西南交大-铁道工程技术-土力学及基础工程-第二学期-第1-4次离线作业

2016—2017第二学期
离 线 作 业

科 目：土力学及基础工程
姓 名：金宇
学 号：
专 业：铁道工程技术
2015-48班(高专)

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西南交通大学远程与继续教育学院
直 属 学 习 中 心
第一次作业
16.什么是库仑抗剪强度定律？
答：库仑抗剪强度定律：库仑认为土的抗剪强度由两部分组成，一部分是滑动面
上的黏聚力，另一部分是土的摩擦阻力，用式子表示即为S=c+σtanφ；
17.什么是土的极限平衡状态？什么是极限平衡条件？
答：
当土的某平面上剪应力等于土的该平面上抗剪强度时所处的状态称为“极限平衡
状态”，极限平衡条件是指土体处于极限平衡状态时土的应力状态和土的抗剪强
度指标之间的关系
18.地基的三种承载力是什么？三种常见地基破坏形态是哪些？
答：
地基承载力：地基承受荷载的能力；极限承载力：地基破坏时所对应的基底压力；
容许承载力：保证地基不发生破坏（不产生过大沉降）留有一定安全储备时所允
许的最大基底压力；常见的三种地基破坏分别是整体剪切破坏，局部剪切破坏和
冲切破坏。
19.某干砂试样=1.69×103㎏/m3,ds=2.70,经细雨后,体积未变,饱和度达到
Sr=40%,试问细雨后砂样砂样的密度,重度和含水量各是多少?
20.某挡土墙墙高5m，墙背铅垂、光滑，墙后填土面水平，填土表面作用有
的均匀满布荷载。填土为粗砂，其，。试
用郎肯土压力理论确定挡墙上的主动土压分布，画出土压力分布曲线。（说明：
不需计算总土压力）
21.土坡失稳的机理是什么？试举例说明有哪些影响土坡稳定的因素。
答：
（1）失稳机理：由于滑动面上的剪应力达到并超过了土的强度所致。
（2）影响因素：a 土坡所处的地质地形条件；b 组成土坡的土的物理力学性质，
包括c、φ值以及有无硬、软夹层和裂隙等；c 土坡的几何条件，如坡度和高度；
d 水对土体的润滑和膨胀作用、雨水和河流的冲刷和侵蚀作用；e 振动液化现象；
f 土坡下部开挖造成的平衡失调。
第二次作业
二、主观题(共6道小题)
16.设土样厚3cm，在100~200kPa压力段内的压缩系数
，

当压力为时，。求：（a）土样的无侧向膨胀变形模量；（b）土
样压力由加到时，土样的压缩量。（8分）
答：
解：

17.液性指数的定义及用途是什么？
答：

液性指数定义式为：
液性指数用于定量判别黏性土处于何种物理状态：当I<0,土处于半干硬状态，
当I在0∼1之间，土具有不同程度的可塑性，当I>1，土即具有流动性。
18.影响土渗透性的因素有哪些？
答：
影响土渗透性的因素很多，而且也比较复杂，由于土体的各向异性，水平向渗透
系数与竖直向渗透系数也不同，而且土类不同，影响因素也不尽相同。影响砂性
土的渗透性的主要因素是颗粒大小、级配、密度以及土中封闭气泡，土颗粒愈粗，
愈浑圆、愈均匀，渗透性愈大，级配良好土，细颗粒填充粗颗孔隙，土体孔隙减
小，渗透性变小，渗透性随相对密度增加而减小。土中封闭气体不仅减小了土体
断面上的过水通道面积，而且堵塞某些通道，使土体渗透性减小。对于粘性土影
响因素更为复杂，粘性土中的亲水性矿物（如蒙脱石）或有机质时，由于它们具
有很大的膨胀性，就会大大降低土的渗透性，含有大量有机质的淤泥几乎是不透
水的。所以土的矿物成分、结合水膜厚度、土的结构构造以及土中气体等都影响
粘性土的渗透性。
19.土坡失稳的机理是什么？试举例说明有哪些影响土坡稳定的因素。
答：
（1）失稳机理：由于滑动面上的剪应力达到并超过了土的强度所致。
（2）影响因素：a 土坡所处的地质地形条件；b 组成土坡的土的物理力学性质，
包括c、φ值以及有无硬、软夹层和裂隙等；c 土坡的几何条件，如坡度和高度；
d 水对土体的润滑和膨胀作用、雨水和河流的冲刷和侵蚀作用；e 振动液化现象；
f 土坡下部开挖造成的平衡失调。
20.什么是天然土层的应力历史，根据土的超固结比可将天然土层划分为哪几种固
结状态？
答：
应力历史是指土在形成的地质年代中经受应力变化的情况。粘性土在形成及存在
过程中所经受的地质作用和应力变化不同，压缩过程及固结状态也不同，而土体
的加荷与卸荷，对粘性土的压缩性的影响十分显著。根据土的超固结比可将天然
土层划分为超固结状态、正常固结状态和欠固结状。
21.求图所示某混凝土挡土墙的静止土压力E0、主动土压力Ea和被动土压力Ep（假

定=0）。
土力学及基础工程 第三次作业
16.简述用分层总和法求基础沉降的方法步骤。
答：
<1> 根据作用在基础上的荷载的性质，计算基底压力和分布
<2> 将地基分层．
<3> 计算地基中土的自重应力分布
<4> 计算地基中垂向附加应力分布
<5> 按算术平均求各分层平均自重应力和平均附加应力
<6> 求第I层的压缩量，
<7> 将各个分层的压缩量累加，得到地基的总的沉降量.
17.名词解释：液性指数---
答：
同一黏性土的原状土与重塑土（结构彻底破坏时的扰动土）在土中孔隙和水的含
量不变的情况下的无侧限抗压强度比（或不排水抗剪强度比）。
19.
名词解释：最优含水率---
答：
对于一种土，分别在不同的含水率下，用同一击数将他们分层击实，测定含水率
和密度然后计算出干密度，以含水率为横坐标，以干密度为纵坐标，得到的压实
曲线中，干密度的随着含水率的增加先增大后减小．在干密度最大时候相应的含
水率称为最优含水率．
20.

一地基土样，含水量ω=18%，干密度ρd=1.60g/cm3相对密度d=3.10,液限ω
=29.1%，塑限ω=17.3%。（12分）
求：(1)该土的孔隙比e，孔隙率n,饱和度S
(2)塑性指数І,液性指数І,并确定土的名称及状态
21.地基中某点的大主应力为450kpa,小主应力为200kpa,已知土的内摩擦角为
,黏聚力,问该点会不会剪坏？
答：
解：当大主应力为450kpa,地基处于极限平衡状态时：小主应力为：

,而实际小主应力为
200kpa>148.85kpa,故该点不会剪坏。
土力学及基础工程 第四次作业
16.名词解释：压缩模量---
答：土在完全侧限时受压变形，其竖向应力与竖向应变之比称为压缩模量
17.名词解释：前期固结压力---
答：土体在历史上所受过的最大固结压力
18.什么是水的渗透力和临界水力梯度？
答：水是具有一定粘滞度的液体，当其在土中渗流时，对土颗粒有推动、摩擦和
拖拽作用，它们综合形成的作用于土骨架的力，即为渗透力。当向上的渗透力使
土颗粒处于失重或悬浮状态，此时的水力梯度称之为临界水力梯度。
19.请简述高桩承台和底桩承台的特点和区别。
答：
高承台桩基础由于承台位置较高或设在施工水位以上，可避免或减少墩台的水下
作业，施工较为方便，且更经济。但高承台桩基础刚度较小，在水平力作用下，
由于承台及基桩露出地面的一段自由长度周围无土来共同承受水平外力，基桩的
受力情况较为不利，桩身内力和位移都将大于同样条件外力作用下的低承台桩基
础；在稳定性方面低承台桩基础也比高承台桩基础好。
20.某挡土墙高10m，墙背垂直，光滑，墙后填土面水平，填土上作用均布荷载
q=20KPa, 墙后填土分两层：上层为中砂，重度γ1=18.5KN/m3, 内摩擦角φ1=30°，
层厚h1=3.0m；下层为粗砂，γ2=19.0KN/m3,φ2=35°,地下水位在离墙顶6.0m位置，
水下粗砂的饱和重度为γsat=20.0KN/m3。计算作用在此挡土墙上的总主动土压力
和水压力。（14分）
答：
21.某挡土墙墙高5m，墙背铅垂、光滑，墙后填土面水平，填土表面作用有
的均匀满布荷载。填土为粗砂，其，。试
用郎肯土压力理论确定挡墙上的主动土压分布，画出土压力分布曲线。（说明：
不需计算总土压力）