工程地质及土力学复习题汇总 下载本文

3)对某砂土土样进行直剪试验,当法向压力?=100kPa时,测得抗剪强度?f问小主应力?3满足什么条件土样才不会发生剪切破坏? 解:由于砂土的粘聚力c = 0

所以内摩擦角??52kPa。已知同种土制备的土样承受大主应力?1?120kPa,

?arctan?f52?arctan?27.47o ?100在极限平衡状态下且?1?120kPa时, ?3应满足

?3p27.47o??1tan(45?)?120tan(45?)?44.24kPa

222o?2o所以当?3p

4)条形荷载作用下地基中某点的应力经计算得:?x=120 kPa,?z=60 kPa,?xz=50 kPa。若地基土的抗剪强度指标分别为? = 18°,c = 20 kPa,那么该点是否已被被剪坏? 解:?1,3??x??z2?148.3????z?2??xkPa ???xz??2???31.72

?1f??3tan2?450??/2??2ctan?450??/2??115.1kPa

由于?1f??1,所以该点已被剪坏

5)某饱和软粘土用十字板作剪切试验,已知十字板宽度(直径)D=70mm,十字板高度H=100mm,十字板转动时,地面上给杆轴施加的力偶矩M=0.015kN·m。假设所有点竖直面和水平面上的抗剪强度均相等,试计算测点土的抗剪强度?f。 解:该土的抗剪强度为:

?f?2M2?0.015??15.81kPa 22?D(H?D/3)??0.07?(0.1?0.07/3)6)有一饱和粘性土,已知其有效粘聚力c’=0,有效内摩擦角??=20o,取该土试样在围压?3=100kPa下固结,然后在不排水的条件下增加竖向压力至破坏,测得破坏时的孔隙水压力为35kPa,试求孔隙水压力系数A。 解:依题意得:uf?35kPa,则有:

???3?uf?100?35?65kPa ?3

???3?tan2?450???/2??65tan2(45?20/2)?132.6kPa ?1??uf?132.6?35?167.6kPa ?1??1孔隙水压力系数

A??u35??0.52

??1???3167.6?100

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第六章 土压力、地基承载力和土坡稳定

1、名词解释:

挡土墙上的土压力:土体作用在挡土墙上的压力。P192

主动土压力:若挡土墙在墙后填土压力作用下,背离填土方向移动或绕墙根转动,这时作用在墙背上的土压力将逐渐减小,当墙后土体达到主动极限平衡,并出现连续滑动面使土体下滑,这时作用在墙上的土推力减至最小值,称为主动土压力。P193

被动土压力:若挡土墙在外力作用下,向着填土方向移动或转动,这时作用在墙背上的土压力将逐渐增大,一直到土体达到被动极限平衡状态,并出现连续滑动面,墙后土体向上挤出隆起,这时作用在墙上的土抗力增至最大值,称为被动土压力。P193

静止土压力:若挡土墙具有足够的刚度,且建立在坚实的地基上,墙体在墙后土体的推力作用下,不产生任何移动或转动,则墙后土体处于弹性平衡状态,这时作用在墙背上的土压力称为静止土压力。P192 整体剪切破坏:

地基承载力:指地基土单位面积所能承受荷载的能力。 临塑荷载:地基发生局部剪切破坏时的压力被称为临塑荷载

地基的极限承载力:地基土从局部剪损破坏阶段进入整体破坏阶段,这时基础下滑动边界范围内的全部土体都处于塑性破坏状态 天然休止角: 2、填空:

1)均质砂土坡稳定的极限坡角,称为_____天然休止角______。P224

2)根据挡土墙可能的位移情况和墙后土体所处的应力状态,土压力可以分为 主动土压力 、静止土压力和被动土压力三种。P192-193 3)用荷载试验确定地基承载力时,对同一土层,选择的试验点不宜少于 3 个。P222

4)库伦土压力理论的基本假定是墙后填土是均匀的无粘性土,滑动破坏面为通过墙踵的 平面 。P201 5)当作用于挡土墙上的土压力为静止土压力时,墙后填土处于 弹性平衡 状态。P192 6)计算地基极限承载力的太沙基理论假定基础底面是 粗糙 的。P214 3、选择题:

1)( A )粘性土坡的稳定安全系数定义为P226

A.抗滑力矩与滑动力矩之比 B.滑动力矩与抗滑力矩之比 C.坡角与内摩擦角之比 D.内聚力与滑动力之比 2)( C )下列因素中,与挡土墙上的土压力大小无关的是P192

A.墙体的位移方向 B.墙体的高度 C.墙底面的粗糙程度 D.墙体的位移大小 3)( D )费里纽斯法分析粘性土的土坡稳定性时,土条两侧条间力之间的关系假定为P226

A.大小相等、方向相同、作用线重合 B.大小不等、方向相反、作用线重合 C.大小相等、方向相反、作用线距土条底部三分之一土条高度 D.大小相等、方向相反、作用线重合

4)( A )对于浅基础,一般发生整体剪切破坏的地基是P211

A.硬粘性土地基 B.中等密实的砂土地基 C.松砂地基 D.软土地基

5)( A )当地基土的内摩擦角大于零时,增大基础宽度,下列承载力值不发生变化的是P212

A.pcr B.p1/4 C.p1/3 D.pu 6)( B ) 当p-s曲线上具有明显的拐点时,地基可能发生的破坏型式是P210

A.冲剪破坏 B.整体剪切破坏 C.局部剪切破坏 D.刺入破坏 7)( A )干燥的均质无粘性土简单边坡的稳定性与之无关的指标是P224

A.坡高 B.坡角 C.内摩擦角 D.自然休止角

8)( B )某场地三个地基载荷试验测得的比例界限荷载p1分别为160kPa,180kPa,200kPa,则该场地的地基承载力特征值fak最接近下列哪个数值?

A.160kPa B.180kPa C.200kPa D.90kPa 9)( D )地下室的外墙受到的土压力可视为P192

A.主动土压力 B.被动土压力 C.静止土压力 D.静止水压力

10)( D )用条分法对粘性土坡进行稳定性分析,有可能出现滑动的四个面的安全系数分别为F1则最危险的滑动面可能为P226

10

?1.5,F2?2.0,F3?1.0,F4?0.8,

A.F1对应的面 B.F2对应的面 C.F3对应的面 D.F4对应的面 11)( C )下列因素中,与挡土墙上的土压力大小无关的因素是

A.土颗粒大小 B.土颗粒表面粗糙度 C.土粒比重 D.土的密实度 12)( B )对于同样的土体,静止土压力E0、主动土压力Ea和被动土压力Ep的关系为P193 A.E0

13)( B )挡土墙与岩石地基联结牢靠,墙体不可能发生位移和转动,此时作用在墙背上的土压力应按P192 A.主动土压力计算 B.静止土压力计算 C.被动土压力计算 D.土体达到极限平衡状态计算 4、简答题:

1)土压力有哪几种?影响土压力的最重要因素是什么?

2)试阐述主动、静止、被动土压力的定义和产生的条件,并比较三者的数值大小。 3)试比较朗金土压力理论和库仑土压力理论的基本假定及适用条件。 4)墙背的粗糙程度、填土排水条件的好坏对主动土压力有何影响? 5)地基的剪切破坏有哪些形式?发生整体剪切破坏时p-s曲线的特征如何? 6)试比较临塑荷载、界限荷载、地基极限承载力的物理概念、影响因素。 7)土坡稳定分析中的圆弧条分法原理是什么? 5、计算题:

1)已知某挡土墙高5 m,墙背竖直、光滑,墙后填土面水平,填土的物理力学性质指标如图所示。试计算作用在该挡土墙墙背上的主动土压力合力及其作用点位置,并绘出主动土压力分布图。

5 m? = 18.0 kN/m??= 20?c = 12.0kPa3

解:因为墙背竖直、光滑,墙后填土面水平,符合朗肯土压力条件,故有朗肯主动土压力系数:

200Ka?tan(45?)?tan(45?)?0.49

2220?20填土表面土压力强度为:

pa0??2cKa??2?12?0.7??16.80kPa

设临界深度为z0,即 可得

pa??z0Ka?2cKa?0

z0?1.90m

在墙底处主动土压力强度为:

pa1??hKa?2cKa?18?5?0.49?2?12?0.7?27.3kPa

主动土压力合力为

Ea?

1?27.3?(5?1.9)?42.32kN/m 211

其作用点离墙底的距离为

h?z0?1.03m 3主动土压力分布如图所示:

05 m1.9mEa=42.32kN/m127.30kPa1.03m

2)如图所示挡土墙高7 m,墙背竖直、光滑,墙后填土面水平,各填土层物理力学性质指标如图所示。试计算作用在该挡土墙墙背上的主动土压力合力,并绘出主动土压力分布图。

5 m?1 = 18 kN/m?1?= 20?37 mc1 = 10kPa3?2 = 19 kN/m?2?= 30?2 mc2 = 0

解:因为墙背竖直、光滑,墙后填土面水平,符合朗肯土压力条件,故有主动土压力系数为:

200Ka1?tan(45?)?tan(45?)?0.49

2220?120

Ka23001?tan(45?)?tan(45?)?

22320?220填土表面的土压力强度:

pa0??2c1Ka1??2?10?0.7??14kPa <0

设临界深度为z0,则

z0?2c1?1Ka1?2?10?1.59m

18?0.7第一层底部土压力强度为:

pa1上??1h1Ka1?2c1Ka1?18?5?0.49?2?10?0.7?30.1kPa

第二层顶部土压力强度为:

pa1下??1h1Ka2?18?5?第二层底部土压力强度为:

1?30kPa 312