3.5 土的排水与不排水强度(1)解析
2017年注册土木工程师(岩土)《专业案例考试(下)》真题及详解
2017年注册土木工程师（岩土）《专业案例考试（下）》真题及详解一、案例分析题（每题的四个备选答案中只有一个符合题意）1．室内定水头渗透试验，试样高度40mm，直径75mm，测得试验时的水头损失为46mm，渗水量为每24小时3520cm3，问该试样土的渗透系数最接近下列哪个选项？（）A．1.2×10－4cm/sB．3.0×10－4cm/sC．6.2×10－4cm/sD．8.0×10－4cm/s答案：D解析：根据《土工试验方法标准》（GB/T 50123—2019）第16.2.3条，常水头渗透系数应按下式计算：k T＝2QL/[At（H1＋H2）]，在本题中可以简化为：k T＝QL/（AHt）。
式中，Q为时间t秒内的渗出水量（cm3）；A为试样的断面积（cm2）；H为平均水位差（cm）；L为两测压管中心间的距离（cm）。
代入数据得：2．取土试样进行压缩试验，测得土样初始孔隙比0.85，加载至自重压力时孔隙比为0.80。
根据《岩土工程勘察规范》（GB 50021－2001）（2009年版）相关说明，用体积应变评价该土样的扰动程度为下列哪个选项？（）A．几乎未扰动B．少量扰动C．中等扰动D．很大扰动答案：C解析：根据《岩土工程勘察规范》（GB 50021—2001）（2009年版）第9.4.1条条文说明，土样受扰动的程度分为几乎未扰动、少量扰动、中等扰动、严重扰动四类，可根据压缩曲线特征评定，如果先期固结压力未能确定，可改用体积应变εv作为评定指标：式中：e0为土样的初始孔隙比，Δe为加荷至自重压力时的孔隙比变化量。
2%＜εv＝2.7%＜4%，查表9.1（见题2解表）得：该土扰动程度为中等扰动。
题2解表评价土试样扰动程度的参考标准3．某抽水试验，场地内深度10.0～18.0m范围内为均质、各向同性等厚、分布面积很大的砂层，其上下均为黏土层，抽水孔孔深20.0m，孔径为200mm，滤水管设置于深度10.0～18.0m段。
土质土力学习题及思考题
《土力学》思考题及习题清华大学土力学1第一章土的物理性质一思考题1.什么是土的灵敏度？灵敏度反映土的什么性质？如何测定土的灵敏度？2.粗粒土与细粒土如何区分？3.什么叫做粒径级配累积曲线，曲线上一点代表什么意思？4.土中水分几种类型？各有什么特点？与土的状态什么关系？5.如果试验结果表明某天然砂层的相对密度Dr>1，这是否有可能，为什么？6.什么是粘性土的最优含水量？它与击实能有什么关系？7.什么叫土的液性指数？如果试验结果表明某天然粘土层的液性指数大于1，但该土并不呈流动状态而仍有一定的强度，这是否可能，为什么？8.片架结构和片堆结构性质有何不同？9.已知某粘土层的天然含水量值，能否判断该土的软硬程度，为什么？二习题1．有一土体，测定的天然密度为ρ=1.85g/cm3，含水量为ω=14%，土颗粒的比重为G s=2.67。
计算其孔隙比e。
2．在某土层中用体积为72cm3的环刀取样。
经测定，土样质量为129.1g，烘干后土样质量为121.5g，土粒比重为2.7，求该土样的含水量、湿容重、饱和容重、干容重和浮容重，并比较该土在各种情况下的容重值有何区别？3．饱和土孔隙比为0.7，比重为2.72。
用三相草图计算干容重、饱和容重和浮容重。
并求当该土的饱和度变为75％时的容重和含水量。
4．有一湿土样质量为200g，已知含水量为15％，要制备含水量为20％的土样需加多少水？5．某料场的天然含水量w=22%，G s=2.70，土的压密标准为ρd=1.7g/cm3，为避免过度碾压而产生剪切破坏，压密土的饱和度不宜超过0.85。
问该料场的土料是否适合筑坝，如果不适合应采用什么措施？6．8度地震区要求砂压到相对密度达0.7以上，经试验某料场砂的最大干密度为1.96g/cm3，最小干密度为1.46g/cm3，问这类砂碾压到多大的干密度才能满足抗震的要求？（砂的比重为2.65）7．装在环刀内的饱和土样加垂直压力后高度自2.0cm压缩至1.95cm，取出土样测得其含水量为28％，已知土粒比重为2.7，求压缩前土的孔隙比？第二章 土的渗透性一 思考题1．举例说明流土发生的现象和原因，并说明工程上如何防止流土的发生。
大学土力学知识考试练习题及答案151
大学土力学知识考试练习题及答案11.[单选题]载荷试验的曲线形态上，从线性关系开始变成非线性关系时的界限荷载称为（ ）。
A)容许荷载B)临界荷载C)临塑荷载答案:C解析:2.[单选题]土样在剪切过程中,其应力 - 应变曲线具有峰值特征的称为（）。
A)应变硬化型B)应变软化型C)塑性变化型答案:B解析:3.[单选题]在厚层饱和软粘土上快速筑堤,应采用______来确定抗剪强度指标。
（）A)快剪B)固结快剪C)慢剪答案:A解析:4.[单选题]若土的压缩系数 ,则该土属于（）。
A)低压缩性土B)中等压缩性土C)高压缩性土答案:B解析:5.[单选题]按朗肯土压力理论计算挡土墙背面上的被动土压力时，墙背是何种应力平面？( )A)大主应力作用面B)小主应力作用面C)滑动面答案:A解析:A)坚硬B)可塑C)软塑D)流塑答案:D解析:7.[单选题]用于承接从吊沟汇入侧沟的地表水并削减其能量，保护路基本体不受冲蚀的地面排水设备是（ ）。
A)急流槽B)缓流井C)侧沟D)截水沟答案:B解析:18.[单选题]下列叙述错误的是（）。
A)挖掘土方时.必须由上往下进行B)多人同时挖土操作时.应保持足够的安全距离，横向间距不得小于 2mC)多人同时挖土操作时.应保持足够的安全距离，纵向间距不得小于 2mD)禁止面对面进行挖掘作业答案:C解析:9.[单选题]常水头渗透试验装土样时分层装入圆筒,每层厚度为( )。
A)2~3cmB)3~5cmC)1~2cmD)5~7cm答案:A解析:10.[单选题]桥梁基础荷载设计时，主力与附加力组合时，应考虑主力与（）的附加力相组合。
A)顺桥方向B)横桥方向C)顺桥方向或横桥方向D)顺桥方向和横桥方向答案:C解析:A)203.9kPaB)205.1kPaC)209kPaD)215kPa答案:C解析:基底附加应力p 0 = p-gmd,式中:p为基底压应力, p=F+G/b对条形基础,通常取l=1m,F为上部结构传来荷载;G为基础及上覆土自重,G=gGbd;gG为基础及上覆土平均重度,一般取20 kN/m3,但在地下水位以下部分取10kN/m3;d为基础平均埋深;b为基础宽度;gm为埋深范围内土的加权平均重度,d为基础埋深,从天然地面起算。
2021年岩土工程师《岩土专业知识》考试题库(含答案)
2021年岩土工程师《岩土专业知识》考试题库（含答案）单选题1.关于新奥法设计施工的衬砌作法，下列说法正确的是（）。
A、隧道开挖后不衬砌支护B、隧道开挖后经监测，经验类比和计算分析适时衬砌支护C、隧道开挖后根据经验及时衬砌支护D、隧道衬砌后，要使隧道围岩中的应力接近于原地应力答案：B解析：新奥法的要点包括：①围岩体和支护视做统一的承载结构体系，岩体是主要的承载单元；②允许围岩产生局部应力松弛，也允许作为承载环的支护结构有限制的变形；③通过试验、量测决定围岩体和支护结构的承载—变形—时间特性；④按“预计的”围岩局部应力松弛选择开挖方法和支护结构；⑤在施工中，通过对支护的量测、监视，修改设计，决定支护措施或第二次衬砌。
2.按《公路工程抗震设计规范》（JTJ004—1989)进一步判定砂土液化性时采用的标准贯入锤击数为（）。
A、标准贯入击入的实测值B、标准贯入击数经杆长修正值C、标准贯入击数经杆长及地下水影响修正值D、标准贯入击数经上覆土层总压力影响修正值答案：D解析：根据《公路工程抗震设计规范》（JTJ004-1989）第2.2.3条规定，当初判存在有液化的可能时，需进行以标准贯入试验为基础的二次判别，具体做法是：当饱和可液化土的标贯击数N63.5的值小于下式计算出的Ncr值时，判为液化。
判别方法是：Ncr=N03.振冲法在黏性土地基中的作用主要是（）。
A、振冲挤密B、振冲置换C、振冲压实D、振冲固结答案：B解析：根据《建筑地基处理技术规范》（JGJ79—2002）条文说明第7.1.1条，振冲法对不同性质的土层分别具有置换、挤密和振动密实等作用，对黏性土主要起到置换作用。
4.在进行液化指数的计算时，下列陈述正确的是（）。
A、液化指数取决于地表下15m范围之内的土层特性，上部土层的影响权数较大B、液化指数取决于地表下15m范围之内的土层特性厚度大的土层影响权数大C、液化指数取决于覆盖层范围之内的土层特性，上部土层的影响权数较大D、液化指数取决于覆盖层范围之内的土层特性，可液化土层的影响权数较大答案：A解析：根据《建筑抗震设计规范》(GB50011—2010)第4.3.5条，液化指数的计算公式为：。
高等土力学-土的排水与不排水强度共55页
26、机遇对于有准备的头脑有特的坚定是性格中最必要的力 量泉源 之一， 也是成 功的利 器之一 。没有 它，天 才也会 在矛盾 无定的 迷径中 ，徒劳 无功。- -查士 德斐尔 爵士。 29、困难就是机遇。--温斯顿．丘吉 尔。 30、我奋斗，所以我快乐。--格林斯 潘。
Thank you
6、最大的骄傲于最大的自卑都表示心灵的最软弱无力。——斯宾诺莎 7、自知之明是最难得的知识。——西班牙 8、勇气通往天堂，怯懦通往地狱。——塞内加 9、有时候读书是一种巧妙地避开思考的方法。——赫尔普斯 10、阅读一切好书如同和过去最杰出的人谈话。——笛卡儿
(完整版)土的抗剪强度
一、土的抗剪性
土是由固体颗粒组成的，土粒间的连结强度远远小于土粒本身的强度，故在外力作用下土粒 之间发生相互错动，引起土中的一部分相对另一部分产生滑动。土粒抵抗这种滑动的性能， 称为土的抗剪性。 土的抗剪性是由土的内摩擦角 φ 和内聚力 c 两个指标决定。对于高层建筑地基稳定性分析、 斜坡稳定性分析及支护等问题，c、φ 值是必不可少的指标。 无粘性土一般没有粘结力，抗剪力主要由颗粒间的滑动摩擦以及凹凸面间镶嵌作用所产生的 摩擦力组成，指标"内摩擦角 φ"值的大小，体现了土粒间摩擦力的强弱，也反映了土的抗 剪能力； 粘性土的抗剪力不仅有颗粒间的摩擦力，还有相互粘结力，不同种类的粘性土，具有不同的 粘结力，指标"内聚力 c"值的大小，体现了粘结力的强弱。因此，对于粘性土的抗剪能力， 由内摩擦角 φ 和粘聚力 c 两个指标决定。
三、影响土体抗剪强度的因素分析
决定土的抗剪强度因素很多，主要为：土体本身的性质，土的组成、状态和结构；而 这些性质又与它形成环境和应力历史等因素有关；此外，还决定于它当前所受的应力状态。
土的抗剪强度主要依靠室内经验和原位测试确定，试验中，仪器的种类和试验方法以 及模拟土剪切破坏时的应力和工作条件好坏，对确定强度值有很大的影响。
一、直接剪切试验
直接剪切仪分为应变控制式和应力控制式两种，前者是等速推动试样产生位移，测定相应的 剪应力，后者则是对试件分级施加水平剪应力测定相应的位移，目前我国普遍采用的是应变 控制式直剪仪。
应变控制式直剪仪主要部件由固定的上盒和活动的下盒组成，试样放在盒内上下两块透 水石之间。试验时，由杠杆系统通过加压活塞和透水石对试件施加某一垂直压力 σ，然后等 速转动手轮对下盒施加水平推力，使试样在上下盒的水平接触面上产生剪切变形，直至破坏， 剪应力的大小可借助与上盒接触的量力环的变形值计算确定。假设这时土样所承受的水平向 推力为 T，土样的水平横断面面积为 A，那么，作用在土样上的法向应力则为σ＝P/A，而 土的抗剪强度就可以表示为 f ＝T/A。ຫໍສະໝຸດ 主要内容第一节 概述
2019年注册土木工程师(岩土)《专业知识考试(下)》真题及详解
2019年注册土木工程师（岩土）《专业知识考试（下）》真题及详解一、单项选择题（共40题，每题1分。
每题的备选项中只有一个最符合题意）1．丙级建筑应依据地基主要受力层情况判断是否需要作变形验算，对于单一土层上的三层砖混结构条形基础，基础宽度为1.5m时，其地基主要受力层厚度可按下列哪一项考虑？（）A．1.5mB．3.0mC．4.5mD．5.0m答案：D解析：根据《建筑地基基础设计规范》（GB 50007—2011）第3.0.3条表3.0.3注1，地基主要受力层系指条形基础底面下深度为3b、独立基础下为1.5b，且厚度均不小于5m的范围，3×1.5＝4.5m＜5m，主要受力层厚度取5.0m。
2．某单体建筑物主体结构的平面投影面积为700m2，荷载标准组合下建筑物竖向荷载为1.5×105kN，基础埋深约3m。
持力层土质为中低黏性土，地基承载力特征值为150kPa。
采用天然地基方案时，下列哪种基础形式最合理？（）A．毛石混凝土扩展基础B．钢筋混凝土筏形基础C．钢筋混凝土十字交叉条形基础D．钢筋混凝土条形基础答案：B解析：根据《建筑地基基础设计规范》（GB 50007—2011）第5.2.2条，先假设为满铺基础，可估算基底压力，则有：p k＝（F k＋G k）/A＝1.5×105/700＋20×3＝274.3kPa。
基础埋深3m，考虑到深宽修正，按照最有利情形取η＝0.3，ηd＝1.6，基础宽度取b＝6m，不考虑地下水，γ和γm均取19kN/m3，则地基承载力修正值上限为：f a＝f ak＋ηbγ（b－3）＋ηdγm（d－0.5）＝243.1kPa。
按照基础满铺时，仍然不能满足承载力验算要求，故只能采用钢筋混凝土筏形基础，荷载通过柱基传递给地基，由筏板和地基土共同承担荷载。
3．建筑物柱基平面尺寸3m×3m，埋深2m，内部发育有一溶洞，其与基础的相对关系如图所示，当溶洞的跨度L最大值接近下列何值时，可不考虑岩溶对地基稳定性的影响？（）题3图基础位置示意图A．2mB．3mC．4mD．5m答案：D解析：根据《建筑地基基础设计规范》（GB 50007—2011）第6.6.5条，对完整、较完整的坚硬岩、较硬岩地基，当符合下列条件之一时，可不考虑岩溶对地基稳定性的影响：①洞体较小，基础底面尺寸大于洞的平面尺寸，并有足够的支撑长度；②顶板岩石厚度大于或等于洞的跨度，故溶洞跨度小于等于5.0m 时，可不考虑岩溶对地基稳定性影响。
高等土力学-第三章强度
定义： 为了反映孔隙比对于粘土抗剪强度及 其指标的影响，伏斯列夫（Hvorslev）把 抗剪强度分为受孔隙比影响的凝聚分量ce 和不受孔隙比影响的摩擦分量φe ，它们的 角标e 表示等孔隙比。即所谓的“真强度理 论”与“真强度指标”。
• 不同的土试样,在不同条件下的加载试验, 获得的应力-应力变关系也不同: 对于不同的应力-应变关系,确定土是否破 坏的条件也是不同的.
二、土的应力-应变关系的几种特殊情况
• 1. 应变硬化
随着应变的增加,其应力 也不断增加。由于土变形 的弹塑性特点，当用塑性 理论描述应变硬化时，随 着 ，应力空间中的屈 服面不断扩大。 ①表示松砂和正常固结粘 土在固结排水中的曲线 ②饱和密砂在不排水试验 时的曲线—此时以应变达 到一定限度（15%）来定 义试验的破坏
3.1概述
一、土强度的特殊性
土体强度主要是抗剪强度
1. 碎散颗粒的集合--土的强度主要是由颗粒间的相互作 用力决定，而非颗粒矿物本身的强度
思考岩石的情况
2.三相组成--其相互作用对土的强度有很大影响，要考虑 孔隙水压力、吸力等特有因素 3.地质历史-强度的多变性、结构性和各向异性
一、土强度的特殊性
＝ u
• 例题： 已知土样排水条件下三轴强度为：
现进行不固结不排水强度试验。试样破坏 时(13f=6.47 kPa, 31 kPa, u=0.4 kPa.求 破坏时的接触面积比与有效应力。
2 三轴试验应力条件下孔压系数B和A
孔隙水压力系数用于表示超静水孔隙压力增量和总应力 增量的关系。对于常规三轴压缩应力状态，土单元的三 个应力为 1， 2， ，其中 ＝ ，对应的孔隙压力 3 为 u 。为方便起见，大多数土工问题将主应力增量分 3 为两部分考虑，即各向等压增量 ，相应的孔隙水压 力增量为 u0和偏应力增量（1 - 3），相应的孔隙水 压力增量为 u1。
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图3－23 正常固结粘土的压缩曲线与强度包线
1. 饱和粘土的排水试验CD
e
超固结粘土
固结压缩试验
固结排水试验强度包线
图3－62 超固结粘土的压缩曲线与强度包线
2. 饱和粘土的三轴固结不排水试验CU
正常固结土－减缩（正孔压）；超固结土－剪胀 （负孔压）
图3－44 粘土的三轴固结不排水试验
图3－40 土粒的接触
3.5.1 有效应力原理及孔压系数
饱和土的有效应力原理：
u
有效应力部分产生 抗剪强度。
图3－ 土的有效应力原理示意图
有效应力原理的适用范围
岩石与混凝土、 非饱和土 有效应力原理不一定 适用
某些多孔介质的孔隙与 固体可能都是连续的， 图3－ 某些多孔介质的孔隙 固体的接触面积不可忽 略。
②对于粘性土，如果在计算中，超静孔压 已经全部消散 ( 加载很慢），或者土中的 孔隙水压力可以准确地确定，也可以用 有效应力强度指标。
3.5 土的排水与不排水强度
3.5.1 有效应力原理及孔压系数 3.5.2 砂土的排水和不排水强度 3.5.3 粘土的排水与不排水强度
3.5.1 有效应力原理及孔压系数
P P Pw P u ( A Ac ) 饱和土的有效应力原理： P Pc u(1 ) 由于颗粒间接触点的面 A A 积很小。 ＝ Ac A 0 u
如果：c=uc=－ur, 则：u=0, ´= c
（4）剪切过程 总应力
vc= c+ - ur- uc u
孔压
有效应力
= － ur u
c c
ur+ uc u
hc= c－ur－ c u
=－ur u
图3－48(c) 施加轴向应力 产生超静孔压±u
图3－ 孔压系数B
块石或土
巴斯石灰 岩
(104×kPa-1)
Cs
n （%）
B 0.468
0.06
15
滑 石
密 砂 硬粘土 软粘土
0.25
15 80 400
30
40 42 55
0.647
0.988 0.997 0.999
表3-3 不同岩土的孔压系数B
非饱和粘土的三轴固结不排水试验CU
孔压系数B
Sr 饱和度 图3－41 饱和度与孔压系数B
（5）试样破坏时情况 有效应力 vc= c+f - ur- uc uf 总应力
f
c
孔压
=f + ur uf=1f
ur+ uc uf hc= c+ur- uc uf =ur uf =3f
图3－48(d) 试样破坏时的应力状态uf
ur<0
h=-ur
图3－48(a) 原状土取样以后
放入压力室以前：体积不变,负孔压 ur
（3）施加围压后
总应力c
=uc
uc＝ c
uc
孔 压
有效应力 - ur -ur
ur+ uc
vc= hc= c-ur-uc= -ur
图3－48(b) 施加围压c 产生超静孔压uc= c
一般应力状态下：
du B(dp adq cqd )
H H ( )
p v p
对于弹塑性模型，相适应流动规则：
f ( p' , q, , H ) 0
B=1.0 孔压系数 a: 孔压系数 c:
f f f f aK /( A K ) q p ' p ' p '
1. 饱和粘土的排水试验CD 2. 饱和粘土的三轴固结不排水试验CU 3. 固结不排水试验（CU）确定的强度指标 4. 粘土的不固结不排水试验（UU） 5. 排水和不排水强度指标的工程应用 6. 非饱和土的强度与强度理论
1.饱和粘土的排水试验CD
e
正常固结粘土
固结压缩试验
固结排水试验强度包线 （过原点）
(-
有效应力强度
最大应力差对应的强度
(-
总应力强度 (峰值）
总应力强度(残余）
1
0
(
图3－ 松砂土的最大应力差与最大应力比
1-3
图3－43 水松砂岸坡的流滑（液化）
临水松砂岸坡的流滑：松砂的不排 水总应力残余强度只有3～5。
3.5.3 粘土的排水与不排水强度
正常固结土
超固结土
图3－45 总应力路径与有效应力路径
超固结
正常固结
p
图3－65 先期固结压力p附近的包线
3. 固结不排水试验（CU）确定的强度指标
4. 粘土的不固结不排水试验（UU）
不固结不排水(UU)：unconsolidated undrained 固结不排水(CU)：consolidated undrained 固结排水(CD)：consolidated drained
原状土的不扰动取样过程
r
v 0
图3－49 正常固结粘土的沉积、
固结与取样过程应力路径
（1）正常固结土的原位应力状态 总应力 超静孔隙水 压力 u=0 有效应力
v h
v
h
图3－ 原位应力状态
h K0 v
（2）取样以后的应力状态 总应力
0 0
孔 压
有效应力
v=-ur
孔压系数 三轴应力状态的孔压系数A与B
u u0 u1 B[ 3 A( 1 3 )]
一般应力状态的孔压系数B、a 和c
du B(dp adq cqd )
B=?
B
1 Cv 1 n Cs
孔隙流体小0 （饱和） 土骨架——压 缩系数大
B=1
B=0
1 f f f f cK /( A K ) q p' p' p'
其中
f f H f H A ( ) p p H p' v q
3.5.2 砂土的排水和不排水强度
松砂 密砂
图3－ 砂土的排水试验
c=400kPa
图3－42 不同密度砂土的三轴试验 A: CU, Dr= 30% B: CU, Dr= 44% C: CU, Dr = 47% D: CD, Dr = 30%
饱和土的不排水包线是一条水平线，其斜率uu＝u=0。 图3－50 UU的强度包线
非饱和粘土的三轴不排水试验强度包线
图3－51 非饱和粘土UU的强度包线
5 . 排水和不排水强度指标的工程应用 （1） 有效应力强度指标(CD) ①对于砂土，在一般加载的速率下，用有 效应力强度指标进行分析——CD。