相適應流動規則。M是破壞常數；入是各向等壓固結參數，為NCL或CSL線在vlnp 平面中的斜率； k是回彈參數，為卸載曲線在vlnp平面上的斜率。3.6三軸試驗得到的松砂的內摩擦角為令=33，正常固結粘土的內摩擦角為 e=30，粘土不排水試驗得到的摩擦角為

10、eu=o。它們是否就是砂土礦物顆粒之間 及粘土礦物之間的滑動摩擦角？土顆粒間的滑動摩擦角比它們大還是?。繛槭裁矗看穑喝S試驗得到的松砂的內摩擦角不是砂土礦物顆粒之間的滑動摩擦角，土顆粒間 的滑動摩擦角比它小。因為測得的砂土間的摩擦角包括兩個部分：滑動摩擦和咬合摩擦。 而這兩種摩擦的摩擦角都是正值。三軸試驗得到的正常固結粘土的內摩擦角不是粘土礦物之間的滑動摩擦角，土顆粒之 間的滑動摩擦角比他小，因為正常固結粘土實際具有一定的粘聚力，只不過這部分粘聚力 是固結應力的函數，宏觀上被歸于摩擦強度部分中，既正常固結粘土的內摩擦角包括滑動 摩擦角和一部分粘聚力導致的摩擦角。三軸不排水試驗得到的粘土摩擦角不

11、是粘土礦物之間的滑動摩擦角，土顆粒之間的滑 動摩擦角比它大。因為粘土顆粒之間必然存在摩擦強度，只是由于存在的超靜水壓力使所 有破壞時的有效應力莫爾圓是唯一的，無法反應摩擦強度。3.7粗粒土顆粒之間的咬合對土的抗剪強度指標e有什么影響？為什么土顆粒的破 碎會最終降低這種土的抗剪強度？答：粗粒土顆粒之間的咬合可以增加土的剪脹，從而提高土的抗剪強度指標?。而土 顆粒的破碎會減少剪脹，從而降低土的抗剪強度。3.8在實際工程中，基坑上的主動土壓力一般總是比用同樣土填方擋土墻主動土壓 力小，試從土的強度角度分析其原因。答：基坑上的土通常都是原狀土，原狀土具備的結構性增加了土的強度，使得主動土 壓力小于填方擋土墻。其次基坑的原狀土由于固結過程中的重力作用具