土力学试题集 内容经典强大

土力学模拟试题

一、判断题（对打“√”，错打“×”，各1分，共6分）

1、土的三项基本物理指标是指密度、比重、含水量；（）

2、由土体自重引起的有效正应力即为土的自重应力；（）

3、地下水位的升降不会引起地基中土的自重应力的变化；

（）

4、地基沉降和原因主要包括建筑物的荷重产生的附加应力引起、欠

固结土的自重

5、引起、地下水位下降引起和施工中水的渗流引起；

（）

5、增加地基埋深可提高粘性土的地基极限荷载（）

6、地基附加应力是引起地基变形与破坏的主要因素.( )

二、填空题（共24空，每空1分，共24分。请在下列横线中填入最贴切的相关术语）

1．颗粒级配曲线越_______，不均匀系数越_______，颗粒级配越_______。为获得

较大密实度，应选择级配_______的良好的土粒作为填方。

2．渗透力（即动水压力）是_______对_______的压力，渗透力的表达式是

______________，产生流砂大条件是______________ 。

3．饱和粘土的沉降由_______、_______、_______ 沉降组成。4．地基为厚粘土层，施工速度快，应选择_______ 抗剪强度指标。5．塑性指标Ip=_______，它表明粘性土处于可塑状态时

______________的变化范

围，它综合反映了______________、______________等因素。因此《规范》规定：

_______为粉质粘土，_______为粘土。

6．超固结比OCR指的是______________和______________之比；根据OCR的大小可

把粘性土分为_______、_______、_______ 三类；OCR<1大粘性土属_______土。

三、选择题（共10题，每题2分，计20分。请在下列选项号中选择正确的结果，每题只有一个正确结果）

1、砂土的结构通常是：_________

絮状结构; B.单粒结构; C.蜂窝结构; D管状结构.

2、下列土性指标中哪一项对粘性土有意义：________

A.粒径级配;

B.相对密度;

C.塑性指数;

D.粒径比.

3、在下列指标组中全部直接由试验测定的为：______

A．天然重度、含水量、干重度; B．土粒密度、天然重度、含水量;

C．土粒密度、天然重度、孔隙比.

4、在均匀地基中开挖基坑，地基土重度 =18.0kN/m3，基坑开挖深度2m,则基坑底面以下2m处的自重应力为：______

A．36kPa; B ．54kPa; C ．72kPa; D ．48 kPa. 5、采用分层总和法计算地基最终沉降计算时，采用的地基土压缩模量：_ __

A．与地基应力水平无关； B．随地基应力水平增大；C．随地基应力水平减小； D．有时随地基应力增大，有时随之减小．

6、土样内摩擦角为 ＝20°，粘聚力为C=15kPa，土中大主应力和小

主应力分别为 =300kPa， =126kPa，则该土样达到的状态为：_______

Ａ．稳定平衡状态；Ｂ．极限平衡状态；Ｃ．破坏状态；Ｄ．饱

和状态．

7、当上部结构荷载的合力不变时，荷载偏心距越大，则基底压力平

均值：______

Ａ. 越大; B．越小; C. 不变 ; D．无关.

8、目前地基附加应力计算中对地基土采用的基本假设之一是：_____ Ａ．非均质弹性体; B．均质线性变形体; C．均质塑性体; D．均质非线形体.

9、理论上弹性模量E、变形模量E0与压缩模量Es1-2的关系为：____ Ａ．E=E0=Es1-2；Ｂ．E；Ｃ．E>E0>Es1-2；Ｄ．E>Es1-2 >E0．

10、库伦公式只适用无粘性土,在工程实际中 , 对干粘性土 , 常把

粘聚力视为零而将________增大.

A:土的内摩擦角φ B:填土面的坡度角β

C:墙背倾斜角α D:填土高度

四、计算题（共4题，计50分。请用合理的计算步骤表述）

1、一干砂试样的密度为1.66g/cm3，土粒相对密度为2.70，将此

干砂试样置于雨中，若砂样体积不变，饱和度增加到0.60，试计算

此湿砂的密度和含水量。（10分）

2、挡土墙高5 m，墙背直立、光滑，墙后土体表面水平，共分二层，

各层土的物理力学指标如图所示，求主动土压力并绘出土压力分布图。（10分）

3、挡土墙高5 m，实测墙背后土压力合值为100KN/m，土的物理力学指标如图所示，试用朗肯土压力公式验证该挡土墙后土体是否已达到极限平衡状态，为什么？（15分）

4、某饱和粘土层厚度10m，从该层中部取样进行室内压缩试验（试样高度20mm）,试验成果如表5－1所示，并测得当固结度U=50%时相应的固结时间为3小时。试问：

(1)在大面积堆载p0=120kPa作用下，粘土层的最终沉降量是多少？（已知粘土层的平均自重应力为σc=90kPa）

(2)粘土层在单面排水条件下固结度达到50％时所需的时间是多少？

粘土层压缩试验资料

土力学试卷及标准答案

一、名词解释 (每题 2 分，共12分 )

1. 频率曲线: 粒组频率曲线：以个颗粒组的平均粒径为横坐标对数比例尺，以各颗粒组的土颗粒含量为纵坐标绘得。

2. 塑性指数：液限和塑限之差的百分数（去掉百分数）称为塑限指数，用Ip表示，取整数，

即：Ip=w

L －W

p

。塑性指数是表示处在可塑状态的土的含水率变化的幅度。

3. 流土:流土是指在渗流作用下局部土体表面隆起，或土粒同时启动而流失的现象。

4. 超固结比：把土在历史上曾经受到的最大有效应力称为前期固结应力，以p

c

表示；而把

前期固结应力与现有应力p

o＇

之比称为超固结比OCR，对天然土，OCR>1时，该土是超固结土，当OCR＝1时，则为正常固结土。

5. 容许承载力：地基所能承受的最大的基底压力称为极限承载力，记为f

u

．将F除以安全

系数f

s 后得到的值称在地基容许承载力值f

a,

即f

a

＝f

u／

f

s

6. 砂土液化：是指砂性土在循环荷载作用或者在动力荷载作用下，孔隙水应力增加有效应力为零，从而导致其抗剪强度丧失的过程。

二、简答题 (共 36 分)

1.

其它条件相同情况下，超固结粘土的沉降一定小于正常固结粘土的沉降吗？为什么？(10分) 答：是的。(2分)

因为和正常固结粘土相比，超固结粘土孔隙比比正常固结土小，如果现有有效应力相同，则在某荷载增量作用下，超固结土是沿再压缩曲线压缩，而正常固结土沿压缩曲线压缩。由于同一土质，再压缩曲线肯定比压缩曲线缓，即再压缩指数比压缩指数小，因此，超固结粘土沉降比正常固结土小。 (8分)

2. 什么是有效应力原理？图中，地基土湿重度、饱和重度和浮重度分别为γ、sat γ和γ'，

水重度

w

γ，M 点的测压管水柱高如图所示。写

出M 点总应力、孔隙水应力、有效应力、自重

应力的计算式。(8分)

答：由外荷在研究平面上引起的法向总应力

为б，那么它必由该面上的孔隙力u 和颗粒间的接触面共同分担，即该面上的总法向力等于孔隙力和颗粒间所承担的力之和，即б=б＇＋u 。（2分）

M 点总应力：

12

z sat H H σγγ=+（1分） M 点孔隙水应力：2()

w u h H γ=+（1分）

M 点有效应力： 122()z

z sat w u H H h H σσγγγ''=-=+-+（2分）

M 点自重应力：

12

zM H H σγγ'=+（2分）

3. 土坡发生滑动的滑动面有哪几种形式？分别发生在何种情况？没有渗流的情况下的粘性土坡的稳定安全系数可以有哪几种方法计算？（10分）

答：土坡发生滑动的滑动面有：圆弧、平面、复合滑动面。(3分)

圆弧滑动通常发生在较均质的粘性土坡中；平面滑动通常发生在无粘性土坡中；复合

滑动面发生在土坡土质很不均匀的土坡中。(4分)

没有渗流的情况下，粘性土坡的稳定安全系数计算方法有：φ＝0分析法、瑞典条分法、简化毕肖普法。 (3分)

4. 地基破坏的型式有哪几种？未修正的太沙基极限承载力公式适用于哪种破坏型式的地基？利用太沙基极限承载力公式具体说明地下水位的位置对承载力是如何的影响？（8分）

答：有整体剪切破坏，局部剪切破坏和冲剪破坏。（3分）

未修正的太沙基极限承载力公式适用于整体剪切破坏的条形基础的地基。 (2分)

太沙基极限承载力公式

12

r q c

f B N D N cN γγ=

++。地下水位埋深较大时，式中第1、

2项中的γ均不受影响；若地下水位在基底处，则第1项中的γ应用浮容重，承载力降低；若地下水位上升到地面处或以上时，则第1、2项中的γ均应用浮容重，承载力进一步降低。 (3分)

三、计算题(共 52 分)

1 . 某一取自地下的试样，用环刀法测定其密度。环刀的体积为60cm 3

，环刀质量为50g ，

环刀加湿土质量为172.5g ，环刀加干土质量为152.0g ，试计算该土样的含水率、天然密度、干密度。（6分）

解：m=172.5-50=122.5g; m s =152.0-50=102.0g V=60cm 3

20.520.1%

102w s m w m =

=

=

122.5 2.04

60

m V

ρ=

=

= g/cm 3

102 1.70

60

s d m V

ρ=

=

= g/cm 3

2 . 某砂土地基中间夹有一层厚2m 的正常固结粘土层。地下水位在地面以下2m 深处。砂土层的饱和重度21kN/m 3，湿重度19kN/m 3。粘土层的天然孔隙比1.0，饱和重度20kN/m 3，压缩指数Cc=0.4，固结系数Cv=2.0×10-4

层cm/s 。今在地面大面积堆载100kPa 。（1）堆载施加瞬时，测压管水头高出地下水位多少米？（2） 粘土层压缩稳定后，图中h 等于多少米？（3）试计算粘土层的最终压缩量（不必分层）。（4） 堆载施加30天后，粘土层压缩量为多

少？（假定土层平均固结度可用

v

T e

U 4

2

2

8

1π

π

-

-

=确

定）（12分）

解：（1）对饱和土，B ＝1

加载瞬时，100u p ?==kPa

10010.2

9.8

w

u

h γ?=

== m

(2) 压缩稳定后，超孔隙水应力完全消散 h =0

(3)

119*2(219.8)*260.4

p =+-= kPa

260.4(209.8)*280.8

p =+-= kPa

12

070.6

2

p p p +=

= kPa

00

270.6100log

*0.4*log

0.15

111

70.6

c p p H S C e p +?+=

=

=++ m

(4)

4

2

2

2.0*10*30*24*3600

0.0518

(2/2*100)

v v C t T H

-=

=

=

2

4

2

8

10.29

v

T

U e

π

π

-

=-

=

S t =U * S =0.29*15=4.35cm

3. 对一完全饱和的正常固结土试样，为了模拟其原位受力状态，先在周围压力σｃ=100ＫＰａ作用下固结，然后再在Δσ3＝０的情况下进行不排水剪试验。 若该土的固结不排水强度指标 φcu=20°，破坏时的大主应力σ1应为多大?，同时测出破坏时的孔隙水应力u f =50kPa ，试求：（１）该试样的不排水强度C ｕ；（２）破坏时试样中的有效主应力σ＇1及σ＇3；（３）破坏时的孔隙水应力系数Ａf ；（４）有效应力强度指标c', φ'。(14分) 解：(1) σ3f ＝σｃ=100kPa ； c cu =0

2m

4m 砂土层

2

2

1320tan (45)100*tan (45)416.0

2

2

f f ?

σσ=+

=+

= kPa

故 Cu=(σ1-σ3)/2=(416-100)/2=150 kPa

(2分)

(2) σ＇1＝σ1-u f =416-50=366 kPa ;

σ＇3＝σ3-u f =100-50=50 kPa (2

分)

(3) 131100.158

()416100

f

f f

u A σσ=

==-- (2

分)

(4) 正常固结土：Ccu =0; C ＇=0

1313

36650sin 0.7596

36650

σσ?σσ''--'=

==''++ φ＇＝49.4° (2

分)

4. 墙背直立的光滑挡土墙，墙高为10ｍ，两层填土的性质指标如下图所示，上层粘土厚度5m ，

试求作用在墙背上总的主动土压力大小，并绘出压力分布图（不必求土压力作用点）（12

分）

解：对第一层土

1

0122*10 1.57

20tan 32.5tan 452c z ?γ=

=

=?

?

?- ?

?

?

105 1.57 3.43

H H Z '=-=-=m

B 点以上的主动土压力：

p a1=r 1H 1’k a1－=20×3.43×tg 232.5-2×10×tg32.5=15.1 kPa (2

分)

r =20kN /m

3 φ=25o,c=10kPa

r =18kN /m

3

φ=30o,c=0kPa

A

B

C

B 点交界面下：p a2=r 1H 1’ k a2－2c ×3.43×tg 230-0=22.87 kPa (2

分)

C 点：p a3=（r 1H 1’＋r 2H 2）k a2－2c 分)

=（20×3.43＋18×5）×tg 2

30-0=52.87 kPa Pa=0.5×3.43×15.1＋0.5×5×（22.87+52.87）

=215.25 kN/m (2分)