高等土力学模拟考题及答案

模拟考试5及答案下图为拟选用的200M堆石坝料的级配表；拟采用厚粘土心墙防渗，粘土塑性指数Ip=17；地基覆盖层为50M，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

模拟考试5及答案 1． 下图为拟选用的200M堆石坝料的级配表；拟采用厚粘土心墙防渗，粘土塑性指数I=17；地基覆盖 p 层为50M，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，需要对实验、模型参数确定和计算步骤进行设计。 （1） 对堆石料和粘土料应进行什么样的三轴实验？<包括堆石料的模拟、实验的排水条件及实验量测 数值等） （2） 简述在上述实验资料基础上，确定理论和模型的参数方法与步骤； （3） 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？ （4） 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 800-40 400-20 200-10 100-60 60-40 40-20 20-10 10-5 5-2 2-1 <1 级配 0 0mm 0mm mm mm mm mm mm mm mm mm mm 自然级 29 18.5 14.5 9 6 9 4 3 3 3 1 配% 解答： （1） 对于堆石料应进行三轴排水的常规压缩实验。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，应当进行排水三轴实验；但是为了测定孔压系数 也要进行不排水实验<A,B），也可用于总应力法的稳定分析； b5E2RGbCAP （2） 实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 石料和粘土料实验E,B或者E、模型，用三轴排水实验进行参数确定。 p1EanqFDPw （3） 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） DXDiTa9E3d （4） 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。 RTCrpUDGiT 5PCzVD7HxA 2．在一种松砂的常规三轴排水压缩实验中，试样破坏时应力为：＝100kPa，－＝235kPa。 313 (1> 计算下面几个强度准则的强度参数： 莫尔－库仑强度准则：<－）/<＋）＝sin。 1313 α 广义屈雷斯卡(Tresca>准则： －=I 131 t 松冈元－中井照夫强度准测：II/I＝k 123f. <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＝＝200kPa且按 zx /＝-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＝？ ＝？＝？b=? zxzxy jLBHrnAILg 解答： <1）参数计算：＝100kPa，－＝235kPa，＝＝100kPa，＝335kPa xHAQX74J0X 313321 ①莫尔－库仑强度准则 1/ 7