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长安大学高等土力学 ———————————————————————————————— 作者： ———————————————————————————————— 日期: 《高等土力学》 1 什么是材料的本构关系 ?土的强度和应力 -应变有什么联系？ 材料的本构关系是反映材料的力学性质的数学表达式， 表现形式一般为应力 -应变－强度－时间的关系，也成为本构定律 ,本构方程。 土的强度是土受力变形发展的一个阶段 ,即在微小的应力增量作用下 ,土单元 会发生无限大或不可控制的应变增量 ,它实际上是土的本构关系的一个组成部 分。 2 土与金属材料的应力应变关系有什么主要区别 ? 金属材料符合弹性力学中的五个假定：连续性、线弹性、均匀性、各向同性 和小变形。而土体应力应变与金属材料完全不同，具体表现在 : （１)土体应力应变的非线性 金属材料的应力应变在各个阶段呈线性 ; 而由于土体是由碎散的固体颗粒组 成，其变形主要是由于颗粒间的错位引起 , 颗粒本身的变形不是主要因素 , 因此在 不同应力水平下由相同的应力增量引起的变形增量不同 , 表现出应力应变关系的 非线性。 （2 ）土体应力应变的弹塑性 金属材料的应力应变在屈服强度以内呈线弹性特征； 而土体在加载后再卸载 到原有的应力状态时， 其变形一般不会恢复到原来的应变状态， 其中有部分应变 是可恢复的， 部分应变是不可恢复的塑性应变， 并且后者往往占很大比例， 因此 体现出土体变形的弹塑性。 ( ３）土体应力应变的各向异性 一般认为金属材料是由连续的介质组成 ,没有空隙，其应力和应变都是连续 的,表现出各向同性的特点；而土的各个不同层间会表现出明显的各向异性，此 外，土在固结过程中 ,上覆土体重力产生的竖向应力与水平土压力大小是不等的 , 这种不等向固结也会产生土的各向异性。 （4) 土的剪胀性 与金属相比，土是碎散的颗粒集合 , 在各向等压或等比压缩时，空隙总是减 小的 , 从而可发生较大的体积压缩 , 这种体积压缩大部分是不可恢复的。 土的剪胀 性实质上是由于剪应力引起土颗粒间相互位置的变化 , 使其排列发生变化，加大 （或减小）颗粒间的孔隙，从而发生了体积的变化。 3 什么是加工硬化 ?什么是加工软化 ?绘出它们的典型的应力应变关系曲线。 加工硬化也称应变硬化 ,是指材料的应力随应变增加而增加 ,弹增加速率 越来越慢 ,最后趋于稳定。 加工软化也称应变软化 ,指材料的应力在开始时 随着应变增加而增加 ,达到一个峰值后，应力随应变 增加而下降，最后也趋于稳定。 加工硬化与加工软化的应力应变关系曲线如图 3 －１。 图３ -1 加工硬化与加工软化的应力应变关系曲线 4 什么是剪胀性 ?解释其微观机理。 土体由于剪应力引起的体积变化称为剪胀性