高等土力学模拟考题5及答案..docVIP

模拟考试5及答案 下图为拟选用的200米堆石坝料的级配表；拟采用厚粘土心墙防渗，粘土塑性指数Ip17；地基覆盖层为50米，地基土以砂砾石为主。如果要求对该坝进行竣工时的稳定分析以及施工期的有效应力变形数值计算（采用土的本构关系模型与比奥固结理论耦合计算），变形数值计算采用Duncan-Chang双曲线模型，现有三轴仪的试样尺寸为?300×600mm，需要对试验、模型参数确定和计算步骤进行设计。 对堆石料和粘土料应进行什么样的三轴试验？（包括堆石料的模拟、试验的排水条件及试验量测数值等） 简述在上述试验资料基础上，确定理论和模型的参数方法与步骤； 对于非线性堆石坝变形分析，如何采用增量法分步进行计算？ 如何进行竣工时的稳定分析？ 花岗岩堆石料颗粒级配表 粒径 级配 800-400 mm 400-200 mm 200-100 mm 100-60 mm 60-40 mm 40-20 mm 20-10 mm 10-5 mm 5-2 mm 2-1 mm 1 mm 自然级配% 29 18.5 14.5 9 6 9 4 3 3 3 1 解答： 对于堆石料应进行三轴排水的常规压缩试验。但是最大粒径为300/5＝60mm，建议采用替代法模拟；因为细颗粒较少，也可采用相似模拟或者其他模拟方法。对于粘土对于有效应力计算，应当进行排水三轴试验；但是为了测定孔压系数也要进行不排水试验（A,B），也可用于总应力法的稳定分析； 试验比奥固结理论需要测定孔压系数A,B；Duncan-Chang双曲线模型中的堆石料和粘土料试验E,B或者E、?模型，用三轴排水试验进行参数确定。 对于增量法可以逐层填筑，分布计算，一般可以模拟实际的填筑过程和工序；在每一加载过程中，还应当用时间的差分进行孔压消散的比奥理论计算；最后得到竣工时的应力、孔压和变形（位移）。也可以用于稳定分析（总应力法或者有效应力法） 总应力法：采用不排水强度指标，用圆弧法分析（比肖甫法和摩根斯坦－普赖斯法）。如果采用有效应力分析，则可以通过计算确定心墙中的超静孔压等值线，采用有效应力强度指标。 2．在一种松砂的常规三轴排水压缩试验中，试样破坏时应力为：?3＝100kPa，?1－?3＝235kPa。 1 计算下面几个强度准则的强度参数： 莫尔－库仑强度准则：（?1－?3）/（?1＋?3）＝sin?; 广义屈雷斯卡Tresca准则： ?1－?3αtI1 松冈元－中井照夫强度准测：I1I2/I3＝kf. （2）平面应变状态的试样的y方向为零应变方向，已知?＝0.35。初始应力状态为?z＝?x＝200kPa且按??z/??x＝-2比例加载，利用以上3个强度准则分别计算试样破坏时的?z＝？ ?x＝？?y＝？b? 解答： （1）参数计算：?3＝100kPa，?1－?3＝235kPa，?3＝?2＝100kPa，?1＝335kPa ①莫尔－库仑强度准则 ②Tresca ③松冈元 Kf535×7700/座机电话号码2.3 （2）破坏时的应力计算： 设破坏时的大主应力增量??1＝x。则?1＝200＋x ; ?3＝200-2x; ?2＝0.35400-x140-0.35x ①莫尔－库仑强度准则 ②Tresca ③松冈元 I1×I2＝（540－1.35x）96000-480x-1.65x座机电话号码0-388800x-243x2+2.23x3 I1×I2＝12.3I3. 座机电话号码00x-243x2+2.23x座机电话号码0-516600x-2583x2+8.61x3 1座机电话号码00x-2340x2+6.38x30 x3-367 x2-20031x+座机电话号码 通过试算，x66.9kPa差－12358，如果x66.8kPa（－6789）如果x66.7kPa（－1228） 所以下＝66.7kPa， 3．对于一粘性土的土坡，试用圆弧滑裂面分析判断下面哪几些情况会减少其稳定安全系数？并简要解释为什么。（10分） （1）在坡的上部堆载； （2）由于降雨使土坡的上部含水量增加（未达到饱和及渗流），下部含水量基本未变； （3）坡脚施加反压； （4）在坡脚处挖土； （5）由于积水，坡下部被静水所浸泡； （6）产生了与土坡方向一致的渗流； （7）附近爆破引起震动； （8）由于降雨而使土坡整体的含水量接近于饱和； （9）坡脚被流水冲刷； （10）坡上有车辆通过。 解答： 从上图可以发现： 在坡的上部堆载，增加滑动李，不利！ 由于降雨使土坡的上部含水量增加，下部含水量基本未变；由于上部容重增加，使滑动力增加，不利！ 坡脚施加反压，有利于抗滑力增加，有利！ 在坡脚处挖土，使抗滑力减少，不利！ 由于积水，坡下部被静水所浸泡，使下部容重由天然容重变为浮容重，减少抗滑力，不利！ 产生了与土坡