土质与土力学习题第五章
土力学习题集
《土质学与土力学》习题集第一章习题一．填空题1．土粒粒径越，颗粒级配曲线越，不均匀系数越，颗粒级配越。
为了获得较大密实度，应选择级配的土粒作为填方或砂垫层的材料。
2．粘土矿物基本上是由两种原子层(称为品片)构成的，一种是，它的基本单元是Si—0四面体，另一种是，它的基本单元是A1—OH八面体。
3．土中结构一般分为、和三种形式。
4．衡量天然状态下粘性土结构性强弱的指标是，其定义是值愈大，表明土的结构性，受扰动后土的强度愈多。
5．土中主要矿物有、和。
它们都是由和组成的层状晶体矿物。
6．饱和细砂土和干细砂土都无法形成直立边坡，而非饱和细砂土则可以，这是因为在起作用。
二．选择题1．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。
2．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。
3．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。
4．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)自由水； (C)强结合水； (D)弱结合水。
5．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。
6．哪种土类对冻胀的影响最严重?( )(A)粘土； (B)砂土； (C)粉土。
7．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8．对土粒产生浮力的是( )。
（A）毛细水； (B)重力水； (C)强结合水， (D)弱结合水。
(9)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。
(10)软土的特征之一是( )。
《土力学》第五章习题集及详细解答
《土力学》第五章习题集及详细解答第5章土的压缩性一填空题1．压缩系数= ，表示压力范围= ，= 的压缩系数，工程上常用评价土的压缩性的高低。
2．可通过室内试验测定的土体压缩性的指标有、、和。
3．天然土层在历史上所经受过的包括自重应力和其他荷载作用形成的最大竖向有效固结压力称为。
4．据前期固结压力，沉积土层分为、、三种。
5．在研究沉积土层的应力历史时，通常将与之比值定义为超固结比。
二选择题1．评价地基土压缩性高低的指标是（）(A)压缩系数；(B)固节系数；(C)沉降影响系数；(D)参透系数2．若土的压缩曲线（e-p曲线）较陡，则表明（）(A)土的压缩性较大(B)土的压缩性较小(C)土的密实度较大(D)土的孔隙比较小3．固结实验的排水条件为（）(A)单面排水；(B)双面排水；(C)不排水；(D)先固结，后不排水4．在饱和土的排水固结过程中，若外载荷不变，则随着土中有效应力（）(A)孔隙水压力u相应的增加；(B)孔隙水压力u相应的减少(C)总应力δ相应增加；(D)总应力δ相应减少5．无黏性土无论是否饱和，其实形达到稳定的所需时间都比透水性小的饱和黏性土（）(A)长得多；(B)短得多；(C)差不多；(D)有时更长，有时更短6．在饱和土的排水固节过程中，通常孔隙水压力u与有效力将发生如下的变化（）(A)u不断减少，不断增加；(B)u不断增加，不断减少(C)u与均不断减少；(D)u与均不断增加7．土体产生压缩的时（）(A) 土中孔隙体积减少,土粒体积不变；(B)孔隙体积和土粒体积均明显减少(C)土粒和水的压缩量均较大；(D)孔隙体积不变8．土的变形模量可通过（）实验来测定。
(A)压缩；(B)载荷；(C)渗透；(D)剪切；9．土的e-p曲线愈平缓，说明（）(A)压缩模量愈小；(B)压缩系数愈大(C)土的压缩性愈低；(D)土的变形愈大10．若土的压缩系数a1-2=0.1MPa-1,则该土属于（）(A)低压缩性土；(B)中压缩性土；(C)高压缩性土；(D)低灵敏土11．已知土中某点的总应力，孔隙水压力，则有应力等于（）(A)20kPa ；(B)80kPa；(C)100kPa；(D)120kPa12．下列说法中，错误的是（）(A)土在压力作用下体积会减小(B)土的压缩主要是土中孔隙体积的减少(C)土的压缩所需时间与土的透水性有关(D)土的固结压缩量与土的透水性有关13．土的压缩性指标包括（）(A)a,Cc,Es,E0；(B)a,Cc,Es,e；(C)a,Cc,E0,e ；（Ｄ）a,Es,Eo,14．土的压缩模量越大，表示（）(A)土的压缩性越高；(B)土的压缩性越低(C)e-p曲线越陡；(D)e-lgp曲线越陡15．下列说法中，错误的是（）(A)压缩试验的排水条件为双面排水(B)压缩试验不允许土样产生侧向变形(C)载荷试验允许土体排水(D)载荷试验不允许土体产生侧向变形16．在压缩曲线中，压力p为（）(A)自重应力；(B)有效应力；(C)总应力；(D)孔隙水应力17．使土体体积减少的主要因素是（）(A)土中孔隙体积的减少；(B)土粒的压缩(C)土中密闭气体的压缩；(D)土中水的压缩18．土的一维固结微分方程表示（）(A)土的压缩性大小与固结快慢(B)固结度与时间和深度的关系(C)孔隙水压力与时间和深度的关系(D)孔隙水压力与时间的关系19．土的压缩变形主要是由于土中哪一部分应力引起的？（）(A)总应力；(B)有效应力；(C)孔隙应力20．所谓土的固结，主要是指（）(A)总应力引起超孔隙水压力增长的过程(B)超孔隙水压力消散，有效应力增长的过程(C)总应力不断增加的过程(D)总应力和有效应力不断增加的过程21．在时间因数表示式Tv=Cv/H2中，H表示的意思是（）(A)最大排水距离；(B)土层的意思是(C)土层厚度的一半；(D)土层厚度的2倍三、判断改错题１．在室内压缩试验过程中，土样在产生竖向压缩的同时也将产生侧向膨胀。
同济大学-《土质学与土力学》课后习题答案
kN / m3
I cr
=
γ sat γw
−1 =
18.8 10
−1 =
0.88
h = Icr L = 0.88× 0.4 = 0.352(m)
第四章
4-2 图 4-38 所示桥墩基础，已知基础底面尺寸 b=4m，
l=10m ， 作 用 在 基 础 底 面 中 心 的 荷 载 N=4000kN ，
M=2800kN*m。计算基础底面的压力。
3⎛⎜⎝
4 2
−
0.7
⎞⎟⎠10
=
205.13(kN )
4-3 图 4-39 所示矩形面积（ABCD）上作用均布荷载 p=100kPa，试用角点法计算 G 点下
深度 6m 处 M 点的竖向应力σz 值。 【解】
对于矩形 GHAB， l = 12 = 1.5 ， z = 6 = 0.75 ，
b8
b8
查表 4-9，得αa(GHAB) = 0.2179 ；
=
γ (γs −γ w ) γ s (1+ ω )
+γw
，
对于粉质粘土层：
可知 γ ′
=
γ satLeabharlann −γw=γ (γs −γw ) γ s (1+ ω )
γ s = 10ds = 10× 2.72 = 27.2kN / m3
γ
′
=
γ (γs − γ s (1+
γw) ω)
=
19.1(
27.2
27.2 −10) (1+ 0.31)
=
9.22kN
/
m3
其中： ds 是土粒比重（土粒相对密度），表示土的质量与 4℃时同体积的水的质量之比，其
《土质学与土力学》习题库及答案
《土质学与土力学》习题库第一章习题一．填空题1．土粒粒径越，颗粒级配曲线越，不均匀系数越，颗粒级配越。
为了获得较大密实度，应选择级配的土粒作为填方或砂垫层的材料。
2．粘土矿物基本上是由两种原子层(称为品片)构成的，一种是，它的基本单元是Si—0四面体，另一种是，它的基本单元是A1—OH八面体。
3．土中结构一般分为、和三种形式。
4．衡量天然状态下粘性土结构性强弱的指标是，其定义是值愈大，表明土的结构性，受扰动后土的强度愈多。
5．土中主要矿物有、和。
它们都是由和组成的层状晶体矿物。
6．饱和细砂土和干细砂土都无法形成直立边坡，而非饱和细砂土则可以，这是因为在起作用。
二．选择题1．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。
2．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。
3．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。
4．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)自由水； (C)强结合水； (D)弱结合水。
5．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。
6．哪种土类对冻胀的影响最严重?( )(A)粘土； (B)砂土； (C)粉土。
7．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8．对土粒产生浮力的是( )。
（A）毛细水； (B)重力水； (C)强结合水， (D)弱结合水。
(9)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。
(10)软土的特征之一是( )。
土力学 第五章 习题答案
（b）当压力为 100 kPa 时试样已产生的变形为： H 1
e0 e1 1.310 1.062 H 20 2.15(mm) 1 e0 1 1.310
p 2 p1 p 100 150 250(kPa )
由曲线查得 p2 对应的孔隙比为 0.92
1.4 1.3 1.2 孔隙比 e 1.1 1 0.9 0.8 0.7 0.6 0 100 200 300 压力（kPa） 400 500
1.2
土层1
1.1
土层2
1.0 孔隙比e
0.9
0.8
0.7
0.6 0 50 100 150 200 压力 (kPa) 250 300 350
可查取初始孔隙比 e1 与最终孔隙比 e2 ，见下表： 分层 编号 初始应 分层厚 力平均 度 （cm） 值 (kPa) 500 600 100 200 附加应 力平均 值 (kPa) 140 50 最终应 力平均 值 (kPa) 240 250
5）确定压缩层深度： 根据天然土层性质分为两层，确定压缩深度为基础下 11m。 6）变形计算： ①计算各分层的自重应力和附加应力平均值，取各分层顶面和底面的应力平均值。 ②按各层平均自重应力 sz 和平均实受应力 ( sz z ) ，由表 5-13 和表 5-14，及Ⅰ层土的 e-p 曲线（由表 5-13 作出） ，见下图：
e1i
0.61 0.57 0.52 0.46 0.45 0.43 0.41 0.41
e2i
0.46 0.48 0.43 0.42 0.40 0.39 0.40 0.40
e1i e2i 1e1i
0.093 0.057 0.059 0.027 0.034 0.028 0.007 0.007 Σ
土质与土力学习题第五章
第五章5-1 当一土样遭受一组压力（1σ，3σ）作用，土样正好达到极限平衡。
如果此时，在大小主应力方向同时增加压力∆σ，问土的应力状态如何？若同时减少∆σ，情况又将如何？ 5-1 解：同时增加∆σ时土样进入弹性平衡状态，同时减少∆σ时土样破坏。
（应力圆大小不变，位置移动。
注意不要用τmax 和s 进行比较。
）5-2 设有一干砂样置入剪切合中进行直剪试验，剪切合断面积为60cm 2，在砂样上作用一垂直荷载900N ，然后作水平剪切，当水平推力达300N 时，砂样开始被剪破。
试求当垂直荷载为1800N 时，应使用多大的水平推力砂样才能被剪坏？该砂样的内摩擦角为多大？并求此时的大小主应力和方向。
5-2 解：砂土，c =0，所以：N 600900180030012122121=⨯==⇒=N N T T T T N N 此时，︒=⎪⎭⎫ ⎝⎛=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛==⨯⨯==--43.181800600arctan arctan arctan kPa 10010601060022432N T A T ff στϕτ应力圆半径： kPa 4.10543.18cos 100cos =︒==ϕτfr圆心坐标：()kPa 4.33343.18sin 4.105sin 2131=︒==+ϕσσr kPa0.2284.1054.333kPa8.4384.1054.33331=-==+=∴σσ由应力圆知，大主应力作用面与剪破面的夹角为：︒=+︒=2.542/45ϕα5-4 设有一含水量较低的黏性土样作单轴压缩试验，当压力加到90kPa 时，黏性土样开始破坏，并呈现破裂面，此面与竖直线呈35°角，如图5-39。
试求其内摩擦角ϕ及黏聚力c 。
图5－39 习题5－4图5-4 解：水平面为大主应力面，kPa 901=σ；竖直面为小主应力面，03=σ；由图5-39的小主应力面与剪破面的夹角为35︒，即有：）剪破？5-6 解：（a ）单轴试验时，03=σ，由公式（5-7），有：kPa 28.3422045tan 1220245tan 2245tan 231=⎪⎭⎫ ⎝⎛︒+︒⨯⨯+=⎪⎭⎫ ⎝⎛+︒+⎪⎭⎫⎝⎛+︒=ϕϕσσc（b ）三轴试验时，kPa 53=σ，由公式（5-7），有：kPa47.4422045tan 12222045tan 5245tan 2245tan 2231=⎪⎭⎫ ⎝⎛︒+︒⨯⨯+⎪⎭⎫ ⎝⎛︒+︒⨯=⎪⎭⎫ ⎝⎛+︒+⎪⎭⎫⎝⎛+︒=ϕϕσσc注：本题使用公式计算比较简单。
土力学习题及答案
《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。
土力学-第五章-土的抗剪强度 习题课2 张丙印
智者乐水 仁者乐山
150
q(kPa)
100
q-3=0.5p
50
0 0
q=(6/11)(p-20)
q=(6/8)(p-20)
50 100 150 200 250 300 350
p'(kPa)
19
方法及讨论 – 强度指标的应用
200
智者乐水 仁者乐山
150
q(kPa)
100 50
q-3=0.5p q=(6/11)(p-20)
1-3=165kPa，求固结不排水总应力强度 指标、破坏时试样内的孔隙水压力及相应
的孔隙水压力系数、剪切破坏面上的法向
总应力和剪应力。
6
方法及讨论 – 强度指标计算
智者乐水 仁者乐山
真正破裂面
30
a）总应力强度指标： cu 17 ccu 0 b）破坏时的孔隙水压力：
uf=A(1-3)f=165A
《土力学1》之习题课4
第五章习题讨论课
张丙印
清华大学土木水利学院 岩土工程研究所
第五章：习题讨论课
主要内容：
• 习题讨论
• 作业中的问题评述
• 小测验（30分钟）
• 方法讨论 • 概念及难点
• 强度指标计算 • 应力路径 • 强度指标的应用
• 其它问题讨论
小测验 30分钟
3
方法及讨论 – 强度指标计算
0
0 50 100 150 200 250 300 350
p'(kPa)
20
(3 1f ) cos 71.4kPa
n=n+uf=241.3kPa
2
7
方法及讨论 – 强度指标计算
智者乐水 仁者乐山
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第五章
5-1 当一土样遭受一组压力（1σ,3σ)作用,土样正好达到极限平衡。
如果此时，在大小主应力方向同时增加压力∆σ，问土的应力状态如何？若同时减少∆σ，情况又将如何？
５-1 解:同时增加∆σ时土样进入弹性平衡状态,同时减少∆σ时土样破坏。
(应力圆大小不变，位置移动。
注意不要用τm ａｘ和ｓ进行比较。
）
5－2 设有一干砂样置入剪切合中进行直剪试验，剪切合断面积为6０cm 2,在砂样上作用一垂直荷载900Ｎ,然后作水平剪切,当水平推力达300N 时,砂样开始被剪破。
试求当垂直荷载为1８00N 时,应使用多大的水平推力砂样才能被剪坏？该砂样的内摩擦角为多大?并求此时的大小主应力和方向。
5-２ 解:砂土，ｃ＝0,所以:N 600900
1800
300121
22
1
21=⨯==⇒
=N N T T T T N N 此时,
︒=⎪⎭⎫ ⎝⎛=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=⎪⎪⎭
⎫ ⎝
⎛==⨯⨯==--43.181800600arctan arctan arctan kPa 10010
6010600224
3
2N T A T f
f σ
τϕτ
应力圆半径: kPa 4.10543.18cos 100
cos =︒
=
=
ϕ
τf
r
圆心坐标：
()kPa 4.33343.18sin 4.105sin 21
31=︒
==+ϕσσr kPa
0.2284.1054.333kPa
8.4384.1054.33331=-==+=∴
σσ
由应力圆知，大主应力作用面与剪破面的夹角为：︒=+︒=2.542/45ϕα
5-4 设有一含水量较低的黏性土样作单轴压缩试验，当压力加到90kP ａ时，黏性土样开始破坏，并呈现破裂面,此面与竖直线呈３5°角,如图５-39。
试求其内摩擦角ｊ及黏聚力c 。
图5-39 习题5-4图
5-４ 解：水平面为大主应力面，kPa 901=σ；竖直面为小主应力面，03=σ;由图５-３9的小主应力面与剪破面的夹角为3５︒，即有:。
）剪破?
5-６ 解：（ａ）单轴试验时，03=σ，由公式（5－7）,有：
kPa 28.3422045tan 1220245tan 2245tan 231=⎪⎭⎫ ⎝
⎛
︒+︒⨯⨯+=⎪⎭⎫ ⎝⎛+︒+⎪⎭⎫
⎝
⎛
+
︒=ϕϕσσc
(b)三轴试验时，kPa 53=σ,由公式（5-7），有：
kPa
47.4422045tan 12222045tan 5245tan 2245tan 2231=⎪⎭
⎫ ⎝⎛
︒+︒⨯⨯+⎪⎭⎫ ⎝⎛︒+︒⨯=⎪⎭⎫ ⎝⎛
+︒+⎪⎭⎫
⎝
⎛+
︒=ϕϕσσc
注:本题使用公式计算比较简单。
5-7 设砂土地基中一点的大小主应力分别为50０和18０ ｋＰa ，其内摩擦角ϕ=36°。
求： (a ）该点最大剪应力为若干?最大剪应力作用面上的法向应力为若干？ (ｂ）哪一个截面上的总剪应力偏角最大?其最大偏角值为若干？ (c ）此点是否已达极限平衡?为什么?
（d ）如果此点未达极限平衡，若大主应力不变,而改变小主应力,使达到极限平衡,这时的小主应力应为若干？
５-8 已知一砂土层中某点应力达到极限平衡时,过该点的最大剪应力平面上的法向应力和剪应力分别为264 kPa 和１3２ kPa 。
试求： （a)该点处的大主应力1σ和小主应力3σ;
(b)过该点的剪切破坏面上的法向应力f σ和剪应力τf ;
（b ） f
kPa 3.11430cos 132cos =︒==ϕτr f
(d) ()︒=︒+︒⨯=+︒=∴6030905.0902αϕ
α
5－9 现对一扰动过的软黏土进行三轴固结不排水试验，测得不同围压3σ下,在剪破时的压力差和孔隙水压力(表5-1)。
试求算:（a ）土的有效应力强度指标c 、ϕ' 和总应力强度指标c ｃu 、ϕc ｕ;(b)当围压为250 k Ｐa 时,破坏的压力差为多少？其孔隙压力是多少？
５-10 对饱和黏土样进行固结不排水三轴试验，围压3σ为25０ kPa ，剪坏时的压力差(1σ-3σ）f =３50 ｋPa,破坏时的孔隙水压u f =10０，破坏面与水平面夹角ｊ=60°。
试求： (a)剪裂面上的有效法向压力f σ'和剪应力τf ; （b ）最大剪应力m ax τ和方向?
5－１0 解:由已知条件，算得：kPa 2003=σ,()kPa 5503502003131=+=-+=σσσσ
()︒=⇒︒
=+︒⨯=3060905.0ϕϕα
(a ）()()kPa 5.187100)30sin 350750(5.0sin 2
121
3131=-︒-⨯=---+=
'f f u ϕσσσσσ ()kPa 6.15130cos 3505.0cos 21
31=︒⨯=-=ϕσστf
（b) ()︒==⨯=-=45kPa 1753505.02
1
31max ασστ。