2011高等土力学部分考题及答案

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1、一、高等土力学研究的主要内容答：土力学主要是研究土的物理、化学、和力学特性以及土体在荷载、水、温度等外界因素作用下的工程性状。高等土力学则是深化上述研究，重点研究先进的土工试验（实验）方法和设备、土体本构关系、塑性特性、强度、渗流、固结、压缩及其机理。二、与上部结构工程相比，岩土工程的研究和计算分析有什么特点？答：1）岩土工程的规模和尺寸比一般的结构工程大得多，其实际范围是空间半无限体，工程计算分析中采用的边界是近似和模糊的；2）岩土的各种参数是空间的函数，参数的变异性大，变异系数在0.1-0.35,有的可能超过0.4，并且土性之间或不同点的土性

2、具有较强的相关性，包括互相关和自相关；3）岩土属于高非线性材料，在不同的应力水平下变形特性不同，岩土工程的极限状态方程也经常是高度非线性的，并且诱发极限状态的原因或作用多种多样；4）岩土试样性质与原状岩土的性质往往存在较大的差别，即使是原为测试，反应的也仅仅是岩土的“点”性质（如现场十字板强度试验）或“线”性质（如静力触探实验）。而岩土工程的行为往往由它的整体空间平均性质控制，因此在岩土工程可靠度分析中，要注意“点”、“线”到空间平均性概率统计指标问题5）由于上述岩土性质和岩土工程的不确定性加之推理的不确定性（如有目的的简化）,岩土工程的计算模型

3、往往具有较大的不确定性或者不精确性，并且除了上述3)中提到的在岩土工程中针对不同原因和作用，会有不同的极限状态方程外，对同一计算参数也存在不同的计算表达式；6）施工工艺，施工质量及施工水平等会对岩土工程的性质和功能产生很大的影响。三、土的特性答：1土的变异性大，离散性大，指标值合理确定很困难。2土的应力应变关系是非线性的，而且不是唯一的，与应力历史有关。3土的变形在卸载后一般不能完全恢复，饱和粘土受力后，其变形不能立刻完成，而且要经过很长一段时间才能逐渐稳定。4土的强度也不是不变的，它与受力条件排水条件密切相关。5土对扰动特别敏感，可使土的力学性

4、质发生很大的变化。四、简述土的结构性与成因，比较原状土与重塑土结构强弱，并说明原因。答：土的结构是表示土的组成成分、空间排列和粒间作用的综合特性，土的结构性是由于土的这种结构特性造成的力学特性。原状土比重塑土的结构性强，这是由于原状土在搬运、沉积、固结及千万年历史中的各种变故都会使土形成不同的或特有的特性。由于原状土是长期地质作用的产物，因而比室内重塑土具有更强的结构性。五、简述土工试验的目的和意义答：1）揭示土的一般或特有的物理力学性质2）针对具体土样的试验。揭示区域性土、特殊土、人工复合土的物理力学性质3）确定理论计算和工程设计的参数4）验证

5、理论计算的正确性及实用性5）原位测试、原型监测直接为土木工程服务，也是分析和实现信息化施工的手段六、简述土工参数不确定性的主要来源和原因答：土工参数不确定性的来源主要有两条途径1）土的固有变异性2）系统不确定性原因：土的固有变异性是由于土的分类不可能也没有必要分的那么细，所以即使均匀的同类土层，由于在土层的形成过程中，矿物成分、土层深度、应力历史、含水量和密度等因素的变化，各点处土的性质可能有较大的差别，这种差异是土本身所固有的，所以称之为固有变异性；系统不确定性包括实验不确定性，模型不确定性和统计不确定性实验不确定性是由试验偏差和随即测量误差组

6、成，是由于测试活着取样，试样运输和保管对土的扰动以及试验方法和试验技术的差异等原因使试验结果与现场土的工程性质不完全一致引起的。模型不确定性是因为计算模型不完备，如计算模型有目的的简化、理想化、或因机理尚未了解透彻造成的不确定性。统计不确定性是因试样（试验数量）不充分引起的不确定性。一般来说，统计不确定性当的大小会随着统计方法的改进和试样数量的增多而减少。实验不确定性的可能因技术水平的提高和实验设备的改进而减小。土的固有变异性的大小因为是土固有的，故不会随着试样的增多和试验技术的提高及仪器的改善而降低。七、岩土工程模型试验要尽可能遵守的原则答：为

7、了使模型尽可能德反应出实物（原型）发生地现象，应严格按照相似理论来确定模型试验的几何尺寸和物理特性，但一般情况下，特别是岩土工程试验，很难使原型与模型各方那面都相似，有时只能只对主要研究的问题，使某些方面相似，而忽略其他方面。由相似理论可知，两个系统相似的充分必要条件是一个系统的数学模型由一一变换与另一系统的数学模型相联系，也就是说通过调试模型各参数的比例尺，使模型和实物满足共同的方程。八、何为土的剪胀性，产生剪胀的原因。答：土体由于剪应力引起的体积变化称为剪胀性，广义的剪胀性指剪切引起的体积变化，既包括体胀，也包括体缩，但后者常被称为“剪缩”。

8、土的剪胀性实质上是由于剪应力引起土颗粒间相互位置的变化，使其排列发生变化，加大（或减小）颗粒间的孔隙，从而发生体积的变化。九、影响饱和无