土力学答案东南大学
东南大学土力学习题
第一章 土的物理性质及工程分类选择题1.土颗粒的大小及其级配，通常是用颗粒级配曲线来表示的。
级配曲线越平缓表示： A ．土颗粒大小较均匀，级配良好 B.土颗粒大小不均匀，级配不良 C. 土颗粒大小不均匀，级配良好2.作为填土工程的土料，压实效果与不均匀系数u C 的关系：A ．u C 大比u C 小好 B. u C 小比u C 大好 C. u C 与压实效果无关3.有三个同一种类土样，它们的含水率w 都相同，但是饱和度r S 不同，饱和度r S 越大的土，其压缩性有何变化？A.压缩性越大B. 压缩性越小C. 压缩性不变4.有一非饱和土样，在荷载作用下，饱和度由80%增加至95%。
试问土样的重度γ和含水率w 怎样改变？A ．γ增加，w 减小 B. γ不变，w 不变 C. γ增加，w 增加 5.土的液限是指土进入流动状态时的含水率，下述说法哪种是对的？ A ．天然土的含水率最大不超过液限 B. 液限一定是天然土的饱和含水率C. 天然土的含水率可以超过液限，所以液限不一定是天然土的饱和含水率 判断题6.甲土的饱和度大与乙土的饱和度，则甲土的含水率一定高于乙土的含水率7.粘性土的物理状态是用含水率表示的，现有甲、乙两种土，测得它们的含水率乙甲w w ，则可以断定甲土比乙土软8.土的液性指数L I 会出现L I >0或L I <0的情况 9.土的相对密实度r D 会出现r D >1或r D <1的情况 10.土的天然重度越大，则土的密实性越好 计算题11.击实试验，击实筒体积1000cm 2，测得湿土的质量为1.95kg ，取一质量为17.48kg 的湿土，烘干后质量为15.03kg ，计算含水率w 和干重度d r 。
12.已知某地基土试样有关数据如下：①天然重度r =18.4 kN/m 3，干密度d r =13.2 kN/m 3；②液限试验，取湿土14.5kg ，烘干后质量为10.3kg ；③搓条试验，取湿土条5.2kg ，烘干后质量为4.1kg ，求（1）土的天然含水率，塑性指数和液性指数；（2）土的名称和状态。
东南大学等四校合编《土力学》(第3版)配套模拟试题及详解(二)【圣才出品】
东南大学等四校合编《土力学》（第3版）配套模拟试题及详解（二）一、名词解释1．弱结合水答：弱结合水是指紧靠于强结合水的外围而形成的结合水膜，又称薄膜水。
它仍然不能传递静水压力，但较厚的弱结合水能向邻近较薄的水膜缓慢转移。
当土中含有较多的弱结合水时，土则具有一定的可塑性。
2．渗流力答：渗流力是指液体在土体内部流动时，单位体积土颗粒所受到的作用力。
3．先期固结压力答：先期固结压力指天然土层在历史上受过最大固结压力（指土体在固结过程中所受的最大竖向有效应力）。
4．不固结不排水试验答：不固结不排水试验是指在三轴压力室压力下不再固结，而保持试样原来的有效应力不变，在施加周围压力和轴向压力直至剪切破坏的整个试验过程中都不允许排水，施加围压和轴向压力至剪切破坏的三轴压缩试验。
5．地基承载力 答：地基承载力是指地基土单位面积上所能承受的荷载，表示地基承担载荷的能力。
二、判断题1．两个试样，它们的体积和含水量相同，土粒比重也相同，故其重量也一定相同。
（ ）【答案】错误【解析】由公式s d (1)e 1ω+ωγ=-γ可知两个试样的体积相同，含水量相同，土粒比重也相同，但是它们的重度未必相同，故重量也未必相同。
2．地下水位的升降不会引起地基中土自重应力的变化。
（ ）【答案】错误【解析】当土体位于地下水位以上时，地下水的下降对土中的自重应力没有影响。
当土体位于地下水位以下时，地下水的下降使土中的自重应力变大。
3．土体的流变就是土的固结现象。
（ ）【答案】错误【解析】土的流变是指土的蠕变、应力松弛以及强度的时间效应等特性，以土的蠕变为例，蠕变是指应力不变时变形随时间持续发展的过程，而固结过程中的应力可以变化，两者本质上不同。
4．库仑土压力理论中其基本假设之一，是滑动破坏面为圆弧面。
（ ）【答案】错误 【解析】库仑土压力理论的基本假设包括滑动面为平面、墙后填土为均匀的无粘性土。
5．粘性土土坡稳定性分析的毕肖普法中，是假设土条两侧的作用力合力大小相等、方向相反、且其作用线重合。
东南大学等四校合编土力学第4版框架知识点及课后习题解析
1．砂类土和黏性土各有哪些典型的形成作用？
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。黏性土主要是岩体与空气、水和各种水溶液相互作用形 成。
2．污染土是如何形成的，有哪些特点？ 答：（1）由于致污物质的侵入，使土的成分、结构和性质发生了显著变异的土，包括工业污染土、尾 矿污染土和垃圾填埋场渗滤液污染土等，污染土一般可分为重金属污染土、有机污染土、复合污染土等。 （2）污染土具有隐蔽性、滞后性、累积性、不可逆转性、难治理等特点。
表 1-1-2 风化作用的分类
3．土的成因类型（见表 1-1-3）
(完整版)土力学课后习题答案(第三版__东南大学.doc
度Dr，并评定该砂土的密实度。解：（1）设VS1
m mS
mW
mS
mS
1dS W
V1
e
1
e
1
e
整理上式得
e
1
dS
W
1
1
0.098 2.67 1
1 0.656
1.77
（2）Dr
emax
e
0.943
0.656
0.595（中密）
emin
0.943
0.461
emax
2-5、某一完全饱和黏性土试样的含水量为30%，土粒相对密度为2.73，液限为
33%，塑限为17%，试求孔隙比、干密度和饱和密度，并按塑性指数和液性指数分别定出该黏性土的分类名称和软硬状态。
解：e
VV
W
dSVS W
dS0.30
2.73
0.819
VS
VS
W
W
d
mS
dS
W
2.73 1
1.50g / cm3
V
1
e
1
0.819
sat
ms
VV
W
dS
W
dS W
1
dS W
1 0.3 2.73 1
土力学
第二章
2-2、有一饱和的原状土样切满于容积为21.7cm3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：
m
72.49 32.54
东南大学土力学复习资料整理
1.土力学—利用力学的一般原理，研究土的物理、化学和力学性质及土体在荷载、水、温度等外界因素作用下工程性状的应用科学。
它是力学的一个分支。
2.地基：为支承基础的土体或岩体。
在结构物基础底面下，承受由基础传来的荷载，受建筑物影响的那部分地层。
地基分为天然地基、人工地基。
3.基础：将结构承受的各种作用传递到地基上的结构组成部分。
基础依据埋置深度不同划分为浅基础、深基础第二章 土的三相组成及土的结构1.土的三相：水（液态、固态）气体（包括水气）固体颗粒（骨架）2.原生矿物。
即岩浆在冷凝过程中形成的矿物。
3.次生矿物。
系原生矿物经化学风化作用后而形成新的矿物4.粘土矿物特点：粘土矿物是一种复合的铝—硅酸盐晶体，颗粒成片状，是由硅片和铝片构成的晶胞所组叠而成。
5. d60—小于某粒径的土粒质量占土总质量60％的粒径，称为限定粒径（限制粒径）；d10—小于某粒径的土粒质量占土总质量10％的粒径，称为有效粒径；6.毛细水：受到水与空气交界面处表面张力的作用、存在于地下水位以上的透水层中自由水7.结合水－指受电分子吸引力作用吸附于土粒表面的土中水。
这种电分子吸引力高达几千到几万个大气压，使水分子和土粒表面牢固地粘结在一起。
结合水分为强结合水和弱结合水两种。
8.强结合水：紧靠土粒表面的结合水，其性质接近于固体，不能传递静水压力，具有巨大的粘滞性、弹性和抗剪强度，冰点为-78度，粘土只含强结合水时，成固体状态，磨碎后成粉末状态。
9.弱结合水:强结合水外围的结合水膜。
10.土的结构:指土粒单元的大小、形状、相互排列及其联结关系等因素形成的综合特征。
土的结构和构造对土的性质有很大影响。
7.土的构造:物质成分和颗粒大小等都相近的同一土层及其各土层之间的相互关系的特征称之。
第三章 1.土的天然密度：土单位体积的质量称为土的密度(单位为g ／cm ３或t ／m ３)，2.土的含水量：土中水的质量与土粒质量之比(用百分数表示)3.土粒相对密度（比重）：土的固体颗粒质量与同体积4℃时纯水的质量之比。
土力学 第二版 (东南大学 著)课后答案 中国建筑工业出版社
680
1.31× 680
+ (4 × 2 × 2 ×
20)
=
0.891m
（2）
p max
min
=
F
+ G ⎜⎛1 ± A⎝
6e ⎟⎞ l⎠
因为 ⎜⎛1 ± 6e ⎟⎞ = ⎜⎛1 ± 6 × 0.891⎟⎞ = (1 ± 1.337) 出现拉应力
⎝ l⎠ ⎝
4⎠
故需改用公式
pmax
=
2(F + G)
淤泥质 黏土 厚 8m， γ = 18.2kN / m3 ， Gs = 2.74 ， ω = 41% ；第 四层 粉土厚 3m，
γ = 19.5kN / m3 ，Gs = 2.72 ，ω = 27% ；第五层砂岩未钻穿。试计算各层交界处的竖向
自重应力σ c ，并绘出σ c 沿深度分布图。
解：（1）求 γ '
解：（1） k1
60 − h2 L1
A = k2
h2 L2
A
整理得
k1 (60 − h2 ) = k2h2
h2
=
60k1 k1 + k2
=
60 × 2 ×10−1 2 ×10−1 + 1×10−1
= 40cm
所以，测压管中水面将升至右端水面以上：60-40=20cm
（2）q2
=
k2i2 A =
k2
×
σ c3 = σ c2 + γ 3’h 3 = 67.17 + 8.20 × 8 = 132.77kPa
σ c4 = σ c3 + γ 4’h 4 = 132.77 + 9.71× 3 = 161.90kPa
σ 4不透水层 = σ c4 + γ W (3.5 + 8.0 + 3.0) = 306.9kPa
土力学考研东南大学四校合编《土力学》考研真题
土力学考研东南大学四校合编《土力学》考研真题1土的组成一、名词解释1弱结合水[成都理工大学2013年]答：弱结合水是指紧靠于强结合水的外围而形成的结合水膜，又称薄膜水。
它仍然不能传递静水压力，但较厚的弱结合水能向邻近较薄的水膜缓慢转移。
当土中含有较多的弱结合水时，土则具有一定的可塑性。
砂土比表面较小，几乎不具可塑性，而黏性土的比表面较大，其可塑性范围就大。
弱结合水离土粒表面愈远，其受到的电分子吸引力愈弱，并逐渐过渡到自由水。
弱结合水的厚度，对黏性土的黏性特征和工程性质有很大影响。
2电渗[苏州大学2014年]答：电渗是指极性水分子与水中的阳离子（K＋、Na＋等）形成水化离子，在电场作用下这类水化离子向阴极移动的现象。
电渗和电泳是同时发生的，统称为电动现象。
由于黏土矿物的带电性，黏土颗粒四周形成一个电场，将使颗粒四周的水发生定向排列，直接影响土中水的性质，从而使黏性土具有许多无黏性土所没有的性质。
3土的颗粒级配答：土的颗粒级配是指由不同粒度组成的土颗粒中各级粒度所占的数量，常以占总量的百分数来表示。
土的颗粒级配是通过土的颗粒分析试验测定的，常用的测定方法有筛分法和沉降分析法。
前者是用于粒径大于0.075mm的巨粒组和粗粒组，后者用于粒径小于0.075mm的细粒组。
当土内兼含大于和小于0.075mm 的土粒时，两类分析方法可联合使用。
4强结合水答：强结合水是指紧靠土粒表面的结合水膜，又称吸着水。
它的特征是没有溶解盐类的能力，不能传递静水压力，只有吸热变成蒸汽时才能移动。
强结合水的厚度很薄，有时只有几个水分子的厚度，但其中阳离子的浓度最大，水分子的定向排列特征最明显。
黏性土中只含有强结合水时，呈固体状态，磨碎后则呈粉末状态。
二、判断题1土中强结合水的性质接近固态，故强结合水属固态。
（）【答案】错误查看答案【解析】土中的强结合水是指紧靠土粒表面的结合水膜，其厚度只有几个水分子厚，小于0.003μm。
这种强结合水的性质与普通水不同：它的性质接近固体，不传递静水压力，100℃不蒸发，密度ρw＝1.2～2.4g/cm3，并具有很大的黏滞性、弹性和抗剪强度。
东南大学土力学试卷及答案
土力学试卷及答案土木、水利、交通类专业统考2004.12一．名词解释(每小题2分，共16分)1. 塑性指数液限和塑限之差的百分数值（去掉百分号）称为塑性指数，用表示，取整数，即：—液限，从流动状态改变为可塑状态的界限含水率。
—塑限，从可塑状态改变为半固体状态的界限含水率。
2. 临界水力坡降土体抵御渗透破坏的能力，称为抗渗强度。
通常以濒临渗透破坏时的水力梯度表示，称为临界水力梯度。
3. 不匀称系数不匀称系数的表达式：式中：和为粒径分布曲线上小于某粒径的土粒含量分离为60%和10%时所对应的粒径。
4. 渗透系数当水力梯度i等于1时的渗透速度（cm/s或m/s）。
5. 砂土液化液化被定义为任何物质转化为液体的行为或过程。
对于饱和疏松的粉细砂，当受到突发的动力荷载时，一方面因为动剪应力的作用有使体积缩小的趋势，另一方面因为时光短来不及向外排水，因此产生很大的孔隙水压力，当孔隙水压力等于总应力时，其有效应力为零。
按照太沙基有效应力原理，惟独土体骨架才干承受剪应力，当土体的有效应力为零时，土的抗剪强度也为零，土体将丧失承载力，砂土就象液体一样发生流动，即砂土液化。
6. 被动土压力第 1 页/共13 页当挡土墙向着填土挤压移动，墙后填土达到极限平衡状态时，作用在墙上的土压力称为被动土压力。
7. 残余强度紧砂或超固结土的应力—应变曲线为应变软化型，应力应变曲线有一个显然的峰值，过此峰值以后剪应力便随着剪应变的增强而降低，最后趋于某一恒定值，这一恒定的强度通常称为残余强度或总算强度，以表示。
8. 临塑荷载将地基土开始浮上剪切破坏（即弹性变形阶段改变为弹塑性变形阶段）时，地基所承受的基底压力称为临塑荷载。
二、填空题1. 土中各粒组的质量占总土质量的百分数，不匀称系数、曲率系数2. 承载力，沉降3. 受附加应力影响的某一深度范围内土层的厚度，竖向附加应力与自重应力之比4. 剪切实验，直剪仪、三轴仪、无侧限抗压强度仪和十字板剪力仪5. ，6. 地基土的剪切破坏，整体剪切破坏、局部剪切破坏和冲剪破坏7. 地基，基础三、是非题（每小题0.5分，共5分）1. T2. F3. T4. F5. T6. F7. T8. T9. F 10.F四、问答题（每小题5分，共25分）1．粘性土的塑性指数与液性指数是怎样决定的？举例说明其用途？塑性指数的决定：，用液塑限联合测定仪测出液限w L、塑限w p 后按以上公式计算。
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d
mS d S W 2.73 1 1.50 g / cm3 V 1 e 1 0.819 ms VV W d S W d S W 1 d S W 1 0.32.73 1 1.95 g / cm3 V 1 e 1 e 1 0.819
l 1.2 b
查表得 C 0.108 则 M2 点
zM 1 2 0.108 131 28.31kPa
作延长线后分成 2 大块、2 小块
l 6 m, 2 m,
大块
l 3 b
z 3 .6 1 .8 b 2
查表得 C 0.143
l 3 .6 m , b 2 m ,
4不透水层 c4 W 3.5 8.0 3.0 306 .9kPa
4-9、某构筑物基础如图 4-30 所示，在设计地面标高处作用有偏心荷载 680kN， 偏心距 1.31m，基础埋深为 2m，底面尺寸为 4m×2m。试求基底平均压力 p 和边 缘最大压力 pmax，并绘出沿偏心方向的基底压力分布图。 解： （1）全力的偏心距 e
’ 4 h ' 35.0 9.19 3.5 67.17kPa c 2 c水 2
’ c3 c2 3 h 3 67.17 8.20 8 132.77 kPa ’ c 4 c3 4 h 4 132.77 9.71 3 161.90kPa
p F G 1300 4 2.4 1.2 20 149 k P a A
（2）基底附加压力 p0 p m d 149 18 1 131kPa （3）附加应力 M1 点 分成大小相等的两块
l 2.4m, b 2m, z 3. 6 1.8 b 2
m mS mW
ms VV W V
mW mS
设 mS 1
V
1
dS
mS VS W
VS
mS 1 d S W d S W
有 sat
1 1 1 d S W 1
1 W 1 W d 1 d 1 W S S 1 1
小块
l 1 .8 b
z 3 .6 1 .8 b 2
查表得 C 0.129
则
zM 2 2 cM 2 p0 2( c大 c小）p0 20.143 0.129 131 3.7kPa
4-11、某条形基础的宽度为 2m，在梯形分布的条形荷载（基底附加压力）下， 边缘（ p0 ） max=200kPa， （ p0 ） min=100kPa，试求基底宽度中点下和边缘两点下各
2-2、 有一饱和的原状土样切满于容积为 21.7cm 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） 。 m 72.49 32.54 1.84 g / cm 3 解： V 21.7
F G e F 1.31
e 1.31 680 0.891m 680 4 2 2 20
F G 6e 1 A l
（2） p max
min
6e 6 0.891 因为 1 1 1 1.337 出现拉应力 l 4
上） 4-10、某矩形基础的底面尺寸为 4m×2.4m，设计地面下埋深为 1.2m（高于天然 地面 0.2m） ，设计地面以上的荷载为 1200kN，基底标高处原有土的加权平均重 度为 18kN/m3 。试求基底水平面 1 点及 2 点下各 3.6m 深度 M1 点及 M2 点处的地 基附加应力 Z 值。 解： （1）基底压力
h2 40 A 1 10 1 200 20 cm 3 / s L2 40
3-9、定水头渗透试验中，已知渗透仪直径 D=75mm，在 L=200mm 渗流途径上 的水头损失 h=83mm，在 60s 时间内的渗水量 Q=71.6cm3，求土的渗透系数。 QL 71.6 20 解： k 6.5 10 2 cm / s A h t 7.5 2 8.3 60 4 3-10、设做变水头渗透试验的黏土试样的截面积为 30cm2，厚度为 4cm，渗透仪 细玻璃管的内径为 0.4cm，试验开始时的水位差 145cm，经时段 7 分 25 秒观察 水位差为 100cm，试验时的水温为 20℃，试求试样的渗透系数。
查表，定名为粉质粘土 查表，确定为软塑状态
sat
I p L P 33 17 16
IL
p
Ip
30 17 0.81 16
3-8、某渗透试验装置如图 3-23 所示。砂Ⅰ的渗透系数 k1 2 10 1 cm / s ；砂Ⅱ的 渗透系数 k 2 1 10 1 cm / s ，砂样断面积 A=200cm2 ，试问： （1）若在砂Ⅰ与砂Ⅱ分界面出安装一测压管，则测压管中水面将升至右端水面 以上多高？ （2）砂Ⅰ与砂Ⅱ界面处的单位渗水量 q 多大？ 解： （1 ） k 1
（3） ' ' g 0.87 10 8.7kN / cm3 或
sat sat g 1.87 10 18.7kN / cm3 ' sat W 18.7 10 8.7kN / cm3
3
2-4、某砂土土样的密度为 1.77g/cm ，含水量 9.8%，土粒相对密度为 2.67，烘 干后测定最小孔隙比为 0.461，最大孔隙比为 0.943，试求孔隙比 e 和相对密实
d S 1 1.85 2.71 1 W 1 1.87g / cm 3 1 d S 1 0.34 2.71
'
V VV W m S VS W m S VS W VV W VV W sat S （2 ） V V V 3 sat W 1.87 1 0.87 g / cm
3
mW 72.49 61.28 39 % mS 61.28 32 .54
d
e
mS 61.28 32.54 1.32 g / cm3 V 21.7
VV 11.21 1.069 VS 10.49
3
2-3、某原状土样的密度为 1.85g/cm ，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） sat
1.77
（2 ） D r
emax e 0.943 0.656 0.595 （中密） emax emin 0.943 0.461
2-5、某一完全饱和黏性土试样的含水量为 30%，土粒相对密度为 2.73，液限为 33%，塑限为 17%，试求孔隙比、干密度和饱和密度，并按塑性指数和液性指数 分别定出该黏性土的分类名称和软硬状态。 解： e
5
3m 及 6m 深度处的
Z 值。
解： p 0均 中点下
200 100 150 kPa 2
60 h2 h A k2 2 A L1 L2
整理得
k1 (60 h2 ) k 2 h2
h2
60k1 60 2 10 1 40cm k1 k 2 2 10 1 1 10 1
2
所以，测压管中水面将升至右端水面以上：60-40=20cm （2 ） q 2 k 2 i 2 A k 2
故需改用公式 p max
2F G 2680 4 2 20 301kPa l 4 3b e 3 2 0.891 2 2
（3）平均基底压力
4
F G 1000 125 kPa （理论上） A 8
p F G 1000 1000 301 150 .3kPa 或 max 150 .5kPa （实际 ' 3 1.09 2 2 2 A l 3 e b 2
0.4 2 4 h1 aL 145 4 解： k ln ln 1.4 10 5 cm / s A(t 2 t1 ) h2 30 445 100
3-11、图 3-24 为一板桩打入透水土层后形成的流网。已知透水土层深 18.0m， 渗透系数 k 3 10 4 mm / s ，板桩打入土层表面以下 9.0m，板桩前后水深如图中 所示。试求： （1）图中所示 a、b、c、d、e 各点的孔隙水压力； （2）地基的单位渗水量。 解： （1） U a 0 W 0kPa
1
度 Dr，并评定该砂土的密实度。 解： （1）设 V S 1
m mS mW mS mS 1 d S W V 1 e 1 e 1 e
e
整理上式得
1 d S W
1
1 0.098 2.67 1 1 0.656
' ' ' 9.19 kN / m 3 ， 3 9.71kN / m 3 ， 由上式得： 2 8.20kN / m3 ， 4
（2）求自重应力分布
c1 1 h1 1.5 17 25.5kPa
‘ c水 1h1 2 h 25.5 19 0.5 35.0kPa
3
计算各层交界处的竖向自重应力 c ，并绘出 c 沿深度分布图。 解： （1）求 '