材料力学复习题答案.doc

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1、一、填空 1. 水 气体 2.液性指数 3. Cu小于5 Cu大于10 4. 结合水 5. 塑性指数 6. 孔隙比法 相对密实度法 标准贯入击数法 7.颗粒直径 小于或大于某粒径质量占全部质量的白分比 8. 水头差 9. 渗透性 10.常水头法 11.管涌 12.减小 增加 13.有效重度（浮重度） 14. 297 15.自重应力 附加应力 有效应力 孔隙应力 16.附加应力 自重应力 17.基础底面 天然地面 18.t1t2 19.elogp20.压缩系数 1-2 21.超固结土 欠固结土 22.有效应力 23.c 24.f=c+tg 25.应变 应力 26. qu/2 27.静止土压力 主

2、动土压力 28.土压力29. q/ 30.库仑土压力31.局部剪切破坏 冲剪破坏 32. 整体剪切破坏阶段 33.土的内摩擦角 34.粘聚力 35. 刚性角 36.桩 承台 37.预制桩 灌注桩 38.桩身材料强度 地基承载力 39.干密度 40.塑性指数二、名词解释1.自重应力由土体自重引起的应力。2.基底压力基础底面传递给地基表面的压力。3.附加应力由外荷载在地基中引起的，附加在原有自重应力之上的应力。4.基底的附加压力建筑物建造后在基础底面新增加的压力，是基底压力减去基底标高处原有自重应力之后的应力。5.压缩模量土在完全侧限条件下的竖向附加压应力与相应的应变增量之比值。6.固结土的压缩随

3、时间而增长的过程。7.正常固结土历史上所经受过的最大固结压力等于现有覆盖土自重应力的土体。8.超固结土历史上所经受过的最大固结压力大于现有覆盖土自重应力的土体。9.欠固结土历史上所经受过的最大固结压力小于现有覆盖土自重应力的土体。10.超固结比土体经受过的前期固结压力与现有土的自重应力之比。11.固结度地基在某一时刻t的固结沉降与地基最终固结沉降之比。12.抗剪强度指土体抵抗剪切破坏的极限能力。13.库仑定律将土的抗剪强度f表示为剪切面上法向应力的函数，即f=c+tg，该关系式即为库仑定律。14.应力路径土体内应力状态的变化可在应力坐标图中以应力点的移动轨迹表示，该轨迹称为应力路径。15.土压

4、力墙后填土的自重或填土表面上的荷载对墙产生的侧向压力。16.静止土压力挡土墙在墙后填土的推力或其他外力作用下，不发生任何移动或滑动，这时墙背上的土压力称为静止土压力。17.主动土压力挡土墙在墙后填土的推力或其他外力作用下，产生离开土体方向的移动，当移动量足够大，墙后填土土体处于极限平衡状态时，这时墙背上的土压力称为主动土压力。18.被动土压力挡土墙在墙后填土的推力或其他外力作用下，产生向着土体方向的移动，挤压墙后填土土体处于极限平衡状态时，这时墙背上的土压力称为被动土压力。19.挡土墙用来支撑天然或人工土坡，防止土体滑塌的构筑物。20.临塑荷载地基中即将出现塑性区但还未出现塑性区时所对应的基底

5、压力，即相当于塑性区的最大深度等于零时所对应的基底压力。21.临界荷载塑性区的最大深度限制在基础宽度的四分之一或三分之一时相应的基底压力。22极限承载力地基从局部剪损破坏阶段进入整体破坏阶段，即将丧失稳定性时的基底压力。23.桩基础由基桩和连接于桩顶的承台共同组成支撑和传递荷载的体系。24.负摩阻力桩身周围土产生大于桩身的沉降时，土对桩侧表面所产生的向下摩阻力。三、简答1.什么是土的物理性质指标？那些是直接测定的指标，那些是计算指标？答：（1）土的各组成部分的质量和体积之间的比例关系，用土的三相比例指标表示，称为土的物理性质指标，可用于评价土的物理、力学性质。（2）直接测定的指标是土的密度、相

6、对密度、含水量；计算指标是孔隙比、孔隙率、干密度、饱和密度、有效密度、饱和度等。2.甲土的含水量大于乙土的含水量，试问甲土的饱和度是否大于乙土？答：W甲大于W乙，但Sr甲不一定大于Sr 乙，因为Sr=Wds/e，它不仅与W有关，还与ds和 e有关。3.什么是最优含水量和最大干密度？答：在一定的压实能量下使土最容易压实，并能达到最大密实度时的含水量称为土的最优含水量，用Wop表示；相对应的干密度为最大干密度，用dmax表示。4.地下水位的升降对土中自重应力的分布有何影响？对工程实践有何影响？答：地下水位下降，使地基中原水位以下的有效自重应力增加，造成地表大面下沉，水位上升，使地基中原水位以下的有

7、效自重应力减少，如该地区土中有遇水湿陷性质，将会产生不均匀沉降。5.影响基底压力分布的因素有那些？在什么情况下可将基底压力简化为直线分布？答：影响基底压力分布的因素：基础刚度、荷载大小及分布，基础埋深，地基土性质等。根据弹性力学中圣维南原理基础下与其底面距离大于基底尺寸的土中应力分布主要取决于荷载合力的大小和作用点位置，基本不受基底压力分布形式的影响因此对于有一定刚度以及尺寸较小的柱下单独基础和墙下条形基础，其基底压力分布可近似按直线分布计算。6.简要说明饱和土的有效应力原理。答：7.什么是土的压缩性？为什么说土的压缩变形实际上是土的孔隙体积的减小？答：（1）土的压缩性是指土在压力作用下体积变

8、小的特性。（2）土压缩变形的原因有三方面：土粒的压缩，孔隙中水的压缩，孔隙中水、气体被挤出。一般前两者压缩量很小，可以忽略。所以土的压缩变形主要由孔隙体积的减小引起。8.说明固结度的物理意义？答：地基在固结过程中任一时刻t 的沉降量St与最终固结沉降量Sc的比值，称为固结度用Uz表示，Uz=St/Sc，数值上等于t时刻有效附加应力面积除以固结稳定后有效附加应力面积。9.在分层总和法中，为什么用基础底面中心点下附加应力计算地基最终沉降量？答：分层总和法假定地基土侧向不变形，这使计算结果偏小，取基底中心点下的地基中的附加应力计算基础的平均沉降使计算结果偏大，因此他们在一定程度上得到了相互弥补。10

9、.什么是管涌？产生管涌具备的条件是什么？防制措施是什么？答：（1）当土中渗流的水力梯度小于临危梯度时虽不会诱发流砂但土中细小颗粒会穿过粗颗粒之间的孔隙被渗流夹带而去，时间长了，在土层中形成管状空洞，土强度降低，压缩性增大。此现象称为管涌。（2）产生条件：几何条件：土中粗颗粒所构成的孔隙直径大于细颗粒的直径，这是必要条件，一般不均匀系数Cu大于10的土才会发生管涌。水力条件：渗流力能够带动细颗粒在孔隙间流动或移动。（3）防治措施：改变几何条件，在渗流溢出部分铺设反滤层。 水力条件，降低水力梯度，如打板桩等。11.什么是流砂现象？防治原则是什么？答：（1）如在地下水位以下开挖基坑，若从基坑中排水，

10、使坑外总水头大于坑内总水头，则坑底下的地下水将向上渗流，在地基土中产生自上而下的渗透力，当水力梯度达到临界值，即向上的渗透力等于土的有效重度时，会出现流砂现象，坑底泥砂翻涌。（2）防治流砂的原则：1）减小或消除基坑内外地下水的水头差；2）增长渗流路径；3）在向上渗流出口处地表用透水材料覆盖压重，以平衡渗流力。12.土体中发生剪切破坏的平面是否为最大剪应力作用面？在什么情况下，破坏面与剪应力最大面一致？答：（1）不是。最大剪应力与大主应力面夹角为450破坏面与大主应力的夹角为450+/2。当土的内摩擦角为0度时，破坏面与最大剪应力面一致。13.根据土的排水情况，三轴试验分为哪几种方法？各适用何种

11、实际情况？答：（1）按排水情况不同，三轴试验分为不固结不排水、固结不排水、固结排水三种试验方法。（2）一般，由三轴固结不排水试验确定的c/ 、 /用于分析地基的长期稳定性，而对于饱和软黏土的短期稳定问题，宜用不固结不排水指标。一般工程上多采用总应力分析法，其强度指标选择如下：若施工速度较快，地基土的透水性、排水条件不良时，可采用不固结不排水指标；若施工速度较慢，地基土的透水性不太小，、排水条件较佳时，可采用固结排水指标；界于两者之间情况采用固结不排水指标。14.土压力有哪几种？其定义分别是什么？并比较大小。答：（1）土压力分为静止土压力、主动土压力、被动土压力。（2）当土压力作用在挡土结构上，

12、使得挡土结构受到的合外力的方向是离开填土方向的，这种土压力称为主动土压力； 当土压力作用在挡土结构上，使得挡土结构受到的合外力的方向是向着填土方向的，这种土压力称为被动土压力； 当土压力作用在挡土结构上，使得挡土结构受到的合外力为零，挡土结构处于静止状态，这种土压力称为静止土压力；（3）三者大小：EaEoEp。 15.影响土压力大小的因素是什么？其中最主要的因素是什么？答：影响土压力的因素：墙体移动方向和位移量、墙后填土种类、填土面形式、墙的截面刚度、地基变形、挡土墙形状等等。其中最主要的因素是挡土墙的移动方向和位移量。16.朗肯土压力理论和库仑土压力理论的基本假设条件分别是什么？答：朗肯土压

13、力理论：墙背直立光滑，墙后填土面水平。库仑土压力理论：墙后填土是理想的散粒土（粘聚力为零）滑动破坏面为一平面。17.地基的破坏形式与哪些因素有关？答：地基破坏形式与土的压缩性、基础埋深、加荷速率等因素有关。18.土坡失稳的原因有那些？答：（1）土坡作用力发生变化。例如：由于在坡顶堆放材料或建筑物使坡顶受荷，或由于打桩、车辆行使、爆破、地震等引起的震动改变了原来的平衡状态。（2）土的抗剪强度降低。例如：土中含水量或孔隙水压力的增加。（3）静水力的作用。例如：雨水或地面水流入土坡中的竖向裂缝，对土坡产生侧向压力，从而促使土坡的滑动。（4）地下水在土坝或基坑等边坡中渗流所引起的渗透力是边坡失稳的重要

14、因素。19.何谓地基承载力？地基破坏的形式有哪几种？答：（1）地基承载力是指在保证强度、变形和稳定性，能满足设计要求的条件下，地基土承受荷载的能力。（2）地基破坏形式：整体剪切破坏、局部剪切破坏、冲切破坏。20.土坡失稳的实质是什么？答：土坡内滑动面上作用的滑动力超过了土的抗剪强度。21.什么是地基、基础？什么是天然地基？答：（1）地基为支撑基础的土体或岩石。（2）基础是将结构所承受的各种作用传递到地基上的结构物。（3）天然地基是在基础建造时未经加固处理的天然土层。22.什么是补偿性基础？在实际中如何实现基础的补偿？答：（1）补偿性基础是使基底的实际压力等于该处原有的土体自重应力（即开挖基坑移去的土体的重量），这样就补偿了建筑物的全部的重量，使地基内的原有应力状态不会改变，地基中不会出现变形和强度的变化。（2）如采用基础或建筑物的地下部分具有中空、封闭的形式（箱形基础或有地下室的筏板基础），可免去大量的回填土，起到补偿作用；在设计和施工上也可采用必要的措施，来减少施工过程中地基应力状态变化的程度，使之不产生危害性的影响。23.天然地基上浅基础有哪些类型？答：独立基础、条形基础、柱下十字形基础、筏片基础、箱形基础等。