力学真题精选.docx
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力学真题精选
[填空题]1简述GeoFEM，Plaxis，Z-Soil软件之间比较。
参考答案：
三者针对某个算例计算结果相差不大，误差在可接受范围之内。
就易用性来说，Plaxis好于Z-Soil好于GEO。
Plaxis大家都用得很多了，ZSoil的建模可以在前处理模块中用CAD元素绘制，或者通过dxf文件导入；
GEO4只能输入剖面线的坐标，比较烦琐。
Plaxis和Z-soil基本可以解决岩土工程所有问题，但GEO4由于建模功能的限制，只能解决隧道、边坡等相关问题；Plaxis和Z-Soil可以进行渗流分析（非饱和）包括流固偶合分析。
总的来说，Plaxis和Z-Soil是专业的岩土工程有限元程序；GEOFEM是GEO4里面的一个工具包，而GEO4类似于国内的理正一样，是遵循Eurocode的设计软件。
[填空题]2Plaxis怎么模拟路堤分步填筑？
在实际施工中，填筑不是一次加载的，可能先填一半，过个月再填一半，而且这一半也不是一次填完，要在几天内完成，请问怎么在Plaxis中模拟，怎么设置可以反应填筑速率，请高手指教？
参考答案：
堆载速率可以通过设置堆载这个stage的时间间隔来设置。
如果只有基本模块，可以设置mstage的数值。
mstage=
1.0，说明100％施加上去了，mstage＝
0.1，说明只有10%的荷载。
由于Plaxis不能设置loadfunction，比较麻烦。
当然，可以将一层土细分成几个stage完成，也可以实现。
[填空题]3Plaxis3D用这个软件分析基坑时，基坑是钢格栅喷混凝土支护，支护用板来模拟，EI和EA中的I和A分别指哪个面的惯性矩和面积，以及单位后面的/m应该是哪个长度？
参考答案：
A=沿着洞轴方向L*厚度dE是弹性模量I是惯性矩。
[填空题]4最近在算一个基坑，很好的地质条件，桩、撑刚度都取得很大，居然算出来水平位移始终都有70mm左右，但用同济启明星算水土分算，并且参数都没有取最大值，算的结果只有17mm左右。
深圳规范要求水平位移不超过30mm，要是用Plaxis是很难算出小于规范值的结果的，事实上，也不至于有那么大的位移的？
参考答案：
主要问题是现在很多地质报告都不提供三轴的试验参数：
例如E50模量，Eur模量，Es模量，有效强度指标等；土体的本构参数比较特殊，要做特殊的试验，因此一般的项目参数方面的确有问题。
不过，即便是只有Es模量和直剪固快指标，通过换算和引入K0、孔隙比、Cc，Cs等其他参数，也是可以得到其他需要的参数，不过这需要比较扎实的本构模型方面的知识和岩土工程经验，知道不同的本构适合模拟什么土层，知道本构的优点和局限性，这对使用者的要求的确比较高。
[填空题]5隧道已经组成一个类组，所以一定要对其进行材料定义。
如果不定义得话，就不能对其进行网格划分，这要怎么解决呢？
参考答案：
如果只想模拟基坑开挖对既有隧道结构的影响，而省略掉前面隧道开挖过程的模拟。
这样的话，结果恐怕很难正确，而且会碰到所说的问题。
因为隧道在基坑开挖前，有一定的受力状况，这需要模拟隧道开挖过程才能得到其受力状况，基坑开挖的影响也是在其这个受力状况上产生的。
现在的目的是让基坑开挖前，隧道结构的内力和弯矩都为零了，所以结果很难正确。
如果非要让隧道的结构内力都为零，可以用这样的方法：
就是在初始状况计算时，将隧道开挖和衬砌结构都选上再计算，这样就会达到隧道内力都为零的情况。
P.laxis中如果定义了区域，而不进行材料定义，是没办法划分网格的。
[填空题]6如果strut是斜的从wall连接到底面，那么那个anchorforceF（kN/m）出来的这个数据是什么方向的？
是随着strut的方向？
还是水平方向的？
参考答案：
Plaxis中无论是node-to-node的anchor还是固定端的anchor其实都是弹簧单元，所以算出的Anchorforce只能是轴向的，也就是随着strut的方向。
[填空题]7在计算的时候，那个toleratederror应该设为多少啊？
有时候只要改大一点，计算就可以过了。
请问最大可以给多少？
（standardsetting里面，以前
7.2版本是给的defaut=
0.03，现在
8.5是给的
0.01）
参考答案：
计算时tolerenterror设置多大的值完全要根据模型的情况来确定。
一般当加载外力很大计算难收敛时，就应该适当的调小tolerenterror，这样有助于计算的收敛，但是很耗时。
现在最大的值如果是
8.2版本一般可以设置到
0.1。
一般而言用默认值可以满足要求，不建议改动。
在收敛问题上也可以通过调整maximumiteration的步数来解决。
T.olerenterror是在计算的时候设定。
Plaxis计算时用的是自行计算和优化步长，User没办法自行调整。
这在计算复杂模型收敛问题时就显得不是很方便（与其他的通用软件ANSYS或者ABAQUS相比）我自己使用的过程中觉得对收敛最有帮助的就是调节tolerenterror和Maximumiterationnumber。
P.laxis这个软件看起来似乎操作很简单，但是其实想要用好它是相当不容易的，必须要具备岩土方面很全面的知识才能解决模型或者计算中的遇到的问题。
[填空题]8为什么用Plaxis3D算的空心桩会这样（如下图所示）？
参考答案：
桩的刚度不够。
产生压屈破坏。
变形放大了200倍。
[填空题]9问一个关于网格划分的问题，在建模时，同一模型，由于直线的端点编号不同是否会影响网格的划分？
我在一个例题中发现，两条线画的顺序不一样，或起讫点不一样，结果网格会不同，其中一个网格划分直接导致最后计算不能完成（其他步骤都一样）？
参考答案：
网格自动划分依赖于随机数。
[填空题]10某人刚接触Plaxis软件，用的是2D的，已经把教程上的例子做了，现请教一下：
想用Plaxis模拟3根静压桩分别沉入土体。
1）软件里用甚么单元模拟桩较好？
2）怎么模拟桩与土的接触面问题？
那个Rinter如何取值？
3）如何模拟桩的贯入问题，可否在桩顶施加位移按不同工序压入？
参考答案：
1）对于桩来说，beam单元更适合，因为可以建立桩土之间的界面。
2）Rinter值的大小，取决于土体和桩表面参数。
混凝土桩（现浇、预应力）、水泥搅拌桩的取值都不同。
3）还有个建议，同时控制施加在桩上的外力和位移。
实体单元模拟桩需要将网格划分很细，而且需要在结构和土之间施加interface，比较麻烦，计算工作量大，曾经用该方法分析过一别墅桩-承台基础与上部结构的共同作用，结果网格很粗糙，就用了5w单元，如果桩多一些，一般的台式机根本没有办法处理了.而且，采用以上方法，不能提供工程师比较关心的轴力弯矩等。
[填空题]11简述Plaxis3D可不可以人为施加边界条件？
参考答案：
完全可以人工手动输入边界条件。
[填空题]12Plaxis3DFoundation中的两跟柱相交时，需不需要联接处理？
参考答案：
Plaxis默认是固定联接的，不需要处理。
[填空题]13Plaxis默认坐标线间距是1米，我想改成
0.5米，能弄吗？
参考答案：
可以，在文件菜单/一般设置/网格格珊中进行设置。
[填空题]14Plaxis能进行实体建模吗？
参考答案：
能，使用线弹性材料对衬砌等实体进行模拟。
[填空题]15如何实现基坑开挖中的降水过程，在定义工况的时候具体怎样操作？
参考答案：
在自定义工序时，选择水压力按钮，重新画水位线。
[填空题]16简述K0的值如何得来？
参考答案：
K0-过程只能应用于地基水平分层且表面水平，地下水位也是水平的情况。
K0的默认值基于Jaky公式：
K0＝1-sinφ。
修改默认值以后，输入一个负值可以恢复其默认值。
[填空题]17土体不排水性能对初始应力场产生影响吗？
参考答案：
土体不排水性能对初始应力场不产生影响，因此在重力加载期间要使不排水性能处于冻结状态。
这可以通过在计算视窗的参数标签页面选择忽略不排水性能选项来实现。
[填空题]18隧道衬砌收缩会不会产生相应的应力？
参考答案：
隧道衬砌本身的收缩不会在其本身产生内力。
收缩过程最终导致的衬砌力是由于周围土体应力再分配或外力变化造成的。
[填空题]19Plaxis中安全系数计算中边坡破坏的判断依据？
参考答案：
以塑性区的分布是否贯通作为边坡破坏的判断依据是不妥的，产生塑性区是破坏的必要条件，但不是充分条件，还要看是否产生很大的且无限发展的塑性变形和位移。
Plaxis综合考虑了这两点进行判断。
[填空题]20地震荷载下，挡土墙弯矩为什么会很大？
参考答案：
默认情况下，Plaxis的结构单元是线弹性的。
在地震荷载下，有可能发生很大的变形，结构中弯矩也会很大。
所以如果关心结构弯矩，需要按实际情况把板单元设成弹塑性。
[填空题]21Plaxis在动力分析中为何似乎整个模型都在向右偏移呢？
参考答案：
Plaxis的输出包括了因为刚体平动产生的位移，就是时程曲线经过时间积分后得到的位移。
这个位移是惯性平动位移，是没有实际意义的。
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[填空题]22简述Plaxis2D中如何模拟单桩极限承载力？
参考答案：
选用轴对称模型，以左边线为桩的中线，用几何线绘制桩的界面。
（如下图）用摩尔库伦模型模拟桩的刚度和强度等属性，用界面单元模拟桩与土的接触面。
最后是进入计算程序，将桩顶的荷载用乘子方式加载。
直到破坏，乘子与单位荷载（一般是1KN/m/rad）的乘积即为最大承载力。
[填空题]23连续墙和附加荷载，施工工序中谁先谁后？
参考答案：
先施加荷载，后做连续墙，连续墙会继承荷载带来的位移，但是内力不变；先做连续墙，后施加荷载，连续墙会产生相应的内力和位移。
根据我们荷载的真实用意而定。
一般来说，先做荷载，然后做连续墙，同时“位移重置为零”，这样连续墙的变形和内力就如同初始状态一样。
[填空题]24基坑外施工荷载作用在土上或者作用在水泥地面上，按照规范取20Kpa，软土上造成坑外沉降较大，如何处理？
参考答案：
规范采用弹性地基梁法，其考虑坑外均布荷载，是为了计算土体的附加应力，并未考虑其加载过程对连续墙的影响。
因此，我们数值计算中应将外荷载工况产生的位移归零。
这样便可得到与实际相同的结果。
[填空题]25粘土采用排水分析，变形过大，与粘土层的性状不符。
所以采用不排水分析，可以模拟粘土的应力路径。
但同时，不排水分析过程中产生高于100kpa的（正）超孔压。
如何处理？
参考答案：
根据Plaxis手册中要求，正超孔压不大于100是可以接受的。
因此，在使用不排水分析的时候，应该在初始条件窗口>水容重>汽化截断中设置最大正孔压100kpa。
[填空题]26回答连续墙底部变形较大，是否正常？
参考答案：
正常的。
如下图，在软土中，连续墙底部位移比较大，称之为“底部自由式墙”。
[填空题]27Plaxis计算结果有时会出现不连续的现象，如何解释？
参考答案：
Plaxis中有界面单元的时候，接触面可以发生滑移，张开等，所以位移可能不连续。
另外由于应为应变的定义就是：
节点位移/单元大小，在公用节点的位置，相邻单元尺寸不同可能造成应变不连续，这是正常现象。
[填空题]28在实际路堤填筑过程中，用固结度U（一般是达到80%）来决定是否开始填筑下一层，那种用Plaxis是否可以获得U这个参数以指导下一步施工？
参考答案：
可以的。
可以根据经验估计值，通过用不同的计算工序设置不同的固结天数，获得对应于某固结天数下监测点的沉降值；在最后一个工序中用孔压消散程度控制计算，从而得到该检测点的最终沉降值，根据固结度的定义U=s（ct）/s（c），即某时间时的沉降与最终沉降量的比值，即可获得某固结天数对应土层的固结度。
[填空题]29由不固结快剪如何得到有效应力刚度？
参考答案：
[填空题]30Plaxis的三角形单元划分的网格看起来比其他软件稀松一些，精度如何保证？
参考答案：
Plaxis采用高阶15节点三角形，而其他软件提供的三角形或四边形都是低节点的。
详细情况如下：
abaqus平面应变提供了：
3节点三角形，6节点三角形和4节点四边形GTS四边形四节点，高阶单元8节点Plaxis6节点和15节点高阶三角形
[填空题]31简述水位线以上的不饱和材料是否产生超孔压？
参考答案：
非饱和材料中也含有一定量的水，因此，土体压缩过程中会产生超孔压。
经过测试，Plaxis是考虑了非饱和土的超孔压。
许多专家的文献与实验结果也说明了不饱和土的超孔压的存在。
[填空题]32简述所谓完全破坏，什么状态为完全破坏？
参考答案：
情况一，达到破坏荷载但未达到指定的总荷载。
当施加的荷载大小在两个相邻的计算子步中出现减小时，就假设破坏出现。
在记录信息框显示如下信：
“未达到指定的终极状态；土体破坏。
”情况二，Plaxis安全分析中，完全破坏是指剪切破坏，摩尔库伦塑性点贯通形成了滑移面，计算就中止了。
[填空题]33Plaxis模型中的板与实际中板的区别？
如何输入刚度值？
参考答案：
在Plaxis2D中，是用板来模拟桩，所以在模型中桩与板其实是一致的。
都需要等效刚度换算。
注意，输入板的容重时，需要减去相邻土体的容重，这是因为有限单元中板是没有厚度的。
对于梁，或柱由于我们取1m计算宽度中只有一根，所以输入梁和柱的实际容重（每延米长度的重量）对于模型的等效计算宽度，是可以根据实际情况改变的，但要注意程序输入和输出的结果仍然是“每延米宽度内的值”。
[填空题]34软土随着孔隙水压的变化，其力学性质也会显著不同，软件如何考虑水位上升引起的土体参数的变化？
参考答案：
目前软件无法考虑由于孔隙水压力变化而造成的土体强度参数的自动变化。
Plaxis程序中孔隙应力会影响总正应力水平，但不会改变剪应力，因为水是不能承受剪应力的。
Hs模型中的盖帽屈服面是和应力水平相关的。
所以孔隙应力会影响屈服面的位置，也就会影响土体中的应力和[填空题]35简述Plaxis中的界面刚度是如何设定的？
参考答案：
程序中是靠定义界面的剪切模量和压缩模量来确定界面的刚度。
剪切刚度是根据土体刚度做了折减，界面的张开位移和滑动位移计算时考虑了界面厚度的影响具体公式如下
[填空题]36Plaxis中曲线分析程序中的谱分析是什么意思？
参考答案：
plaxis可以曲线从时间主导到频率主导的转化。
生成时间曲线后，可以通过快速傅立叶转化将曲线转化成频率谱。
傅里叶变换简单通俗理解就是把看似杂乱无章的信号考虑成由一定振幅、相位、频率的基本正弦（余弦）信号组合而成，是将函数向一组正交的正弦、余弦函数展开，傅里叶变换的目的就是找出这些基本正弦（余弦）信号中振幅较大（能量较高）信号对应的频率，从而找出杂乱无章的信号中的主要振动频率特点。
[填空题]37plaxis做平面应变问题时，感觉σx应该=σz，但实际两者相差较多？
参考答案：
只有当荷载、结构条件适当，x方向上的应力才能与z方向上的应力相等，大多数情况下是不等的。
如果只有y方向的荷载，σx=σz；如果有水平荷载，则σx不等于σz。
[填空题]38在已知邓肯-张模型参数的条件下简述如何输入Plaxis中HS模型参数？
参考答案：
根据邓肯-张模型和Plaxis中HS模型的理论公式及推导，可得出两种模型中的参数可以通过一定的关系式进行等效，公式推导过程详见下述内容。
在Plaxis中，[填空题]39简述Plaxis中杨氏模量E和主固结模量Eoed的关系。
参考答案：
Plaxis中Young’smodulus（杨氏模量）即变形模量，土体的变形模量相当于材料力学中的弹性模量，但由于土体不是理想弹性体，因此该模量在土力学中被为变形模量。
Plaxis中Oedometermodulus，Eoed即土力学中常用的压缩模量Es（根据实验室e-p曲线得到。
e-p曲线是根据测定土样在各级压力p作用下，土样压缩到稳定的孔隙比变化曲线）。
土的变形模量E0是土体在无侧限条件下的应力和应变的比值；而土的压缩模量Es则是土体在完全侧限条件下的有效应力与应变的比值。
二者的区别在于是否为侧限应力条件，即k0条件。
据此得出二者之间的换算关系为E=Es（1-2v^2/（1-v））
（见《土力学与地基基础》课本P77），这与Plaxis手册中所提供的Eoed=（1-v）E/（（1-2v）*（1+v））一致（（1-v）/（（1-2v）*（1+v））=（1-v）/（1-2v^2））。
关于变形模量E0和压缩模量Es的关系式E=Es（1-2v^2/（1-v））只是一个理论关系式。
实际上由于现场载荷试验测定E0和室内压缩试验测定Es时，各有无法考虑到的因素，使得该式不能准确反映E0与Es之间的实际关系。
这些因素主要是：
压缩试验的土样容易受到较大的扰动（尤其是低压缩性土）；载荷试验与压缩试验的加荷速率、压缩稳定标准都不一样；泊松比大小不易确定等。
据统计资料，E0值可能是Es（1-2v^2/（1-v））值的几倍，一般说来，土愈坚硬则倍数愈大，而软土的E0与该理论公式比较接近。
[填空题]40在plaixs中的材料类型中有两个选项，即排水和不排水，请问这两个参数在模拟实际工程时应该如何选取？
参考答案：
在土力学中，一般有两种类型的分析。
当在土体上施加的荷载为瞬时荷载（理解为在该荷载作用下土体中的孔隙水来不及流动），则认为该荷载为“不排水的”；如果荷载的施加过程中有足够的时间允许由于该荷载引起的土中的超孔压消散，则认为这种荷载为“排水的”简言之，考虑荷载的短期效应时我们采用“不排水”分析；考虑长期效应时，则采用“排水”分析。
[填空题]41简述在PLAXIS中如何模拟不排水行为。
参考答案：
在PLAXIS中有以下三种模拟不排水行为的方法：
（1）undrained+有效强度参数/有效刚度指标
（2）undrained+总强度参数/有效刚度指标
（3）drained+总强度参数+总刚度指标选择undrained时，对应于有效刚度指标参数，同时可以得到超孔压的分布结果。
选择drained时，得不到孔压结果信息。
[填空题]42简述在使用HS模型时为什么会弹出如下图所示对话框？
参考答案：
在HS模型中，K0（NC）并不像M-C中为简单的泊松比的函数，而是一个独立的输入参数。
默认下Plaxis设置使用的是1-sinf的关系式。
但是它与压缩模量等模量相关，因此Plaxis会根据用户所输入的模量等参数提供K0（NC）的一个参考范围值，在该范围外的Plaxis将会给出警告。
在输入窗口中，一般情况下Plaxis会根据其它参数给出一个默认的最可能的计算数值。
[填空题]43输出图形与窗口标题字体大小不合适，如何调整？
参考答案：
缩小图形窗口，图形变小，而标题大小不变。
因此，可以调整图形与窗口标题的比例。
[填空题]44如何改变Plaxis输出结果的等值线间距和云图颜色范围？
参考答案：
通过双击图例可以弹出图例属性，选择手动缩放可以更改等值线间距和云图颜色范围。
[填空题]45如何改变Plaxis中的坐标原点？
参考答案：
可以通过在一般设置中设置模型边界来移动坐标原点，通过将左边和底部的数值设置为非零来移动坐标原点。
[填空题]46Plaxis3DF中非均质斜坡如何建立？
参考答案：
Plaxis中需要通过地质钻孔来生成倾斜的地表面。
如下图所示[填空题]47PLAXIS中如何模拟岩层中的结构面或者土层中的软弱结构面？
参考答案：
通过指定界面的材料参数，可以用界面单元模拟岩层中的节理面。
[填空题]48Plaxis中localelementsize的作用？
参考答案：
这个localelementsize是用来指定网格划分大小的一个系数，默认下是1，意思是与相邻网格尺寸相同。
如果想要加密网格，可以输入一个小于1的系数。
是快捷加密网格的一种方法。
[填空题]49Plaxis中如何得到到某一的精确应力？
参考答案：
Plaxis中的三角形网格的节点是用来计算位移的，节点上的位移是精确的。
三角形内部的应力点为是求解应力的的，应力点上的应力是精确的。
节点上的应力和应力点上的位移都是靠内插生成，有一定误差。
所以要想输出某一点的精确应力，可以在这个点周围加密网格，减小误差。
[填空题]50欲延期试用锁，用户应如何操作？
参考答案：
按照以下步骤生成“.WibuCmRac文件”：
1）插入3D软件锁，点击开始菜单 根据此文件我们将向总部申请激活锁所需文件。
您收到我们的更新文件后，点击“Codemeter控制中心”中的“执行更新”，找到对应的rau文件，即可弹出更新成功的提示信息。
[填空题]513Dfoundation中，圆怎么画？
参考答案：
可以利用桩生成器pile元件，或者用线性逼近的方法画圆。
以前曾做过一个圆形筏板布群桩的例子，当利用pile元件画出圆形筏板，如果添加一根桩，其结果与用线性逼近的方法结果很接近；但是如果在用pile元件生成的筏板上点布多根桩，容易出现问题。
[填空题]52输入程序中为什么要设置两个Loadsystem（A和B）？
有什么区别么？
参考答案：
静力分析时，A和B没有差别，不过在静力计算中通过设置荷载A和荷载B可以在计算阶段方便的通过相应的荷载乘子来改变荷载大小，而不必返回到模型中修改荷载大小。
当模型中既有动力分布荷载又有静力分布荷载时，先用systemA施加，再施加sysemB，然后从荷载>设置动力荷载中将systemB设置为动力荷载，则荷载菜单下的系统B相对应的荷载会全部变成动力荷载。
亦即，荷载菜单的零散荷载系统可以根据设置变为动力与静力系统，所以不能将其归并。
[填空题]53简述plaxis如何模拟荷载逐级增加？
参考答案：
有两种方法：
1）在各施工阶段通过“定义”进入输入程序，点击荷载将其大小修改为所需数值；
2）通过荷载乘子，直接在计算窗口的Mload中进行定义。
通过指定相应的乘子，根据在输入窗口中起始定义的荷载大小。
此时各阶段对应的荷载大小=荷载乘子×荷载的初始定义值。
[填空题]54plaxis在运行计算的时候，有个Pmax，请问这个Pmax是指什么？
参考答案：
P.max指的是最大超孔压的绝对值。
在选择荷载输入方式为“最小孔压”时，用户可以指定P-stop，亦即计算将会在所有节点的超孔压小于Pstop时才停止计算。
为了指定适当的P-stop值，就有必要确定Pmax，P-stop=Pmax（100-x）%，其中x表示固结度。
[填空题]55plaxis中提供了两种生成初始应力的方法，即K0法和重力加载法，那么在使用时如何选择这两种方
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