高土试题(工程硕士2013).docVIP

（一）简述题 1、试说明屈服点屈服准则屈服面塑性变形和破坏的概念。（10分） 答： 1)屈服点产生屈服现象时的最小应力值即为屈服点。 2)屈服准则用以判断弹塑性材料被施加一应力增量后是加载还是卸载 或是中性变载。亦即是判断是否发生塑性变形的准则。 3)屈服面屈服准则用几何方法来表示即为屈服面和屈服轨迹由于许多 模型都假设土体是各向同性的则屈服函数可以再三位空间中表示成曲面，称为屈服面。 4)塑性变形当应力完全卸载后尚不能恢复的变形称为塑性变形 。 5)破坏材料或者结构失去了其基本承载能力或者失去了执行某项功能的基本特性就称其为破坏。 2、简述在土的弹塑性本构关系中：屈服准则、硬化定理、流动法则起什么作用。（5分） 答：屈服准则是判断土作为弹塑性材料来研究是否发生塑性变形的准则。流动法则是用来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。硬化定理用来描述屈服标准如何发展，说明屈服面为什么会硬化，具体确定硬化函数与硬化参数。 3、什么是土的本构关系？与其他金属材料比，它有什么变化特性？（15分） 答土的本构关系广义上讲是指反应土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，与金属材料相比土的变形特性可概括为以下几点： 1） 土应力应变的非线性。由于土由碎散的固体颗粒组成土的宏观变形主要不是由土颗粒本身变形而是由于颗粒间位置的变化。这样在不同的应力水平下由相同应力增量引起的应变增量就不会相同即表现出非线性。 2） 土的剪胀性。由于土石由碎散颗粒组成的在各向等压或等比压缩时孔隙总是减少的从而可发生较大的体积压缩这种体积压缩大部分死不可恢复的剪应力会引起土塑性体积变形这叫剪胀性另一方面球应力又会产生剪应变这种交叉的或者耦合的效应在其他材料中很少见。 3) 土体变形的弹塑性。在加载后再卸载到原来的应力状态时土一般不会完全恢复到原来的应变状态其中有一部分变形是可以恢复的部分应变式不可恢复的塑性应变并且后者往往占很大的比例。 4) 土应力应变的各向异性和土的结构性。不仅存在原生的由于土结的各向构异性带来的变形各向异性而且对于各向受力不同时也会产生心的变形和各向异性。 5) 土的流变性。土的变形有时会表现出随时间变化的特性即流变性。与土的流变特性有关的现象只要是土的蠕变和应力松弛。影响土的应力应变关系的应力条件主要有应力水平应力路径和应力历史。 4、何为应力路径，采用应力路径法计算沉降时常采用哪两种方法，简述其各自的计算步骤。(10分) 答：土体中某一点的应力状态，通常可以用摩尔应力园来表示。若用这一应力状态中的最大剪应力来代替莫尔应力园用最大剪应力的变化曲线来代表土体单元从一种应力状态转变到另一种应力状态，这曲线称为应力路径。 计算沉降可分为有效应力路径法和总应力路径法。它们的计算步骤很相似首相是在现场荷载作用下估计地基中有代表性的土体单元的应力路径，然后在实验室内做出这些有代表性土单元的室内实验，复制现场应力路径，并量取实验各阶段的垂直应变，最后就是将各个阶段的垂直应变乘上土层的厚度，即得初始和最后沉降。 5、简述静止、主动、被动土压力产生的条件？并比较三者的大小。挡土墙为何经常在下暴雨期间破坏？（10分） 答：静止土压力产生的条件：挡土墙和土均静止不动，墙后土体处于弹性平衡状态。 主动土压力产生条件：挡土墙在墙后土体的作用下离开土体方向偏移至土体达到极限平衡状态。 被动土压力的产生条件：挡土墙在外力作用下使墙身向土体方向挤压土体至使土体达到极限平衡状态。三者的大小关系：主动土压力最小，静止土压力次之，被动土压力最大。 暴雨期间，随着土体中水位的提高，墙除了受到土压力的作用还受到增加的水压力，并且在水的作用下土的力学性质会变差土压力也会增加，若水在土中流动还会增加渗透力动水压力。因此，挡土墙在下暴雨期间容易破坏。 （二）论述题 1、什么是土的强度准则，哪些强度准则可以描述土的强度破坏规律？并简单描述各强度准则。（25分） 答：土的强度准则就是如果满足其应力状态就会破坏的条件公式，强度准则的数学描述形式为，其中是土的特征参数。根据采用的应力不同，土的强度准则可以有多种不同的表示形式，例如，,等。以下对于Mohr-Coulomb准则、Lade-Duncan准则、Drucker-Prager准则、Matsuoka-Nakai准则。 1）莫尔-库仑（Mohr-Coulomb）准则在土工中，莫尔-库仑（Mohr-Coulomb）准则是应用最为广泛的一个强度准则。该理论是法国学者库仑（C.A.Coulomb）根据砂土的试验结果提出的，认