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第一章 土的物理性质及分类 简 答 题 1 何谓土粒粒组 划分标准是什么 答 粒组是某一级粒径的变化范 围 粒组划分的标准是粒径范围和土粒所具有的一般特征 粒径大小在 一定范围内的土粒 其矿物成分及性质都比较接近 就划分为一个粒 组 2 无粘性土和粘性土在矿物成分 土的结构 物理状态等方面 有何 重要区别 答 无粘性土和粘性土作为工程中的两大土类 在矿物成 分 土的结构和物理状态方面存在着差异 矿物成分 无粘性土一般 由原生矿物组成 颗粒较粗 粘性土一般由次生矿物组成 化学稳定性 差 颗粒较细 土的结构 从土的结构上看 无粘性土颗粒较粗 土 粒之间的粘结力很弱或无粘结 往往形成单粒结构 粘性土颗粒较细 呈现具有很大孔隙的蜂窝状结构或絮状结构 天然状态下的粘性土 都 具有一定的结构性 灵敏度和触变性 物理状态 无粘性土的工程性 质取决于其密实度 而粘性土的工程性质取决于其软硬状态及土性稳定 性 3 粘性土的软硬状态与含水量有关 为什么不用含水量直接判断粘性 土的软硬状态 答 粘性土颗粒很细 所含粘土矿物成分较多 故水对 其性质影响较大 当含水量较大时 土处于流动状态 当含水量减小到 一定程度时 粘性土具有可塑状态的性质 如果含水量继续减小 土就 会由可塑状态转变为半固态或固态 但对于含不同矿物成分的粘性土 即使具有相同的含水量 也未必处于同样的物理状态 因为含不同矿物 成分的粘性土在同一含水量下稠度不同 在一定的含水量下 一种土可 能处于可塑状态 而含不同矿物颗粒的另一种粘性土可能处于流动状 态 因此 考虑矿物成分的影响 粘性土的软硬状态不用含水量直接判 断 第二章 土的渗流 简 答 题 1 简述达西定律应用于土体渗流的适用范围 答 达西定律是描述层流 状态下渗流流速与水头损失关系的规律 只适用于层流范围 土中渗流 阻力大 故流速在一般情况下都很小 绝大多数渗流 无论是发生于砂 土中或一般的粘性土中 均属于层流范围 故达西定律均可适用 但对 粗粒土中的渗流 水力坡降较大时 流态已不再是层流而是紊流 这 时 达西定律不再适用 对粘土中的渗流 当水力坡降小于起始坡降 时 采用达西定律是不适宜的 达西定律适用于水力坡降大于起始坡降 的情况 2 简述室内测定渗透系数的优缺点 答 室内测定渗透系数的优点是设 备简单 费用较省 但是 由于土的渗透性与土的结构有很大的关系 地层中水平方向和垂直方向的渗透往往不一样 再加之取样时的扰动 不易取得具有代表性的原状土样 特别是砂土 因此 室内试验测出的 渗透系数值常常不能很好地反映现场土的实际渗透性质 3 土渗透系数受到哪些因素影响 简述之 答 影响土渗透系数的因素 有 土的性质 包括粒径大小与级配 孔隙比 矿物成分 结构 饱 和度 粒径大和孔隙比大 水流通过土体相对容易 则渗透系数大 对 粘性土 由于颗粒的表面力起重要作用 因而其矿物成分对渗透系数有 很大影响 土的微观结构和宏观构造均影响渗透系数 天然沉积的层状 粘性土层 由于扁平状粘土颗粒的水平排列 往往使土层水平方向的透 水性远大于垂直层面方向的透水性 土体的饱和度反映了土中含气体量 的多少 土中封闭气泡即使含量很少 也会导致渗透性降低 渗透水 的性质 其对渗透系数值的影响主要是由于粘滞度不同所引起 温度高 时 水的粘滞性降低 渗透系数值变大 反之渗透系数值变小 4 简要介绍流网的绘制方法及其用途 答 绘制流网的步骤 根据渗 流场的边界条件 确定边界流线和边界等势线 如不透水层面是一条边 界流线 根据绘制流网的要求 初步绘制流网 反复修改 直至大 部分网络满足曲线正方形为止 一个精度较高的流网 往往都要经过多 次反复修改 才能最后完成 流网绘出后 应用流网即可求得渗流场中 各点的水头 水力坡降 渗透流速和渗流量 从而为进行渗流量和渗透 变形控制提供科学依据 5 简述判断土是否发生管涌的方法 答 土是否发生管涌 决定于土的 性质 一般粘性土只会发生流土而不会发生管涌 故属于非管涌土 无 粘性土当同时满足下列两个条件时会产生管涌 土中粗颗粒所构成的 孔隙直径必须大于细颗粒的直径 才可能让细颗粒在其中移动 渗透 力能够带动细颗粒在孔隙间滚动或移动 6 简述渗透变形的防治措施 答 防治流土的关键在于控制溢出处的水 力坡降 为了保证实际的溢出坡降不超过允许坡降 可采取下列工程措 施 可通过做垂直防渗帷幕 水平防渗铺盖等 延长渗流途径 降低 溢出处的坡降 在溢出挖减压沟或打减压井 贯穿渗透性小的粘性土 层 以降低作用在粘性土层底面的渗透压力 在溢出处加透水盖重 以防止土体被渗透力所悬浮 防止管涌一般可从下列两方面采取措施 做防渗铺盖或打板桩等 降低土层内部和渗流溢出处的渗透坡降 在渗流溢出部位铺设层间关系满足要求的反滤层 第三章 土体中的应 力 简 答 题 1 计算地基附加应力时 有哪些假定 答 主要假定有 基础刚度为 零 即基底作用的是柔性荷载 地基是均匀 连续 各向同性的线性 变形半无限体 2 简述柔性均布条形荷载作用下地基中竖向附加应力的分布规律 答 z的分布范围相当大 它不仅分布在荷载面积之内 而且还分布 到荷载面积之外 这就是所谓的附加应力扩散现象 在离基础底面 地基表面 不同深度处各个水平面上 以基底中心点下轴线处的 z为 最大 离开中心轴线愈远的点 z越小 在荷载分布范围内任意点竖直 线上的 z值 随着深度增大逐渐减小 3 影响基底压力分布的因素有哪些 简述将其按直线分布的理由 答 试验和理论都证明 基底压力的分布与多种因素有关 如基础的形 状 平面尺寸 刚度 埋深 基础上作用荷载的大小及性质 地基土的 性质等 精确地确定基底压力是一个相当复杂的问题 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 基本上不受基底压力分布形式的影 响 因此 对于具有一定刚度 以及尺寸较小的柱下单独基础和墙下条 形基础等 为了使计算简便 基底压力可近似地按直线分布的图形计 算 4 简要介绍在中心和偏心荷载作用下基底压力的计算方法及基底压力 分布特点 第四 五章 土的压缩性和地基沉降计算 简 答 题 1 简述地基沉降计算的必要性及影响沉降大小的因素 答 由于土具有 压缩性 地基承受建筑物荷载后 必然发生沉降 过大的沉降将危及建 筑物和地下管线的安全 也影响建筑物的使用功能 特别是因建筑物荷 载分布不均或土层压缩性横向存在差异引起的差异沉降 会使上部结构 产生较大的附加应力 可导致上部结构出现开裂等病害 因此 进行地 基设计时 计算地基沉降并设法将其控制在建筑物容许范围内 对于保 证建筑物的正常使用 安全和经济 具有很大的意义 影响地基沉降大 小的因素主要有 建筑物的重量及分布情况 地基土层的种类 各层土 的厚度及横向变化 土的压缩性大小 基础形式及埋深等 2 侧限压缩实验测得每级压应力作用下达到稳定时试件的竖向变形 量 推证说明据此如何得到 压缩曲线 3 简述根据荷载试验确定土变形模量的基本原理及优缺点 答 通过 载荷试验得到各级压力及相应的稳定沉降的观测数值 据此绘制压力与 稳定沉降关系曲线 曲线开始部分往往接近于直线 地基变形常处于该 直线阶段 因直线段压力与沉降近似成线性关系 则按计算地基沉降的 弹性力学公式可反算得到地基土的变形模量 1 根据载荷试验确定土变形模量的优点在于 能综合反映一定深 度范围土体的压缩性 比钻孔取土在室内测试所受到的扰动要小得 多 土中应力状态在承压板较大时与实际基础情况比较接近 2 缺点在于 实验工作量大 费时 费用大 沉降稳定标 准有较大近似性 对深层土试验成果不易准确 无法根据需要灵活 改变试验时土体受力条件 4 简述变形模量与压缩模量的关系及其影响因素 答 变形模量是根据 土体在无侧限条件下的应力应变关系得到的参数 定义同弹性模量 但 由于变形模量随应力水平而异 加载和卸载时的值不同 故未称作弹性 模量 而称为变形模量 压缩模量是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植 变形模量与压缩模量在理论上是可以互 相换算的 理论上土的变形模量总是小于压缩模 但实际上 由于现场 载荷试验测定变形模量和室内压缩试验测定压缩模量时 压缩试样的土 样容易受到较大的扰动 载荷试验与压缩试验的加荷速率 压缩稳定标 准都不一样 泊松比不易确定等 因此 实际的变形模量与压缩模量关 系并不完全符合理论关系 一般地说 土越坚硬 实际与理论偏差越 大 实际的变形模量值常常是采用压缩模量经理论计算得到的变形模量 值的数倍 但软土实际与理论比较接近 5 简述单向压缩分层总和法计算地基沉降的基本原理和计算步骤 答 单向压缩分层总和法计算地基沉降的基本原理 采用分层总和法计 算地基沉降时 将地基沉降计算深度范围内的土体划分为若干分层 假 定每一分层土体只发生竖向压缩变形 没有侧向变形 并将地基看作均 质地基计算出每一分层土的平均附加应力 则采用压缩性指标即可计算 出每一层土的压缩量 然后将各分层土的压缩量相加 得到总的压缩变 形量即为地基沉降量 计算步骤 地基的分层 计算各分层土的平均自重应力和平均附加应 力 确定地基沉降计算深度 确定计算深度范围内各分层土的压缩指 标 确定计算深度范围内各分层的压缩量 对计算深度范围内各分层压 缩量求和 得到地基沉降量 6 简述相邻荷载对基础的影响 答 荷载在地基中产生应力扩散现象 若基础近旁有相邻荷载 会使基础底面以下地基中的附加应力发生重叠而增加 附加应力 增加导致基础产生附加沉降 基础附加沉降常常是不均匀沉降 过大的不均匀沉降会使建筑物出现开裂等病害 相邻建筑物荷载 载相互影响还会使建筑物发生相向倾斜 相邻荷载对基础沉降的 影响程度 主要与相邻基础的距离 荷载大小 地基土的性质 施工先后次序和时间等有关 其中以相邻基础距离的影响最为显 著 一般地说 相邻基础距离越近 荷载越大 地基越软弱 影 响越大 7 分层总和法以均质弹性半空间的理论解答求得非均质地基中的附加 应力 通过分层计算地基变形 简述这一作法的用意 8 简述传统的和规范的两种单向压缩分层总和法的区别 答 传统的单向压缩分层总和法按附加应力计算 规范推荐的单 向压缩分层总和法则按附加应力图面积计算 规范推荐的单向压 缩分层总和法采用变形比法确定地基沉降计算深度 传统的单向 压缩分层总和法则以应力比法确定地基沉降计算深度 相对于传 统方法 规范法的重要特点在于引入了沉降计算经验系数 以校 正计算值对实测值的偏差 如所取的沉降计算深度相同且未加经 验修正 则两法的繁简程度和计算结果并无差别 9 地基固结沉降随时间逐步完成 表明固结沉降是地基土蠕变现象 在 一定应力作用下 变形随时间发展 的反映 分析说明这一论点是否正 确 10 对某饱和粘性土土样施加各向等压力 分析说明施加压力及以后土 样孔隙水压力和有效应力的变化过程 答 对土样施加各向等压力 的一瞬间 土样中的水来不及排出 由于认为水和土粒不可压缩 土体积不变 则土中有效应力 0 压力 全部由水承担 所以土中孔隙压力 超静水压力 u 施压之后 随着时间的增长 孔隙水在超静水压力作用下 经土孔隙逐渐排出 遂使原由孔隙水承担的外压力逐渐转嫁给土 骨架 使有效应力逐渐增大 有效应力 u使土体产生压缩 而孔隙压力相应消减 此时u 待到施压历时足够长久时 有 效应力增大到等于压力 而孔隙中的超静水压力则完全消散 u 0 土体不再排 水 渗透固结完成 11 简述太沙基一维固结理论的基本假设及其适用条件 答 太沙基一维固结理论的基本假设 土是均质 各向同性和完 全饱和的 土粒和孔隙水都是不可压缩的 土中水的渗流服从于 达西定律 在渗透固结中 土的渗透系数和压缩系数都是不变的 常数 外荷是一次骤然施加的 其适用条件为荷载面积远大于压 缩土层的厚度 地基中孔隙水主要沿竖向渗流 12 某场地地表下为厚度 的饱和土层 下卧不透水层 现采用太沙基一 维固结理论求在无限大地表均布荷载 作用下土层的固结过程 写出固 结方程和初始条件及边界条件 第六章 土的抗剪强度 简答题 1 简要介绍莫尔一库仑强度理论 答 莫尔认为材料的破坏是剪切破坏 当任一平面上的剪应力等 于材料的抗剪强度时该点就发生破坏 并提出剪切破坏面上的剪 应力 f是该面上的法向应力 的函数 这个函数在 f 坐标中是一 条曲线 该曲线称为莫尔包线 理论分析和实验证明 莫尔包线 对土是比较适宜的 而且 在应力变化范围不很大的情况下 土 的莫尔包线通常近似用直线代替 该直线方程就是库仑公式表示 的方程 将莫尔包线用库仑公式表示也便于应用 这一由库仑公 式表示莫尔包线的强度理论称为莫尔 库仑强度理论 2 筒述影响土抗剪强度的因素 答 影响土抗剪强度的因素主要有 1 土粒的矿物成分 颗粒形状与级配 颗粒越粗 表面越粗糙 棱角状颗粒 其内摩擦角越大 粘土矿物成分不同 土粒表面薄膜水和 电分子力不同 内聚力也不同 胶结物质可使内聚力增大 2 土的原始密度 原始密度越大 土粒间表面摩擦力和咬合力越 大 即内摩擦角越大 同时 密度越大 土粒紧密接触 土内聚力也越 大 3 土的含水量 当含水量增加时 水分在土粒表面形润滑剂 使 内摩擦角减小 含水量增加也使薄膜水变厚 则粒间电分子引力减弱 内聚力降低 4 土的结构 土的结构受扰动 则内聚力降低 5 试验方法和加荷速率 试验方法和加荷速率不同 特别在不同 试验排水条件下 得到的抗剪强度数值是不同的 3 简述土抗剪强度的来源及影响因素 答 根据莫尔 库仑强度理论 土的抗剪强度来源于两部分 摩擦强度 tg 或 tg 和粘结强度c 或c 摩擦强度包括两部分 一是颗 粒之间因剪切滑动时产生的滑动摩擦 二是因剪切使颗粒之间脱离咬合 状态而移动所产生的咬合摩擦 摩擦强度取决于剪切面上的正应力和土 的内摩擦角 内摩擦角是度量滑动难易程度和咬合作用强弱的参数 其 正切值为摩擦系数 影响内摩擦角的主要因素有密度 颗粒级配 颗粒 形状 矿物成分 含水量等 对细粒土而言 还受到颗粒表面的物理化 学作用的影响 通常认为粗粒土的粘结强度c等于零 细粒土的粘结强 度c由两部分组成 原始粘结力和固化粘结力 原始粘结力来源于颗粒 间的静电力和范德华力 固化粘结力来源颗粒间的胶结物质的胶结作 用 4 简述采用莫尔 库仑公式的必要性 答 如果可能发生剪切破坏的平面位置已经预先确定 只要算出 作用于该面上的剪应力和正应力 就可采用莫尔 库仑公式判别 剪切破坏是否发生 但是在实际问题中 可能发生剪切破坏的平 面一般不能预先确定 土体中的应力分析只能计算各点垂直于坐 标轴平面上的剪应力和正应力或各点的主应力 故尚无法直接判 定土体单元体是否破坏 此时 采用直接用主应力表示的莫尔 库仑破坏准则 也称土的极限平衡条件 对应用来说是很方便 的 5 已知土体内某一点的主应力为 11 33 土的抗剪强度指标c 如何判断该点土体是否破坏 答 利用极限平衡条件 将大主应力 11代入极限平衡条件表达式 计算与其处于极限平衡状态的小主应力 3 或将小主应力 33代入 极限平衡条件表达式计算与其处于极限平衡状态的大主应力 1 根据计算结果判定如下 若 3 11 表示该点土体实际 应力状态的莫尔圆位于抗剪强度的下方 土体是安全的 若或 莫尔圆与抗剪强度线相切 该点土体处于极限平衡状态 若或 抗剪强度线与莫尔圆相割 该点土体已经破坏 实际上这种情况 是不可能存在的 6 简述直剪仪的优缺点 答 直剪仪的优点是设备构造简单 操作方便 试件厚度薄 固 结快等 它的缺点主要有 1 剪切面限定为上下盒之间的平面 由于土往往是不均匀的 限定平面可能并不是土体中最薄弱的面 这可能得到偏大的结 果 2 试件内的应力状态复杂 剪切破坏先从边缘开始 在边缘发 生应力集中现象 在剪切过程中 特别在剪切破坏时 试件内的 应力和应变是不均匀的 剪切面上的应力分布不均匀 这与试验 资料分析中假定剪切面上的剪应力均匀分布是矛盾的 3 在剪切过程中 土样剪切面逐渐缩小 而在计算抗剪强度时 却是按土样的原截面面积计算 4 试验时不能严格控制排水条件 不能量测孔隙水压力 在进 行不排水剪切时 试件仍有可能排水 特别是对于饱和粘性土 由于它的抗剪强度受排水条件的影响显著 故试验结果不够理 想 7 简要介绍应变控制式直剪仪的试验装置和试验过程 答 应变控制式直剪仪的主要部件由固定的上盒和活动的下盒组成 试 样放在盒内上下两块透水石之间 试验时 由杠杆系统通过加压活塞和 透水石对试件施加某一垂直压力 然后等速转动手轮对下盒施加水平推 力 使试样在上下盒的水平接触面上产生剪切变形直至破坏 剪应力的 大小可借助与上盒接触的量力环的变形值计算确定 在剪切过程中 随 着上下盒相对剪切变形的发展 土样中的抗剪强度逐渐发挥出来 直到 剪应力等于土的抗剪强度时 土样剪切破坏 所以土样的抗剪强度可用 剪切破坏时的剪应力来度量 通常可取剪应力与剪切位移关系曲线峰值 或稳定值作为破坏点 一般对同一种土至少取4个重度和含水量相同的 试样 分别在不同垂直压力下剪切破坏 将垂直压力 和试验测得的各 自抗剪强度 f绘制在 坐标中 f基本上成直线关系 该直线与横 轴的夹角为内摩擦角 在纵轴上的截距为粘聚力c 直线方程可用库仑 公式表示 8 简要介绍三轴压缩试验装置和试验过程 答 三轴压缩试验主要设备为三轴压缩仪 三轴压缩仪由压力 室 轴向加荷系统 施加周围压力系统 孔隙水压力量测系统等 组成 实验时 将土切成圆柱体套在橡胶膜内 放在密封的压力 室中 然后向压力室内压入水 使试件各向均受到压力 3 并使 液压在整个试验过程中保持不变 这时试件内各向的三个主应力 都相等 因此不产生剪应力 然后对试件施加竖向压力 当竖向 主应力逐渐增大并达到一定值时 试件因受剪而破坏 假设剪切 破坏时竖向压应力的增量为 1 则试件上的大主应力为 1 3 1 而小主应力始终为 3 根据破坏时的 1和 3可画出 一个极限应力圆 用同一种土样的若干个试件 三个以上 按以 上所述方法分别进行试验 每个试件施加不同的周围压力 3 可 分别得出各自在剪切破坏时的大主应力 1 根据破坏时的若干个 1和 3组合可绘成一组极限应力圆 根据莫尔 库仑理论 作这 些极限应力圆公共切线 即得土的抗剪强度包线 通常近似为一 条直线 直线与横坐标的夹角为土的内摩擦角 直线在纵坐标的 截距为土的粘聚力 9 简要介绍三轴压缩仪的优缺点 答 三轴压缩仪的突出优点是能较为严格地控制排水条件以及可以量测 试件中孔隙水压力的变化 而且 试件中的应力状态比较明确 也不像 直接剪切试验那样限定剪切面 其试验结果比较可靠 对那些重要的工 程项目 必须用三轴剪切试验测定土的强度指标 三轴压缩仪还用以测 定土的其他力学性质 三轴压缩试验的缺点是试件的中主应力 2 3 而实际土体的受力状态未必都属于这类轴对称情况 10 简述十字板剪切试验测定土抗剪强度的原理 答 试验时先将套管打到预定的深度 并将套管内的土清除 然 后将十字板装在钻杆的下端 通过套管压入土中 压入深度为 750mm 再由地面上的扭力设备对钻杆施加扭矩 使埋在土中的 十字板扭转 直至土剪切破坏 破坏面为十字板旋转所形成的圆 柱面 剪切破坏时所施加的扭矩已知 则它应该与剪切破坏圆柱 面 包括侧面和上下面 上土的抗剪强度所产生的抵抗力矩相 等 根据这一关系 可以计算得到土的抗剪强度 11 简述偏应力作用下的孔隙压力系数的影响因素 12 简要说明固结排水试验指标cd d 与固结不排水试验指标c 的关系 13 在分析实际工程问题时 如何确定土的抗剪强度指标 答 首先根据工程问题的性质确定分析方法 进而决定采用总应 力或有效应力强度指标 然后选择测试方法 一般认为 有效应 力强度指标宜用于分析地基的长期稳定性 而对于饱和软粘土的 短期稳定问题 则宜采用不固结不排水试验或快剪试验的强度指 标 一般工程问题多采用总应力分析法 其指标和测试方法的选择大 致如下 若建筑物施工速度较快 而地基土的透水性和排水条件 不良时 可采用不固结不排水试验或快剪试验的结果 如果地基 荷载增长速率较慢 地基土的透水性不太小 如低塑性的粘土 以及排水条件又较佳时 如粘土层中夹砂层 则可以采用固结 排水试验和慢剪试验指标 如果介于以上两种情况之间 可用固 结排水或固结快剪试验结果 由于实际加荷情况和土的性质是复 杂的 而且在建筑物的施工和使用过程中都要经历不同的固结状 态 因此 在确定强度指标时还应结合工程经验 14 简述影响无粘性土抗剪强度的因素 答 无粘性土的抗剪强度决定于有效法向应力和内摩擦角 密实砂土的 内摩擦角与初始孔隙比 土粒表面的粗糙度以及颗粒级配等因素有关 初始孔隙比小 土粒表面粗糙 级配良好的砂土 其内摩擦角较大 松 砂的内摩擦角大致与干砂的天然休止角相等 无粘性土的强度性状还受 各向异性 试样的沉积方法 应力历史等因素影响 但其残余强度与应 力历史等因素无关 残余强度内摩擦角决定于土的矿物成分 15 简要说明能否采用临界孔隙比判断砂土液化现象 答 临界孔隙比ecr是判断砂土受剪体变趋势的指标 当砂土的初始孔 降比e0大于ecr 受剪时其体积减小 反之体积增大 如果饱和砂土的e0 值大于ecr 其在剪应力作用下由于剪缩必然使孔隙水压力增高 而有 效应力降低 致使砂土的抗剪强度降低 特别当饱和松砂受到动荷载作 用 例如地震 由于孔隙水来不及排出 孔隙水压力不断增加 就有 可能使有效应力降低到零 因而使砂土像流体那样完全失去抗剪强度 这种现象称为砂土的液化 但当饱和砂土的e0值小于ecr时 因剪胀产生 负孔压 则不会出现液化现象 因此 采用临界孔隙比能够判断砂土液 化现象 第七章 土压力和挡土墙 简答题 1 影响土压力因素有哪些 答 影响土压力的因素包括 墙的位移方 向和位移量 墙后土体所处的应力状态 墙体材料 高度及结构形式 墙后填土的性质 填土表面的形状 墙和地基之间的摩擦特性 地基的 变形等 2 简述刚性挡土墙土压力理论计算方法的选用原则及其适用条件 答 如果挡土墙体具有足够的截面 并且建立在坚实的地基上 墙在填 土的推力作用下 不发生任何移动或滑动 这时应计算静止土压力 静 止土压力与水平向自重应力计算方法是相同的 当挡土墙位移量足够 大 墙后土体处于极限平衡状态时 需计算主动土压力或被动土压力 主动土压力和被动土压力的计算以极限平衡理论为基础 采用朗肯土压 力理论和库仑土压力理论计算 朗肯理论适用条件 墙背垂直 光滑 填土面水平 库仑土压力理论适用条件 墙后填土是无粘性土 当墙身 向前或向后移动时 产生处于极限平衡状态的滑动楔体 滑动面是通过 墙踵的平面 滑动土楔视为刚体 3 简述挡土墙位移对土压力的影响 答 挡土墙是否发生位移以及位移方向和位移量 决定了挡土墙所受的 土压力类型 并据此将土压力分为静止土压力 主动土压力和被动土压 力 挡土墙不发生任何移动或滑动 这时墙背上的土压力为静止土压 力 当挡土墙产生离开填土方向的移动 移动量足够大 墙后填土体处 于极限平衡状态时 墙背上的土压力为主动土压力 当挡土墙受外力作 用向着填土方向移动 挤压墙后填土使其处于极限平衡状态时 作用在 墙背上的土压力为被动土压力 挡土墙所受的土压力随其位移量的变化 而变化 只有当挡土墙位移量足够大时才产生主动土压力和被动土压 力 若挡土墙的实际位移量并未达到使土体处于极限平衡状态所需的位 移量 则挡土墙上的土压力是介于主动土压力和被动土压力之间的某一 数值 4 若挡土墙墙背直立 光滑 填土面水平 计算土压力时 如何考虑 墙后填土面一定范围的均布荷载 5 根据库仑土压力理论确定土压力时 若墙后滑动土楔处于主动极 限平衡状态 试说明土楔受到的力及作用方向 并画出力失三角 形 6 库仑土压力理论得到主动土压力的表达式为说明此式的来源及式中 参数的含义 7 简要介绍考虑粘性土粘聚力计算土压力的楔体试算法 8 如何计算折线行墙背土压力 9 简述朗肯土压力理论的优缺点 答 朗肯土压力理论应用半空间中的应力状态和极限平衡理论计 算土压力 概念比较明确 公式简单 应用方便 对于粘性土和 无粘性土都可以用该公式直接计算 故在工程中得到青睐 但为 了使墙后填土中的应力状态符合半空间应力状态 必须假设墙背 是直立光滑的 填土面是水平的 因而使其应用范围受到限制 并由于该理论忽略了墙背与填土之间摩擦的影响 使计算的主动 土压力偏大 被动土压力偏小 10 简述库仑土压力理论的优缺点 答 库仑土压力理论根据墙后滑动土楔的静力平衡条件推导得出 土压力计算公式 考虑了墙背与土之间的摩擦力 并可用于墙背 倾斜 填土面倾斜的情况 但由于该理论假设填土是无粘性土 因此不能用库仑公式直接计算粘性填土的土压力 库仑土压力理 论假设墙后填土破坏时 破裂面是一平面 而实际上是一曲面 因此 库仑土压力理论计算结果与按曲面的计算结果有出入 这 种偏差在计算被动土压力时尤为严重 14 简述增加挡土墙倾覆稳定性的措施 答 增加挡土墙抗倾覆稳定性的措施 展宽墙趾 在墙趾处展 宽基础以增加稳定力臂 是增加抗倾覆稳定性的常用方法 但在 地面横坡较陡处会引起墙高的增加 改变墙面及墙背坡度 改 缓墙面坡度可增加稳定力臂 改陡俯斜墙背或改缓仰斜墙背可减 少土压力 从而增加了抗倾覆稳定性 改变墙身断面类型或断 面尺寸 当地面横坡较陡时 应使墙胸尽量陡立 这时可改用衡 重式墙或墙后加设卸荷平台 卸荷板 以减少土压力并增加稳定 力矩 15 简述挡土墙的主要结构形式及其特点 答 挡土墙的主要结构形式有重力式挡土墙 悬臂式挡土墙 扶臂式挡 土墙及轻型挡土结构 重力式挡土墙通常由砌石或素混凝土修筑而成 结构简单 施工方便 能够就地取材 墙身断面较大 作用于墙背的土 压力所引起的倾覆力矩全靠墙身自重产生的抗倾覆力矩来平衡 悬臂式 挡土墙一