《土力学》期末试卷及答案

《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 （B)3mm (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 （C) 标准贯入锤击数 （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（ )
（A）不固结不排水剪切试验 （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 (C）极限荷载 （D）地基承载力
5、夯实深层地基土宜采用的方法是 ( ）
（A）强夯法 （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Sr=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 ms=135g mw=180－135=45g
Vs=135/2.7=50cm3 Vw=45 cm3 Vv=45/0。9=50cm3 V=50＋50=100 cm
3
土样压密后的三相数值为：V=135/1。5=90cm3 Vv=90－50=40 cm3 Vw=40 cm
3
mw=40g m=135＋40=175g
γ=175/90×10=19.4 kN/m3
w=40/135×40％=30%
e=40/50=0。8
Sr=40/40×100%=100%
2、某独立柱基底面尺寸b×l=4。0×4。0m2, 埋置深度d=1.0m,上部结构荷载条件如图所示，地基土为均匀土，天然重度γ=20k N/m3，
试求基础下第二层土的沉降量。（14分)
矩形面积受均布荷载作用时，角点下应力系数α
z/b
l/b 0.6 0.8 1.0 1.2

1 0.2229 0。1999 0。1752 0。1516
侧限压缩试验e－p关系
p 0 50kPa 100kPa 200kPa
e 0。89 0.86 0.84 0。81

N=1536kN
杂填土
γ=16k N/m3 1.0m

0
1.2m

1
1.2m
2
3、挡土墙高4m，墙背竖直光滑,填土水平,共有两层。各层物理力学性质指标如图。地下水位距地面以下2m。
若填土水平并作用有荷载q=20kN/m2。试求主动土压力Ea，并绘出主动土压力强度分布图。(12分)
q=20kN/m2

γ1=19k N/m3
2m φ1=30º
c1=0
γsat=19k N/m3
φ2=20º
2m c2=10 kN/m2
《土力学》期末试卷答案
一、填空题（每空1分，共20分)
1、粒径、级配
2、固结排水剪切、不固结不排水剪切
3、不均匀系数、曲率系数
4、极限平衡、破坏、平衡
5、端承桩、摩擦桩
6、垂直、光滑、水平
7、角钢焊接、法兰盘连接、硫磺胶泥连接
8、沉降量 、 沉降差、 局部倾斜、
二、选择题（每小题2分,共10分）
BCACA
三、 简答题（每小题5分，共20分）
1、 答：（1）土样在试验中不能严格控制排水条件,无法量测孔隙水压力;
(2)剪切面固定在剪切盒的上下盒之间,该处不一定是 土样的薄弱面；
（3）试样中应力状态复杂,有应力集中情况，仍按均匀分布计算；
（4）试样发生剪切后,土样在上下盒之间错位，实际剪切面积减小，但仍按初始面积计算。
2、 答:（1)土坡的边坡坡度。以坡角表示，坡角θ越小越安全,但不经济。
（2)土坡的边坡高度H，在其它条件都相同的情况下，边坡高度H越小越安全.
（3）土的物理力学性质。如γ，c，φ越大，则土坡越安全
3、答：挡土墙向着填土方向移动,当达到某一位移量时，墙后填土出现滑裂面,作用在挡土墙上的土压力达到最大值,墙后填
土处于极限平衡状态.此时作用在挡土墙的土压力称为被动土压力。
4、 答：
（1）单桩竖向承载力是指单桩在外荷载作用下，不丧失稳定，不产生过大变形所能承受的最大荷载。
（2)由桩身材料强度和土对桩支承力综合确定.其中确定土对桩支承力方法主要有：桩的静载荷试验和按静力学公式计
算等。
四、计算题（共50分)
2、 解：由已知条件可得原土样的三相数值为:
m=180g ms=135g mw=180－135=45g
Vs=135/2。7=50cm3 Vw=45 cm3 Vv=45/0。9=50cm3 V=50＋50=100 cm
3
土样压密后的三相数值为：V=135/1.5=90cm3 Vv=90－50=40 cm3 Vw=40 cm
3
mw=40g m=135＋40=175g
γ=175/90×10=19.4 kN/m3
w=40/135×40%=30％
e=40/50=0。8
Sr=40/40×100%=100％
2、解：基底接触压力：
p=(1536＋4×4×20×1。0)/(4×4)=116 kN/m2
基底附加压力：
p=116－16×1.0=100 kN/m2
计算土层自重应力：
1点σcz1=16×1。0＋20×1。2=40kPa
2点σcz2=40＋20×1。2=64kPa
计算土层附加应力：
1点 1。2/2=0.6 查得α=0.2229
σz1=4×0。2229×100=89。2 kPa
2点 2.4/2=1.2 查得α=0。1752
σz2=4×0.1752×100=70.1 kPa
σz=(89。2＋70。1)/2=79.7 kPa
计算第二层土的沉降量：
由σcz=52 kPa 可得e1=0。859
由σcz＋σz =52＋79.7=131。7 kPa 可得e2=0。830

s=（0。859－0.830）×120/（1＋0.859)=1。87cm
3、 解：第一层填土表面处主动土压力强度：
pa0=(q＋γz）tg2(45º－φ1/2)= (20＋0)tg2(45º－30º/2）= 6。6kN/m
2
第一层填土底面处主动土压力强度：
pa1=(q＋γ1 h1）tg2(45º－φ1/2）=（20＋19×2)×tg2（45º－30º/2)= 19.14kN/m
2
第二层填土顶面处主动土压力强度：
pa2=(q＋γ1 h1）tg2(45º－φ2/2）－2c2 tg(45º－φ2/2）
= (20＋19×2）×tg2(45º－20º/2)－2×10×tg(45º－20º/2）=14.42kN/m
2
第二层填土底面处主动土压力强度：
pa2=［q＋γ1 h1＋（γsat－10）· h2]tg2（45º－φ2/2）－2c2 tg（45º－φ2/2)
=［20＋19×2＋（20－10)×2]×tg2（45º－20º/2）－2×10×tg(45º－20º/2)= kN/m2
主动土压力：
Ea=1/2×2×(6.6＋19.14）＋1/2×2×（14.42＋24.22)=64.38 kN/m
6.6

19。14
14.42

pa 24。22 P W 20
4、解：（1)确定单桩承载力 R
k

按静载荷试验：Rk=600/2=300kN

按经验公式：Rk=qpAp＋up∑qsilsi=1800×0.32＋4×0。3×（1×12＋4。9×10＋1。6×25＋1×35）=325.2kN
所以取小值,Rk=300kN
（2）单桩平均轴向力验算：
每桩受力：Q=（N＋G）/n=（2130＋2。3×2.6×1。5×20)/8=2309.4/8=288。68kN< Rk=300kN(满足）
(3) 单桩中受最大轴向力桩的验算:
My=M＋Q·H=260＋40×1.5=320kN·m Qmax=（N＋G）/n＋My·xmax/∑xi2=288.68＋320×1/（4×12＋2×0。52)
=359。79kN〈1.2 Rk=360kN(满足)