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一、 名词解释1、 固结：根据有效应力原理，在外荷载不变的条件下，随着土中超静孔隙水压力的消散，有效应力将增加，土体将被不断压缩，直至达到稳定，这一过程称为。 单向固结：土体单向受压，孔隙水单向渗流的条件下发生的固结。2、 固结度：在某一荷载作用下，经过时间t后土体固结过程完成的程度。3、 平均固结度：在某一荷载作用下，经过时间t后所产生的固结变形量与该土层固结完成时最终固结变形量之比称为。4、 固结系数：反映土的固结特性，孔压消散的快慢，与渗透系数k成正比，与压缩系数a成反比， 5、 加工硬化（应变硬化）：正常固结粘土和松砂的应力随应变增加而增加，但增加速率越来越慢，最后趋于稳定。6、 加工硬化定律（理论）：计算一个给定的应力增量引起的塑性应变大小的准则。7、 加工软化（应变软化）：在密砂和超固结土的试验曲线中，应力一般是开始时随应变增加而增加，达到一个峰值后，应力随应变增大而减小，最后趋于稳定。8、 压硬性：土的变形模量随围压增加而提高的现象。9、 剪胀性：由剪应力引起的体积变化，实质上是由于剪应力引起的土颗粒间相互位置的变化，使其排列发生变化，加大颗粒间的孔隙，从而体积发生了变化。10、 屈服准则：可以用来弹塑性材料被施加应力增量后是加载还是卸载或是中性变载，即是否发生变形的准则。屈服准则用几何方法来表示即为屈服面（轨迹）。11、 流动准则：在塑性理论中，用于确定塑性应变增量的方向或塑性应变增量张量的各个分量间的比例关系的准则，也叫做正交定律。塑性势面g与屈服面f重合（g=f），称为相适应的；如果，即为不相适应流动规则。12、 物态边界面：正常固结粘土，和三个变量间存在着唯一性关系，所以在 三维空间上形成一个曲面称为，它是以等压固结线NCL和临界状态线CSL为边界的。13、 临界状态线：初始等向压缩曲线由于偏应力的增加，土体中剪应力增加，孔隙比改变，AB曲线在三维空间坐标系中脱离原水平面e-p向上方移动，达到破坏时，对应的空间曲线叫。因此是破坏点的空间轨迹，在p-q平面内投影为一直线，称破坏线。14、 破坏：试样在一定应力状态及其他条件下失去稳定或产生过大的变形。15、 真强度理论：（粘土）为了反映孔隙比对粘土抗剪强度及其指标影响，伏斯列夫把抗剪强度分为受孔隙比影响的粘聚分量 和不受孔隙比影响的摩擦分量，角标e表示孔隙比，即所谓的真强度理论与真强度指标。16、 拟似超固结土：老正常固结土有与超固结土相似的特性，称为，其中称为拟似超固结比。17、 灵敏度：原状粘土与重塑土的无侧限抗压强度之比。18、 各向异性：材料在不同方向上的物理力学性质不同的性质，分为初始和诱发。19、 土的强度：土在一定条件下破坏时的应力状态。20、 粘聚力：破坏面没有任何正应力作用下的抗剪强度21、 临界孔隙比：在三轴试验加载过程中，轴向应力差几乎不变，轴向应变连续增加，最终试样体积几乎不变时的孔隙比。22、 蠕变破坏：在极慢的加载速率下，某些土发生破坏时的应力远低于常规强度试验下的峰值强度，有时甚至为后者的50%，这种情况称之为。23、 饱和松砂的流滑：随着应变增加，超静孔压急剧上升，有效应力减少，沙土呈流动状态，也称为“流滑”。24、 水力劈裂：由于孔隙水压力提高，在土体重引起拉伸裂缝发生和发展的现象称为，其实是一种拉伸破坏。25、 断裂韧度：材料抗断裂性能的一个重要参数，属于材料的固有特性，单位。26、 有效应力原理：作用在饱和土体上的总应力由土中的 两种介质承担，一种是孔隙水中的孔隙水压力，另一种是土颗粒形成的骨架上的有效应力，而土的抗剪强度是由有效应力决定的。27、 孔隙水压力系数：用于表示超静空隙压力增量和总应力增量的关系。28、 莫尔库仑准则：，即一个平面上的抗剪强度取决于作用于这个平面上的正应力。其中破坏包线的函数是由试验确定的单值函数。因此，当材料应力状态的最大莫尔圆与上式所表示的包线相切时，材料即破坏。29、 Darcy定律：单位面积渗流量q与水头坡降i成正比，q=ki，k称为渗透系数。30、 骨干曲线：31、 孔压系数B：当进行不排水试验时，可量测试样孔压，试样孔压与施加室压之比，。32、 Ng模型试验：就是将土工建筑物或地基或基础尺寸缩小到1/n，同时重力加速度增大为ng。33、 材料的本构模型：是反映材料的力学性状的数学表达式，表示形式一般为应力-应变-强度-时间的关系，也称为本构定律、本构方程。34、 主应力面：在过一点的斜截面上，只有法向应力而无剪应力时，这个斜截面就是。35、 应力不变量：即不随坐标的选择而变化的量。36、 主应力空间：以三个主应力的坐标轴，用应力为度量尺度形成的一个空间。在此空间中的一个点P代表一个应力状态（）；此空间中的一条线表示了一条应力路径。37、 平面：与空间对角线垂直的平面。38、 变形模量：反映土体在侧向自由膨胀条件下应力和应变之间相互关系的量，可由广义胡克定律得到。压缩模量：在完全侧限条件下，土体竖向附加应力与相应的应变增量之比称，用表示。弹性模量：39、 静水压力：由均质流体作用于物体上的压力，增加，会使受力物体的体积减小，但不会改变其形状。超静水压力：孔隙水压力：有效应力原理中，总应力的一部分是由土体孔隙内的土及气来承担的，称为。40、 扩散方程：将关系是为常量（）的同时，也假设三个主应力之和不变，不满足变形协调条件。41、 曼代尔效应：在不变的荷重施加于土体上以后的某时段内，土体内的孔隙水压力不是减小，而是增大，而且超过应有的压力值。42、 超固结土、正常固结土、欠固结土：根据先期固结压力与土层现有上覆压力的对比，可将土分为超固结土、正常固结土、欠固结土：pc=p1为正常固结土；pcp1为超固结土；pcp1为欠固结土。Pc为土体的先期固结压力，p1为土体目前的上覆土重。43、 渗透力：单位体积土体中渗透水流作用对土骨架产生的拖曳力称为渗透力44、 应力水平：两层含义：一是指围压绝对值的大小，二是指应力（常为剪应力）与破坏值之比。45、 应力历史：既包括天然土在过去地质年代中受到的固结和地壳运动作用，也包括土在试验室或在工程施工、运行中受到的应力过程，对于粘性土一般指其固结历史。46、 洛德角：是一个表征应力状态的参数，可表示中主应力和其他两个主应力间的相对比例。二、 简答题47、 简述土的应力应变关系的特征及其影响因素。 答：非线性、弹塑性、剪胀性、（各向异性、结构性、流变性）；应力水平、应力路径、应力历史。48、 邓肯张模型分析总结？ 答：应变仅由偏应力贡献，球应力没有贡献。优点：能反映土体变形的主要特征，非线性、应力历史、应力路径；简单，容易为工程接受；模型参数容易确定，积累了丰富的确定模型的经验。缺点：不能反映土体变形的剪胀性、软化、各向异性和结构性。49、 剑桥模型的试验基础和基本假设？ 答：试验基础：正常固结土和弱超固结土试验基础上建立基本假设：帽子屈服面，相适应的流动规则，以塑性体应变为硬化参数（加工硬化定律）。只要有三个试验场数：各向等压固结系数，回弹系数k，破坏常数m。50、 土的强度有哪些特点？ 答：三点，由于土的碎散性、多相性造成土强度主要由颗粒相互作用力决定，土的破坏主要是剪切破坏，其强度主要表现为粘聚力和摩擦力；研究时要考虑孔隙水压力、吸力等土特有的影响强度的因素；土的地质历史造成土强度强烈的多变性、结构性和各向异性。51、 屈服与破坏的关系？达到强度是否一定破坏？ 答：对于刚弹性体和弹性理想塑性体屈服即意味着破坏，对于增量弹性模量屈服和破坏并不是同一概念。土的屈服与强度与人们选择的理论模型有关，土体破坏与边值问题的具体边界有关。52、 影响土的抗剪强度的因素？ 答：内部因素：土的组成（如矿物成分、颗粒大小、级配、含水量等）、土的状态（如密度、孔隙比）、土的结构（如絮凝结构）；外部因素：温度、应力应变因素（如围压、中主应力）、应力历史、主应力方向、加载速率、排水条件等。53、 一维渗流固结理论的基本假定？ 答：土层是均质的、完全饱和的；土粒与水均为不可压缩介质；外荷载一次性瞬时施加到土体上，在固结过程中保持不变；土体他应力与应变之间存在线性关系，压缩系数为常数；在外力作用下，土体中只引起上下方向的渗流与压缩；土中水的渗流服从达西定律，渗透系数保持不变；土体变形完全是由孔隙水排出和超静水压力消散所引起的。54、 Biot理论与准三维固结理论比较？ 答：二者建立方程的依据基本一致：小变形、线弹性、渗流符合达西定律，但准三维固结理论假设法向总应力随时间不变，而Biot理论不作此假定；Biot理论考虑土骨架变形孔压的影响，即位移与孔压相互耦合，而准三维固结理论对土体变形和孔压消散分别加以计算，其直接后果是后者无法解释Mandel-Cryer效应。1、 常规三轴试验的优缺点？ 答：近似单元体试验，试样内相对对均匀；状态和路径明确；排水条件清楚，可控制；破坏面非人为固定；操作复杂，现场无法试验；不能反映的影响；边界条件、膜嵌入的影响。10、割线模型与切线模型比较？ 答：割线模型考虑了应力应变全量关系，能反映土变形的非线性及应力水平的影响，可用于应变软化阶段。但理论不严密，不能保证解的唯一性；切线模型为分段线性化的增量形式的胡克定律，能反映土变形全过程。11、在直剪、単剪、环剪试验中，试样的应力和应变有什么特点？ 答：直剪：破坏面人为确定，应力和应变不均匀且十分复杂，试样内各点应力状态及应力路径不同。在初始状态，剪切面土单元与试样中其他单元一样是K0应力状态，即。在剪切破坏时，剪切面附近土单元主应力大小和方向决定与强度包线；単剪：试样内所施加的应力被认为是纯剪，加载过程中竖直应力和水平应力保持常数，不断增加。应力莫尔圆圆心不变，其直径逐渐扩大，直至与强度包线相切；剪切面的总面积不变。12、土的应力应变关系影响因素？ 答：时间、温度、湿度等，其中时间是主要因素，与时间有关的土的本构关系主要是指反映土流变性的理论。55、 达西定律及其物理意义和适用范围。 答：达西定律：单位面积渗流量q与水力坡降i成正比，比例常数为渗透系数k.56、 影响土渗透系数因素有：颗粒骨架包括土颗粒组成、土的状态级土的结构，渗透流体的影响。57、 适用范围： 达西定律是由无粘性土体(中砂、细砂、粉砂等)实验得到的，后来经过修正后推广应用于其他土体。试验表明:渗透速度较小时，渗透的沿程水头损失与流速的一次方成正比。一般砂土、粘土中的渗透速度很小，其渗流可以看作是一种水流流线互相平行的流动层流，渗流运动规律符合达西定律。 粗颗粒土(如砾、卵石等)的试验结果：由于其孔隙很大，当水力梯度较小时，流速不大，渗流可认为是层流，v-i关系成线性变化，达西定律仍然适用。当水力梯度较大时，流速增大，渗流将过渡为不规则的相互混杂的流动形式紊流，达西定律不再适用。 一般认为对于粘性土也是基本适用的。58、 饱和土的基本特性？答：饱和土的压缩主要是孔隙体积减小所引起 孔隙水的挤出速度主要取决于土的渗透性和厚度超静孔隙水压力u是外荷p在土孔隙水中所引起的超静水压力,通常简称孔隙水压力有效应力是由土骨架传递的压力，即颗粒间接触应力饱和土的渗透固结过程就是孔隙水压力向有效力应力转化的过程，在任一时刻，有效应力和孔隙水压力u之和始终等于饱和土体的总应力59、 、粘土和砂土的初始各向异性是由于什么原因？什么是诱发各向异性？答：由天然沉积和固结造成初始各向异性。在室内重力场中，制样过程的不同也会使土试样具有不同程度的初始各向异性。所谓诱发各向异性是指土颗粒受到一定的应力发生应变后，其空间位置将发生变化，从而造成土的空间结构的改变。60、 土的强度理论的讨论答：特雷斯卡准则是最大剪应力准则、米泽斯是最大八面体剪应力准则，都只适用于饱和软粘土的不排水情况。 莫尔库仑强度准则反映了破坏面上正应力与抗剪强度之间的关系，正确的反映了土强度的摩擦特性，在一定范围内保证较高的适用性，但有两点不足：一是假设了主应力对土的破坏没有影响，二是通常令强度包络线是直线。 莱特邓肯破坏准则是在砂土实验基础上建立起来的，只有一个材料常数，反映出了平均主应力p或第一应力不变量I的影响及中主应力的影响，同时它的破坏面形状和模型中的屈服面及塑形势面形状一致，并且没有角点，适用于砂土和正常固结粘土。隐含破坏准则一般包含在涂的本构模型之中，一般不能单独适应在极限平衡问题的分析中。61、 土抗剪强度机理答：土的抗剪强度有两部分组成，一部分是摩擦强度，一部分是粘聚强度，强度机理及影响因素十分复杂，不可能将二者截然分开。摩擦强度包括固体颗粒间的滑动摩擦及咬合摩擦粘聚力包括有静电引力、范德华力、颗粒间的胶结、颗粒间家触电的化合价键及表观粘聚力。62、 影响土渗透系数的因素答：颗粒骨架：土颗粒的组成、土的状态（密度）、土的结构；渗透流体（粘滞系数、液体的容重、压力、温度、流体内电解质的浓度）63、 饱和土中的渗流和非饱和土中水分迁移规律有哪些相同，哪些不同？孔隙水的移动速率在哪种土中快，为什么？答：二者的相同点：土体中水的流动都服从达西定律；不同点：饱和土中只存在水这一相，而非饱和土中存在水和气两相，他们有各自的渗透流动规律，但气的流动又影响到水的流动，尤其影响到土的固结，也要讨论气的渗透规律。饱和土中水压力是正值，非饱和土中水压力是负值。饱和土的渗透系数是常数，非饱和土的渗透系数不是常数；孔隙水率在饱和土中的移动速率快，渗透系数受饱和度的影响，饱和度低，孔隙中气体占据一定的体积，阻碍了水的流动，过水断面面积也缩小，渗透系数就小，孔隙水的移动速率慢。64、 什么叫剪胀性，剪缩性？什么样的土表现为剪胀？什么样的土表现为剪缩？邓肯双曲线模型能否反映剪胀剪缩性？为什么？修正剑桥模型能否反映？答：剪胀性：试样在排水剪试验中体积先减小后增加 剪缩性：试验在排水剪试验中体积减小。强超固结土表现为剪胀，正常固结土和弱超固结表现为剪缩。邓肯双曲线模型不能反映剪胀剪缩性。这是因为模型用于广义胡克定律，而胡克定律不可能反映剪胀剪缩性。对于邓肯张非线性模型，有与两种，模型本身是允许剪胀的，计算所得的泊松比可能大于0.5。只是有限元计算中，不允许泊松比大于0.5，故模型中不反映剪胀性；模型本身不反映剪胀性。修正剑桥模型许多情况下能较好反映土的变形特性，它能反映剪缩，但不能反映剪胀。1、 土体有哪些主要变形特性？答：土体的变形是土力学最基本也是最重要的问题，土体变形是复杂的，有些土加荷后立即完成，有些土的变形随时间逐步发展。随时间发展的变形中又有两部分：一部分是由孔压的消散，即固结变形：另一部分与孔压无关，即使孔压完全消散了，变形仍然随时间而发展，即流变变形。土的变形是有效应力引起的，有效应力并不是颗粒之间接触点处的实际应力。通过饱和土有效应力原理和非饱和土的有效应力原理来反映土的一些有效参数，来发现土的一些基本特性。而土的压缩性是土的变形的主要方面。通过压缩曲线可以反映土的压缩性能和相应的压缩性指标。通过压缩曲线与回弹曲线我们可以看出土的变形有弹性变形和塑性体积变形。进而反映土体材料的特殊性4,切线弹性模量Et的物理意义是什么？在何种情况下应用？邓肯双曲线模型是依据什么试验来估定Et的，含有哪些参数，如何确定这些参数？答：切线弹性模量Et的物理意义：曲线的切线斜率。在无侧限压缩试验情况下应用，邓肯双曲线模型是依据三轴仪应力应变试验（常规三轴试验）来估定Et，含有c、K、n、Rf 一般的Et表达式为：（1）式中（1-3）为现实的应力水平， Rf为破坏比，显然Rf1.0,一般土的Rf变化于0.750.95之间，所以一般可以根据经验事先假定，式中尚有Ei和（1-3）f待定。初始切线模量采用Junbu经验公式确定，即： （2）式中，K为无量纲的模量系数，n为无量幂次，pa为大气压力，引入pa主要是为量纲上的需要，将Ei与的关系绘在双对数图上，就可以求出k和n值。N为双对数上直线的斜率，k为lg=1处对应的模量值（需经换算）。（1-3）f值可以由coulomb-mohr破坏条件确定： （3）将2、3式代入1式，整理得 （4）邓肯双曲线模型是依据三轴仪应力应变试验（常规三轴试验）来估定Et，含有c、K、n、Rf ，c、为强度指标， K、n、Rf的推导上述已经说明。对于砂，卵石等粒岩石材料，其粘聚力c=0，值随围压增加而减少。其值的经验公式：其中，值为=pa时的角，对于粘性土，=0，对砂、卵石等，=5o；对石料；=10o5、试从土的工程性质，固结变形机理及施工过程等方面论述太沙基固结理论假设的合理性，并说明比奥固结理论与太沙基理论相比有何进步。答：太沙基固结理论基本假设：1）土层只有竖向压缩变形，而无侧向膨胀，渗流也只有竖向；2）土体是饱和的，只有土骨架和水二相；3）土体是均匀的，在荷载作用下土体的压缩仅仅是孔隙体积的减小，土粒本身以及水体的压缩量可以忽略不计，且假定压缩系数a为常量；4）孔隙水的渗透流动符合达西定律，渗透系数K为常量；5）外荷载为均布连续荷载，且一次施加于土层。比奥固结理论从比较严格的固结机理出发推导了准确反映孔隙压力消散与土骨架变形相互关系的三维固结方程，一般称为真三维固结理论，而太沙基固结理论只在一维情况下是精确的，对二维、三维问题并不精确。所以太沙基三维方程只能称为拟三维固结理论。6、什么叫屈服准则，屈服面？有哪两种类型的屈服面，各有何特点？屈服面和硬化规律有何关系？答：屈服准则：在一定的荷载作用下发生塑性变形，将这个时候所加的荷载作为一个判别标准。对于屈服函数，给定k值，函数在应力空间对应一确定的曲面称为屈服面。两种类型的屈服面：开口锥面，主要反映塑性剪切变形帽形屈服面，主要反映塑性体积变形。所谓的硬化规律就是屈服函数中的k随什么因素变化，如何变化，而k值的大小又反映了屈服面的扩大和缩小。即屈服面的变化和k值的变化密切相关。7、什么是曼德尔效应？在砂井地基中曼德尔效应怎样？为什么？答：曼德尔效应：按比奥理论解饱和土的固结问题时会出现一种异乎寻常的现象：在不变的荷重施加于土体上后的某时段内，土体内的孔隙水压力不是下降，而是继续上升，而且超过应有的压力值。砂井的固结可以分解为两种渗流来计算：如果某一时刻由竖直向渗流引起的地基的固结度为Uz又计算得同一时刻由轴对称平面渗流引起的固结度为Ur，则地基的总固结度Ur。巴隆（Barron）系统第研究过砂井地基的排水固结问题。他考虑了在固结时的两种变形情况：1.自由竖向应变；2。等竖向应变。前者认为地基表面的荷载分布是均匀的，后者则认为地面的变形是单一的。实际上，固结时，靠近砂井的土体固结较快该区域的地面沉降较大，必然要使地面的接触压力发生再分布。如果作用荷载的材料在该下陷部分有产生拱作用的趋势，情况更是如此。如果完全发挥拱作用，很可能更接近于等应变情况。假设砂井群呈三角形分布，则每个砂井的影响范围为六边形。如果用当量直径de的圆代替该正六边形，则显然此圆便是每个砂井的影响区。圆内各点的水必将沿平面的径向向砂井排泄。然后垂直向上及向下流动，对于辐射流，由于水流对称，圆周面可以看成不排水面。取包围在影响圆内的单位厚度的土体研究，先不考虑垂直向渗流。8、什么是似超固结土和似超固结比？似超固结土与新沉积粘土的强度有什么不同？答：正常固结土在长时间次固结、化学胶凝和干燥应力等时间固化效应引起的附加强度的作用下，表现出与超固结土有相似的特性，被称为似超固结土。 称为似超固结比，它是表示似超固结土超固结程度的量。由于似超固结土具有超固结的特性，所以与新沉积粘土的强度相比，抗剪强度也明显高于正常固结土。似超固结土比新沉积粘土有较高的，也有较高的不排水强度。9、太沙基固结理论与比奥固结理论相比增加一条什么假设条件，其合理性怎样？试举例说明答: 太沙基固结理论与比奥固结理论相比增加的假设条件在固结过程中法向总应力和（=x+y+z）不随时间而变。比奥方程推导的方式与太沙基方程邵有不同，但若增加此假定，将会得出与太沙基方程完全一致的形式。可以说太沙基方程是比奥方程在法向总应力和不随时间变化的假定下的一种简化。太沙基理论用于一维问题是合理的但用于二维、三维是不合理的。举例：固结仪中的饱和试样，当施加垂直压力p后应力的变化为：t=0时，有效应力=0,孔隙压力u=p；t=时，u=0(此处k0为静止侧压力系数)。当然这是一个典型的一维问题，作为一维问题，=z，在固结过程中是不变的。但也可以将其看为三维问题的特殊情况，=x+y+z，则在t=0时，=3u=3p；而t=时，=（1+2k0）p；当t从0变化到，是在不断变化的。可见即使是在这样的一个简单的情况下，也不是常量。10、什么是无粘性土的临界孔隙比,如何用试验的方法确定临界孔隙比,临界孔隙比有什么作用？答：1）在不排水剪实验中，不引起强度改变的初始空隙比，这一空隙比称为临界空隙比。2）可由试验或常体积试验（试验）测定。当用试验测定时，不同密度的试样在相同固结压力下进行排水剪试验，测出试验剪破时的体积应变，然后绘制初始孔隙比与关系曲线，=0时对应的初始孔隙比即为该固结压力下的。 在判断砂土液化的可能性时，将是一个有用的指标。11、三轴剪切试验的破坏取值标准有哪些？他们之间有什么差别？答：三轴剪切试验的破坏取值标准有：最大主应力差（1-3）max标准和最大有效应力比（,1/,3）max标准。两者的关系：（1-3）=（,1-,3）=（3-u）（）在保持3为常数的三轴压缩试验中，两种取值标准求得的强度差异将取决于试验中孔隙水压力的发展过程，因而，也就取决于实验类型和试验的剪切特性。1）三轴排水剪试验。在试验中，u=0，所以（1-3）max与（,1/,3）max同时或同一轴向应变时发生，两种取值标准一致。2）三轴固结不排水剪和三轴不排水剪试验。在试验过程中，由于孔隙水压力的变化，（1-3）max与（,1/,3）max不一定一致。12、试分析瑞典条分法和毕肖普条分法的相同之处和不同之处。答： 1）这两种方法的安全系数都是力矩的比值；2）瑞典条分法假定条间力相互平衡了，实际上是忽略了条间的水平力和竖向力；3）毕肖普法考虑土条竖向力系的平衡，对滑动面上的切向力作了规定，假设切向力与发挥的抗剪强度相平衡，在求解简化时又忽略了条间的竖向切力。土抗剪强度 土抗剪强度是指土体抵抗剪切破坏的极限强度，包括内摩擦力和内摩擦角。抗剪强度可通过剪切试验测定。1 土的抗剪强度指标： 归纳总结摩尔-库仑强度理论，三个要点； 1、剪切破裂面上，材料的抗剪强度是法向应力的函数； 2、当法向应力不很大时，抗剪强度可以简化为线性函数 3、土单元体中，任何一个面上的剪应力大于该面上土体