土力学网上作业题参考答案共18页
东北农业大学网络教育学院
土力学网上作业参考答案
绪论
一、填空
[1]地基。
[2]基础。
[3]持力层。
[4]下卧层。
[5]下卧层。
第一章土的物理性质及其工程分类
一、填空
[1]无机矿物颗粒和有机质，土粒。
[2]原生矿物和次生矿物。
[3]粒度。
[4]粒度成分。
[5]C u＜5，C u越大，C u＞10。
[6]结合水和自由水 ,吸着水（强结合水）和薄膜水（弱结合水）。
[7]单粒结构、蜂窝结构和絮状结构。
[8]液限、塑限和缩限。
[9]塑性指数。
[10]液性指数。
[11] 碎石土 。 [12] 大于
2mm ,大于0.075mm 。
[13] 细粒土 。
[14] 含水量和击实功能。
二、判断题 三、证明题
[1]证明：w
s
d
e d γγ+1=
证明：设e V V V V V V
e V S V V S
V S +1=+=,==1=?
[2]证明：n
n S w s r
γωγ)
1(=
证明：设n V n V n V V
V s v v ?1
=,==,1=
[3]证明γ
e
e S s
w r +1+=
γγ
（2）证明：设e V V V V V V e V S V V S
V
S +1=+=,==
1=? 四、计算题
[1]某地基土层，用体积为72cm 3的环刀取样，测得环刀加湿土重170g ，环刀重40g ，烘干后土重122g ，土粒相对密度为2.70，问该土样的w 、e 、r s 、γ、d γ、
sat γ和γ'各为多少？并比较各种重度的大小。
解：V=72cm 3，m=170－40=130g ，m S =122g ，m W =130－122=8g
0.18=72
10
×130===
V mg V G γkN/m 3 6.20=10×6
.16
.0+7.2=+1+=
W S sat e e d γγkN/m 3 6.10=106.20==′W sat γγγ kN/m 3
9.16=10×6
.17.2=+1=
W S d e d γγkN/m 3 [2]一土样重200g ，已知含水率为16%，若要制备含水率为20%的土样，需加多少
水？加水后土样重量为多少？
解：已知：m 1=200g ，%161=ω，%202=ω，则：
???
???
?=-?+=?+==-==%20%161111211111w w w s w w w w s
w m m m m m m m m m m m m ωω将m 1=200g 带入得：1w m =27.6g ，w m ?=6.9g
∴加水后土样重量为：m 2=m 1+w m ?=200+6.9=206.9g
[3]某土坝施工中，上坝土料的s d ＝2.7，1w ＝10％，上坝时虚土1d γ＝12KN/m 3
，要求碾压后2r S ＝95％，2d γ＝16.8KN/m 3，若每日填土5000m 3，文每日上坝虚土多少m 3？共需加水多少t ？
解：（1）g V m s
d 1
1=
γ，g V m
s d 2
2=γ，由于碾压前后土粒重力不变，
（2）t kg m g V m s s d 8400=8400000=10
5000×10×8.16==322
?γ ∴)(=12w w m m s w ?＝8400（0.214－0.1）＝958t
∴)(12w w m m s w -=?＝8400（0.214－0.1）＝958t 五、简答题
[1]简述击实功能对粘性土压实性的影响？
1.土料的max d ρ和op ω不是常量，max d ρ随着击数的增加而逐渐增大，而op ω则随着击数的增加而逐渐减小。然而，这种增大或减小的速率是递减的，因此只靠增加击实功能来提高土的max d ρ是有一定限度的。
2.当ω较低时，击实功能影响较显著，而当含水量较高时，击实曲线接近于饱和线，这时提高击实功能是无效的。 第二章 土中水的运动规律 一、填空题
[1]
渗流或渗透。
[2] 渗流量与过水断面面积以及水头损失 ， 断面间距 。 [3] 一次方 。
[4]
常水头试验 。 [5] 变水头试验 。
[6] 渗透系数 。 [7] 渗透力。 [8] 渗透变形。 [9]
流土和管涌。
[10] 流土 ,地基或土坝下游渗流逸出处。 [11] 管涌 。
[12] 渗透系数， ki A
q v kAi l h
kA
q ====或? 二、判断题 三、证明题 [1]证明e
d i s w c
+11
=′=
γγ 证明：e d V V d V V V gV d V V g V V V g m i s v s s s w s w s w s w s w s s w s w s w
c +11=+)1(====′=γγργγργγγ
γ
四、计算题
板桩支挡结构如图所示，由于基坑内外土
层存在水位差而发生渗流，渗流流网如图中所示。已知土层渗透系数k ＝2.6×10－3
cm ／s ，A 点、B 点分别位于基坑底面以干1.2m 和2.6m 。试求：
（1）整个渗流区的单宽流量q ；
（2）AB 段的平均渗透速度AB v （A 点、B 点所在流网网格==b l 1.5m ）； （3）图中A 点和B 点的孔隙水压力A u 与B u 。
（4）流网网格abcA 的网格长度5.1=l m ，判断基坑中的a~b 段渗流逸出处是否发生流土？（地基土20=sat γKN/m 3
）
解：（1）m ＝4，n ＝9，h ＝5－1.5－1＝2.5m ， ∴11.2=3600×24×1
9)
14(×5.2×10×10
×6.2=
1
)1(=
23
n m kh q m
3
/d?m
（2）Δh＝
m n h 31.0195.21=-=-，∴5
.131
.0106.23?
?=?==-l h k ki v AB ＝5.4×10－4cm/s （3）H A =（10－1.5）－7×0.31－（5－1.2）＝2.53m ，A u ＝A w H γ＝10×2.53＝
25.3KPa
H B =（10－1.5）－6×0.31－（5－2.6）＝4.24m ，B u ＝B w H γ＝10×4.24＝42.4KPa
（4）1101020=-='=w C i γγ，流网网格abcA 的平均水力梯度为21.05
.131.0==?=l h i ＜C i
所以，渠底a~b 段渗流溢出处不会发生流土。 五、简答题
[1]简述流网的四点基本性质?
1.流线与等势线相互正交，所构成的流网网格为曲边正方形，即 。
2.任意两相邻等势线间的水头损失相等；
3.任意两相邻流线间的单位渗流量相等；
4.在确定流网中等势线数量 时，上下游的透水边界各为一条等势线；在确定流网中流线数量 时，基础的地下轮廓线及渗流区边界线各为一条流线。 [2]简述常用的防渗技术措施？
1.减小水力梯度 （1）降低水头 （2）增加渗径
2.在渗流逸出处加设铺盖或铺设反滤层
反滤层可以滤土排水，防止细小颗粒流失，同时通畅地排除渗透水流。反滤
层一般为1～3层，由砂、卵石、砾石、碎石构成，每层粒径沿着水流方向逐渐增大。
3.在建筑物下游设置减压井、减压沟等，使渗透水流有畅通的出路。 第三章 土中应力分布及计算 一、填空
[1] 自重应力和附加应力 [2] 基底压力， 地基反力。
[3] 基础的刚度和地基的变形条件 。
[4] 马鞍形分布、抛物线形分布以及钟形分布。 [5] 基底附加压力。 [6]
深宽比和长宽比 。
二、判断 三、计算题
[1]一矩形基础，宽为3m ，长为4m ，在长边方向作用一偏心荷载N ＝F 十G ＝1200kN 。偏心距为多少时，基底不会出现拉应力？试问当min p ＝0时，最大压应力为多少？ 解：（1）要保证基底不出现拉应力，偏心距e 应满足：e ≤6/l ＝4/6＝0.67m （2）当e ＝6/l 时，min p ＝0， ∴)6
6+1(3×41200=)6+1(=
max
l
l l e lb N p ＝200kPa [2]一矩形基础，宽为3m ，长为4m ，在长边方向作用一偏心荷裁N ＝F 十G ＝1440kN ，偏心距为e ＝0.7m 。试问基底最大地基反力max p 为多少? 解： e ＝0.7m ＞6/l ＝4/6＝0.67m ，
∴)
7.02/4(×3×31440
×2=
)2/(32=
max
e l b N p ＝246.15 kPa
四、简答题
[1]图示说明集中力作用下土中应力的分布规律
（a ） （b ） 图3－8 集中力作用于地表时附加应力的分布情况
第四章 土的压缩性与地基沉降计算 一、填空
[1] 土的压缩性。
[2] 土的固结。 100kPa ,200kPa 。 [3] 侧限压缩模量。 [4] 前期固结压力 。
[5] 超固结比， OCR=1 ,OCR ＞1 ,OCR ＜1 。 [6] e ＝0.42e 0 。
[7] 大于0.4b ， 20％ ,10％ 。 [8] 强度变化和变形 。
[9]
孔隙水压力 ，附加有效应力 。
[10] 瞬时沉降、固结沉降和次固结沉降。
二、判断题 三、绘图题
[1]用经验作图法确定前期固结压力c p ，并说明具体步骤。
（1）在p e lg ~曲线拐弯处找出曲率半径最小的点A ，过A 点作水平线A1和切
线A2；
（2）作∠LA2的平分线A3，与p e lg ~曲线直线段的延长线交于B 点； （3）B 点所对应的有效应力即为前期固结压力。 四、计算题
[1]今有两粘土层（A 、B ），土质和土层排水条件相同，两土层都受到100kPa 的连续均布荷载，土层厚度H A ：H B =2：1，在A 土层内孔隙比从1.060减至0.982，B 土层内孔隙比从0.910减至0.850，已知当U t =50%时所需时间t A ：t B =5：1，试求k A ：k B =？
解：A 、B 均受到连续均布荷载作用→B A αα=，且U t 相同→VB VA T T =， →
2
2
=B B vB A A vA H t C H t C →vB vA C C /=
A
B B A t H t H 22=22
/5=4/5
→k A ：k B =)
06.1+1)(85.091.0(5)91.0+1)(982.006.1(4=
)+1(5)
+1(4A
B
B A e a e a =0.964：1
[2]设厚度为12m 的粘土层的边界条件如右图所示，固结度与时间因数关系如下图所示。上下层面处均为排水砂层，地面上作用着无限均布荷载p =300kPa ，已知粘土层的初始孔隙比e ＝0.81，渗透系数k ＝2cm/y ＝6.3×10－8cm/s ，压缩系数a ＝0.025×10－2/kPa 。试求：
（1）粘土层最终沉降量为多少？
（2）加荷1年后，地基的沉降量为多少？
（3）加荷后历时多久，粘土层的固结度达到90%？ 解：（1）求粘土层最终沉降量
无限大均布荷载作用，粘土层中附加应力呈矩形分布：z σ=p =300kPa ，α=1
7.49=1200×300×81
.0+110×025.0=
+1=2
H e a S z σcm
（2）求加荷1年后，地基的沉降量
竖向固结系数：332210×10×10×10×025.0)81.0+1(×10×2=)+1(=W
V a e k C γ=14.48m 2/y
双面排水：402.0=6
1
×48.14==22H t C T V v ，α=1，查表得t U ＝0.7
∴t t SU S =＝49.7×0.7＝34.8cm
（3）求双面排水且固结度达到90%时所需要的时间
t U =0.9，α
=1，查表得V T =0.848=
?2
2
648.14=
t
H t C V t=0.848×36/14.48=2.1年
附图 固结度t U 与时间因数v T 的关系曲线 五、简答题
[1]简述太沙基一维渗流固结理论的六点基本假定
第五章 土的抗剪强度 一、填空
[1] 土的抗剪强度 。
[2] 受剪 ，剪切破坏 土的抗剪强度 。 [3] 内摩阻力 ， 内摩阻力和粘聚力 。 [4] 原始粘聚力、固化粘聚力和毛细粘聚力。 [5] 粘聚力和内摩擦角。 [6]
越大。
二、判断 三、计算题
[1]土样内摩擦角为?＝23°，粘聚力为c =18kPa ，土中大主应力和小主应力分别为1σ=200kPa ，3σ=100kPa ，试用两种方法判断该土样是否达到极限平衡状态？
解：（1）应用土体极限平衡条件，令f 11σσ=＝200kPa ，则 计算结果表明3σ>f 3σ，可判定该土样处于稳定平衡状态。 （2）应用土体极限平衡条件，令f 33σσ=＝100kPa ，则
计算结果表明1σ [2]一个砂样进行直接剪切试验，竖向应力p ＝100kP ，破坏时τ＝57.7kPa 。试问此时的大、小主应力1σ、3σ为多少? 解：由题意可知，p =σ＝100kP ，f τ＝57.7kPa 。根据库仑定律有： ?στtg f =→σ τ?f tg = ＝57.7/100=0.577→?＝30° 砂土c ＝0，根据土体极限平衡条件， )2+45(=2 31? σσο tg ＝)230+45(2 3οο tg σ＝33σ，2 +45=?αο ＝230+45οο＝60° ασσσσσ2cos )(2 1 +)+(21=3131，100＝0.5×（33σ＋3σ）＋0.5×（33σ－3σ）cos120°→3σ＝66.67kPa 1σ＝33σ＝3×66.67＝200kPa [3]某正常固结饱和粘性土试样进行UU 试验，得到u c =0，u ?=20kPa ，对同样的土 进行CU 试验，得到c ′=0，?′=30°。若试样在不排水条件下破坏，试求剪切破坏 时的1σ'和3 σ'。 解：)2 ′ +°45(?′2+)2′+°45(′=′2 31??σσtg c tg ＝)230+45(′23 ο ο tg σ＝33′σ )′′3(2 1 =)′′(21=)(21==333131σσσσσστu f c ＝3 σ'＝20kPa 1 ′σ＝33′σ＝3×20＝60kPa 五、简答题 [1]简述土的抗剪强度影响因素 1.土的矿物成分、颗粒形状和级配的影响 2.含水量的影响 3.原始密度的影响 4.粘性土触变性的影响 5.土的应力历史的影响 [2]简述直接剪切试验的优缺点 1.优点 直剪试验具有设备简单，土样制备及试验操作方便等优点，因而至今仍为国内一般工程所广泛使用。 2.缺点 （1）剪切面限定在上下盒之间的平面，而不是沿土样最薄弱的面剪切破坏； （2）剪切面上剪应力分布不均匀，且竖向荷载会发生偏转（移），应力的大小及方向都是变化的； （3）在剪切过程中，土样剪切面逐渐缩小，而在计算抗剪强度时仍按土样的原截面积计算； （4）试验时不能严格控制排水条件，并且不能量测孔隙水压力； （5）试验时上下盒之间的缝隙中易嵌入砂粒，使试验结果偏大。 第六章 土压力计算 一、填空 [1] 静止土压力、主动土压力和被动土压力。 [2] 主动极限平衡状态 。 [3] 被动极限平衡状态 。 [4] 挡土结构的位移 。 [5] 2 12 1++2? 3p p p p p p p p h 处。 二、判断 三、计算题 [1]已知—挡土墙高4m ，墙背竖直光滑，墙后填土表面水平，填土c ＝10kPa ，?＝20°，0K ＝0.66，γ＝17kN ／m 3，试求在下述三种情况下，作用在墙上土压力的合力及作用点的位置：（1）挡土墙无位移；（2）挡土墙向着远离土体方向发生微小位移；（3）挡土墙向着土体发生微小位移。 解：（1）挡土墙没有位移，产生静止土压力，则 0202 1 K h E γ=＝0.5×17×42×0.66＝89.76 kN/m 土压力作用点：y=h/3＝4/3＝1.33m （2）挡土墙向着远离土体方向发生微小位移，产生主动土压力，则 主动土压力系数：)2 2045()2 45(22οο ο- =-=tg tg K a ?＝0.49 拉应力区的临界深度：49 .01710220?= = a K c z γ=1.68m )49.010249.0417)(68.14(2 1 )2)((210?-??-=--= a a a K c hK z h E γ=22.41kN/m 土压力作用点：y=（h －z 0）/3＝（4－1.68）/3＝0.77m （3）挡土墙向着土体方向发生微小位移，产生被动土压力，则 被动土压力系数：)2 2045()2 45(22ο οο+=+=tg tg K p ?＝2.04 土体表面处：04.21022?==p p K c p ＝28.57kPa 墙底处：04.210204.24172?+??=+=p p p K c hK p γ＝167.29kPa =p E 0.5×（28.57＋167.29）×4＝391.72kPa 土压力作用点：y=29 .16757.2829.16757.2823423 2 12 1++??= ++?p p p p p p p p h =1.53m [2]已知一挡土墙高4m ，墙背竖直光滑，墙后填土表面水平，要求填土在最佳含 水率op w ＝20％情况下夯实至最大干重度m ax d γ＝14.5kN ／m 3，并测得c ＝8kPa ，?＝22°，试求： （1）墙底处的主动土压力强度和墙背所受主动土压力的合力； （2）墙底处的被动土压力强度和墙背所受被动土压力的合力。 解：填土在最佳含水率op w ＝20％情况下夯实至最大干重度m ax d γ＝14.5kN ／m 3时， p d w 0max 1+=γ γ ，所以土体重度)2.01(5.14)1(max +?=+=op d w γγ＝17.4 kN ／m 3，则 （1）主动土压力系数：)2 2245()245(22 ο ο ο - =-=tg tg K a ? ＝0.45 拉应力区的临界深度：45 .04.178220 ?= = a K c z γ=1.37m 墙底处的主动土压力强度：45.08245.044.172?-??=-=a a a K c hK p γ＝20.59 kPa 墙背所受主动土压力的合力：=a E 0.5×20.59×（4－1..7）=27.08kN/m 土压力作用点：y=（h －z 0）/3＝（4－1.37）/3＝0.88m （2）被动土压力系数：)2 2245()2 45(22οο ο+ =+=tg tg K p ?＝2.2 土体表面处：2.2822?==p p K c p ＝23.73kPa 墙底处：2.2822.244.172?+??=+=p p p K c hK p γ＝176.85kPa =p E 0.5×（23.73＋176.85）×4＝401.16kPa 土压力作用点：y=85 .17673.2385.17673.2323423 2 12 1++??= ++?p p p p p p p p h =1.49m 第七章 土压力计算 一、填空 [1] 滑坡。 [2] 超过 。 [3] 平面 ,圆弧面。 [4] 坡脚圆、坡面圆和中点圆。 [5] b =0.1R ， 土条两侧间 ,土条间竖向剪应力。 [6] 滑动面 。 二、判断 三、简答题 [1]简述土坡滑动失稳的原因 答：1.外界力的作用破坏了土体内原来的应力平衡状态；2.土的抗剪强度由于受到外界各种因素的影响而降低，促使土坡失稳破坏。 [2]简述土坡稳定安全系数的三种表示方法 答：1.滑动面上抗滑力矩与滑动力矩之比，即M M K f =； 2.滑动面上抗滑力与滑动力之比，即T T K f = ； 3.实有的抗剪强度与土坡中最危险滑动面上产生的剪应力之比，即τ τf K = 四、绘图题 [1]用费伦纽斯方法确定?＝0时最危险滑动面圆心的位置，并有必要文字说明。 答：（1）BD 线与坡面的夹角为1β、CD 线与水平面的夹角为2β，1β、2β与坡角β有关，可查表；（2）BD 线及CD 线的交点即为最危险滑动面圆心。 五、计算题 [1]一均质无粘性土土坡，坡度为1：2，γ=18.4KN/m 3,ω=20%，d s =2.68，?=34°,试求这个土坡的稳定安全系数K ＝？若土坡有沿坡面渗流作用时，该土坡的稳定安全性降低多少？有渗流作用时，为防止发生失稳破坏，应如何设计坡角？ 解：（1）无渗流作用时：K=35.1=5 .0° 34= tg tg tg β ? （2）有渗流作用时： 75.0=14 .18) 2.0+1(×10×68.2= 1) +1(= γ ωγW S d e 6.19=10×75 .0+175 .0+68.2=+1+=W S sat e e d γγKN/m 3 6.9=106.19==′W sat γγγKN/m 3 66.0=5 .0×6.19° 34×6.9=′= ′tg tg tg K sat βγ?γ ∴该土坡的稳定安全性降低了 %51=35 .166.035.1=′K K K （3）有渗流作用时，为防止发生失稳破坏，令 33.0=1=×6.19° 34×6.9=′= ββ βγ?γtg tg tg tg tg K sat ?，即1：m=1：3。 [2]有一6m 高的粘土边坡。根据最危险滑动面计算得到的抗滑力矩为2381.4kN ·m/m ，滑动力矩为2468.75kN ·m/m ，为提高边坡的稳定性采用底脚压载的办法，如图所示，压载重度γ＝18kN ／m 3，试计算压载前后边坡的安全系数。 解：（1）压载前 75 .24684 .2381== s r M M K ＝0.96 （2）压载后 75 .24681 ×5.1×5.0×18+3×3×5.1×18+4.2381= =2s r M M K ＝1.07 [3]有—地基如图所示。地面下2m 深处有一层厚0.8m 的软土夹层，在地基上用当地材料修筑土堤，高5m ，边坡1：2，土堤与地基均为砂质粘土，?＝20°，c ＝20kPa ，γ＝20kN/m 3；软土夹层的γ＝18kN/m 3，?＝0，c ＝10kPa ，试问该土堤是否会沿软土夹层滑动，安全系数有多大? 解：（1）求作用于AB 面上的a E )245 (=2 ? ο tg K a )2 2045 (=2ο ο tg ＝0.49， 49 .02020 ×2= 2= 0a K c z γ＝2.86m, 49 .020×249 .0×7×20=2=a a aB K c hK p γ=40.6kPa =a E 0.5×40.6×（7－2.86）＝84.04kN/m （2）求作用于CD 面上的p E )2 20+45(=)2+45(=22 ο ο ο tg tg K p ? ＝2.04 04 .220×2=2=p pD K c p ＝57.13kPa 04.220×2+04.2×2×20=2+=p p pC K c hK p γ＝138.73kPa p E ＝0.5×（57.13＋138.73）×2＝195.86kN/m （3）求BC 面上作用的抗滑力f T Bc L ＝5×2＝10m ，W ＝0.5×（2＋7）×10×20＝900kN/m ??στWtg cL tg L cL L T BC BC BC BC f f +=+==＝10×10＝100kN/m ∴a f p E T E K += ＝（195.86＋100）/84.04＝3.52，该土堤不会沿软土夹层滑动。 [4]试计算以下几种情况下土条的稳定安全系数。 （1）γ＝17kN/m 3，?＝18°，c ＝10kPa ；（2）γ＝17kN/m 3，sat γ＝19kN/m 3 ，c ＝10kPa ，w γ＝10kN/m 3 （3）γ＝18kN/m 3，c '＝5kPa ，ο24='?，u ＝5kPa （4）土条被浸润线和下游水位分成三部分，各部分土条高度分别为1h ＝1m ，2h ＝3m ，3h ＝2m ，土条重度分别为γ＝19kN/m 3，sat γ＝20kN/m 3，土条宽度b ＝5m ，弧长l ＝5.77m ，α＝30°，c '＝10kPa ，ο10='?。 解：（1）滑动面弧长5=4+1=l ，4+1/2=cos α＝0.894，5/1=sin α＝0.447，W ＝17×3.5×2＝119kN/m 447 .0×119510+18894.0×119= sin +cos ==οtg W cl tg W M M K s r α?α＝1.07 （2）滑动面弧长5=4+1=l ，4+1/2=cos α＝0.894，5 / 1=sin α＝0.447，W ＝17 ×2×2＋（19－10）×2×1.5＝95kN/m 447 .0×95510+18894.0×95= sin +cos ==οtg W cl tg W M M K s r α?α＝1.18 （3）滑动面弧长5=4+1= l ，4+1/2=cos α＝0.894，5 / 1=sin α＝0.447，W ＝ 18×3.5×2＝126kN/m 447 .0×1265 5+24)55894.0×126(= sin ′+′)cos (= οtg W l c tg ul W K α?α＝1.0 （4）αγγγ?αγγγsin )′++(′+′cos )′+′+(=32 1321b h h h l c tg b h h h K sat ο οο30sin 5×)2×10+3×20+1×19(77 .5×10+1030cos 5×)2×10+3×10+1×19(=tg ＝0.45 （1） （2） （3） （4） 第八章 土压力计算 一、填空 [1] 极限荷载或极限承载力。 临界荷载。 [2] 压密阶段、剪切阶段和破坏阶段。剪切阶段 。 [3] 整体剪切破坏， 局部剪切破坏， 刺入剪切破坏。 [4] 整体剪切破坏。 局部剪切破坏。 刺入剪切破坏。 [5] 比例界限,比例界限 ,小于 ,一半 。 [6] 重力 。 [7] 仰斜式、直立式、俯斜式 。 [8] 整体滑动破坏、墙体倾覆破坏、墙体水平滑移破坏、地基承载力不足导致变形过大，墙体丧失作用、挡土墙强度不够导致墙体断裂破坏。 二、判断 三、计算题 [1]如图8-10所示的挡土墙，墙背竖直光滑，墙后填土表面水平。墙体重度为K γ=22KN/m 3，墙底与地基的摩擦系数μ=0.6，地基承载力特征值a f =150KPa ，试对此挡土墙进行抗倾覆稳定性验算、抗滑移稳定性验算以及地基承载力验算。 解：（1）求E a )22045()245(22 οο ο -=-=tg tg K a ? ＝0.49 18 20 49.0188220- ?=-=γγq K c z a ＝0.16m 49.08249.0202?-?=-=a a aA K c qK p ＝－1.4KPa a a aB K c K h q p 2)(-+=γ＝（20＋18×3）×0.49－11.2＝ 25.06KPa )16.03(06.252 1 -??= a E ＝35.59KN/m y ＝（h －0z ）/3＝（3－0.16）/3＝0.95m （2）求W W 1＝21 ×（1.6－1）×3×22＝19.8KN/m ，a 1=)16.1(3 2-?=0.4m W 2＝1×3×22＝66KN/m ，a 2=1.6－0.5=1.1m （3）抗倾覆稳定性验算 38.281 .3352.8095 .059.351.1664.08.192211==??+?=+=y E a W a W K a q ＞1.6，满足要求。 （4）抗滑移稳定性验算 3.145.159 .35) 668.19(6.0) (21>=+= += a h E W W K μ，满足要求 （5）地基承载力验算 54.08.8571 .46668.1981.3352.80==+-=-= ∑∑∑N M M C o y m 26.054.02 6.12=-=-= C b e m ＜b/6=1.6/6=0.27m KPa p 92.105max =＜KPa f a 1801502.12.1=?=，满足要求。 [2]如图所示的挡土墙，墙背竖直光滑，墙后填土表面水平，墙体重度为 K γ＝ 22kN/m 3，墙底与地基的摩擦系数μ＝0.6，地基承载力特征值a f ＝200kPa ，试对此挡土墙进行抗倾覆稳定性验算、抗滑移稳定性验算以及地基承载力验算。 解：（1）求a E （共9分） （2）抗倾覆验算 W 1＝0.5×（3.6－1.8）×7×22＝138.6kN/m ，a 1=)8.16.3(3 2 -?=1.2m W 2＝1.8×7×22＝277.2kN/m ，a 2=3.6－0.9=2.7m 70.2=25 .33976 .914=78.1×59.1907.2×2.277+2.1×6.138=?+= 2211y E a W a W K q ＞1.6，满足要求。 （3）抗滑移验算 3.1>31.1=59 .190) 2.277+6.138(6.0= ) +(= 21E W W K h μ，满足要求 （4）地基承载力验算 kPa f kPa b N p a 200=5.115=6 .38 .415= = ＜∑，满足要求。 kPa p 35.196=max ＜kPa f a 240=200×2.1=2.1，满足要求。 希望以上资料对你有所帮助，附励志名言3条： 1、常自认为是福薄的人，任何不好的事情发生都合情合理，有这样平常心态，将会战胜很多困难。 2、君子之交淡如水，要有好脾气和仁义广结好缘，多结识良友，那是积蓄无形资产。很多成功就是来源于无形资产。 3、一棵大树经过一场雨之后倒了下来，原来是根基短浅。我们做任何事都要打好基础，才能坚固不倒。 1.8m 3.6m 土力学期末试题及答案． 一、单项选择题 1．用粒径级配曲线法表示土样的颗粒组成 情况时，若曲线越陡，则表示土的 ( ) A．颗粒级配越好 B．颗粒级配越差C．颗粒大小越不均匀 D．不均匀系数越大 2．判别粘性土软硬状态的指标是 ( ) A．塑性指数 B．液性指数 C．压缩系数 D．压缩指数 3．产生流砂的充分而必要的条件是动水力( ) A．方向向下 B．等于或大于土的有效重度 C．方向向上 D．方向向上且等于或大于土的有效重度 4．在均质土层中，土的竖向自重应力沿深度的分布规律是 ( ) A．均匀的 B．曲线的 C．折线的 D．直线的 5．在荷载作用下，土体抗剪强度变化的原因是 ( ) A．附加应力的变化 B．总应力的变化C．有效应力的变化 D．自重应力的变化6．采用条形荷载导出的地基界限荷载P用于矩1/4． 形底面基础设计时，其结果 ( ) A．偏于安全 B．偏于危险 C．安全度不变 D．安全与否无法确定 7．无粘性土坡在稳定状态下（不含临界稳定）坡角β与土的内摩擦角φ之间的关系是( ) A．β<φ B．β=φ C．β>φ D．β≤φ 8．下列不属于工程地质勘察报告常用图表的是 ( ) A．钻孔柱状图 B．工程地质剖面图 C．地下水等水位线图 D．土工试验成果总表 9．对于轴心受压或荷载偏心距e较小的基础，可以根据土的抗剪强度指标标准值φk、Ck按公式确定地基承载力的特征值。偏心 为偏心方向的基础边长）Z（注：距的大小规定为( ) A．e≤ι/30 B．e≤ι/10 ．e≤b/2 DC．e≤b/4 对于含水量较高的粘性土，堆载预压法处理10. ( ) 地基的主要作用之一 是．减小液化的可能性A B．减小冻胀．消除湿陷性 D ．提高地基承载力C． 第二部分非选择题 11.建筑物在地面以下并将上部荷载传递至地基的结构称为____。 一、填空题 1.饱和土体上的总应力由土骨架承担的有效应力和由孔隙承担的孔隙水压力组成，土的强度及变形都是由土的有效应力决定的。 2.莱特邓肯屈服准则在常规三轴压缩实验中，当 时它在π平面上的屈服与破坏轨迹趋近于一个圆；当 时，它退化为一个正三角形。由于在各 向等压时,所以K f>27是必要条件，因为静水压力下不会引起材料 破坏。 3. 东海风力发电桩基础有8根。 4.通过现场观测与试验研究，目前认为波浪引起的自由场海床土体响应的机制主要取决于海床中孔隙水压力的产生方式。孔隙水压力产生方式有两种：超孔隙水压力的累积（残余孔隙水压力）、循环变化的振荡孔隙水压力 5.目前计算固结沉降的方法有（）、（）、（）及（）。 答案：弹性理论法、工程实用法、经验法、数值计算法。 6.根据莫尔—库伦破坏准则，理想状态下剪破面与大主应力面的夹角为（）。答案：45 + / 7.土的三种固结状态：欠固结、超固结、正常固结。 8.硬化材料持续受力达到屈服状态后的变化过程：屈服硬化破坏 =。 9.相对密实度计算公式I D 10.静力贯入试验的贯入速率一般为 2cm/s。 11用一种非常密实的砂土试样进行常规三轴排水压缩试验，围压为 100kPa 和3900kPa，用这两个试验的莫尔圆的包线确定强度参数有什么不同？ 答：当围压由100kPa 增加到3900kPa 时，内摩擦角会大幅度降低。 12.塑性应力应变关系分为_____理论和_____________理论两种 增量（流动）、全量（形变） 13.三轴剪切试验依据排水情况不同可分为（）、（）、（） 答案：不固结不排水剪、固结不排水剪、固结排水剪。 14.一种土的含水量越大，其内摩擦角越（小）。 15.剑桥模型（MCC）中的5个参数一次是 M VCL中的гλ，以及弹性部分的 K υ。 16.剑桥模型的试验基础是正常固结土和超固结土试样的排水和不排水三轴试验。 17.一般情况下，石英砂的内摩擦角为 29~33 二、简答题 1.影响土强度的一般物理性质？ 答：1.颗粒矿物成分 2.粗粒土颗粒的几何性质 3.土的组成颗粒级配 4.土的状态 5.土的结构6.剪切带的存在对土强度的影响。 2.简述波浪在浅水中传播时有哪些变化？ 第1章 土的物理性质与工程分类 一．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 配良好的土料作为填方或砂垫层的土料。 2． 粘粒含量越多，颗粒粒径越小，比表面积越大，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． 塑性指标p L p w w I -=，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、可塑性等因素。因此《规范》规定：1710≤ p I 为粘土 4． 对无粘性土，工程性质影响最大的是土的密实度，工程上用指标e 、r D 来衡量。 5． 在粘性土的物理指标中，对粘性土的性质影响较大的指标是塑性指数p I 。 6． 决定无粘性土工程性质的好坏是无粘性土的相对密度，它是用指标r D 来衡量。 7． 粘性土的液性指标p L p L w w w w I --= ，它的正负、大小表征了粘性土的软硬状态，《规范》 按L I 将粘性土的状态划分为坚硬、硬塑、可塑、软塑、流塑。 10．某砂层天然饱和重度20=sat γkN/m 3，土粒比重68.2=s G ，并测得该砂土的最大干重度1.17max =d γkN/m 3，最小干重度4.15min =d γkN/m 3，则天然孔隙比e 为0.68，最大孔隙比=max e 0.74，最小孔隙比=min e 0.57。 11．砂粒粒径范围是0.075~2mm ，砂土是指大于2mm 粒径累计含量不超过全重50%，而大 于0.075mm 粒径累计含量超过全重50%。 12．亲水性最强的粘土矿物是蒙脱石，这是因为它的晶体单元由两个硅片中间夹一个铝片组成，晶胞间露出的是多余的负电荷，因而晶胞单元间联接很弱，水分子容易进入晶胞之间，而发生膨胀。 二 问答题 说明三相草图中 e +11和e e +1的物理概念。 答： e +11代表单元土体中土骨架所占有的体积，e e +1代表孔隙在单元土体中所占有的体积。 液限仪测定。 1． 说明土的天然重度γ，饱和重度sat γ，浮重度γ'和干重度d γ的物理概念和相互关系， 精心整理《土力学》作业答案 第一章 土粒直径以毫米计 习题1-1颗粒大 小级配曲线 由级配曲线查得：d60=0.45，d10=0.055，d30=0.2； C u>5，1 （2）确定不均匀系数Cu 及曲率系数Cv ，并由Cu 、Cv 判断级配情况。 解： 1—3d 其密度?和含水量W 。 解： 11 1 === s v V V e ； 3/33.12 66 .2cm g V M s d === ρ； 3/83.121 66.2cm g V M M w s =+=+= ρ； %6.3766 .21=== s w M M ω。 1—4在某一层土中，用容积为72cm 3的环刀取样，经测定，土样质量129.1g ，烘干后质量121.5g ，土粒比重为2.70，问该土样的含水量、密度、饱和密度、浮密度、干密度各是多少？ 解： V s V V = ω= ρsat ρ'= ρ[或d ρ1— 365.04.083 .14.1=-=s V ； 74.2365 .01 === w s s s V M G ρ； 10.1365 .04.0=== s v V V e 。 1—6某科研试验，需配制含水量等于62%的饱和软土1m 3，现有含水量为15%、比重为2.70的湿土，问需湿土多少公斤？加水多少公斤？ 解： 1m 3饱和软土中含土粒：t M s 01.17 .21 62.01=+ = ； 折合%15=ω的湿土： kg t M M M M s w s 116016.1)15.01(01.1)1(==+?=+=+=ω； 需要加水： kg t M M s w 475475.0)15.062.0(01.1)(12==-?=-=ωω。 1—7已知土粒比重为2.72，饱和度为37%，孔隙比为0.95，问孔隙比不变的条件下，饱和度提高到90%时，每立方米的土应加多少水？ 解： 1m 3 S r 提高到1m 31—8混成10%解： 1V =解得：2V 1—9γ'，并 求饱和度Sr 为75%时的重度γ和含水量w 。（分别设Vs=1、V=1和M=1进行计算，比较哪种方法更简单些？） 解： 3/6.17 .0172 .2cm g V M s d =+== ρ； 3/0.27 .011 7.072.2cm g V V M w v s sat =+?+=+= ρρ； 3/91.17 .01175.07.072.2cm g V M =+??+== ρ； 土力学与地基基础 一、填空题 1.土的稠度状态依次可分为（固态），（半固态），（可塑态），（流动态），其界限含水量依次是（缩限），（塑限），（液限）。 2.土的天然容重、土粒相对密度、土的含水界限由实验室直接测定，其测定方法分别是（环刀法），（比重瓶法），（烘干法）。 3.桩按受力分为（端承桩）和（摩擦桩）。 4.建筑物地基变形的特征有（沉降量）、（沉降差）、（局部倾斜）和倾斜四种类型。 ５.天然含水量大于（液限），天然孔隙比大于或等于（1.5）的粘性上称为淤泥。 6.土的结构分为以下三种：（单粒结构）、（蜂窝状结构）、（絮状结构）。 7.附加应力自（外荷引起的应力）起算，自重应力自（自重引起的应力）起算。 8.土体受外力引起的压缩包括三部分（固相矿物本身的压缩）、（土中液相水的压缩）、（土中孔隙的压缩）。 1、地基土的工程分类依据为《建筑地基设计规范》，根据该规范，岩土分为（岩石）、（碎石土）、（砂土）、（粉土）、（粘性土）和（人工填土）。 2、地基的极限荷载指（地基剪切破坏发展即将失稳时所能承受的极限荷载）。 3、根据工程（工程重要性）等级、（场地复杂程度）等级和（地基复杂程度）等级，可将岩土工程勘察等级分为甲级、乙级和丙级。 4、按桩的制作分类，可分（预制桩）和（灌注桩）两类。 5、桩身中性点处的摩察力为（0 ）。 6、土的颗粒级配是指组成土颗粒的搭配比例，可以用颗粒级配曲线表示。其中横坐标代表（粒径），纵坐标代表（小于某粒质量占全部土粒质量的百分比）。 7、土的稠度状态依次可分为（固态），（半固态），（可塑态），（流动态），其界限含水量依次是（缩限），（宿限），（液限）。 8、附加应力自（外荷引起的应力）起算，自重应力自（自重引起的应力）起算。 9、最优含水率是指（在压实功能一定条件下,土最易于被压实、并能达到最大密度时的含水量）。 二、选择题 1.建筑物施工速度较快，地基土的透水条件不良，抗剪强度指标的测定方法宜选用（A）。 1.表述朗肯土压力理论和库仑土压力理论的相同点和不同点，主要分析假设条件，实用土的种类、误差等等。 答：朗肯上压力理论是根据半空间体的应力状态和土单元体（土中一点）的极限平衡理论得出的上压力计算理论。 相同点：都要求挡土墙的移动是以使墙后填土的剪力达到抗剪强度土压力。两种土压力理论都是极限平衡状态下作用在挡土墙上的土压力，都属于极限平衡理论。 不同点： 1）假设条件不同：郎肯假设墙背直立、光滑、填土水平面无限延伸； 库仑假定：填土为均匀，各自同性，无粘土；滑动土体看做滑动土楔，其滑裂面为通过墙踵的平面；滑动土楔视为刚体。 2）求解方法不同：郎肯是从一点的应力状态出发，先求出压力强度，再求出总压力，属于极限应力法，适用于填土表面为水平的无粘土或粘性土的土压力计算；而库仑考虑整个滑动楔体静力平衡，直接求出总土压力，需要时再求解压力强度，属于滑动楔体法，只适用于填土表面为水平的粘性土，对无粘性土只能用图解法计算。 3）适用范围不同：库仑要广。 4）计算精度不同：郎肯主动土压力偏大，被动土压力偏小，墙体粗糙;库仑主动土压力接近实际土压力，被动土压力差距较大，墙体滑动面为平面。 2.某挡土墙高5m ，墙后填土为黏土，重度3 18.6/kN m γ=，饱和重度319.6/sat kN m γ=，粘聚力20c kPa =，内摩擦角0 25?=，地下水2w H m =，试计算该挡土墙后静止土压力 分布图，总静止土压力值及其作用点位置。【本题按照“水土分算”计算】 解： 21.58B kPa σ=38.28C kPa σ=30wC kPa σ=A B C 2m 3m 地下水位以上（下）的静止土压力系数001sin 1sin 250.58 K ?=-=-= B 点土压应力为 300.5818.6/221.58B K z kN m m kPa σγ==??= 水位以下，C 点土压应力()300.5819.610/338.28C B K z kN m m kPa σγσ==+?-?= C 处的水压力 3310/30wc m kN m kPa σ=?=（图中红色所示） 总的整体土压力包括地下水位上下土压力和水压力。 AB BC wBC F F F F =++∑ 0.521.58221.58/AB F kPa m kN m =??= ()21.5830.538.2821.58364.7425.0589.79BC F kPa m kPa m kN kN kN =?+?-?=+= 0.533045/wBC F m kPa kN m =??= 2017高等土力学 1.在土的弹塑性模型中, 屈服面和破坏面有何不同和有何联系？ 答：屈服面是土体的应力在应力空间上的表现形式，可以看成是三维应力空间里应力的一个坐标函数，因此对土体来说，不同的应力在应力空间上有不同的屈服面，但是破坏面是屈服面的外限，破坏面的应力在屈服面上的最大值即为破坏面，超过此限值土体即破坏。 2.何谓曼代尔－克雷尔效应？ 答：土体在固结的初期，内部会出现孔隙水压力不消散而是上升，布局地区孔隙水压力超过初始值的现象。此效应仅在三维固结中出现，而在一维固结试验中并没有出现，在Biot的“真三维固结”理论可以解释磁现象。 3.与剑桥模型相比，清华弹塑性模型可以反映土的由剪应力引起的体积膨 胀（剪胀）。说明它是如何做到这一点的。 答：清华模型的硬化参数是关于塑形体应变和塑形剪应变的函数，而剑桥模型不是；此外，清华模型的屈服面椭圆与强度包线的交点不是椭圆顶点，因此会有剪胀。 4.天然岩土边坡的滑坡大多在雨季发生，解释这是为什么。 答：天然岩土边坡的滑坡发生总结起来两个原因，其一抗滑力减小，其二下滑力增大。在暴雨的天气中，因为地表雨水的下渗导致岩土体的含水率增加，从而提高了岩土体的重量，增大了下滑力；下雨天气因为雨水的下渗，岩土体遇水软化的特性导致抗滑力减小；另外在渗透性好的岩土体中，岩土体内部雨水沿坡面下渗，渗透力会降低岩土坡体的安全系数，因此一上几方面的原因导致了滑坡大部分发生在雨季。 5.比奥（Biot）固结理论与太沙基－伦杜立克（Terzaghi-Randulic）扩散 方程之间主要区别是什么？后者不满足什么条件？二者在固结计算结 果有什么主要不同？ 答：区别：扩散方程假设应力之和在固结和变形过程中保持常数，不满足变形协调条件。 结果：比奥固结理论可以解释土体受力之后的应力、应变和孔压的生成和消散过程，理论上是严密计算结果也精确。比奥固结理论可以解释曼代尔-克雷效 得分评卷人××职业技术学院 2016—2017学年第一学期期末试卷A 2015级建筑工程管理、工程造价专业《土力学与地基基础》 试卷总分：100分考试时间：90分钟 一 1、 , 1、土的三相组成：( )、（）、（）。 2、 2、土的天然孔隙比越大，则土越( )。 3、 3、土的强度是指土体的（）。 4、 4、地基变形的三个阶段（）、（）、（）、 5、按照桩的制作方法不同分为（）、（）。 二、单选题（每题 2 分，共 20 分） 1、中心荷载作用下的基底压力是（）。 A、处处相等 B、处处不等 C、端部存在极值 D、呈线性分布 2、下列选项中不属于桩基础分类的是（）。 A、摩擦桩 B、锥形桩 C、预制桩 D、钢桩 3、土的不均匀系数Cu越大，表示土的级配（）。 A、土粒大小不均匀，级配不好 B、土粒大小均匀，级配不好 C、土粒大小不均匀，级配良好 D、土粒大小均匀，级配良好 4、土的压缩系数可用来判断（）。 A、土的压缩性 B、土的软硬程度 C、土的抗剪强度 D、土的含水情况 5、主要依靠墙身的自重来保持稳定的挡土墙为（）。 A、悬臂式挡土墙 B、重力式挡土墙 C、扶壁式挡土墙 D、加筋式挡土墙 6、为避免因基础不均匀沉降产生裂缝，宜在基础内设置（）。 A、伸缩缝 B、温度缝 C、沉降缝 D、变形缝 7、沉井基础中使沉井在自重作用下易于切土下沉的构造是（）。 A、井壁 B、刃脚 C、凹槽 D、隔墙 8、地下连续墙施工的第一步是（）。 A、修筑导墙 B、制备泥浆 C、成槽 D、槽段的连接 9、持力层下有软弱下卧层，为减小由上部结构传至软弱下 卧层表面的竖向应力，应（）。 A、加大基础埋深，减小基础底面积 B、减小基础埋深，加大基础底面积 C、加大基础埋深，加大基础底面积 D、减小基础埋深，减小基础底面积 10、下列关于土的抗剪强度的说法错误的是( )。 A、土的抗剪强度不是定值，而是受许多因素的影响 B、黏性土内摩擦角的变化范围大致为0°～40°，黏聚力c一般为10～100 kPa C、土的含水量会影响土的抗剪强度 D、土的强度破坏是由土中某点的剪应力达到土的抗剪强度所引起的 三、判断题（每题 2 分，共 10 分） 题号一二 三四五六 总 分 得 分 复 核人姓名： 学号： 专业：班级：试 卷 密 封 线 得分 评卷人 得分 评卷人 《土力学》第九章习题及答案 第9章地基承载力 一、填空题 1.地基土开始出现剪切破坏时的基底压力被称为荷载，当基底压力达到 荷载时，地基就发生整体剪切破坏。 2.整体剪切破坏发生时，有滑动面形成，基础急剧增加。 3.地基表面有较大隆起的地基破坏类型为剪切破坏，地基表面无隆起的地基破坏类型为剪切破坏。 4.地下水位上升到基底时，地基的临塑荷载数值，临界荷载数值。 5.地基极限承载力随土的内摩擦角增大而，随埋深增大而。 二、名词解释 1.临塑荷载 2. 临界荷载p1/3 3.地基极限承载力 三、单项选择题 1.地基的临塑荷载随 （A）φ、C、q的增大而增大。 （B）φ、C、q的增大而减小。 （C）φ、C、q、γ、b的增大而增大。 （D）φ、C、q、γ、b的增大而减小。 您的选项（） 2.地基破坏时滑动面延续到地表的破坏形式为： （A）刺入式破坏 （B）冲剪式破坏 （C）整体剪切破坏 （D）局部剪切破坏 您的选项（） 3.有明显三个破坏阶段的地基破坏型式为： （A）刺入式破坏 （B）冲剪式破坏 （C）整体剪切破坏 （D）局部剪切破坏 您的选项（） 4.整体剪切破坏通常在下列哪种地基中发生？ （A）埋深浅、压缩性低的土层 （B）埋深浅、压缩性高的土层 （C）埋深大、压缩性低的土层 （D）埋深大、压缩性高的土层 您的选项（） 5.所谓临塑荷载，就是指： （A）地基土中出现连续滑动面时的荷载 （B）基础边缘处土体将发生剪切破坏时的荷载 （C）地基土中即将发生整体剪切破坏时的荷载 （D）地基土中塑性区深度达到某一数值时的荷载 您的选项（） 6.临塑荷载P cr是指塑性区最大深度Z max为下列中的哪一个对应的荷载： （A）Z max=0 （B）Z max=1/4 （C）Z max=b/4 （D）Z max=l/4 您的选项（） 7.在?=15?(N r=1.8，N q=4.45，N C=12.9)，c=10kPa ，γ=20kN/m3的地基中有一个宽度为3m、埋深为1m的条形基础。按太沙基承载力公式根据整体剪切破坏情况，计算的极限承载力为：（A）236 kPa （B）254 kPa （C）272 kPa （D）326 kPa 您的选项（） 8.采用条形荷载导出的地基界限荷载计算公式用于矩形底面基础设计时，其结果： （A）偏于安全 （B）偏于危险 （C）不能采用 （D）安全度不变 您的选项（） 9.同一地基的临塑荷载p cr、界限荷载p1/3、极限荷载p u大小之间存在的关系是： （A） p cr> p1/3 > p u （B）p u > p1/3 > p cr （C）p u > p cr > p1/3 （D）p1/3> p u > p cr 您的选项（） 10.考虑荷载偏心及倾斜影响的极限承载力计算公式为： （A）太沙基公式 （B）魏锡克公式 （C）赖斯纳公式 （D）普朗特尔公式 您的选项（） 11.粘性土地基上的条形基础，若埋深相同，地基的极限荷载与基础宽度、地基破坏类型之间存在的关系为： （A）基础宽度大、发生整体剪切破坏的地基极限荷载大 （B）基础宽度小、发生整体剪切破坏的地基极限荷载大 （C）基础宽度大、发生局部剪切破坏的地基极限荷载大 （D）基础宽度小、发生局部剪切破坏的地基极限荷载大 您的选项（） 第9章地基承载力 一、填空题 1.临塑、极限 2.连续、沉降 3.整体、冲切 4.不变、减小 5.增大、增大 二、名词解释 1.某地基的地质剖面图描述如下：（自上而下）耕土，厚度h=1.00m ，3 16.0/kN m γ=；粉质粘土，厚度h=2.20m ，3 17.5/kN m γ=；粉土，厚度h=2.60m ，3 18.9/kN m γ=， 320.0/sat kN m γ=；淤泥，厚度h=3.20m ，317.0/sat kN m γ=；以下为不透水层。注意， 水位线位于地面以下3.20m 处。 （1）计算地面以下深度为1m ，3.2m ，5.8m ，9m 处的自重应力，并绘出分布图。 解： z=1m,cz σ=16.0kN/m 3*1m=16kPa z=3.2m,cz σ=16 kPa +17.5 kN/m 3*2.2m=54.5 kPa z=5.8m,cz σ=54.5 kPa +(20.0-10) kN/m 3*2.6m=80.5 kPa z=9m ： 上部cz σ=80.5kPa +(17.0-10) kN/m 3*3.20m=102.9 kPa 下部cz σ=102.9kPa +10 kN/m 3*(2.60+3.20) m=160.9 kPa 说明：牢记浮重度与饱和重度的关系'sat w γγγ=-。一般情况下，不用根据不同土层查表得 到相对土粒密度。 （2）当地下水位降至淤泥顶面时，计算地基中的自重应力，并绘出分布图。 解：z=1m,cz σ =16kPa z=3.2m,cz σ=54.5 kPa z=5.8m,cz σ=54.5 kPa +18.9 kN/m 3*2.60m=103.6 kPa z=9m,上部cz σ=103.6 kPa +(17.0-10) kN/m 3*3.20m=126.0 kPa 下部cz σ =126.0 kPa +10 kN/m 3*3.2m=158.0 kPa 说明：水面高出地面的情况，如果地面土层是透水层，则地面以上的水层不会对土自重应力造成影响 高等土力学历年真题 一、 黄土湿陷性机理与处治方法。(2010年) 1、黄土湿陷泛指非饱和的、结构不稳定的黄色土，在一定压力作用下，受水浸湿后，土的结构迅速破坏，发生显著的附加下沉现象。黄土湿陷现象是一个复杂的地质、物理、化学过程，对于湿陷的机理目前国内外有多种假说，归纳起来可分为内因和外因两个方面。 黄土形成初期，季节性的少量雨水把松散的粉粒粘聚起来，而长期的干旱使水分不断蒸发，于是少量的水分以及溶于水中的盐类都集中到较粗颗粒的表面和接触点处，可溶盐逐渐浓缩沉淀而成为胶结物。同时随着含水量的减少，土颗粒彼此靠近，颗粒间的分子引力以及结合水和毛细水的联结力逐渐加大，这些因素都增强了土粒之间抵抗滑移的能力，阻止了土体在自重压密，从而形成以粗粉粒为主体骨架的蜂窝状大孔隙结构。 当黄土受水浸湿或在一定外部压力作用下受水浸湿时，结合水膜增厚并楔入颗粒之间，于是结合水联系减弱，盐类溶于水中，各种胶结物软化，结构强度降低或失效，黄土的骨架强度降低，土体在上覆土层的自重压力或在自重压力与附加压力共同作用下，其结构迅速破坏，大孔隙塌陷，导致黄土地基附加的湿陷变形。 2、黄土地基处理方法 地基处理应考虑场地的选择和勘探，黄土湿陷类型的派别和地基处理方法的选择，以达到建筑设计经济与安全的要求。 灰土垫层 传统方法，用于高层建筑更能发挥其作用，它具有一定的胶凝强度和水稳定性，在基础压力作用下以一定的刚性角向外扩散应力，因而常用作刚性基础的底脚。 砂石垫层 用于地下水位较高的软弱土层，厚度约1-3m ，其下为工程性能良好的下卧层。 强夯法 是处理湿陷性黄土地基最经济的一种方法，其处理土层厚度一般用梅纳提出的估算公式QH z α= 灰土挤密桩 是处理大厚度湿陷性黄土地基方法之一，其作用是挤密桩周围的土体，降低或者消除桩深度内地基土的湿陷性，提高承载力。 振冲碎石桩 主要用于饱和黄土的地基处理，它以振冲置换作用为主。 打入混凝土预制桩 锤击沉入的钢筋混凝土预制桩，质量稳定，工艺简便，是目前高层建筑基础应用较广的一种。 灌注桩 主要用于饱和黄土填土地基，他是利用挖空或沉桩基将钢制桩管沉入土中成孔 一、单项选择题 1．用粒径级配曲线法表示土样的颗粒组成情况时，若曲线越陡，则表示土的 ( B ) A．颗粒级配越好 B．颗粒级配越差 C．颗粒大小越不均匀 D．不均匀系数越大 2．判别粘性土软硬状态的指标是 ( B ) A．塑性指数 B．液性指数 C．压缩系数 D．压缩指数 3．产生流砂的充分而必要的条件是动水力 ( D ) A．方向向下 B．等于或大于土的有效重度 C．方向向上 D．方向向上且等于或大于土的有效重度 4．在均质土层中，土的竖向自重应力沿深度的分布规律是 ( D ) A．均匀的 B．曲线的 C．折线的 D．直线的 5．在荷载作用下，土体抗剪强度变化的原因是 ( C ) A．附加应力的变化 B．总应力的变化 C．有效应力的变化 D．自重应力的变化 6．采用条形荷载导出的地基界限荷载P1/4用于矩形底面基础设计时，其结果 ( A ) A．偏于安全 B．偏于危险 C．安全度不变 D．安全与否无法确定 7．无粘性土坡在稳定状态下（不含临界稳定）坡角β与土的内摩擦角φ之间的关系是( A ) A．β<φB．β=φ C．β>φ D．β≤φ 8．下列不属于工程地质勘察报告常用图表的是 ( C ) A．钻孔柱状图 B．工程地质剖面图 C．地下水等水位线图 D．土工试验成果总表 9．对于轴心受压或荷载偏心距e较小的基础，可以根据土的抗剪强度指标标准值φk、Ck 按公式确定地基承载力的特征值。偏心距的大小规定为（注：Z 为偏心方向的基础边长） ( ) A．e≤ι/30 B．e≤ι/10 C．e≤b/4 D．e≤b/2 10.对于含水量较高的粘性土，堆载预压法处理地基的主要作用之一是 ( C ) A．减小液化的可能性 B．减小冻胀 C．提高地基承载力 D．消除湿陷性 第二部分非选择题 11.建筑物在地面以下并将上部荷载传递至地基的结构称为____。 12.土的颗粒级配曲线愈陡，其不均匀系数C u值愈____。 13.人工填土包括素填土、冲填土、压实填土和____。 14.地下水按埋藏条件可分为上层滞水、________和承压水三种类型。 15.在计算地基附加应力时，一般假定地基为均质的、应力与应变成________关系的半空间。 16.前期固结压力大于现有土自重应力的土称为________土。 17.土的抗剪强度指标在室内通过直接剪切试验、三轴压缩试验和________验测定。 18.无粘性土土坡的稳定性大小除了与土的性质有关外，还与____有关。 19.墙后填土为粘性土的挡土墙，若离填土面某一深度范围内主动土压力强度为零，则该深 2.7 （1）修正后的莱特-邓肯模型比原模型有何优点？ 莱特-邓肯模型的屈服面和塑性势面是开口的锥形，只会产生塑性剪胀；各向等压应力下不会发生屈服；破坏面、屈服面和塑性势面的子午线都是直线不能反映围压对破坏面和屈服面的影响。为此，对原有模型进行修正，增加一套帽子屈服面，将破坏面、屈服面、塑性势面的子午线改进为微弯形式，可以反映土的应变软化。 （2）清华弹塑性模型的特点是什么？ 不首先假设屈服面函数和塑性势函数，而是根据试验确定塑性应变增量的方向，然后按照关联流动法则确定其屈服面；再从试验结果确定其硬化参数。因而这是一个假设最少的弹塑性模型 2.8如何解释粘土矿物颗粒表面带负电荷？ 答：（1）由于结构连续性受到破坏，使粘土表面带净负电荷，（边角带正电荷）。 （2）四面体中的硅、八面体中的铝被低价离子置换。 （3）当粘土存在于碱性溶液中，土表面的氢氧基产生氢的解离，从而带负电。 2.9土的弹性模型分类及应用： 线弹性：广义胡克定律 非线弹性：增量胡克定律 高阶弹性模型：柯西弹性模型、格林弹性模型、次弹性模型 ①弹性模型：一般不适用于土，有时可近似使用：地基应力计算；分层总和法②非线弹性模型：使用最多，实用性强：一般 参数不多；物理意义明确；确定参数的试验比较简单③高阶的弹性模型：理论基础比较完整严格；不易建立实用的形式：参数多；意义不明确；不易用简单的试验确定 3.1-3.2正常固结粘土的排水试验和固结不排水试验的强度包线总是过坐标原点的，即只有摩擦力；粘土试样的不排水试验的包线是水平的，亦即只有粘聚力。它们是否就是土的真正意义上的摩擦强度和粘聚强度？ 答：都不是。正常固结粘土的强度包线总是过坐标原点，似乎不存在粘聚力，但是实际上在一定条件下固结的粘土必定具有粘聚力，只不过这部分粘聚力是固结应力的函数，宏观上被归于摩擦强度部分。粘土的不排水试验虽然测得的摩擦角为0，但是实际上粘土颗粒之间必定存在摩擦强度，只是由于存在的超静空隙水压使得所有破坏时的有效应力莫尔圆是唯一的，无法单独反映摩擦强度。 3.3什么是三轴试验的临界孔隙比？论述临界孔隙比与围压的关系。 所谓临界孔隙比是指在三轴试验加载过程中，轴向应力差几乎不变，轴向应变连续增加，最终试样体积几乎不变时的孔隙比，也可以叙述为：用某一孔隙比的砂试样在某一围压下进行排水三轴试验，偏差应力达到（σ1-σ3）ult时，试样的体应变为零；或者在这一围压下进行固结不排水试验中破坏时的孔隙水压力为零，这一孔隙比即为在这一围压下的临界孔隙比。 临界孔隙比与围压的关系：如果对变化的围压σ3进行试验，则发现临界孔隙比是不同的。围压增加临界孔隙比减小，围压减小临界孔隙比增加。 3.4请简述影响土强度的外部因素。 参考答案： 1.围压3对土强度影响； 2.中主应力2的影响； 3.土强度具有各向异性； 4.加载速率对土的抗剪强度有一定影响； 5.温度对土强度有一定影响。 3.5 对某种饱和正常固结粘质粉土，已知其有效应力强度指标和孔压系数分别为=0，，B=1，=2/3。 （1）计算该土在常规三轴压缩试验（CTC）中的固结不排水强度指标。 （2）计算该土在减围压三轴压缩试验（RTC）中的固结不排水强度指标。 答：（1）CTC：保持围压不变，增加轴向应力。 为轴向应力；为固结压力（围压） 试验应力路径：，， ，代入数据得， 根据有效应力原理得 由于=0，所以 试卷1 一、解释或说明 （每题2分，共10分） 1. 孔隙比 2. 相对密实度 3. 附加应力 4. 主动土压力 5. 前期固结压力 二、判断题（正确者在题后的括号中打“√”，错误者打“×”且不需改正。每题1分，共计8分） 1．粘土矿物是化学风化的产物。 （ ） 2．粉土通常是单粒结构形式。 （ ） 3．土的压缩通常是土中孔隙减小及土颗粒压缩的结果。 （ ） 4．压缩模量是土在无侧限压缩时的竖向应力与应变之比。 （ ） 5．按太沙基一维固结理论，固结度与地表荷载大小无关。 （ ） 6．在直剪试验时，剪切破坏面上的剪应力并不是土样所受的最大剪应力。（ ） 7．地基的局部剪切破坏通常会形成延伸到地表的滑动面。 （ ） 8．墙背光滑是朗肯土压力理论的基本假设。 （ ） 三、单项选择题（每题2分，共30分） 1．当 时，粗粒土具有良好的级配。 A. 5u C ≥且13c C ≤≤ B. 5u C ≤且13c C ≤≤ C. 5c C ≥且13u C ≤≤ D. 5u C ≤或13c C ≤≤ 2．下列矿物质中，亲水性最强的是 。 A. 伊利石 B. 蒙脱石 C. 高岭石 D. 石英 3．对填土，我们可通过控制 来保证其具有足够的密实度。 A. s γ B. γ C. d γ D. sat γ 4．一块1kg 的土样，置放一段时间后，含水量由25%下降到20％，则土中的水减少了 kg 。 A. 0.06 B. 0.05 C. 0.04 D. 0.03 5. 在下列指标中，不可能大于1的指标是 。 A. 含水量 B. 孔隙比 C. 液性指数 D. 饱和度 6. 测得某粘性土的液限为40％，塑性指数为17，含水量为30%，则其相应的液性指数为 。 A. 0.59 B. 0.50 C. 0.41 D. 0.35 7. 地基表面作用着均布的矩形荷载，由此可知，在矩形的中心点以下，随着深度的增加，地基中的 。 A. 附加应力线性减小，自重应力增大 B. 附加应力非线性减小，自重应力增大 C. 附加应力不变，自重应力增大 D. 附加应力线性增大，自重应力减小 8. 饱和粘土层上为粗砂层，下为不透水的基岩，则在固结过程中，有效应力最小的位置在粘土层的 。 A. 底部 B. 顶部 C. 正中间 D. 各处（沿高度均匀分布） 东北农业大学网络教育学院 土力学网上作业题 绪论 一、填空 [1] 承受这些建筑物荷载的地层称为 地基 。 [2] 与地基接触并传递荷载给地基的结构物称为 基础 。 [3] 位于基础底面以下的第一层土称为 持力层 。 [4] 在持力层以下的土层统称为 下卧层 。 [5] 强度低于持力层的下卧层称为软弱 下卧层 。 第一章 土的物理性质及其工程分类 一、填空 [1] 土的固相物质包括 无机矿物颗粒 和 有机质 ，是构成土的骨架最基本的物质，称 为 土粒 。 [2] 土粒中的矿物成分分为 原生矿物 和 次生矿物 。 [3] 天然土是由大小不同的颗粒组成的，土粒的大小称为 粒度 。 [4] 工程上常用不同粒径颗粒的相对含量来描述土的颗粒组成情况，这种指标称为 粒度成分 。 [5] 不均匀系数C u 反映大小不同粒组的分布情况， C u ＜5 的土称为匀粒土，级配不良，C u 越 大 ，表示粒组分布范围比较广， C u ＞10 的土级配良好。 [6] 按照水与土相互作用的强弱程度，可将土中水分为 结合水 和 自由水 两大类。结合 水根据水与土颗粒表面结合的紧密程度又可分为： 吸着水（强结合水）和薄膜水（弱结合水 。 [7] 根据土颗粒的排列和联结，土的结构一般可以分为三种基本类型：单粒结构、蜂窝结构和絮状 结构。 [8] 粘性土的界限含水量包含 液限、塑限和缩限。 [9] 可塑性是粘性土区别于砂土的重要特征。可塑性的大小用土体处在塑性状态的含水量变化范围 来衡量，该范围称为 塑性指数 。 [10] 天然含水量与塑限之差除以塑性指数，称为粘性土的 。 [11] 砂土相对密实度的表达式为： min max max e e e e D r --= [12] 碎石土 是指粒径大于2mm 的颗粒含量超过总质量的50％的土。 [13] 砂土是指粒径 大于2mm 的颗粒含量不超过总质量的50％而粒径 大于0.075mm 的 颗粒含量超过总质量的50％的土。 [14] 细粒土 是指粒径大于0.075mm 的颗粒含量不超过总质量的50％的土。 [15] 影响土压实性的因素有：含水量和击实功能。 模拟考试5及答案 1． 下图为拟选用的200米堆石坝料的级配表；拟采用厚粘土心墙防渗，粘土塑性指数I p =17；地基覆盖层 为50米，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φ300×600mm ，需要对试验、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试验？（包括堆石料的模拟、试验的排水条件及试验量测 数值等） （2） 简述在上述试验资料基础上，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？ 解答： （1） 对于堆石料应进行三轴排水的常规压缩试验。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，应当进行排水三轴试验；但是为了测定孔压系数也要进行不排水试验（A,B ），也可用于总应力法的稳定分析； （2） 试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 料和粘土料试验E,B 或者E 、ν模型，用三轴排水试验进行参数确定。 （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） （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。 2．在一种松砂的常规三轴排水压缩试验中，试样破坏时应力为：σ3＝100kPa ，σ1－σ3＝235kPa 。 (1) 计算下面几个强度准则的强度参数： 莫尔－库仑强度准则：（σ1－σ3）/（σ1＋σ3）＝sin ?; 广义屈雷斯卡(Tresca)准则： σ1－σ3=αt I 1 松冈元－中井照夫强度准测：I 1I 2/I 3＝k f. （2）平面应变状态的试样的y 方向为零应变方向，已知ν＝0.35。初始应力状态为σz ＝σx ＝200kPa 且按 ?σz /?σx ＝-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σz ＝？ σx ＝？σy ＝？b=? 解答： （1）参数计算：σ3＝100kPa ，σ1－σ3＝235kPa ，σ3＝σ2＝100kPa ，σ1＝335kPa ①莫尔－库仑强度准则 1313235 0.54,32.7435 σσφσσ-===?+ ②Tresca 113 1 3352100535235 0.44535 t I kPa I σσα=+?=-= = = ③松冈元 《土力学》期末试卷及答案 一、填空题(每空1分,共20分) 1、无粘性土的性质主要取决于颗粒的粒径、级配 2、用三轴试验测定土的抗剪强度指标，在其它条件都相同的情况下，测的抗剪强度指标值最大的是固结排水剪切、试验，最小的是不固结不排水剪切试验。 3、评价粗颗粒土粒径级配的指标有不均匀系数、曲率系数和。 4、τf表示土体抵抗剪切破坏的极限能力，当土体中某点的剪应力τ=τf时，土体处 于状态；τ>τf时，土体处于状态；τ<τf时，土体处于状态。 5、桩按受力分为和。 6、用朗肯土压力理论计算土压力时，挡土墙墙背因、，墙后填土表面因。 7、桩的接头方式有、和。 8、建筑物地基变形的特征有、、和倾斜四种类型。 二、选择题(每小题2分,共10分) 1、采用搓条法测定塑限时，土条出现裂纹并开始断裂时的直径应为（） (A)2mm (C) 4mm(D) 5mm 2、《地基规范》划分砂土的密实度指标是（） (A)孔隙比(B)相对密度(D) 野外鉴别 3、建筑物施工速度较快，地基土的透水条件不良，抗剪强度指标的测定方法宜选用（） B）固结不排水剪切试验（C）排水剪切试验（D）直接剪切试验 4、地基发生整体滑动破坏时，作用在基底的压力一定大于（）。 （A）临塑荷载（B）临界荷载（D）地基承载力 5、夯实深层地基土宜采用的方法是 ( ) （B）分层压实法（C）振动碾压法（D）重锤夯实法 三、简答题(每小题5分,共20分) 1、直剪试验存在哪些缺点？ 2、影响边坡稳定的因素有哪些？ 3、产生被动土压力的条件是什么？ 4、什么是单桩竖向承载力？确定单桩承载力的方法有哪几种？ 四、计算题(共50分) 1、某土样重180g，饱和度S r=90%，相对密度为2.7，烘干后重135g。若将该土样压密，使其干密度达到1.5g/cm3。试求此时土样的天然重度、含水量、孔隙比和饱和度。（10分） 1、解：由已知条件可得原土样的三相数值为： m=180g m s=135g m w=180－135=45g V s=135/2.7=50cm3 V w=45 cm3 V v=45/0.9=50cm3 V=50＋50=100 cm3 土样压密后的三相数值为：V=135/1.5=90cm3 V v=90－50=40 cm3 V w=40 cm3 m w=40g m=135＋40=175g γ=175/90×10=19.4 kN/m3 w=40/135×40%=30% e=40/50=0.8 2-8单元 1-1 、砂类土和粘性土各有那些典型的形成作用？ 【答】 土在其形成过程中有各种风化作用共同参与，它们同时进行。砂类土主要是由于温度变化、波浪冲击、地震引起的物理力使岩体崩解、破碎形成。粘性土主要是岩体与空气、水和各种水溶液相互作用形成。 2-2、有一饱和的原状土样切满于容积为21.7cm 3的环刀内，称得总质量为72.49g ，经105℃烘干至恒重为61.28g ，已知环刀质量为32.54g ，土粒比重为2.74，试求该土样的湿密度、含水量、干密度及孔隙比（要求汇出土的三相比例示意图，按三相比例指标的定义求解）。 解：3/84.17 .2154 .3249.72cm g V m =-==ρ %3954 .3228.6128 .6149.72=--== S W m m ω 3/32.17 .2154 .3228.61cm g V m S d =-== ρ 069.149 .1021.11=== S V V V e 2-3、某原状土样的密度为1.85g/cm 3，含水量为34%，土粒相对密度为2.71，试求该土样的饱和密度、有效密度和有效重度（先推导公式然后求解）。 解：（1）V V m W V s sat ρρ?+= W S m m m += S W m m = ω 设1=S m ρω +=∴1V W S S S V m d ρ= W S W S S S d d m V ρρ?=?=∴1 ()()()()()()3 W S S W S S W W sat cm /87g .1171 .20.341171.285.1d 11d 11d 111d 11111=+?+-?=++-= +++???? ? ?-=+-++=+???? ???-++= ∴ρωρωρωρωρρωρρ ω ρρρωρW S d 有土力学期末试题及答案
2017年高等土力学题目归纳
(完整版)土力学试题及答案(2)
土力学习题参考答案(完整版)
土力学与地基基础考试试题及答案
土力学第七次作业解答
2017高等土力学试题-(1)
土力学与地基基础期末试卷及答案
《土力学》第九章习题及答案
土力学第四次作业答案详解
高等土力学历年真题
(完整版)土力学期末试题及答案
(完整word版)2016高等土力学试题汇总,推荐文档
土力学试题含答案
《土力学》离线作业及参考答案
高等土力学模拟考题及答案
《土力学》期末试卷及答案
土力学四校合编课后习题答案