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1、1、 何为岩土工程？岩土工程：是欧美国家于20世纪60年代在土木工程实践中建立起来的一种新的技术体制。岩土工程是以求解岩体与土体工程问题，包括地基与基础、边坡和地下工程等问题，作为自己的研究对象。岩土工程 geotechnical engineering地上、地下和水中的各类工程统称土木工程。土木工程中涉及岩石、土、地下水的部分称岩土工程。岩土工程专业是土木工程的分支，是运用工程地质学、土力学、岩石力学解决各类工程中关于岩石、土的工程技术问题的科学。按照工程建设阶段划分，工作内容可以分为：岩土工程勘察、岩土工程设计、岩土工程治理、岩土工程监测、岩土工程检测。本学科的主要研究方向包括：城市地下空
2、间与地下工程：以城市地下空间为主体，研究地下空间开发利用过程中的各种环境岩土工程问题，地下空间资源的合理利用策略，以及各类地下结构的设计、计算方法和地下工程的施工技术（如浅埋暗挖、盾构法、冻结法、降水排水法、沉管法、法等）及其优化措施等等。边坡与基坑工程：重点研究基坑开挖（包括基坑降水）对邻近既有建筑和环境的影响，基坑支护结构的设计计算理论和方法，基坑支护结构的优化设计和可靠度分析技术，边坡稳定分析理论以及新型支护技术的开发应用等。地基与基础工程：重点开展地基模型及其计算方法、参数研究，地基处理新技术、新方法和检测技术的研究，建筑基础（如柱下条形基础、十字交叉基础、筏形基础、箱形基础及桩基础等
3、）与上部结构的共同作用机理和规律研究等。2、 何为软土地基？主要特点如何？我国公路行业规范对软土地基定义是指强度低,压缩量较高的软弱土层.多数含有一定的有机物质。日本高等级公路设计规范将其定义为：主要由粘土和粉土等细微颗粒含量多的松软土、孔隙大的有机质土、泥炭以及松散砂等土层构成。地下水位高,其上的填方及构造物稳定性差且发生沉降的地基。日本规范还对软土地基做了分类，提出了类型概略判断标准。在给出软土地基定义时指出：软土地基不能简单地只按地基条件确定，因填方形状及施工状况而异，有必要在充分研究填方及构造物的种类、形式、规模、地基特性的基础上，判断是否应按软土地基处理。特点：具有天然含水量高、天然
4、孔隙比大、压缩性高、抗剪强度低、固结系数小、固结时间长、灵敏度高、扰动性大、透水性差、土层层状分布复杂、各层之间物理力学性质相差较大等特点。 3、 太沙基固结理论和比奥固结理论各有什么优缺点？各自适合条件如何？太沙基一维固结理论比较精确，在多维固结问题中，它忽略了变形协调条件对固结过程总应力的影响，所获的结果是近似的。同时，该理论对新近沉积的超软土、尾矿坝、人工吹填土等（固结系数会随时间而变）会带来不能允许的误差，计算出的固结过程明显延长。太沙基一维固结理论可用于求解一维有侧限应力状态下，饱和粘性土地基受外荷载作用发生渗流固结过程中任意时刻的土骨架及孔隙水的应力分担量，如大面积均布荷载下薄压缩
5、层地基的渗流固结等。比奥固结理论考虑了变形协调条件对固结过程总应力的影响，从严格的固结机理出发推导了准确反映空隙压力消散与土骨架变形相互关系的三维固结方程，借助了计算机和有限单元法等数值求解，可以广泛用来解决各种工程实际的固结问题。风填土的固结变形大，用太沙基和比奥固结小变形理论进行分析，结果偏差较大。4、 土的主要本构模型有哪些？研究进展如何？在经典土力学中沉降计算将土体视为弹性体，采用布西奈斯克公式求解附加应力，而稳定分析则将土体视为刚塑性体，采用极限平衡法分析。采用比较符合实际土体的应力-应变-强度(有时还包括时间)关系的本构模型可以将变形计算和稳定分析结合起来。自Roscoe与他的学生
6、(19581963)创建剑桥模型至今，各国学者已发展了数百个本构模型，但得到工程界普遍认可的极少，严格地说尚没有。岩体的应力-应变关系则更为复杂。看来，企图建立能反映各类岩土的、适用于各类岩土工程的理想本构模型是困难的，或者说是不可能的。因为实际工程土的应力-应变关系是很复杂的，具有非线性、弹性、塑性、粘性、剪胀性、各向异性等等，同时，应力路径、强度发挥度、以及岩土的状态、组成、结构、温度等均对其有影响。开展岩土的本构模型研究可以从两个方向努力：一是努力建立用于解决实际工程问题的实用模型；一是为了建立能进一步反映某些岩土体应力应变特性的理论模型。理论模型包括各类弹性模型、弹塑性模型、粘弹性模型
7、、粘弹塑性模型、内时模型和损伤模型，以及结构性模型等。它们应能较好反映岩土的某种或几种变形特性，是建立工程实用模型的基础。工程实用模型应是为某地区岩土、某类岩土工程问题建立的本构模型，它应能反映这种情况下岩土体的主要性状。用它进行工程计算分析，可以获得工程建设所需精度的满意的分析结果。例如建立适用于基坑工程分析的上海粘土实用本构模型、适用于沉降分析的上海粘土实用本构模型，等等。笔者认为研究建立多种工程实用模型可能是本构模型研究的方向。在以往本构模型研究中不少学者只重视本构方程的建立，而不重视模型参数测定和选用研究，也不重视本构模型的验证工作。在以后的研究中特别要重视模型参数测定和选用，重视本构
8、模型验证以及推广应用研究。只有这样，才能更好为工程建设服务。其中几种经典的本构模型：（1）、Mohr-Coulomb(M-C)理想弹塑性模型 （2）、Drucker-Prager(D-P)模型 （3）、Cam-clay（Cam）模型 （4）、Duncan-Chang（D-C）模型 （5）、Lade-Duncan（L-D）模型研究进展：土本构模型的建立是一个重要而又复杂的问题,到目前为止,国内外学者们已提出数以百计的土本构模型,诸多文献也对这些模型进行了评述和归纳。然而这些土本构模型多是在扰动土或砂土的基础上发展和建立起来的,它们难以描述由于土结构性引起的各种非线性行为,其计算结果与实际情况相差
9、甚远。天然土体一般都具有一定的结构性,所以有必要建立考虑土结构性影响的土本构模型。针对这个现实,目前有些学者已基于各种理论和方法,提出了一些可以考虑土结构性影响的土本构模型,并得了较好的应用。但在目前的文献中还很少有对土的结构性本构模型研究进行归纳。5、 地基沉降计算方法及适用条件如何？一、分层总和法分层总和法是在地基沉降计算深度范围内划分为若干层，计算各分层的压缩量，然后求其总和。计算时应先按基础荷载、基底形状和尺寸、以及土的有关指标确定地基沉降计算深度，且在地基沉降计算深度范围内进行分层，然后计算基底附加应力，各分层的顶、底面处自重应力平均值和附加应力平均值。通常假定地基土压缩时不允许侧向
10、变形（膨胀），即采用侧限条件下的压缩性指标。为了弥补这样得到的沉降量偏小的缺点，通常取基底中心点下的附加应力进行计算。二、有限元法这种方法适用于连续介质，对于一般土体可以采用非线性弹性本构模型或弹塑性本构模型，考虑复杂的边界条件、土体应力应变关系的非线性特性、土体的应力历史和水与骨架上应力的耦合效应，可以考虑土与结构的共同作用、土层的各向异性，还可以模拟现场逐级加荷，能考虑侧向变形及三维渗流对沉降的影响，并能求得任意时刻的沉降、水平位移、孔隙压力和有效应力的变化。从计算方法上来说，由于其计算参数多，且需通过三轴试验确定，程序复杂难以为一般工程设计入员接受，在实际工程中没有得到普遍应用，只能用于
11、重要工程、重要地段的地基沉降的计算。 三、规范法建筑地基基础设计规范（GBJ 7-89）所推荐的地基最终沉降量计算方法是另一种形式的分层总和法。它也采用侧限条件的压缩性指标，并运用了平均附加应力系数计算，还规定了地基沉降计算深度的标准以及提出了地基的沉降计算经验系数，使得计算成果接近于实测值。 6、 如何考虑软粘土强度、变形的时间效应？强度的时间效应蠕变是流变的一种现象，在恒定的应力作用下变形随时间增长的现象。剩余强度，黏土在长期荷载作用下的稳定性时，常采用有效黏聚力和有效内摩擦角。变形的时间效应（1） 变形量大 有些软土含水率高，孔隙比较大。（2） 压缩稳定所需时间长。软土中的水在孔隙中流动
12、较困难，渗透性低。饱和土受荷载后，水不能很快排出，变形只能缓慢发展。在地基中，这一变形过程常延续数年，乃至数十年。（3） 侧向变形大。饱和软土受荷时，初期水来不及排出，土体体积不收缩，便从侧向向外挤出，泊松比接近0.5。随着孔隙水的逐步排出，土体体积收缩， 竖向沉降进一步发展，而侧向可能略有收缩。从最终稳定的变形来看，软土的泊松比一般高于非软土。7、 影响地基承载力的因素有哪些？1）基础形状的影响：在用极限荷载理论公式计算地基承载力时是按条形基础考虑的，对于非条形基础应考虑形状不同地基承载的影响。2）荷载倾斜与偏心的影响：在用理论公式计算地基承载力时，均是按中心受荷考虑的，但荷载的倾斜荷偏心对
13、地基承载力是有影响的。3）覆盖层抗剪强度的影响：基底以上覆盖层抗剪强度越高，地基承载力显然越高，因而基坑开挖的大小和施工回填质量的好坏对地基承载力有影响。4）地下水的影响：地下水水位上升会降低土的承载力。5）下卧层的影响：确定地基持力层的承载力设计值，应对下卧层的影响作具体的分析和验算。6）此外还有基底倾斜和地面倾斜的影响：地基土压缩性和试验底板与实际基础尺寸比例的影响。相邻基础的影响，加荷速率的影响和地基与上部结构共同作用的影响等。在确定地基承载力时，应根据建筑物的重要性及结构特点，对上述影响因素作具体分析。8、 土坡稳定计算有哪些方法？各有什么优缺点？ 粘性土坡稳定性分析 一瑞典圆弧法这个
14、方法首先是由瑞典的彼得森所提出，故称瑞典圆弧法。（1）基本假设：均质粘性土坡滑动时，其滑动面常近似为圆弧形状，假定滑动面以上的土体为刚性体，即设计中不考虑滑动土体内部的相互作用力，假定土坡稳定属于平面应变问题。（2）基本公式：取圆弧滑动面以上滑动体为脱离体，土体绕圆心O下滑的滑动力矩为MsWa，阻止土体滑动的力是滑弧AED上的抗滑力，其值等于土的抗剪强度f与滑弧AED长度L的乘积，故其抗滑力矩为安全系数K抗滑力矩/滑动力矩式中：L滑弧弧长；R滑弧半径；滑动土体重心离滑弧圆心的水平距离。该法适应于粘性土坡。后经费伦纽斯改进，提出的简单土坡最危险的滑弧是通过坡角的圆弧，其圆心O是为AO与BO两线的
15、交点，可查表确定。二瑞典条分法（1）基本原理：当按滑动土体这一整体力矩平衡条件计算分析时，由于滑面上各点的斜率都不相同，自重等外荷载对弧面上的法向和切向作用分力不便按整体计算，因而整个滑动弧面上反力分布不清楚；另外，对于0的粘性土坡，特别是土坡为多层土层构成时，求W的大小和重心位置就比较麻烦。故在土坡稳定分析中，为便于计算土体的重量，并使计算的抗剪强度更加精确，常将滑动土体分成若干竖直土条，求各土条对滑动圆心的抗滑力矩和滑动力矩，各取其总和，计算安全系数，这即为条分法的基本原理。该法也假定各土条为刚性不变形体，不考虑土条两侧面间的作用力。该法计算简便，有长时间的使用经验，但工作量大，可用计算机进行，由于它忽略了条间力对Ni值的影响，可能低估安全系数(520)。三毕肖普法毕肖普法提出的土坡稳定系数的含义是整个滑动面上土的抗剪强度tf与实际产生剪应力T的比，即Ktft，并考虑了各土条侧面间存在着作用力， 根据静力平衡条件和极限平衡状态时各土条力对滑动圆心的力矩之和为零等，可得毕肖普法求土坡稳定系数的普遍公式，即或式中上式用起来十分繁杂，为此，毕肖普忽略了条间切向力，即Xi+1Xi0，这样就得到了国内外广泛使用的毕肖普简化式由于推导中只忽略了条间切向力，比瑞典条分法更为合理，与更精确的方法相比，可能低估安全系数(27)。四、泰勒图表法土坡稳定分析大都需要经过试算，计算工作量很大，因
