高等土力學歷年真題.doc

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1、高等土力學歷年真題一、黃土濕陷性機理與處治方法。(2010年)1、黃土濕陷泛指非飽和的、結構不穩(wěn)定的黃色土，在一定壓力作用下，受水浸濕后，土的結構迅速破壞，發(fā)生顯著的附加下沉現象。黃土濕陷現象是一個復雜的地質、物理、化學過程，對于濕陷的機理目前國內外有多種假說，歸納起來可分為內因和外因兩個方面。黃土形成初期，季節(jié)性的少量雨水把松散的粉粒粘聚起來，而長期的干旱使水分不斷蒸發(fā)，于是少量的水分以及溶于水中的鹽類都集中到較粗顆粒的表面和接觸點處，可溶鹽逐漸濃縮沉淀而成為膠結物。同時隨著含水量的減少，土顆粒彼此靠近，

2、顆粒間的分子引力以及結合水和毛細水的聯結力逐漸加大，這些因素都增強了土粒之間抵抗滑移的能力，阻止了土體在自重壓密，從而形成以粗粉粒為主體骨架的蜂窩狀大孔隙結構。當黃土受水浸濕或在一定外部壓力作用下受水浸濕時，結合水膜增厚并楔入顆粒之間，于是結合水聯系減弱，鹽類溶于水中，各種膠結物軟化，結構強度降低或失效，黃土的骨架強度降低，土體在上覆土層的自重壓力或在自重壓力與附加壓力共同作用下，其結構迅速破壞，大孔隙塌陷，導致黃土地基附加的濕陷變形。2、黃土地基處理方法地基處理應考慮場地的選擇和勘探，黃土濕陷類型的派別和

3、地基處理方法的選擇，以達到建筑設計經濟與安全的要求。灰土墊層傳統(tǒng)方法，用于高層建筑更能發(fā)揮其作用，它具有一定的膠凝強度和水穩(wěn)定性，在基礎壓力作用下以一定的剛性角向外擴散應力，因而常用作剛性基礎的底腳。砂石墊層用于地下水位較高的軟弱土層，厚度約1-3m，其下為工程性能良好的下臥層。強夯法是處理濕陷性黃土地基最經濟的一種方法，其處理土層厚度一般用梅納提出的估算公式灰土擠密樁是處理大厚度濕陷性黃土地基方法之一，其作用是擠密樁周圍的土體，降低或者消除樁深度內地基土的濕陷性，提高承載力。振沖碎石樁主要用于飽和黃土的地

4、基處理，它以振沖置換作用為主。打入混凝土預制樁錘擊沉入的鋼筋混凝土預制樁，質量穩(wěn)定，工藝簡便，是目前高層建筑基礎應用較廣的一種。灌注樁主要用于飽和黃土填土地基，他是利用挖空或沉樁基將鋼制樁管沉入土中成孔再向樁孔中放置鋼筋網，然后在向樁管內灌入流動性的混凝土或粉煤灰混凝土，并逐漸慢速提升樁管，在土中形成剛勁混凝土樁體。深層水泥攪拌樁加固軟土地基在沿海地區(qū)及南方地區(qū)已大量使用，工藝也相當成熟。也用于處理飽和黃土地基取得了顯著成效，它具有無振動，無污染，功效高，成本較低的優(yōu)點。大直徑擴底灌注樁多用于高層和高聳構筑

5、物，技術經濟效果好，解決了大荷載下的基礎工程。二、論述土的本構關系分類，并舉例說明。(2010年、2013年)1、彈性本構關系彈性本構關系可分為線彈性本構關系和非線性彈性本構關系。線彈性本構關系即一般的彈性力學，其應力—應變關系服從廣義胡克定律。非線性本構關系的應力—應變曲線是非線性的，但是加卸載仍然沿著一條曲線。該本構關系未考慮土的塑性變形，因而僅當受力體各點都是加荷條件時，才近似符合實際，而且也沒有考慮應力路徑和中主應力的影響。2、彈塑性本構關系彈塑性模型則把總的變形分成彈性形變和塑性形變兩個部分，用胡

6、克定律計算彈性變形部分，用塑性理論來解塑性變形部分。對于塑性變形，要做三方面假定：破壞準則和屈服準則；硬化規(guī)律；流動法則。該本構關系可分為剛性理想塑性本構關系、理想彈性塑性本構關系和彈塑性應變硬化（或軟化）型本構關系。代表性模型劍橋模型英國劍橋大學提出的用于正常固結或弱超固結粘土的模型，由三軸壓縮試驗結果整理處q-p和e-p關系曲線。土中e為孔隙比，應力p、q指的是有效應力；圖中實線表示排水剪試驗，虛線為固結不排水試驗。3、流變型本構關系該本構關系考慮應力、應變隨時間變化的本構關系，是彈性。塑性和粘滯性三者

7、相結合而成的。三、太沙基理論與比奧理論的比較分析。(2010年、2013年)土體在荷載作用下內部含水緩慢滲出，體積逐漸減小，這一現象稱為土的“固結”。（1）建立方程所依據的假定兩種理論的假定是基本一致的，即骨架線性彈性、變形微小、滲流符合達西定律。但是，有一個原則區(qū)別，那就是太沙基理論增加了一個假定——固結過程中法向總應力和不隨時間而變。太沙基方程是比奧方程在法向總應力之和不隨時間變化的假定下的一種簡化。（2）孔隙壓力與位移的聯系由于兩種理論在假定上有差別，導致了建立的方程形式不同。太沙基方程中只含孔隙壓力

8、1個未知變量與位移無關，因此，不需要引入幾何方程，不需要將孔隙壓力與位移聯系起來，孔隙壓力的消散僅僅決定于孔隙壓力初始條件和邊界條件與固結過程中的位移無關；而比奧方程則包含孔隙壓力和位移的聯立方程組，需要完整的引入物理方程，進而引入幾何方程，最后把孔隙壓力和位移聯系起來。（3）孔隙壓力隨時間的變化太沙基理論曲線與泊松比v無關，而比奧曲線受到v的影響很明顯，若v小則固結慢，反之，v大固結快。此外，固結初期階段對于比