高等土力学模拟考题7及答案Word文件下载.doc
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4.在基坑内用集水井排水与在基坑外用井点降水,对于基坑的支挡结构上的荷载有说明不同,哪一种情况有利于工程的安全?
基坑内排水,地下水从外向里渗流,渗透力增加了支护结构上的荷载,不利于工程安全。
5.在地基沉降计算的分层总和法中,用半无限体的弹性理论解析解(布辛尼斯克解)计算地基中的附加应力,为什么一般不用弹性理论的位移解析解计算基础沉降?
由于地基土大多数是分层的,
(1)变形非线弹性;
(2)不是均匀的。
用线弹性理论计算附加应力的误差不大。
6.对于一个宽度为a的条形基础,地基压缩层厚度为H,在什么条件下,用比奥固结理论计算的时间-沉降(t-s)关系与用太沙基一维固结理论计算的结果接近?
a/H很大时。
7.为什么在山区,雨季多发生滑坡等地质灾害?
原因很多也比较复杂:
主要有
(1)强度降低(非饱和土基质吸力的减小或者消失);
(2)可能发生的渗流一般是增加滑动力;
(3)孔隙水压力减少有效应力。
8.从剑桥模型的帽子屈服面分析,它能不能反映土由于剪应力引起的体积变化?
能够,反映减缩。
二.有一种粘土的有效应力抗剪强度指标为:
c¢
=30kPa,j¢
=20°
,
(1)如果在初始围压为sc=200kPa固结,然后进行排水减压的压缩试验,问轴向应力sa达到多少时,试样破坏?
(2)当初始的固结应力sc小于多少时,试验将不能作到破坏?
(1)
(2)
三.为了确定Duncan-Chang模型的参数,对一种砂土进行了一组常规三轴压缩试验。
s3=200kPa时,得到a=1/821kPa-1;
s3=500kPa时,得到a=1/1871kPa-1;
试确定该模型的模量数K和模量指数n。
(计算中取大气压pa=100kPa)
或者:
y=a+nx
s3
200kPa
500kPa
x=log(s3/pa)
0.301
0.699
Ei
821kPa
1871kPa
y=logEi
2.914
3.272
2.914=a+n0.301
3.272=a+n0.699
0.398n=0.358,n=0.9a=2.643,K=440
四.对一饱和压缩土层进行沉降计算,土层厚度4m,基础中心处土层的平均附加应力为:
s1=220kPa,s3=100kPa,孔压系数B=1.0,A=0.5,压缩系数mv=0.2m2/MN,试用考虑三向变形效应的分层总和法(Skempton-Bjerrum)按一层计算其主固结沉降。
u=B[Ds3+A(Ds1-Ds3)]=100+0.5×
120=160kPa
s=mvu×
4=0.2×
160×
4/1000=12.8cm
五.在下图中表示了两个水池,上池水位为10m;
下池的水位为5m,二者保持稳定的水头。
池壁为透水的挡土墙体。
两墙之间砂土的饱和容重gsai=20kN/m3,内摩擦角j¢
=30°
假设直线滑裂面与水平面夹角为60°
,计算墙①上的总土压力为多少?
(假设土压力为水平方向。
)
此题用骨架上的有效应力简单:
(1)朗肯土压力Ea=Kag¢
H2/2=(1/3)×
10×
25/2=41.7kN
(2)渗透力:
J=Vj=1/2×
5×
2.887×
0.5×
10=36.1kN
(3)总压力:
P=Ea-J=5.61kN
第五题的另外一种计算方法,采用水土合算:
Ea,Pw
W
Pv
R
Ps
14.4kPa
q=60°
上部边长:
l=5×
tan(45°
-f/2)=2.89m
采用库仑土压力理论,作用在(饱和土体)楔体上的力有:
(1)自重:
W=1/2×
2.89×
20=144.5kN
(2)墙面处水平水压力:
Pw=375kN
(3)楔体上部水压力:
Pv=123.6kN
(4)滑裂面上的水压力:
它也是线性分布的,Ps=391kN
它分解为水平和垂直两个分量:
Psv=195.5kN;
Psh=338.7kN;
(5)滑动面上的土的支撑力R,它与法线方向成f=30°
角。
它也可以分解为水平和垂直两个分量Rh=Rsin30°
Rv.=Rcos30°
(6)墙面处水平主动土压力Ea.
①考虑垂直方向力的平衡:
W+Pv=Rh+Psv.144.5+123.6=Rh+195.5
Rh=72.5kN,R=83.7kN
②再考虑水平方向力的平衡:
Ea.+Pw=Rh+Psh.Ea.+375=Rsin30°
+338.7
得到主动土压力Ea=5.6kN
可见结果是一样的。
此题的最大(水土)压力不是滑裂面倾角为60°
,而是小于60°
时,因为那时的水平渗透力较小(体积小)。
六.在一种松砂的常规三轴排水压缩试验中,试样破坏时应力为:
s3=100kPa,s1-s3=235kPa。
(1)计算下面几个强度准则的强度参数:
莫尔-库仑强度准则:
(s1-s3)/(s1+s3)=sinj;
广义屈雷斯卡(Tresca)准则:
s1-s3=αtI1
松冈元-中井照夫强度准测:
I1I2/I3=kf.
(2)平面应变状态的试样的y方向为零应变方向,已知n=0.35。
初始应力状态为sz=sx=200kPa然后sx保持不变;
sz持续增加,利用以上3个强度准则分别计算试样破坏时的sz=?
sx=?
sy=?
b=?
(a)莫尔-库仑:
(s1-s3)/(s1+s3)=sinj;
,235kPa/435kPa=0.54,f=32.7°
(b)广义屈雷斯卡:
s1-s3=αtI1I1=335+100+100=535kPa.
αt=235/535=0.44
(c)松冈元-中井照夫:
I1=535;
I2=2×
335×
100+100×
100=77000
I3=335×
100×
100=3350000,kf.=I1I2/I3=535×
77000/3350000=12.3
(2)平面应变状态的试样的y方向为零应变方向,已知n=0.35。
初始应力状态为sz=sx=200kPa,
设:
Dsz=x,Dsx=0,sz=200+x=s1,sx=200kPa=s3
sy=0.35(400+x)=140+0.35x=s2
(200+x-200)/(200+x+200)=0.54
x/(400+x)=0.54,x,=470kPa
sz=670kPasx=200kPa;
sy=304.5kPab=0.222
(b)广义屈雷斯卡(Tresca)准则:
(s1-s3)=x,I1=540+1.35x,x=0.44(540+1.35x)237.6=0.406xx=585.2kPa
sz=785.2kPasx=200kPa;
sy=345kPab=0.248,
(C)松冈元-中井照夫强度准测:
I1=540+1.35x,I2=96000+480x+0.35x2,,I3=5600000+42000x+70x2
I1I2=51840000+388800x+837x2+0.4725x3
I1I2=12.3I3
51840000+388800x+837x2+0.4725x3=68880000+516600x+861x2
17040000+127800x+24x2-0.4725x3=0
代入试算以后得到:
x=600.5kPa
sz=800kPasx=200kPa;
sy=350kPab=0.25,
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