土力学经典习题

第一部分土的物理性质及工程分类

一、应记住的公式及定义

1．不均匀系数的计算公式及其作用； 2．三相指标的定义；

3．砂土相对密度的计算公式及其用判别砂土密实程度的方法；

4．液性指数的计算公式及其粘性土软硬程度的判别方法；

5．塑性指数的计算公式及其作用；

6．淤泥及淤泥质土的判别；

（淤泥：、、；淤泥质土：、、）

二、例题

例1：某土的天然含水量，天然重度，，，

。试确定该土的名称，并判断所处的状态。

解：①

②

③天然孔隙比

④该土名称：因，，

故该土定名为淤泥质粘土。

⑤因，故该土处于流塑状态。

例2：有一湿土试样重克，已知含水量为，若要制备含水量为的土样，需加水多少？

解：由及可求得未加水前克土中水的重量为

克

设加水量为。又因加水前、后土粒重量不变。即

则克

三、填空题

1、颗粒级配曲线越平缓，不均匀系数越大，颗粒级配越好。为获得较大密实度，应选择级配良好（或不均匀系数较大）的土料作为填方或砂垫层的土料。

2、粘粒含量越多，则颗粒粒径越细。比表面积越大，则亲水性越强，可吸附弱结合水的含量越多，粘土的塑性指标越大。

3、塑性指数Ip=______________，它表明粘性土处于可塑状态时含水量的变化范围，它综合反映了粘性土的颗粒组成、矿物成分与水之间相互作用等因素。因此规范规定：_________为粉质粘土，_______________为粘土。

4、矿物按生成条件分为原生矿物和次生矿物。

5、粒径小于0.005mm的土粒称为粘粒。

6、漂石的粒径_____________200mm。

7、三种主要的粘土矿物为_________________、________________和

_______________。

8、土的结构一般分为________________、________________和

_________________。

9、地下水位以下的土是两相（即水和土粒）相体系。

10、粉土的工程性质介于砂土和粘性土之间。

11、淤泥的天然含水量________________（大于、小于）液限。

12、天然孔隙比e<0.6的土是_______________低压缩性土；e>1.0的土是_____________高压缩性土。

13、当砂土的相对密度1≤Dr＜0.67时，称其是 ____________;松散砂土的相对密实度满足____________________。

14、标准贯入试验捶击数N≤10的砂土的密实度等级为

____________________。

15、按野外鉴别方法，碎石土的密实度分为 _________________、

_______________和________________三个级别。

16、液性指数IL≤0的粘性土处于_______________状态。

17、扰动前后土的强度比称为__________________。

18、塑性指数IP>10的土称为_____________；IP>17的粘性土称为

________________。

19、人工填土分为_____________、________________和_______________。

20、临界水力梯度又称为________________，是土______________与水重度γw的比值。

21、决定无粘性土工程性质的好坏是无粘性土的____________，它是用指标________来衡量。

22、无粘性土基本呈________结构，其土粒排列是影响无粘性土工程性质好坏的主要因素，而粘性土呈________结构和________结构。

23、岩石按风化程度划分为____________，____________和____________。

24、岩石按软硬程度划分为____________和____________。

25、亲水性最强的粘土矿物是__________。

四、问答题

1、概述土的三相比例指标与土的工程性质的关系。

2、土粒结构划分为哪几种，简述每种结构土体的特点。

3、试述地基土的工程分类方法，计算土的物理指标有何工程意义？

6、由Ip大小和ds大小能分别得出什么结论？Ip大小和ds大小有什么关系？

7、常见粘土矿物有哪些？试述粘土矿物颗粒与粗颗粒土比较有哪些特点、特性？

8、简述重力水对地基基础工程的影响。

9、工业与民用建筑地基基础工程中将地基土划分为哪些类别？

10、按沉积条件不同，土体可划分为哪些类别？

11、土体常见的构造有哪些？

12、什么是d10、d60、d30、Cc和Cu，怎样在级配曲线上求得这些指标，并说明它们的用途。

13、说明土的天然重度、饱和重度、浮重度和干重度的物理概念和相互关系，并比较同一种土它们数值的大小。

14、试验室对某种土进行分类定名，请设计必要的试验项目，各采用何种试验方法？提交何种成果？

15、砂土密实状态指标有哪些？采用它们判断砂土的松密状态各有何优缺点？

五、判断题

1、粘性土的软硬程度取决于含水量的大小，无粘性土的疏密程度取决于孔隙比的大小。

2、甲土的饱和度大于乙土，则甲土的含水量一定高于乙土。

3、粉粒是0.074~0.05mm粒组。

4、级配曲线的曲率系数越大，说明土中所含的粘粒越多，土越不均匀。

5、二个土样做土工试验，试改正表中错误的土样计算指标及土名。

土样名 ds ρρd w Sr e wL wp IL 分类名称

1 2.7

2 1.90 1.550 30 65.

3 0.777 3

4 12 0.813 粉土

2 2.70

1.45 0.979 60 136 3.682 45 20 1.777 粉质粘土

7、粘性土的物理状态是用含水量表示的，现有甲、乙两种土，测得它们的含水量甲>乙，则可判定甲土比乙土软。

8、相对稠度会出现IL>0和IL<0的情况？

9、相对密实度Dr会出现Dr>1和Dr<1的情况？

10、甲土的饱和度如果大于乙土，则甲土必定比乙土软。

11、甲土的空隙比大于乙土，则甲土的干重度应小于乙土。

12、土的天然重度越大，则土的密实度越好。三种主要的粘土矿物中，蒙脱石亲水性最强。

13、颗粒级配曲线越平缓，颗粒级配越均匀。

14、土的灵敏度越小，受扰动后其强度降低越多。

15、粘性土和砂土有相同的达西定律表达式。

16、土的液性指数与其天然含水量无关。

17、任取一块土体，其湿重度γ不可能小于干重度γd。

六、选择题

1、无粘性土多具有_____________

A、单粒结构

B、蜂窝结构

C、絮状结构

D、变晶结构

2、颗粒级配试验时，分离粒径大于0.1mm的土粒采用________________

A、烘干法

B、比重计法

C、筛分法

D、环刀法

3、用于判别砂土湿度的是____________

A、孔隙比

B、饱和度

C、孔隙率

D、土粒相对密度

4、在毛细带范围内，土颗粒会受到一个附加应力。这种附加应力性质主要表现为（）。

A、浮力

B、张力

C、压力

5、某土样的孔隙体积等于土粒体积0.95倍，当孔隙为水充满时，土样的重度为多少？（设土粒重度27kN/m3）

A、13.8 kN/m3

B、16.3 kN/m3

C、18.7 kN/m3

6、已知某土样的天然重度γ＝17 kN/m3，干重度γd＝14.5 kN/m3,饱和重度γsat＝18 kN/m3，液性指数IL＝0。试问该土的塑限为多少？（γw＝10 kN/m3）

A、5.9%

B、17.2%

C、24.1%

7、有若干种粘性土，它们的塑性指数都相同，但液限不同，液限越大的土，其透水性有何不同？

A、透水性较小

B、透水性相同

C、透水性越大

8、土的不均匀系数越大，表示土的级配________

A、土粒大小不均匀，级配不良；

B、土粒大小不均匀，级配良好；

C、土粒大小均匀，级配良好；

9、土粒级配越平缓，说明_________

A、土粒均匀，级配不好

B、土粒不均匀，级配良好

C、土粒均匀，级配良好

D、土粒不均匀，级配不好

10、对粘性土性质影响最大的是土中的________

A、强结合水

B、弱结合水

C、自由水

D、毛细水

11、试验测得甲、乙两土样的塑性指数分别为：Ip甲＝5，Ip乙＝15，则______

A、甲土样的粘粒含量大于乙土

B、甲土样的粘粒含量小于乙土

C、两土样的粘粒含量相同

D、难以判别

12、某土样的液限32％，塑限为14％，含水量为36％，孔隙比1.2，该土定名为______

A、粉质粘土

B、淤泥质粘土

C、粘土

D、粉土

13、某土样的天然含水量65％，塑限为22％，液限42％，孔隙比1.6，该土定名为______

A、粉质粘土

B、淤泥质粘土

C、淤泥

D、粉土

14、砂类土的重要特征是________

A、灵敏度与活动度

B、塑性指数与液性指数

C、饱和度与含水量

D、颗粒级配与密实度

15、有两个土样，其天然重度和天然含水量相同，但土粒比重不同，其中________

A、比重大者孔隙比小

B、比重大者孔隙比大

C、比重大者孔隙比大饱和度小

D、比重小者孔隙比大饱和度大

16、下列粘土矿物中，亲水性最强的是________

A、高岭石

B、伊里石

C、蒙脱石

17、对土粒产生浮力的是________

A、强结合水

B、弱结合水

C、重力水

D、毛细水

18、土中所含“不能传递静水压力，但水膜可缓慢转移从而使土具有一定的可塑性的水，称为________

A、结合水

B、弱结合水

C、重力水

D、自由水

19、无粘性土的相对密实度愈小，土愈________

A、密实

B、松散

C、中密

D、难确定

20、下列哪种说法是错误的________

A、稠度状态是反映土的密实程度的术语；

B、稠度状态是描述粘性土的软硬、可塑或流动的术语；

C、砂土常用相对密实度描述其松密程度。

21、无粘性土的分类是按________

A、颗粒级配

B、矿物成分

C、液性指数

D、塑性指数

22、软土的特征之一是________

A、透水性较好

B、强度较好

C、天然含水量较小

D、压缩性较高

23、某砂土的最大孔隙比emax＝2.0，最小孔隙比emin＝0.5，天然孔隙比

e＝0.75，则其相对密实度Dr为___________

A、1.2

B、0.83

C、0.167

D、5

24、评价粘性土的物理特征指标，主要有________

A、天然孔隙比、最大孔隙比和最小孔隙比

B、最大干重度、土粒相对密度和孔隙比

C、天然含水量、塑限和液限

25、毛细水的上升，主要是水受到下述何种力的作用？

A、粘土颗粒电场引力作用

B、孔隙水压力差的作用

C、水与空气交界面处的表面张力作用

26、哪种土类对冻胀的影响最严重？

A、粘土

B、砂土

C、粉土

27、所谓土的含水量，是指________

A、水的重量与土体总重量之比；

B、水的重量与土体中固体部分重量之比；

C、水的体积与孔隙的体积之比

28、颗粒表面具有很强的吸附水化阳离子和水分子的能力，称为表面能：________

A、颗粒越大，表面能越大；

B、颗粒越细，表面能越大；

C、颗粒越圆，表面能越大

第二部分地基土的应力与变形

一、应记住的公式

1．土的竖向自重应力计算公式

（注意：地下水位以下为有效重度）

2．基底压力的计算公式：

中心受压基础：（：基底面积；，为基础平均埋深）

偏心受压基础：

当基础底面为矩形且单向偏心时：（偏心距）

注意：① 为所有外力对基底处的合力矩；② 为偏心方向基础边长。

③；④ 当基础埋于地下水位以下时，计算G时应扣除浮力

3．基地附加压力

中心受压基础：偏心受压基础：

注意：① 为埋深范围内土的加权重度。地下水位以下取有效重度；

②一般从天然地面算起。

4．地基中的竖向附加应力； 5．综合角点法。

6．地基中附加应力为均匀分布的两种情况：

（1）压缩层厚度 ( 为基础的宽度)；

（2）正常固结土上大面积堆载(但注意：如果地基为欠固结土，则附加应力还应加上自重应力。即地基中的附加应力为梯形分布)。

7．用分层总和法计算地基的最终沉降量

8．饱和土的有效应力原理及饱和土的固结理论；

9．根据饱和土的固结理论计算：① 任意时刻基础沉降量；② 达到某一沉降量(或固结度)

所需的时间；③ ；④ （双面排水时取一半）

二、例题

例1：如图示方形基础，边长B=L=4米。试计算基础下第三层（）的压缩量。均布矩形荷载角点下附加应力系数见下表(表中, 。为基础宽度）。

1.2 1.4 1.6 1.8

2.0

0.1516 0.1308 0.1123 0.0909 0.084

F=1536 KN

杂填土 r=16KN/M3

1.0m

.

第①层 1.2m

第②层 1.2m

1.6m

第③层

4 m

O 4 m

解：① 基地附加压力

计算第三层的压缩量

为了计算出第三层的压缩量，应首先计算出第三层中的附加应力。因题中仅给出了且均布矩形荷载角点下附加应力系数，故应采用角点法计算第三层中的附加应力。将矩形基底分为四个部分(见图)，则中心点以下某一深度 (从基底算起)处的附加应力。即

2.4 2.8

3.2 3.6

4.0

1.2 1.4 1.6 1.8

2.0

60.64 52.32 44.92 36.36 33.6

第三层的沉降量

思考：假如上题中作用于基础上的荷载还有 (顺时针方向),则第三层的压缩量为多少？

例2：某饱和粘土层，下部为不可压缩、不透水岩层，表面作用有大面积分布荷载 (如图(a)示）。已知该粘土层的天然重度，在自重应力作用下固结前的，

固结后的，竖向固结系数。

（1）如果是在该粘土层完成固结后施加的，则经过年后地基的沉降量和固结度是多少？

（2）如果是在该粘土层尚未完成固结后施加的，则当固结度为时需多长时间？沉降量为多少？

附注：单向单面排水固结时刻的固结度计算公式为

①如果地基中附加应力分布如图(b)，则

②如果地基中附加应力分布如图(c)，则

③如果地基中附加应力分布如图(d)，则

其中，

解：（1）地基最终沉降量

经过年的

p=120 Kpa

透水透水

5 m 软粘土层

不透水

不透水 (a) (b) (c) (d)

固结度

沉降量

（2）因该土层在自重作用下尚未固结又施加 ,故引起地基沉降的应力包括自重应力和。

地基中的附加应力为梯形分布。因，故地基最终沉量

固结度为时的沉降量

又因，，代如计算公式有年

三、填空题

1、________应力引起土体压缩，________应力影响土体的抗剪强度。

2、假设基底宽度相同，附加压力相同时，条形荷载的影响深度比矩形荷载________，σx=0.1P0的影响深度分别为________和________。

3、________应力不引起地基沉降，________应力引起地基沉降。

4、土中竖向附加应力σx的影响深度与τxz相比，σx的影响深度范围要________,τxz在________处最大。

5、甲、乙两矩形基础，甲的长、宽为2A×2B，乙的长、宽为A×B，基底附加压力相同，埋置深度d也相同。若自基底向下，沿中心线给出甲、乙两基础下的附加应力曲线，进行对比看到在Z乙＝________处，σz甲＝σz乙

6、饱和粘土的沉降由________、________、________沉降组成，计算这几部分沉降时，其压缩性指标要分别采用________、________、________.

7、附加应力自________起计算，随深度呈________。自重应力自________起计算，随深度呈________。

8、压缩系数越____，压缩模量越____，则土的压缩性越高。这两个指标通过________试验，绘制________曲线得到。

9、超固结比OCR指的是________和________之比；根据OCR的大小可把粘土分为________、________、________三类；OCR<1的粘性土属________土。

10、土的压缩试验是在________________条件下完成的。压缩定律是

________，其中a叫____________，它反映了土的____________。

11、某土层在其自重作用下已达固结稳定，且自它形成到现在没有受到地质的剥蚀作用，那么这一粘土层属于________固结土。

12、压缩系数a＝____________a1-2表示压力范围p1=____________，

p2=____________的压缩系数，工程上常用a1-2来评价土的压缩性的高低。当________时属中等压缩性土，当________时属高压缩性土。

13、压缩试验中，环刀土样置于刚性护环中，所以称此试验为____________，用该试验测得的压缩性指标a、Es称为____________，压缩试验每级荷载下压至变形“稳定”，所以由此试验测得的指标可用来计算地基的________。

14、用分层总和法计算地基沉降时，采用________指标使沉降计算值偏小，采用________指标又使计算值偏大，相互有所补偿。

15、时间因素Tv=____________，说明公式中各符号的意义。

16、地基沉降与时间有关，砂土沉降在加荷后完成________，饱和粘性土最终沉降量完成需________。

17、计算土体自重应力应该从____________算起。

18、长期抽取地下水，导致地下水位大幅度下降，从而使原水位以下土的有效自重应力____________，而造成____________的严重后果。

19、地基中一点自重应力的计算深度自__________起算，而附加应力自

__________起算。

20、基底压力实际呈____________分布；而在简化计算中假定其为________分布。

21、均布条形荷载在____________引起的地基剪应力最大。

22、集度为q的大面积均布荷载引起的地基竖向附加应力随深度________，其数值等于________。

四、判断题

1、土中附加应力的计算公式为，因此建筑在同样的地基上，基底附加应力相同的两个建筑物，其沉降值应相同。

2、在任何情况下，土体自重应力都不会引起地基沉降。

3、地基土受压时间越长，变形越大，孔隙水压力也越大。

4、地下水位下降会增加土层的自重应力，引起地基沉降。

5、绝对刚性基础不能弯曲，在中心荷载作用下各点的沉降量一样，所以基础底面的实际压力分布是均匀分布的。

6、在渗流固结理论中土的应力――应变是非线性弹性模型。

7、当土层的自重应力小于先期固结压力时，这种土称为超固结土。

五、问答题

1、简述太沙基的有效应力原理。

2、列举影响基底压力分布的各因素。

3、利用弹性理论求解土中附加应力的基本假设是什么？

4、试述基底压力按直线分布计算的条件？

5、什么是基底附加压力，计算基底附加压力有何工程意义？

6、试列举出土的自重应力也能引起地面下沉的几种情况。

7、何谓有效应力？研究有效应力的工程意义是什么？

8、Es、E0、E的物理意义各为何？任何确定？主要用途？

9、试说明“沉降主要发生在浅层”这句话的含义。

10、与常见的建筑材料相比，土的变形（压缩）有什么基本特征？

11、说明分层总和法利用公式，计算h厚土层的沉降量时，式中的意义。

12、何谓饱和粘性土的渗透固结，试说明固结过程中土中应力的转换过程（即渗透固结过程与有效应力原理的关系）。

13、何谓瞬时沉降？

14、说明压缩系数的意义及其工程应用。

15、说明压缩系数的意义及其工程应用。

16、何谓次固结沉降？

17、说明计算基础沉降时，用侧限压缩性指标计算基底中心点处沉降的规定所引起的误差。

18、关于计算深度的确定方法，《规范》法比分层总和法的优越之处在哪里？

19、简述“分层总和法”确定计算深度的方法。

20、试述地基最终沉降量计算的分层总和法和按规范计算方法之间有何异同（从基本原理、采用的指标、压缩层计算深度及修正系数等方面）？

21、什么是有效应力原理？为什么说它是土力学中的一个很基本的原理？

22、改正下图中的错误：

23、A、B两种土的荷载试验方法相同，试验结果绘出p～s曲线，问哪种土的压缩模量大？哪种土的压缩性大，为什么？

24、指出下图中的和分布图哪个是对的？

25、已知甲乙两基础如左下图所示，。则基础沉降，试说明原因？

26、已知甲乙两基础如右上图所示，。两基础沉降是否相同？

为什么？

27、什么是土的自重应力？自重应力如何确定？为什么它和x、y轴无关？

28、地下水位的变化对土的自重应力有何影响，当地下水位突然降落和缓慢降落时，对土的自重应力影响是否相同？

29、有相临刚性建筑物，建于均质地基上，基底压力均匀分布，若两建筑物同时兴建，试问两建筑物是否会同时下沉，为什么？各向什么方向倾斜？若其中一个建筑物先建，经过多年后再建第二个建筑物，两建筑物的倾斜方向有无变化，为什么？

30、地基土的非均匀性对土中的附加应力分布有何影响？对双层地基，如上层硬下层软或上层软下层硬，在软硬层分界面上，其应力的分布有何区别？如不考虑这些影响，对地基变形、强度的估计是偏于安全还是危险？

31、粘性土和砂性土地基在受荷后，其沉降特性有何不同？

32、高层建筑物通常有主楼和裙楼，主楼往往比较高、荷载也大，如从沉降的角度考虑，应先施工哪一部分比较合理，为什么？

六、选择题

1、计算自重应力时，对地下水位以下的土层采用________

A、湿重度

B、有效重度

C、饱和重度

D、天然重度

2、只有________才能引起地基的附加应力和变形。

A、基底压力

B、基底附加压力

C、有效应力

D、有效自重应力

3、地基中附加应力的有效范围________。

A、较浅

B、较深

C、在基础的边缘

D、在基础两侧

4、当地基中附加应力曲线为矩形时，则地面荷载的形式为________。

A、条形均布荷载

B、矩形均布荷载

C、无穷均布荷载

5、条形均布荷载中心下，附加应力随深度减小，其衰减速度与基础的宽度b有何关系？

A、与b无关

B、b越大，衰减越慢

C、b越大，衰减越快

第三部分土的抗剪强度

一、应记住的公式

1．库仑公式总应力表达式

有效应力表达式

2．极限平衡关系式

形式一：

形式二：

形式三：

3．过土中某点与大主应力作用平面成角的斜平面上正应力、剪应力计

算公式

4．平面应变条件下某点主应力与一般应力状态的关系

5．土中某点发生剪切破坏的判别方法。

6．抗剪强度指标的选择方法。

注意：在上述各式中，所有应力均指的是有效应力，、均指的是有效抗剪强度指标。

二、例题

例1：某条形基础下地基在某点的应力状态为： , ，地基土抗剪强度指标为： , 。问该点的剪应力至少增加到多少时方发生剪切破坏？

解：先计算该点的和。因

又因。即。解该方程有

思考：在上题中，若为总应力，抗剪强度指标为有效指标，且孔压，应如何计算？

例2：已知土中某点总应力的最大、最小主应力分别为 , ,该点的孔隙水压力 ,土的有效抗剪强度指标为，。试判别该点所处的状态。

解：略。（请用多种方法判别）

三、填空题

1、无粘性土的抗剪强度来源于______________，粘性土的抗剪强度来源于______和____________。

2、粘性土抗剪强度库仑定律的总应力的表达式 _______________，有效应力的表达式 ________________。

3、剪切试验按排水条件不同，划分为_____________，_____________和_____________；一般__________的指标比_____________的指标小。

4、随着固结度的提高，饱和粘性土的抗剪强度___________________.

5、无粘性土抗剪强度公式是_________________其中是_________应力。

6、地基为厚粘土层，施工速度快，应选择______________抗剪强度指标。

7、某些工程施工工期较长，能固结排水，当工程完工后，使用荷载短期内突增，宜选择_________试验的抗剪强度指标。

8、土体中的剪应力等于土的抗剪强度时的临界状态称之为土的

_______________状态。

9、直接剪切试验的优点是

________________________________________________，缺点是

___________________________________________________________________。

10、土的抗剪强度指标是___________，测定抗剪强度指标的工程用途是___________。

11、三轴试验的优点是_______________________________。

12、随荷载增加，地基变形三阶段是________________，

____________________和____

___________________，简述每个阶段土体变形和土体状态的基本特征。

13、破裂角指的是_______________与_______________的夹角，其大小为

__________。

14、十字板剪切试验适用于原位测定_________土的抗剪强度，测得的土体相对于_______试验条件下的抗剪强度指标。

15、直接剪切试验时，土样的破裂面与竖直面的夹角为___________。

16、饱和粘性土不固结不排水条件下的内摩擦角等于__________。

17、土中一点的摩尔应力圆在抗剪强度直线以下，表示它处于

_____________状态。

18、由十字板在现场测定的饱和粘土的抗剪强度属于

_______________________的试验条件。

19、饱和粘性土的不固结不排水剪切试验中，强度包线为_______________线，即 _________，其抗剪强度等于____________。

20、土的强度是指土的___________强度。

21、一种粘性土的含水量越大，其内摩擦角越__________。

22、土的三轴压缩试验按剪切前的固结程度和剪切时的排水程度分为三种试验方法，即___________________、______________________和

________________________。

23、抗剪强度曲线与摩尔应力圆在A点相切，表明A点所代表的平面的剪应力 _____土的抗剪强度，即该点处于__________________状态。

24、________和________称为土的抗剪强度指标。

25、同一种粘性土，含水量越大，内摩擦角越________。

26、对于软粘土的短期稳定问题，则宜采用______________的强度指标，以__________法进行计算。

四、判断题

1、地基中孔隙水应力越大，土的抗剪强度越高。

2、条形均布荷载中点下，剪应力总等于零。

3、当土中某点时，该点不会发生剪切破坏。

4、一般压缩性小的地基土，若发生失稳，多为整体剪切破坏形式。

5、地基土的强度破坏是剪切破坏，而不是受压破坏。

6、土中应力水平越高，土越易破坏，说明土的抗剪强度越小。

7、地基土的临塑荷载大小与条形基础的埋深有关，而与基础宽度无关，因此只改变基础宽度不能改变地基的临塑荷载。

8、由饱和粘性土的不排水剪切试验可得，如果根据这个结果绘制有效应力强度包线也可得到。

9、由土的三轴剪切试验可知，如果应力路径不同，那么所得到的有效应力抗剪强度指标在数值上存在较大的差异。

10、正常固结土的不固结不排水试验的破坏应力圆的包线是一条水平线，它说明土样的破坏面与最大剪应力面是一致的。

11、同一固结土样（正常固结）作固结排水剪和固结不排水剪，它们所得的有效应力强度指标基本相同。

12、松砂在不排水剪切过程中孔压升高，在排水剪切过程中体积缩小。

13、松砂的抗剪强度没有峰值，却随着变形而上升（硬化）；密砂的抗剪强度有峰值，而后随变形而下降（软化）。

14、土体发生剪切破坏是由于土粒本身被剪碎。

15、饱和粘性土固结不排水剪切试验可用无侧限压缩试验代替。

16、影响无粘性土抗剪强度的主要因素是其初始孔隙比。

17、无粘性土的初始孔隙比小于相应的临界孔隙比时，受剪体积膨胀。

18、强超固结土在受剪过程中体积有增大的趋势，在不排水剪切时，其孔隙水压力将减小。

19、固结排水剪与固结不排水剪有效应力强度指标相差很大。

20、土的抗剪强度是土体本身固有的性质，与试验方法无关。

21、三轴剪切的CU试验中，饱和的正常固结土将产生正的孔隙水压力，而饱和的强超固结土则可能产生负的孔隙水压力。

22、饱和粘性土固结的过程是抗剪强度减小的过程。

23、固结排水条件下，饱和粘性土样破裂面与最大剪应力面重合。

五、问答题

1、如图，试说明土体在1、

2、3三点所表示剪切面上的剪应力和抗剪强度的大小关系。

题1图题2图

2、如右上图，摩尔圆与库仑直线相切，试说明土体的剪切破裂面的方向。

3、写出用大小主应力表示的粘性土的极限平衡条件。

4、试说明饱和粘性土为什么随固结度的提高，其抗剪强度提高，而压缩性降低。

5、同一饱和粘性土样的抗剪强度指标为什么随试验方法的不同而不同，试在同一坐标系上定性画出其三种不同排水条件适用所得抗剪强度曲线。

6、影响土的抗剪强度的主要因素有哪些？它们是如何影响土的抗剪强度的？

7、说明为什么同一种土样，其抗剪强度指标？

8、为什么饱和粘性土不固结不排水剪的强度包线是一条水平线？

9、简答摩尔－库仑强度理论要点，为什么土的强度不能用某一强度值表示，应该如何正确表示？

10、测定天然饱和粘性土不排水强度的三种方法（包括如何测定及成果表示方法）。

11、土体中发生剪切破坏的平面，是不是剪应力最大的平面？在什么情况下，剪切破坏面与最大剪应力面是一致的？在一般情况下，剪切破坏面与最大主应力面成什么角度？

12、试绘出超固结饱和粘性土和正常固结饱和粘性土在不排水剪切和排水剪切过程中的应力应变关系及体积、孔隙水压力随应变变化的关系示意图。

13、试比较直剪仪与三轴仪的优缺点。

14、某地基的渗透系数很小（K<8×10-8cm/s），若在其上修建水闸，需验算不同时期的稳定性，试问：

（1）若采用快速法施工，则竣工时应采用什么方法确定抗剪强度？

（2）若采用满速法施工，则竣工时应采用什么方法确定抗剪强度？

（3）水闸建成后经较长时间才投入使用，则应采用什么方法确定抗剪强度？

15、从土的抗剪强度机理出发，说明土与钢材、混凝土等材料的抗剪强度的区别。

16、用十字板测得的抗剪强度相对于在试验室内采用什么方法测得的抗剪强度？试说明同一土层，在现场用十字板测得的抗剪强一般随深度而增加的原因？

17、为什么分析渗透性很小的软粘土地基或土坡的稳定性时，是采用不排水剪试验指标进行计算？还可用哪些方法测试的指标进行计算？

18、为什么饱和软粘土地基在荷载作用下强度会逐渐增长？

19、进行不同土样的强度试验，可以得到两种不同的强度特性曲线。试问哪一种土样会出现峰值强度？哪一种土样没有峰值强度，而只有终值强度，为什么？

20、土的剪切体积变形的物理力学机理是什么？对土的抗剪强度有什么影响？试解释较疏松的饱和粉细砂地基容易震动液化的原因？

21、在三轴仪上用密砂和松砂分别做三轴排水和三轴固结不排水试验，得到偏应力、体积变形、孔压u 和轴向应变的关系曲线如图所示，试判断并解释哪一组试验曲线是排水试验，那一组是不排水试验？

22、用砂土的结构特点说明：

（1）为什么松砂在不排水剪切过程中孔压升高，在排水剪切过程中体积减小？

（2）为什么松砂在抗剪强度没有峰值，却随着变形而上升（硬化）？

（3）为什么密砂的抗剪强度有峰值，而后所变形而下降（软化）？

23、什么叫应力路径？试画出常规三轴试验的应力路径。

24、已知地基中一点的大主应力为，地基土的粘聚力和内摩擦角分别为和。求该点的抗剪强度。

六、选择题

1、对施工速度较快，而地基土的透水性差和排水条件不良时，可采用三轴仪的_______结果计算抗剪强度。

A、不固结不排水试验

B、固结不排水试验

C、固结排水试验

D、不固结排水试验

2、砂土在剪切过程中_________。

A、土体体积随剪切变形增加而增加；

B、土体体积随剪切变形增加而减小；

C、土体体积变化与砂土密实程度和剪切位移有关。

3、土的抗剪强度，下列说法正确的是________

A、土体中发生剪切破坏的平面，为最大剪应力作用面；

B、土体中发生剪切破坏的平面，其剪应力等于抗剪强度；

C、总应力强度线的内摩擦角总是大于有效应力强度线的内摩擦角。

4、已知某土样的强度指标所承受的在主应力问土样是否达到了极限平衡状态？

A、没有达到

B、刚刚达到

C、超过

5、现场十字板剪切试验得到的强度与室内哪一种试验方式测得的强度相当_______。

A、慢剪

B、固结快剪

C、快剪

6、属于土抗剪强度原位测试的是________

A、三轴剪切试验

B、直接剪切试验

C、无测限抗压强度试验 C、十字板剪切试验

7、无侧限抗压强度试验，可以测定土的____________________。

A、灵敏度

B、压缩模量

C、固结不排水剪强度

8、饱和粘性土在不同排水条件下的三轴试验中，由________试验测得的值最大。

A、不固结不排水剪切

B、固结不排水剪切

C、固结排水剪切

七、分析绘图题

某土坝的断面见下图，在坝基下有一点N，请绘出N点在下列情况下的应力路径。N点得到初始应力状态在图中的A点（只需绘出应力路径的示意图）。

1、土坝快速施工一次性填筑到顶，使N点达到破坏；

2、土坝分四层填筑，每一层填筑完后间歇一段时间，第四层填筑完后，N 点达到破坏。

N A

第四部分土压力地基承载力和土坡稳定性

一、应记住的公式

1．主动土压力强度公式（）

总主动土压力① 数值：主动土压力强度分布图形的面积

②方向和作用点的确定

2．用朗肯土压力理论计算成层土（包括地表有均布超载作用）的主动土压力。包括：

①主动土压力分布图；② 总主动土压力大小、方向和作用点（位置）；

③ 开裂深度。

3．静水压力强度和总静水压力。

4．用地基极限承载力公式讨论影响地基承载力的主要因素及其提高地基承载力的主要措施。

二、例题

例1：某挡土墙墙背垂直光滑，墙后有两层填土。上层土性指标为：，，，填土厚度；下层为：，，，填土厚度。第一层填土表面作用有均布荷载，地下水位位于第二层填土表面。试计算作用在该挡土墙上的总主动土压力和总压力。

解：① 将按第一层土的重度换算成等效高度

计算原填土表面处的主动土压力强度

计算第一层填土底面处的主动土压力强度

因，，故在第一层中有部分土已开裂。设其开裂深度为 (从原填土表面算起）。则从，有

或设开裂深度为（从假想的填土表面算起）。则从有

和第一层土在第二层表面处产生的总竖向自重应力

其等效土层高度

第二层表面处的主动土压力强度（，）

第二层底面处的主动土压力强度

总主动土压力

方向水平，指向墙背。设作用点距墙底的竖直距离为。则从

可得

作用在墙背上的总静水压力

作用在墙背上的总压力

设作用点距墙底的竖直距离为。则从

有方向水平，指向墙背。

三、填空题

1、所谓挡土墙土压力是指_________________，它是挡土墙设计时的主要__________，因挡

土墙断面在较长范围内不变，计算时取____________作为计算段进行分析、计算。

2、计算挡土墙上土压力的朗肯理论的适用条件是

_______________________________，该理论把墙后填土视为_____________，根据土的_______________________计算土压力的。

3、计算挡土墙上土压力的库仑理论的适用条件是

____________________________，该理论把墙后填土出现__________________时所形成的_____________________作为隔离体，根据________________计算土压力的。

4、具有垂直光滑墙背、墙后填土面水平的挡土墙，若墙后填土为粘性土，墙背上所受水平主动土压力强度_________________________因此在填土表面水平主动土压力强度的计算值 _________________________，而该处实际的主动土压力强度 ___________；若墙后填土表面受有连续均布荷载q（q≠0），当

q=_____________时墙背填土表面处的主动土压力强度值将为零。

5、挡土墙背后应填______________土，不应该填___________土。

6、土压力的下限是_____________________。

7、挡土墙后填土处于静止土压力状态时，土中任意点的摩尔应力圆在抗剪强度直线的_____________。

8、朗肯土压力理论要求挡土墙背_________、___________，墙后填土表面________。

9、根据墙背倾角，重力式挡土墙可分为____________、_____________和__________三种基本形式。

10、经典库仑土压力理论假定填土为均匀的___________________且滑裂面为通过墙踵的____________。

11、条分法可用于______________土坡的___________分析。

12、静止土压力系数是_____________与______________的比值。

13、由库仑土压力理论算出的被动土压力往往比实测值大，这主要是因为___________

__________________________________________________________________。

14、挡土墙常见的形式有_____________、_________________和

_______________等。

15、挡土墙上的土压力根据墙的位移情况和墙后所处的应力状态，可分为___________、_______________和__________________。

16、挡土墙土压力___________最大，_____________最小。

17、地基发生整体剪切破坏经历的三个阶段为____________________、

_____________

_________和_____________________。

18、在进行地基极限承载力理论推导时，假定地基的破坏是

_________________，而基础的形状是_____________________。

四、判断题

1、库仑土压力理论假定土体的滑裂面是平面，计算结果对主动土压力偏差较小而被动土压力偏差较大。

2、墙后填土的固结程度越高，作用在墙上的总推力就越大。

3、库仑土压力理论的计算公式是根据滑动土体各点的应力均处于极限平衡状态而导出的。

4、朗肯主动土压力系数

5、库仑土压力理论计算中会出现负土压力强度。

6、右图，已知墙后土压力分布线为abcd,且ab//cd

a：

b：

c：

d：

7、挡土墙后地下水位上升可使土压力减小。

8、其它条件相同时，仰斜重力式挡土墙背受到的主动土压力小于俯斜式的。

9、简单砂土土坡的稳定性分析可简化为坡面上一个土点的稳定性问题。

10、库仑土压力理论是通过先求土压力强度再求其合力的途径得到的。

11、悬臂式挡土墙主要依靠自身重量抵抗土压力。

12、挡土墙设计中应注意排水和防水。

13、太沙基地基极限承载力理论假定基底是粗糙的。

14、相同墙体和填土条件下，三种土压力中静止土压力最小。

15、条分法常用于分析无粘性土坡的稳定性。

16、临塑荷载与基础宽度无关。

17、推导临塑荷载理论公式时，假定土的静止侧压力系数等于1。

18、在验算挡土墙的稳定性时，通常要进行抗倾覆验算和抗滑移验算。

五、选择题

1、在填土坡面上做挡墙护坡（左下图），判断作用于挡墙上土压力的性质。

A、土压力为0

B、主动土压力

C、静止土压力

D、被动土压力

2、用哪个公式计算右上图所示挡土墙上A点的主动土压力强度合理？

A、 B、

C、 D、

其中：VVw为土中孔隙的体积。

3、挡土墙的墙后填土料宜选用

A、粘土

B、淤泥

C、淤泥质粘土

D、砂土

4、若产生主动土压力为，被动土压力为，所需的挡土墙位移量分别为，则下述哪个这正确的？

A、 B、

C、 D、

5、朗肯土压力理论中，当墙后填土达到主动朗肯状态时，填土破裂面与水平面成多少角度？

A、 B、 C、 D、

6、由于朗肯土压力理论忽略了墙背与填土之间摩擦的影响，因此计算结果与实际有出入，一般情况下

A、主动土压力偏小，被动土压力偏大；

B、主动土压力和被动土压力都偏小；

C、主动土压力和被动土压力都偏大；

D、主动土压力偏大，被动土压力偏小。

7、提高挡土墙墙后的填土质量，使土的抗剪强度增大，将使作用于墙背的

A、主动土压力增加

B、主动土压力减小

C、静止土压力增加

D、被动土压力减小

8、挡土墙的抗倾覆稳定安全系数k要求

A、 B、 C、 D、

9、设计仅起挡土作用的重量式挡土墙时，土压力应按

A、主动土压力计算

B、被动土压力计算

C、静止土压力计算

D、静止水压力计算

10、无粘性土坡的稳定性主要取决于

A、坡高

B、坡角

C、坡高和坡角

D、土的性质

11、填方边坡的瞬时稳定性与长期稳定性安全度有何不同？

A、 B、 C、

12、挖方边坡的瞬时稳定性与长期稳定性安全度有何不同？

A、 B、 C、

13、大堤护岸边坡，当河水高水位骤降到低水位时，边坡稳定性有何影响？

A、边坡稳定性降低

B、边坡稳定性无影响

C、边坡稳定性有提高

14、地基土达到完全剪切破坏时的最小压力称为

A、临塑荷载

B、塑性荷载

C、极限荷载

D、都不是

15、临塑荷载及比例荷载的计算式是在条形均布荷载作用下导出的，对于矩形和圆形基础，其结果偏于

A、安全

B、不变

C、危险

D、都不对

16、利用库仑公式计算挡土墙土压力时，所需的墙后填土强度指标是

A、内摩擦角

B、内聚力

C、内摩擦角和内聚力

17、对同一地基，下列指标数值最小的是

A、P

B、P

C、Pcr

D、Pu

18、所谓地基的极限承载力是指

A、地基的变形达到上部结构极限状态时的承载力

B、地基中形成连续滑动面上的承载力

C、地基中开始出现塑性区时的承载力

19、根据载荷试验确定地基承载力时，P－S曲线不再保持线性关系时，表示地基土处于何种受力状态？

A、弹性状态

B、整体破坏状态

C、局部剪切状态

20、在的基础上，有两个宽度不同，埋深相同的条形基础，试问两基础的稳定安全度有何不同？

A、两基础安全度相同

B、宽度大的安全度大

C、宽度小的安全度小

21、所谓临塑荷载，就是指

A、地基持力层将出现塑性区时的荷载

B、持力层中出现连续滑动面时的荷载

C、持力层中出现某一允许大小塑性区时的荷载

22、在粘性土地基上有一条形刚性基础，基础宽度为b。在上部荷载作用下，基底持力层内最先出现塑性区的位置在哪一部位？

A、条基中心线下

B、离中心线b/3处

C、条基边缘处

23、静止土压力的特点是________。

A、墙后填土处于极限平衡状态；

B、土压力方向与墙背成δ角；

C、挡土墙无任何位移；

D、填土滑裂面与水平面呈450＋φ/2

六、问答题

1、填土内摩擦角的大小对土压力有何影响？

2、墙背的粗糙程度、填土排水条件的好坏对主动土压力的大小有什么影响？

3、试在挡土墙的位移与土压力关系的坐标上，表示出土压力与墙身位移的关系曲线示意图。

4、用土的极限平衡理论说明主动土压力和被动土压力的概念。

5、简述影响墙背上土压力大小的因素。

6、试比较库仑、朗肯理论有哪些相同点和不同点。

7、挡土墙应怎样移动才能产生主动土压力？

8、主动土压力是土压力中的最小值，为什么在库仑土压力理论公式推导中却要找最大的值作为主动土压力。

9、试比较朗肯土压力理论与库仑土压力理论所优缺点和各自的适用范围。

10、墙后填土中地下水位的升降对挡土墙的稳定有什么影响？

11、挡土墙通常都设有排水孔，它起什么作用？如何防止排水孔失效？

12、什么是挡土墙的减压平台，它的减压机理是什么？

13、简述提高挡土墙稳定性的措施。

14、为减小挡土墙的土压力，试问：墙后的填土越松越好吗？为什么？从有利于墙的稳定性出发，采用什么填土最好？

15、土坡稳定性分析有何实际意义？影响土坡稳定性的因素有哪些？

16、对于松软地基（产生局部剪切破坏），如何使用太沙基公式求地基的承载力？

17、太沙基承载力公式适用的范围有哪些？

18、地基的破坏形式有哪些？何种情况下发生整体剪切破坏？

19、挡土墙设计中包括哪些基本计算？

20、简述地基发生整体剪切破坏的特点。

21、影响地基承载力的因素有哪些？

第五部分土的渗透性（待续）

第六部分其它

1.土的天然重度、饱和重度、有效重度和干重度从小到大的排序

为 > > > .

2．粘性土分类的主要依据是塑性指数。

2．在饱和土的固结过程中，孔隙水压力逐渐减小，有效应力逐渐增大，沉降量逐渐增大，抗剪强

度逐渐增大。

4．由侧限压缩试验可测得土的压缩系数和侧限压缩模量两个压缩性指标。其中，越大，土的压缩性越大；越小，土的压缩性越大。

5．以土的物理性质指标确定粘性土的名称、孔隙比和软硬程度时，一般应进行土粒相对密度、土的天然重度、天然含水量、液限和塑限等五项试验。

6．土中某点发生剪切破坏时，破坏面与最大主应力作用面的夹角为，与最小主应力作用面的夹角为。

7．岩石按风化程度可分为微风化、中等风化和强风化。

8．保持基地压力不变，增大基础埋深，则基底附加压力减小，基础沉降减小。

9．无粘性土地基的承载力主要取决于密实度。

10．当粘性土的天然含水量大于其液限时，该土处于流动状态。

11．对灵敏度较高的土，当其受到扰动时，抗剪强度将降低。

12．主动土压力是墙远离填土移动，被动土压力是墙向填土移动，并且墙后填土处于极限平衡状态时填土对墙背的作用力。