土力学复习题及参考答案
一、选择题
1. 根据地质作用的能量来源的不同，可分为（AB ）。
A. 内动力地质作用C. 风化作用B. 外动力地质作用D. 沉积作用 2. 在工程上，岩石是按什么进行分类（ D ）。
A. 成因和风化程度C. 成因B. 坚固性和成因D. 坚固性和风化程度 3.土体具有压缩性的主要原因是( B )。
A．主要是由土颗粒的压缩引起的； B．主要是由孔隙的减少引起的； C．主要是因为水被压缩引起的； D．土体本身压缩模量较小引起的 4. 土的结构性强弱可用（ B ）反映。
A. 饱和度 B. 灵敏度 C. 粘聚力 D. 相对密实度 5. 渗流的渗透力也称动水力,其数值( A )
A. 与水头梯度成正比 B. 与横截面积成正比 C. 与流速成反比 D. 与渗透系数成正 6. 用“环刀法”测定（ A ）。
A. 土的天然密度 B. 土的浮密度 C. 土的饱和密度 D. 土的干密度 7. 风化作用包含着外力对原岩发生的哪两种作用（ C ） A．机械破碎和风化作用； B．沉积作用和化学变化； C．机械破碎和化学变化； D．搬运作用和化学变化
8. 设砂土地基中某点的大主应力σ1=400kPa，小主应力σ3=200kPa，砂土的粘聚力c=0，试判断该点破坏时砂土的内摩擦角φ=（ D ）。 A. 22°28′ B. 21°28′ C. 20°28′ D. 19°28′
9. 计算竖向固结时间因数，双面排水情况，H取压缩土层厚度（ B ） A 3倍；B 0.5倍；C 1倍；D 2倍
10. 土力学是研究土与结构物相互作用等规律的一门力学分支，主要研究土的（ABCD） A．应力；B．变形 ；C．强度；D．稳定
11. 在长为10cm，面积8cm2的圆筒内装满砂土。经测定，粉砂的比重为2.65， e=0.900，筒下端与管相连，管内水位高出筒5cm(固定不变)，水流自下而上通过试样后可溢流出去。试求，1.动水压力的大小，判断是否会产生流砂现象；2.临界水头梯度值。（ B ）。
A. 9.6kN／m3，会，0.80 C. 14.7kN／m3，不会，0.87 B. 4.9kN／m3，不会，0.87 D. 9.8kN／m3，会，0.80
12. 若建筑物施工速度较快，而地基土的透水性和排水条件不良时，可采用（ A ）或（ B ）的结果。
A 三轴仪不固结不排水试验 B 直剪仪快剪试验 C 三轴仪固结排水试验 D直剪仪慢剪试验 13. 工程上控制填土的施工质量和评价土的密实程度常用的指标是( D ) A. 有效重度 B. 土粒相对密度 C. 饱和重度 D. 干重度
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14. 朗肯理论使用条件（. ABC ）。
A. 挡土墙的墙背光滑 B. 挡土墙的墙背竖直 C. 挡土墙后填土表面水平 D. 挡土墙的墙背粗糙E. 挡土墙的墙背倾斜
15. 在地基固结过程中，外荷载引起的孔隙水压力逐渐转化为有效应力，土的体积也( B ) A. 逐渐增大 B. 逐渐减小 C. 与之无关 D. 不变 16. 地基发生整体滑动破坏时，作用在基底的压力一定大于（ C ） A. 临塑荷载 B. 临界荷载 C. 极限荷载 D. 地基承载力 17. 影响土压力大小的最主要因素是（ A ）
A 挡土墙的位移方向和位移量的大小 B 挡土墙的形状 C 挡土墙后填土的性质 18. 衡量土的粒径级配是否良好，常用（ A ）指标判定。 A、不均匀系数 B、含水量C、标贯击数D、内摩擦角 19．用以衡量土透水性大小的指标是 ( B )
A．水头梯度 B．渗透系数 C．动水力 D．相对密实度 20．关于自重应力，下列说法错误的是 ( D ) A．由土体自重引起 B．一般不引起地基沉降
C．沿任一水平面上均匀地无限分布 D．大小仅与土的天然重度相关
21．土体的总应力抗剪强度指标为c、υ，有效应力抗剪强度指标为c＇、υ＇则其剪切破坏时实际破裂面与大主应力作用面的夹角为 ( C )
22．太沙基的地基极限承载力理论假设基础底面是 ( A )
A．粗糙的条形面积 B．光滑的条形面积C．粗糙的矩形面积 D．光滑的矩形面积 23．当挡土墙后填土中有地下水时，墙背所受的总压力将 ( A )
A．增大 B．减小C．不变 D．无法确定
24．对同一地基，下列指标数值最小的是（ C ）
A．P1/4 B．P 1/3 C．Pcr D．Pu
25．所谓地基极限承载力是指（ B ）
A．地基的变形达到上部结构极限状态时的承载力 B．地基中形成连续滑动面时的承载力 C．地基中开始出现塑性区时的承载力
26．根据载荷试验确定地基承载力时，P－S曲线开始不再保持线性关系时，表示地基土处于何种受力状态？（ C ）
A．弹性状态 B．整体破坏状态 C．局部剪切破坏
27．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（ C ）。
A．容许荷载 B．临界荷载 C．临塑荷载
2
28．所谓临塑荷载，就是指：（ A ）
A．地基持力层将出现塑性区时的荷载B．持力层中出现连续滑动面时的荷载 C．持力层中出现某一允许大小塑性区时的荷载
29．土层的固结度与施加的荷载大小有什么关系？（ C ）
A．荷载越大，固结度越大 B．荷载越大，固结度越小 C．与荷载大小无关
30．太沙基建立了模拟饱和土体中某点的渗透固结过程的弹簧模型。试问该模型活塞中小孔的大小代表了土体的（ A ）
A．渗透性大小 B．土颗粒大小 C土体体积大小 D作用在活塞上力的大小 31．下列说法正确的是（ A ）
A．压缩系数越大，土的压缩性越高B．压缩指数越大，土的压缩性越低 C．压缩模量越大，土的压缩性越高D．上述说法都不对 32．土的强度是特指土的（ A ）
A．抗剪强度 B．抗压强度 C．抗拉强度
33．某土的抗剪强度指标为c、?，该土受剪时将首先沿与大主应力作用面成（ B ）的面被剪破。
0000
A．45 B．45 +?/2 C．45－?/2 D．45 +?
34．库仑土压力理论比较适合于计算（ C ）的主动土压力。 A．粘性土 B．淤泥 C．砂土 D．粉土 35．朗肯土压力理论中，当墙后填土达到主动朗肯状态时，填土破裂面与水平面成（ A ）。
ooo
A．45＋?/2 B．45－?/2 C．45 D．?/2
36．某土的液性指数为2，则该土处于（ C ）状态。 A．坚硬 B．可塑 C．流动
37．下列哪个物理性质指标可直接通过土工试验测定（ D ）。 A．孔隙比e B．孔隙率n C．饱和度Sr D．土粒比重ds
38．若某砂土的天然孔隙比与其能达到的最大孔隙比相等，则该土（ A ）
A．处于最疏松状态 B．处于中等密实状态 C．处于最密实状态 D．无法确定其状态
39．对粘性土进行分类定名的依据是（ C ）
A．液限 B．塑性指数 C．液性指数 D．塑限
40．下列关于影响土的渗透系数的因素中描述正确的：①粒径的大小和级配；②结构与孔隙比；③饱和度；④矿物成分；⑤渗透水的性质（ C ）
A．仅①②对渗透系数有影响； B．④⑤对渗透系数无影响； C．①②③④⑤对渗透系数均有影响。 41．下列说法正确的是（ A ）
A．压缩系数越大，土的压缩性越高B．压缩指数越大，土的压缩性越低 C．压缩模量越大，土的压缩性越高D．上述说法都不对 42．（D）的主要因素是气温变化。它只引起岩石的机械破坏，其产物如砂、砾石等矿物成分与母岩相同。
A．剥蚀作用 B．搬运 C．地质作用 D．物理风化
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43．如土的粒径分布曲线符合Cu≥5和Cc：1～3，则该土的（B）。 A．粒径分布均匀，级配良好 B．粒径分布不均匀，级配不良 C．粒径分布不均匀，适合作为工程填料 D．粒径偏多，级配不良 44．（A）可传递静水压力，在有振动情况下，可能引起砂土液化。 A．重力水B．毛细水C．强结合水D．弱结合水 45．填土工程中常以（C）作为，填土压实的质检标准。 A．天然容重B．有效容重C．干容重D．孔隙比 46．（B）可综合反映各种因素对粘性土的影响作用，可用于粘性土的分类定名。 A．塑限B．塑性指数C．液限D．液性指数 47．按桥规，7 二、填空题 1．把粘性土地基按历史上曾受过的最大压力与现在所受的土的自重应力相比较，可将其分为 固结土、 固结土与 固结土。 2．地基中的应力一般包括由土体自重引起的 和由新增外荷引起的 。 3．在中心荷载作用下，基底压力近似呈 分布；在单向偏心荷载作用下，当偏心距e 5．朗肯土压力理论适用条件为，挡土墙墙背 、 墙后填土表面 。 6．挡土墙三种土压力中， 最大， 最小。 7．在荷载作用下，建筑物地基的破坏通常是由于承载力不足而引起的剪切破坏，地基剪切破坏的形式可分为 、 和 三种。 8．混合土的性质不仅取决于 ，更取决于 ，即土中各粒组的含量占土样总重量的 。这个百分数习惯上称为土的颗粒级配。 9. 颗粒级配曲线的纵坐标表示 ，横坐标则用 表示，即 。 10．确定各粒组相对含量的方法称为颗粒分析试验，分为 法和 法。 11．土的（粒径组成（ ））是指土中不同大小的颗粒的相对含量。 12．粒径在0.075mm～600mm之间的粗粒土，可采用（ ）法来进行颗粒分析。 13．工程上常用（ ）系数来评价土的粒径级配情况。 14．在寒冷地区，（ ）上升可能加剧冻胀现象。 15．粘性土结构的联结主要表现在（ ）的粘着和聚和作用。 16．土的容重可在试验室用（ ）法测定。 17．填土的压实效果与土的（ ）密切相关。 18．无粘性土的物理状态主要是指其（ ）。 4 19．测定塑限的传统试验方法是（ ）。 20.粘性土按塑性指数分为粉质粘土和粘土，粉质粘土的塑性指数为____。 21.布辛涅斯克解是弹性解，竖向集中荷载作用点处的应力将趋于____。 22.在局部荷载作用下，地基中的竖向附加应力分布范围相当大，它不仅分布在荷载面积之内，而且分布在荷载面积以外，这种现象称为附加应力的____现象。 23.土的压缩模量E是土在____条件下应力与应变的比值。 24.饱和土的渗透固结过程是有效应力逐渐增加，孔隙水压力逐渐____的过程。 25.按剪切前的固结程度、剪切时的排水条件以及加荷速率，直剪试验可划分为快剪、________和慢剪三种试验方法。 26.土的结构分为 单粒结构 、 蜂窝结构、絮状结构。 27.土的各粒组的相对含量称为 颗粒级配 ，土的不均匀系数Cu的公式表达式为 Cu＝d60/d10 。 28.塑性指数Ip＞10的土为粘性土，Ip＞17的粘性土为 粘土 ，10＜Ip≤17的粘性土为 粉质粘土 。 29.一基础埋深为d，基底接触压力为p，基底以上天然土层为2层，重度和厚度分别为γ1，h1、γ2，h2，则基底以上天然土层加权平均重度γ0=（γ1h1+γ2h2）/（h1+ h2）。基底附加压力p0=p-（γ1h1+γ2h2）。 30.三轴试验根据排水条件可分为三种试验类型：不固结不排水、 固结不排水 、 固结不排水 。 31.按土的有效应力原理，饱和土的渗透固结是 超孔隙水压力 消散，而 有效应力 相应增加的过程。 32.已知饱和粘性土的不固结不排水试验的所得的大小主应力为σ1=400Kpa,σ3=200Kpa，则该粘性土的不固结不排水剪切强度为 __100 Kpa__，内摩擦角为___0o _。 33.当地面荷载形式为无穷均布荷载，则地基中附加应力曲线为 矩形 分布形式。 34.库仑土压力理论的假设条件为 墙后填土为散体 、 破裂面为通过墙踵的平面 。 35.根据液性指数的大小，可将粘性土划分为五种状态：坚硬、 硬塑 、可塑、 软塑 、流塑。 36.由于承载力不足而产生剪切破坏，其破坏型式可分为 整体剪切破坏 、局部剪切破坏、 冲切剪切破坏 。 37.土的液限的标准是把具有30O锥角、质量为76克的平衡锥自由沉入土体，5秒钟沉入深度为 10mm 时，土样的含水量为液限。 38.知一宽度为3m的条形基础，在基底平面上作用着中心荷载F＝240kN及力矩M＝100kN·m，则基础底面边缘最小压应力为 0 。 39.饱和粘性土，在同一竖向荷载P作用下进行快剪、固结快剪和慢剪试验， 慢剪试验 试验方法所得的强度最大。40. 墙土压力可分为静止土压力， 主动土压力 ， 主动土压力 。 5 填空题答案 1．正常、超、欠 2．自重应力、附加应力 3．矩形、梯形、三角形 4．静止土压力、主动土压力、被动土压力 5．直立、光滑、水平并无限延伸 6．被动土压力、主动土压力 7．整体剪切破坏、局部剪切破坏、冲切破坏 8.所含颗粒的大小程度、不同粒组的相对含量、百分数。 9．小于某粒径的土颗粒含量占土样总量的百分数、土粒径的常用对数值、lgd。 10．筛分、密度计 11或颗粒级配 12筛分 13 不均匀 14 毛细水 15 粘粒 16 环刀 17含水量 18密实程度 19搓条法 20. 10 21.无穷大 22.扩散 23.完全侧限 24.消散 25.固结快剪 四、问答题 1. 孔隙率：土中孔隙体积与土总体积之比。 2．地基极限承载力：当地基土体中的塑性变形去充分发展并形成连续贯通的滑移面时，地基所能承受的最大荷载，称为极限荷载pu 也称为地基极限承载力。 3. 临塑荷载：地基中刚刚出现塑性破坏区时所对应的土压力。 4. 静止土压力：刚性挡土墙保持原来位置静止不动，则作用在挡土墙上的土压力。 5. 颗粒级配：混合土的性质不仅取决与所含颗粒的大小程度，更取决于不同粒组的相对含量， 即土中各粒组的含量占土样总重量的百分数。这个百分数习惯上称为土的颗粒级配。 6．表面结合水：细小土粒因表面的静电引力吸附周围的水分子而形成的一层水膜。密度较大，不能传递静水压力。 7．土粒比重：土颗粒与同体积4℃纯水的质量之比。 8．灵敏度：评价粘性土结构性强弱的指标，是指同一粘性土的原状土与重塑土的无侧限抗压强度之比。 9．最优含水量：土的压实效果与含水量有关，当土的含水量达到某一特定值时，土最容易被压实，获得最大干密度，这个特定的含水量值就是最优含水量。 10．粘性土可塑性：在外力作用下，粘性土可任意改变形状而不裂、不断。当外力拆除后，土仍能保持已改变的形状，这就是可塑性。 11．孔隙比：土中孔隙体积与土粒体积之比。 12．风化作用：是指由于气温变化、大气、水分及生物活动等自然条件使岩石破坏的地质作用。 13、什么叫土的渗透性？ 答：土体被水透过的性能。 14、水的渗透会引起哪方面问题？ 答：一是渗漏问题，二是渗透稳定问题。 6 15、什么叫达西定律？ 答：渗透速度与水力坡度成正比关系。 16、影响渗透系数的因素？ 答：①土粒的大小和级配。②土的孔隙比。③水的温度。④土中封闭气体含量。 17、什么叫有效应力？ 答：由土粒传递的应力。 18、什么叫流土？ 答：流土是指在渗流作用下，粘性土或无粘性土体中某一范围内的颗粒或颗粒群同时发生移动的现象。 19、什么叫管涌？ 答：管涌是指在渗流作用下，无粘性土体中的细小颗粒，通过粗大颗粒的孔隙，发生移动或被水流带出的现象。 20、为防止渗流破坏，工程中常采用哪些方法？ 答：①延长渗流途径。②隔断渗流。③布置排水和反滤层。 21、土中应力产生的原因？ 答：由土体本身重量引起的自重应力和由外荷载引起的附加应力。 22、什么叫基底压力？ 答：外加荷载与上部建筑和基础的全部重量，都是通过基础传给地基的。在地基表面处的压力称为基底压力。 23、基底应力分布图与e的关系？ 答：当e＜l/6时，基底压力分布图呈梯形；当e=l/6时，则呈三角形；当e＞l/6时，计算，距偏心荷载较远的基底边缘反力为负值。 24、什么叫地基中的附加应力？ 答：是基底以下地基中任一点处，由基底附加压力所引起的应力。 25、均布条形荷载下地基中附加应力σz的分布规律？ 答：①σz不仅发生在荷载面积之下，而且分布在荷载面积以外相对大的范围之下，这就是所谓地基附加应力的扩散分布。②在离基础底面不同深度z处各个水平面上，以基底中心点下轴线处的σz为最大，随着距离中轴愈远愈小。③在荷载分布范围内任意点沿垂线的σz值，随深度愈向下愈小。 26、什么叫土的压缩性？ 答：在外力作用下土体积缩小的特性。 27、什么叫土的固结？ 答：饱和土在附加应力作用下土的压缩量随时间增长的过程。 28、什么叫地基土的沉降？ 答：在建筑物荷载作用下，地基土主要由于压缩而引起的竖直方向的位移。 29、土的变形特点： 答：①土的压缩过程需经历一定时间才能完成。②土的压缩变形包括弹性和塑性的两部分。③土的压缩性随着压力的增大而减小。④土的压缩性与土在形成和存在过程中所受应力历史有关。 30、压缩系数a1-2与土的压缩性的关系？ 7 答：a1-2＜0.1MPa时，属于低压缩性土。0.1MPa-1≤a1-2＜0.5MPa-1时，属于中等压缩性土。a1-2≥0.5MPa-1时，属于高压缩性土。 31、单向压缩分层总和法计算步骤？ 答：①首先应根据基础形状，确定基础地面的尺寸、地基土质条件及荷载分布情况，在基底范围内选定必要数量的沉降计算断面和计算点。②将地基分层。③计算地基中土的自重应力分布。④计算地基中竖向附加应力的分布。⑤确定地基的沉降计算深度。⑥计算各分层沉降量。⑦总和分层的沉降量。⑧沉降计算经验修正系数ms的问题。 32、什么叫固结度？ 答：地基在固结过程中任一时刻t的固结变形量sct与地基最终的固结变形量sc之比。 33、什么叫固结沉降？ 答：固结沉降是在荷载作用下，孔隙水被逐渐挤出，孔隙体积逐渐减小，从而土体压密产生体积变形而引起的沉降，是粘性土地基沉降最主要的组成部分。 34、决定地基或土工建筑物稳定性的关键因素是什么？ 答：土的抗剪强度。 35、无粘性土的抗剪强度取决于什么？ 答：土颗粒间的摩擦阻力，其抗剪强度与作用在剪切面上的法向应力成正比。 36、粘性土的抗剪强度取决于什么？ 答：除与摩擦分量有关外，还取决于颗粒间的粘聚力。 37、分析摩尔-库伦理论可得出那些结论？ 答：①土的抗剪强度不是定值，它随剪切面上法向应力的大小而变。②土的剪切破坏面成对出现，同时发生。③抗剪强度包线只决定于大主应力σ1和小主应力σ3，与中主应力σ2无关。 38、饱和软粘性土灵敏度St的定义？ 答：在含水量不变的条件下，原状土不排水强度与彻底扰动后土的不排水强度之比。 39、土压力分类？ 答：静止土压力、主动土压力、被动土压力。 40、郎肯理论假定？ 答：①墙背竖直。②墙背填土表面是水平的。③墙背光滑与填土之间没有摩擦力。 41、影响土压力计算的因素？ 答：①墙背的影响（粗糙程度、倾斜程度）。②填土条件影响（填土的性质指标、填土材料的选择）。 42、什么叫地基承载力？ 答：指地基土单位面积上承受荷载的能力。 43、什么叫极限承载力？ 答：把地基土单位面积上所能承受的最大荷载。 44、什么叫地基容许承载力？ 答：考虑一定安全储备后的地基承载力。 45、地基破坏过程的三个阶段？ 答：压密阶段；剪切阶段；破坏阶段。 46、临塑荷载pa? 8 -1 答：指地基土将要出现但尚未出现塑性区时所对应的荷载。 47、临界荷载？ 答：塑性区的最大开展深度可以限制在（1/4~1/3）b范围内，此时对应的荷载。 48．由地基破坏过程中的荷载沉降p-s曲线可知地基的破坏过程分哪几个阶段？ 答：由地基破坏过程中的荷载沉降p-s曲线可知，对于整体剪切破坏，其破坏的过程一般应经历3个阶段，即压密阶段（弹性变形阶段）、剪切阶段（弹塑性混合变形阶段）和破坏阶段（完全塑性变形阶段） 49．写出液性指数和相对密实度的公式表达式 答：液性指数：IL?w?wP，w 、wP、 wL分别为含水量、塑限、液限。 wL?wPe?e相对密实度：Dr?max，其中e为砂土的天然孔隙比，emax及 emin分别为其 emax?emin最大及最小孔隙比。 50.简述变形模量与压缩模量的关系。 答：试验条件不同：土的变形模量E0是土体在无侧限条件下的应力与应变的比值；而土的压缩模量Es是土体在完全侧限条件下的应力与应变的比值。二者同为土的压缩性指标，在理论上是完全可以相互换算的。 51. 三轴压缩试验按排水条件的不同，可分为哪几种试验方法?工程应用时，如何根据地基土排水条件的不同，选择土的抗剪强度指标? 答：三轴压缩试验按排水条件的不同，可分为不固结不排水剪、固结不排水剪和固结排水剪三种试验方法。工程应用时，当地基土的透水性和排水条件不良而施工速度较快时，可选用不固结不排水剪切试验指标；当地基土的透水性和排水条件较好而施工速度较慢时，可选用固结排水剪切试验指标；当地基土的透水性和排水条件及施工速度界于两者之间时，可选用固结不排水剪切试验指标。 52. 土压力计算中，朗肯理论和库仑理论的假设及适用条件有何不同？ 答：朗肯理论假定挡土墙的墙背竖直、光滑，墙后填土表面水平且延伸到无限远处，适用于粘性土和无粘性土。库仑理论假定滑裂面为一通过墙踵的平面，滑动土楔体是由墙背和滑裂面两个平面所夹的土体所组成，墙后填土为砂土。适用于各类工程形成的不同的挡土墙，应用面较广，但只适用于填土为无粘性土的情况 53.压缩系数：表示土的压缩性大小的主要指标，压缩系数大，表明在某压力变化范围内孔隙比减少得越多，压缩性就越高。 54.土的前期固结压力： 是指土层在过去历史上曾经受过的最大固结压力，通常用PC来表示。前期固结压力也是反映土体压密程度及判别其固结状态的一个指标。 9 55.有侧限压缩（无侧胀压缩）：指受压土的周围受到限制，受压过程中基本上不能向侧面膨胀，只能发生垂直方向变形。 56.液性指数：液性指数是指粘性土的天然含水量和塑限的差值与塑性指数之比。 13.压缩模量：土在完全侧限条件下的竖向附加应力与相应的竖向应变的比值即为土的压缩模量。 57..三轴压缩试验按排水条件的不同，可分为哪几种试验方法？工程应用时，如何根据地基土排水条件的不同，选择土的抗剪强度指标？ 答：三轴压缩试验按排水条件的不同，可分为不固结不排水剪、固结不排水剪、和固结排水剪三种试验方法。工程应用时，如果施工进度快，而地基土的透水性低且排水条件不良，可采用不固结不排水试验的结果，如果加荷速率较慢，地基土的透水性较大，以及排水条件又较佳，则可采用固结排水试验的结果，对于一般排水条件下的土，则应采用固结不排水试验的结果。 五、计算题 1．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110.5g，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大小。 1．解: 已知 v?72cm3,m?129.1g,m3?110.5g,G3?2.7 则求得mw?129.1?110.5?18.6g vw?mw?w?18.6cm3 v3?m3?40.926cm3 G3?wvv?v?vs?31.704cm3 根据定义可计算 w?mw?100%?16.84%m3 r?mg?17.93kN/m3 vmg?vvrwrsat?3?19.66kN/m3vmgrd?3?15.35kN/m3v10 各种土的重度间有rsat?r?rd?r 。 2、已知粘性土有关试验数据：天然重度18.4kN/m3,干重度13.2 kN/m3；液限试验，取湿土重0.145N，烘干重0.103N；塑限试验，取土重0.052N，烘干重0.041N。计算：1）土的天然含水量，塑限和液限；2）确定土的名称和状态；3）若土粒的相对密度为2.7，计算该土的空隙比。 答案：1）土的天然含水量???d??1?w?得 \\w?r18.4?1??1?39.4% 塑限rd13.20.052?0.041?100%?26.8% ) 0.041?0.145?0.103?100%?40.8% 0.103wp?液限wL2）Ip??wL?wp??100??40.8%?26.8%??100?14 w?wpwL?wp?39.4%?26.8%?0.9 40.8%?26.8% IL?10?Ip?17 为粉质粘土； ?0.75IL?1为软塑。 3）e?Gs?rw2.7?10?1??1?1.0 rd13.23. 粘性土的抗剪强度指标分别为C＝11.5kPa，φ＝28°，问当某土样所受小主应力σ3＝44.3kPa，要保证土样不被剪坏，大主应力σ1应满足何种条件？ 解：若使土体达到极限平衡状态，根据极限平衡条件可得出σ1为： σ1=σ3tg (45°+φ/2)+2c ·tg (45°+φ/2) = 44.3 tg (45°+28°/2)+2·11.5 ·tg (45°+28°/2) = 160.98kpa 11 22 因此，要保证土样不被剪坏，大主应力σ1应小于160.98kpa。 4、地基内某点的大主应力为550kPa，小主应力为300kPa，孔隙水应力为100kPa。土的有效凝聚力为c'=20kPa，有效内摩擦角υ'=24°。判断该点是否达到破坏状态。 答案： б1＇＝б1-u=550-100=450kpa б3＇=б3-u=300-100=200kpa 令 б1f’=б1＇=450 kpa 2 б3f’＝tg(45-?＇／2)-2c×tg(45-?＇2) 2 ＝450×tg(45-24／2)-2×20×tg(45-24／2) ＝450×0.422－40×0.649＝163.9kPa＜б3＇ 所以该点稳定． 5、某砂土地基中砂的υ=30°，c=0，若地基中某一点的应力σ1=100kPa，σ3=30kPa。问该点是否已剪破。 5.解： σ3f=σ1tan2(45°-υ/2)=100×tan230°=33kPa σ1f=σ3tan2(45°-υ/2)=30×tan260°=90kPa σ3＜σ3f，故可判断该点已剪破。 σ1＞σ1f，也可判断该点已剪破。 6、已知土中某点应力处于极限状态，最小主应力?3=200Kpa，作用面主法线方向为水平方向， O 土的抗剪强度指标?=24，C=50Kpa。 1）、该点最大主应力?1的大小？ 2）、该点最大剪应力值τmax ？ 3）、该点剪切破坏面上的正应力与剪应力？ 4）、说明最大剪应力面不是剪切破坏面。 答案：(1)根据应力极限平衡条件求出最大主应力为： ???1??3tg2(450?)?2c?tg(450?)22240240200?200?tg(45?)?2?tg(45?) 22?628kpa（2）、最大剪应力为D点 ?max?(?1??3)?(628?200)?214Kpa （3）、剪切破坏面应力状态相当于T点坐标?T、?T 1212 12 ?T?OO'?O'F?1??3?1??3?2?327Kpa?2SIN240 ?t??1??32?195Kpacos240 （4）最大剪应力面上抗剪强度（?f）D (?f)D??Dtg??c??1??32 628?200?0.45?502234Kpa??max tg240?50 因此不是剪切破坏面。 7、某地基饱和粘土层厚度为10m，压缩模量Es=5Mpa，底面以下为不透水硬土层（不可压缩层）。在粘土层表面施加无限均匀分布的竖向荷载为100 kPa，求地基的最终沉降量。 答案： S?p0H100?10000??200mm Es50008、一挡土墙高5m，墙背竖直光滑，其表面水平与墙齐高。墙后填土为粘性填土，物理力学性质指标如下：γ＝18KN/m3，φ＝20°，c＝10Kpa。在填土表面上还作用有连续均布超载q＝10kPa。试求作用在挡土墙上的主动土压力Ea及作用点位置。 答案：墙背竖直光滑，填土面水平，满足朗肯条件， 20?Ka?tan(45?)?0.49 22?在填土表面处的主动土压力强度σa0为： ?a0?(?z?q)Ka?2cKa 13 ＝(18×0+10) ×0.49－2×10×0.7 ＝－9.1Kpa 在墙底处的主动土压力强度σa1为： ?a1?(?z?q)Ka?2cKa ＝(18×5+10) ×0.49－2×10×0.7 ＝35Kpa 主动土压力等于0处的深度Z0可从σa＝0这一条件求出： σa＝(18×Z0+10) ×0.49－2×10×0.7=0 得到：Z0＝1.03m 土压力强度分布图形如图所示。 故主动土压力Ea等于图形中阴影部分的面积，即 Ea＝0.5×(5－1.03) ×35＝69.5KN/m 它的作用点在墙底以上1/3×3.97＝1.32m处。 9.对某砂土进行常水头渗透试验，该砂土的渗透系数k=0.02cm/s，试样长度ι=15cm，试样两端的水头差h =45cm。求水在土中的渗透速度。 10. 某挡土墙墙高H=5m，墙背垂直光滑，墙后填土水平，填土为干砂，容重为19kN/m3,内摩擦角为30°，墙后填土表面有超载15kN/m，试计算作用在挡墙上主动土压力Ea和被动土压力Ep， 解：（1）Ka=tg2(45°—φ/2)=0.33 pa0=Ka×q=0.33×15=4.95kPa pa1=Ka×(γh+q)=0.33×(19×5+15)=36.3kPa Ea=(pa0+pa1)/2×h=(4.95+36.3)/2×5=103.1kN/m (2)K p=tg2(45°+φ/2)=3p p0=Kp×q=3×15=45kPa pp1=Kp×(γh+q)=3×(19×5+15)=330kPa Ep=(pp0+pp1)/2×h=(45+330)/2×5=937.5kN/m 10.某挡土墙高4m，墙后填土的物理力学指标如图示。现实测得作用在挡土墙背上的水平向土压力合力值为70kN/m。试用朗肯土压力理论验算墙后土体是否已达到主动极限平衡状态。 14 11、挡土墙高5m，墙背直立、光滑，墙后填土面水平，共分两层。上层土厚2m，土性指标为:φ1=32°,C1=0，r1=17kN/m3；下层土厚3m，土性指标为:φ2=16°，C2=10kPa，r2=19kN/m3，试求主动土压力Ea，并绘出土压力的分布图。 答案： 计算第一层填土的土压力强度 ??o?a0??1ztan2??45?12??0 ??o??o2o?a1??1h1tan2??45?12??17?2?tan45?322?10.4kPa ????第二层填土顶面和底面的土压力强度分别为 ??o?o???a?1??1h1tan2??45?22??2c2tan?45?22??2???o oo1616?17?2?tan45??2?10?tan45?22?4.2kPa?o?????o?o???a2??1h1??1h1??2h2?tan2??45?22??2c2tan?45?22?2???? oooo1616??17?2?19?3??tan45??2?10?tan45?22?36.6kPa????主动土压力为 11Ea??10.4?2??4.2?36.6??3 222m 71.6kN/m主动土压力分布如图： 10.4kPa 4.2kPa 3m 15 36.6kPa