2021年高等土力学复习资料.doc

高等土力学是土木工程领域中的重要科目，主要研究土体在受力状态下的应力、应变、强度和稳定性等问题。以下将详细讨论文件中提到的一些关键知识点： 1. **直接、单剪和环剪试验**：这三种试验用于测量土的剪切强度。直接剪切试验中，土样在垂直压力下直接进行剪切；单剪试验关注剪切面的剪切行为；环剪试验则提供了一个更为均匀的剪切环境。它们的特点在于应力状态和应变路径的不同，能揭示土体在不同加载条件下的剪切响应。 2. **孔压系数 A 和 B**：在饱和土三轴试验中，孔压系数反映了土体中孔隙水压力与有效应力的关系。A 通常与土的渗透性有关，B 则与土的饱和度和颗粒排列紧密程度有关。提高 B 的方法通常涉及增加土的饱和度，如通过浸泡或排水。 3. **三轴排水试验的膜嵌入效应**：试验中，橡皮膜的厚度和土的平均粒径、级配及围压都会影响膜嵌入效果。更厚的膜可能导致嵌入效应减弱，而细粒土和高围压可能导致膜更容易嵌入土样，影响试验结果的准确性。 4. **应变软化现象**：在土的应力应变关系中，应变软化是指随着应变增加，土体的强度降低，导致土体的塑性变形加剧。某些粘性土在常规三轴压缩试验中容易出现应变软化现象。 5. **土的本构关系**：土的本构关系描述了应力与应变之间的关系，包括土的强度和应力-应变特性。土的强度决定了其在受力时的破坏阈值，而应力-应变关系则反映了土体变形的行为。 6. **加工硬化和加工软化**：加工硬化是指材料在受力后强度增加，应变硬化曲线表现为应力上升；相反，加工软化则是材料在受力后强度下降，表现为应力下降。这两者在土力学中可以通过应力应变曲线来识别。 7. **土的压硬性和剪胀性**：压硬性是指土在受压过程中强度和体积密度增加的现象，而剪胀性则指土在剪切过程中体积膨胀的特性。这两种现象与土颗粒间的相互作用和微观结构有关。 8. **土的应力应变关系的特征及其影响因素**：土的应力应变曲线通常具有初始线性、非线性软化或硬化段、最终破坏等阶段。影响因素包括土的类型、含水量、颗粒大小和形状、应力历史以及加载速率等。 9. **砂土在极低围压下的三轴试验**：在低围压条件下，砂土的试验结果可能受到边界条件的影响，如摩擦角的变化和颗粒间接触状态的改变。 10. **土的初始各向异性与诱发各向异性**：初始各向异性源于土的天然形成过程，如沉积方向；诱发各向异性则是由工程活动如加载或挖掘导致的。各种因素如沉积环境、构造运动和地下水活动都可能引起土的各向异性。 11. **邓肯-张双曲线模型与康纳的双曲线应力应变关系**：两者都描述了非线性的土体弹性行为，但邓肯-张模型更注重土的弹塑性转变，而康纳模型则更侧重于考虑剪切应变对强度的影响。 12. **剑桥弹塑性模型**：基于剪切带理论，该模型假设土体内部存在一个局部剪切破坏区域。M、λ和k分别代表土体的弹性模量、剪切模量比和体积模量，可通过特定的试验数据来确定。 13. **土的结构性**：土的结构性主要由颗粒间相互作用产生，如黏土矿物的片状排列或砂土颗粒间的凝聚力。结构性影响土的力学性能，如剪切强度、流变行为和抗压强度。 以上是对高等土力学中部分重要概念和试验的解释，这些知识点对于理解和解决土木工程中的地基处理、边坡稳定性、地下结构设计等问题至关重要。深入理解和掌握这些内容，有助于提升在实际工程中的分析和计算能力。