土力学地基基础章节计算题和答案解析
土力学地基基础章节计算题及答案
章节习题及答案第一章 土的物理性质1 有一块体积为60 cm 3的原状土样,重 N, 烘干后 N 。
已只土粒比重(相对密度)s G =。
求土的天然重度、天然含水量w 、干重度d、饱和重度sat、浮重度’、孔隙比e 及饱和度S r解:分析:由W 和V 可算得,由W s 和V 可算得d,加上G s ,共已知3个指标,故题目可解。
363kN/m 5.1710601005.1=⨯⨯==--V W γ 363s d kN/m 2.1410601085.0=⨯⨯==--V W γ 3w sws kN/m 7.261067.2=⨯===∴γγγγs s G G%5.2385.085.005.1s w =-==W W w 884.015.17)235.01(7.261)1(s =-+=-+=γγw e (1-12) %71884.06.2235.0s =⨯=⋅=e G w S r (1-14) 注意:1.使用国际单位制; 2.w为已知条件,w=10kN/m 3;3.注意求解顺序,条件具备这先做; 4.注意各的取值范围。
2 某工地在填土施工中所用土料的含水量为5%,为便于夯实需在土料中加水,使其含水量增至15%,试问每1000 kg 质量的土料应加多少水 解:分析:加水前后M s 不变。
于是:加水前: 1000%5s s =⨯+M M (1)加水后: w s s 1000%15M M M ∆+=⨯+ (2)由(1)得:kg 952s =M ,代入(2)得: kg 2.95w =∆M 注意:土料中包含了水和土颗粒,共为1000kg ,另外,swM M w =。
3 用某种土筑堤,土的含水量w =15%,土粒比重G s =。
分层夯实,每层先填0.5m ,其重度等=16kN/ m 3,夯实达到饱和度r S =85%后再填下一层,如夯实时水没有流失,求每层夯实后的厚度。
解:分析:压实前后W s 、V s 、w 不变,如设每层填土的土颗粒所占的高度为h s ,则压实前后h s 不变,于是有:2211s 11e he h h +=+=(1) 由题给关系,求出:919.0116)15.01(1067.21)1(s 1=-+⨯⨯=-+=γγw e 471.085.015.067.2s 2=⨯==r S w G e 代入(1)式,得: m 383.05.0919.01471.011)1(1122=⨯++=++=e h e h4 某砂土的重度s γ=17 kN/ m 3,含水量w =%,土粒重度s γ= kN/ m 3。
土力学与地基基础习题集与答案第6章
第6章土中应力一简答题1.成层土地基可否采用弹性力学公式计算基础的最终沉浸量?【答】不能。
利用弹性力学公式估算最终沉降量的方法比较简便,但这种方法计算结果偏大。
因为的不同。
2.在计算基础最终沉降量(地基最终变形量)以及确定地基压缩层深度(地基变形计算深度)时,为什么自重应力要用有效重度进行计算?【答】固结变形有效自重应力引起3.有一个基础埋置在透水的可压缩性土层上,当地下水位上下发生变化时,对基础沉降有什么影响?当基础底面为不透水的可压缩性土层时,地下水位上下变化时,对基础有什么影响?【答】当基础埋置在透水的可压缩性土层上时:地下水下降,降水使地基中原水位以下的有效资中应力增加与降水前比较犹如产生了一个由于降水引起的应力增量,它使土体的固结沉降加大,基础沉降增加。
地下水位长期上升(如筑坝蓄水)将减少土中有效自重应力。
是地基承载力下降,若遇见湿陷性土会引起坍塌。
当基础埋置在不透水的可压缩性土层上时:当地下水位下降,沉降不变。
地下水位上升,沉降不变。
4.两个基础的底面面积相同,但埋置深度不同,若低级土层为均质各向同性体等其他条件相同,试问哪一个基础的沉降大?为什么?【答】引起基础沉降的主要原因是基底附加压力,附加压力大,沉降就大。
(〈20)因而当基础面积相同时,其他条件也相同时。
基础埋置深的时候基底附加压力大,所以沉降大。
当埋置深度相同时,其他条件也相同时,基础面积小的基底附加应力大,所以沉降大5.何谓超固结比?在实践中,如何按超固结比值确定正常固结土?【答】在研究沉积土层的应力历史时,通常将先期固结压力与现有覆盖土重之比值定义为超固结比。
超固结比值等于1时为正常固结土6.正常固结土主固结沉降量相当于分层总和法单向压缩基本公式计算的沉降量,是否相等?【答】不相同,因为压缩性指标不同7.采用斯肯普顿-比伦法计算基础最终沉降量在什么情况下可以不考虑次压缩沉降?【答】对于软粘土,尤其是土中含有一些有机质,或是在深处可压缩压缩土层中当压力增量比(指土中附加应力与自重应力之比)较小的情况下,此压缩沉降必须引起注意。
土力学地基基础第四版习题答案解析
第二章土的物理性质和工程分类2.1解:运用已知条件,按照土的三相关系,求出三相值,再按照各个参数的定义求得参数已知:M=95.15g Ms=75.05g Mw=95.15-75.05=20.1g V=50cm3,Gs=Ms/Vs=2.67有:ρ=M/V=1.9 g/cm3;ρd=Ms/V=1.5 g/cm3;ω=Mw/Ms=0.268=26.8%因为Mw=95.15-75.05=20.1g,ρw=1 g/cm3;所以Vw=20.1cm3;由Gs=Ms/Vs=2.67,推出:Vs= Ms/2.67=75.05/2.67=28.1cm3;Vv=V-Vs=50-28.1=21.9 cm3;Va=Vv-Vw=21.9-20.1=1.8 cm3;天然密度ρ=M/V=1.9 g/cm3;干密度ρd=Ms/V=1.5 g/cm3;饱和密度ρsat=(Mw+Ms+Va×ρw)/V=(20.1+75.05+1.8×1)/50=1.94 g/cm3;天然含水率ω=Mw/Ms=0.268=26.8%孔隙比e=Vv/Vs= 21.9/28.1=0.78孔隙度n=Vv/V=21.9/500=0.438=43.8%饱和度Sr= Vw/Vv= 20.1/21.9=0.9182.2解:运用已知条件,按照土的三相关系,求出三相值,再按照各个参数的定义求得参数已知:天然密度ρ=M/V=1.84g/cm3;土粒比重Gs=Ms/Vs=2.75;水位以下饱和度Sr= Vw/Vv=1假设V=1 cm3;则:M=1.84g; Ms=2.75Vs;Ms+Mw=1.84;ρw=1 g/cm3;数值上Mw=Vw有 2.75Vs+Vw=1.84Vs+Vw=1解上述方程组得:Vs =0.48;Vw=0.52= Vv;故:Mw=0.52g;Ms=2.75Vs=1.32g;天然密度ρ=M/V=1.84 g/cm3;干密度ρd=Ms/V=1.32 g/cm3;饱和密度ρsat=(Mw+Ms+Va×ρw)/V=(0.52+1.32+0×1)/50=1.84 g/cm3;天然含水率ω=Mw/Ms=0.52/1.32=0.394=39.4%孔隙比e=Vv/Vs= 0.52/0.48=1.08孔隙度n=Vv/V=0.52/1=0.52=52%饱和度Sr= Vw/Vv=12.3解:运用已知条件,按照土的三相关系,求出三相值,再按照各个参数的定义求得参数已知:干密度ρd=Ms/V=1.54g/cm3;土粒比重Gs=Ms/Vs=2.71;天然含水率ω=Mw/Ms=0.193假设V=1 cm3;则:ρd=Ms/V=1.54 g/cm3;有:Ms=1.54g;土粒比重Gs=Ms/Vs=2.71 有:Vs=0.568 cm3;天然含水率ω=Mw/Ms=0.193有:Mw =0.287g,ρw=1 g/cm3,Vw=0.287cm3;M= Ms+ Mw=1.54+0.287=1.827gVv=V-Vs=1-0.568=0.432 cm3;Va=Vv-Vw=0.432-0.287=0.145 cm3;天然密度ρ=M/V=1.827/1=1.827 g/cm3;干密度ρd=Ms/V=1.54 g/cm3;饱和密度ρsat=(Mw+Ms+Va×ρw)/V=(0.287+1.54+0.145×1)/1=1.972 g/cm3;天然含水率ω=19.3%孔隙比e=Vv/Vs= 0.432/0.568=0.76孔隙度n=Vv/V=0.432/1=0.432=43.2%饱和度Sr= Vw/Vv= 0.287/0.432=0.66又已知W L=28.3%;Wp=16.7%;ω=19.3%;所以:Ip= W L- Wp=28.3-16.7=11.6;大于10,小于17,所以为粉质粘土。
土力学地基基础章节计算题和答案解析
章节习题及答案第一章 土的物理性质1 有一块体积为60 cm 3的原状土样,重1.05 N, 烘干后0.85 N 。
已只土粒比重(相对密度)s G =2.67。
求土的天然重度γ、天然含水量w 、干重度γd 、饱和重度γsat 、浮重度γ’、孔隙比e 及饱和度S r 解:分析:由W 和V 可算得γ,由W s 和V 可算得γd ,加上G s ,共已知3个指标,故题目可解。
363kN/m 5.1710601005.1=⨯⨯==--V W γ 363s d kN/m 2.1410601085.0=⨯⨯==--V W γ 3w sws kN/m 7.261067.2=⨯===∴γγγγs s G G%5.2385.085.005.1s w =-==W W w 884.015.17)235.01(7.261)1(s =-+=-+=γγw e (1-12) %71884.06.2235.0s =⨯=⋅=e G w S r (1-14) 注意:1.使用国际单位制;2.γw 为已知条件,γw =10kN/m 3; 3.注意求解顺序,条件具备这先做; 4.注意各γ的取值范围。
2 某工地在填土施工中所用土料的含水量为5%,为便于夯实需在土料中加水,使其含水量增至15%,试问每1000 kg 质量的土料应加多少水 解:分析:加水前后M s 不变。
于是:加水前: 1000%5s s =⨯+M M (1) 加水后: w s s 1000%15M M M ∆+=⨯+ (2) 由(1)得:kg 952s =M ,代入(2)得: kg 2.95w =∆M 注意:土料中包含了水和土颗粒,共为1000kg ,另外,swM M w =。
3 用某种土筑堤,土的含水量w =15%,土粒比重G s =2.67。
分层夯实,每层先填0.5m ,其重度等γ=16kN/ m 3,夯实达到饱和度r S =85%后再填下一层,如夯实时水没有流失,求每层夯实后的厚度。
土力学与地基基础习题及答案
土力学与地基基础习题及答案一、判断题1-1 已知甲土的含水量大于乙土,则甲土的饱和度大于乙土。
()1-2 甲土的饱和度大于乙土,甲土的含水量就一定比乙土高。
()1-3 塑性指数 IP 越大,说明土中细颗粒含量越大,而土处于可塑状态下的含水量范围越大。
()1-4粘粒在最优含水量时压实密度最大,同一种土的压实能量越大,最优含水量越大。
()1-5 两种不同的粘性土,其天然含水量相同,则其软硬程度相同。
()1-6 软粘土的震陷是由于土结构受扰动后强度降低造成的。
()1-7矩形均匀荷载作用下基础角点下某深度处的附加应力бzA与基础中心点下同一深度处附加压力бzO的关系是:бzA<бzO /4 。
()1-8 地基中应力扩散现象是由土中孔隙水压力消散而造成的。
()1-9 土中超静孔隙水压为是由动荷载引起的。
()1-10 土的压缩模量为在侧限条件下土的竖向应力增量与竖向应变增量之比。
()1-11 土的侧压力系数没有大于 1 的情况。
()1-12 按规范法计算地基的沉降量时,地基压缩层厚度Zn 应满足的条件是:бz = 0.2 бcz ( )1-13 《建筑地基基础设计规范》(GBJ7-89 )规定对某些二级建筑物可不做地变形计算是因为这些建筑物的变形问题不必考虑。
()1-14 局部倾斜是指单独基础内两端点沉降之差与此两点水平距离之比。
()1-15 地基土层次固结变形速率与土层的厚度无关。
()1-16 土中水的渗透速度即为其实际流动速度。
()1-17甲土层是一面排水,乙土层是双面排水,其它条件都一样,两土层的时间因数也一样。
()1-18单元土体中破坏面上剪应力等于土的抗剪强度时,该面一般为具有最大剪应力的那个面。
()1-19 固结排水剪与固结不排水剪有效应力强度指标相差很大。
()1-20强超固结土在受剪过程中体积有增大的趋势,在不排水受剪时,其孔隙水压力将减小。
()1-21 以总应力法慢剪或排水剪得到的抗剪强度指标即为土的有效强度指标。
土力学和地基基础习题和答案解析第2章
第2章土的物理性质及分类(答案在最底端)一、简答题1.什么是土的物理性质指标?哪些是直接测定的指标?哪些是计算指标?1.【答】(1)土的各组成部分的质量和体积之间的比例关系,用土的三相比例指标表示,称为土的物理性质指标,可用于评价土的物理、力学性质。
(2)直接测定的指标:土的密度、含水量、相对密度d s;计算指标是:孔隙比e、孔隙率n、干密度d、饱和密度sat、有效密度’、饱和度S r2.甲土的含水量大于乙土,试问甲土的饱和度是否大于乙土?3.什么是塑限、液限和缩限?什么是液性指数、塑性指数?4.塑性指数对地基土性质有何影响?5.什么是土的冻胀性?产生机理是什么?6.说明细粒土分类塑性图的优点。
7.按规范如何对建筑地基岩土进行分类?7. 【答】作为建筑地基的岩土,可分为岩石、碎石土、砂土、粉土、粘性土和人工填土。
8.甲乙两土的天然重度和含水量相同,相对密度不同,饱和度哪个大?9.简述用孔隙比e、相对密实度D r判别砂土密实度的优缺点。
10.简述野外判别碎石土密实度方法?11.什么是土的灵敏度和触变性?试述在工程中的应用。
12.说明下图2-1中各图的横纵坐标,同时标出单位。
(a)级配曲线(b)击实曲线(c)塑性图图2-113.影响土压实性的主要因素什么?14.什么是最优含水量和最大干密度?15.为什么含水量<最优含水量op时,干密度d随增加而增大,>op时,d随增加而减小?16. 在填方压实工程中,土体是否能压实到完全饱和状态?为什么?(华南理工大学2006年攻读硕士学位研究生入学考试)17.影响土击实效果的因素有哪些?18. 为什么仅用天然含水量说明不了粘性土的物理状态,而用液性指数却能说明?(长安大学2007年硕士研究生入学考试)二、填空题1.粘性土中含水量不同,可分别处于、、、、四种不同的状态。
其界限含水量依次是、、。
2.对砂土密实度的判别一般采用以下三种方法、、。
3.土的天然密度、土粒相对密度、含水量由室内试验直接测定,其测定方法分别是、、。
2021年10月土力学及地基基础自考真题及答案解析
2021年10月土力学及地基基础自考真题及答案解析总分:150分题量:66题一、单选题(共28题,共56分)1.当地基土和其它条件相同时,条形基础极限荷载公式应用于同宽度的方形基础时,其结果是()A.偏于安全B.偏于不安全C.两者一样D.无法确定正确答案:A本题解析:暂无解析2.当挡土墙后填土中有地下水时,墙背所受的总压力将()A.增大B.减小C.不变D.无法确定正确答案:B本题解析:暂无解析3.预制桩的最小间距为()A.2.5dB.3dC.3.5dD.4d正确答案:B本题解析:暂无解析4.如果建筑物的长高比比较小,则建筑物()A.整体刚度较差B.整体刚度较好C.调整地基不均匀沉降的能力较差D.较容易产生不均匀沉降正确答案:B本题解析:暂无解析5.下列土中,不适宜...于采用强夯法加固的是A.杂填土B.黄土C.松砂D.饱和软粘土正确答案:D本题解析:暂无解析6.土是由下列物质中的哪一个的风化产物经过各种地质作用剥蚀、搬运、沉积而成的?()A.岩石B.地核C.地幔D.矿物正确答案:A本题解析:暂无解析7.若土颗粒大小均匀、级配不良,则其不均匀系数Cu为()A.Cu<5B.Cu>5C.Cu<10D.Cu>10正确答案:A本题解析:暂无解析8.饱和粘性土的无侧限抗压强度试验,其破坏面与最大主应力作用面之间的夹角为()A.30°B.45°C.60°D.90°正确答案:B本题解析:暂无解析9.当地基塑性区的最大开展深度为基础宽度的四分之一时,相应的基底压力记为()A.pcrB.p1/4C.p1/3D.pu正确答案:B本题解析:暂无解析10.假设土的抗剪强度线与摩尔应力圆相割,则表示土体()A.有一个面达到破坏状态B.有两个面达到破坏状态C.在多组主应力作用下破坏D.两交点之间的圆弧所代表的各个面均达到破坏状态正确答案:A本题解析:暂无解析11.端承型群桩基础,群桩效应系数η的值为()A.0.8B.1.0C.1.25D.1.67正确答案:B本题解析:暂无解析12.在无限均布荷载作用下,地基中的附加应力分布特点是()A.曲线分布B.正三角形分布C.倒三角形分布D.沿深度不变正确答案:A本题解析:暂无解析13.高耸建(构)筑物应主要验算的地基变形特征是()A.沉降量B.沉降差C.倾斜D.局部倾斜正确答案:C本题解析:暂无解析14.轻便触探试验所用锤的质量为()A.10kgB.28kgC.63.5kgD.100kg正确答案:A本题解析:暂无解析15.当桩产生负摩擦阻力时,桩相对于地基土的位移是()A.向上B.向下C.相对不动D.侧向正确答案:A本题解析:暂无解析16.为了保证建筑物安全和正常使用,地基基础设计必须满足两个基本条件,下列选项中,属于两基本条件之一的是()A.使用条件B.美观条件C.经济条件D.沉降条件正确答案:D本题解析:暂无解析17.土的渗透系数越大,说明()A.含水层颗粒越粗B.静水压力越大C.地下水位变化越大D.水力梯度越大正确答案:A本题解析:暂无解析18.土中液态水可分为()A.土粒和土中水B.土粒和土中气体C.土中水和土中气体D.结合水和自由水正确答案:D本题解析:暂无解析19.离土颗粒表面最近的水膜是()A.强结合水C.毛细水D.自由水正确答案:A本题解析:暂无解析20.为了合理进行统计,每一主要土层的试样数量不宜少于()A.12个B.10个C.6个D.3个正确答案:C本题解析:暂无解析21.对按承载力计算的详勘勘探孔的深度,条形基础一般可取()A.6.0bB.4.5bC.3.0bD.1.5b正确答案:C本题解析:暂无解析22.在粘粒表面存在的水是()A.结合水B.自由水C.毛细水D.重力水正确答案:A本题解析:暂无解析23.适合于处理饱和粘性土、淤泥、淤泥质土、素填土和杂填土的是()A.砂石桩法B.石灰桩法C.碎石桩法D.树根桩法正确答案:B本题解析:暂无解析24.在土中对土颗粒产生浮力作用的是()B.弱结合水C.毛细水D.重力水正确答案:D本题解析:暂无解析25.在下列指标中,用来评价砂土湿度状态的指标是()饱评砂湿A.塑限B.液限C.饱和度D.孔隙比正确答案:C本题解析:暂无解析26.产生流砂的充分而必要的条件是动水力()A.方向向下B.等于或大于土的有效重度C.方向向上D.方向向上且等于或大于土的有效重度正确答案:D本题解析:暂无解析27.按分层总和法计算地基变形时,确定压缩层下限的标准是()A.σz≤0.1p0B.σz≤0.2p0C.σz≤0.2σczD.σz≤0.3σcz正确答案:C本题解析:暂无解析28.用以衡量土透水性大小的指标是()A.水头梯度B.渗透系数C.动水力D.相对密实度正确答案:B本题解析:暂无解析二、填空题(共27题,共54分)29.土的颗粒级配曲线愈平缓,表示土的颗粒级配_______。
全国自考《土力学及地基基础》真题及答案解析(一)
全国自考《土力学及地基基础》真题及答案解析(一)卷面总分:120分答题时间:80分钟试卷题量:33题一、单选题(共10题,共20分)1.在土中对土颗粒产生浮力作用的是()本题解析:重力水是指受重力或压力差作用而移动的自由水,其对土颗粒产生浮力作用。
2.评价粘性土软硬状态的物理指标是()• A.含水量• B.孔隙比• C.液性指数• D.内聚力正确答案:C本题解析:液性指数是判断粘性土软硬状态的指标,根据液性指数,可将粘性土划分为坚硬、硬塑、可塑、软塑及流塑五种状态。
3.淤泥质土是指()• A.w> wP,e≥1.5 的粘性土• B.w> wL,e≥l.5 的粘性土• C.w> wP,1.O≤e <1.5 的粘性土•• D.w> wL,1- O≤e<1.5 的粘性土•正确答案:D本题解析:当天然含水量大于液限,且天然孔隙比小于1.5 但大于或等于1.O时的粘性土或粉土称为淤泥质土。
4.基底附加压力式中d表示()• A.室外基底埋深• B.室内基底埋深• C.天然地面下的基底埋深• D.室内外埋深平均值正确答案:C本题解析:基础埋深必须从天然地面算起。
5.为了方便比较,评价土的压缩性高低的指标是()• A.• B.• C.• D.正确答案:A本题解析:为了便于比较,通常采用由p1=1OOkPa和p2=1OOkPa求出的压缩系数a1-2 来评价土的压缩性的高低。
6.原状土试样的无侧限抗压强度与重塑土样的无侧限抗压强度之比称为土的()• A.液化指标• B.强度提高系数• C.固结系数• D.灵敏度正确答案:D本题解析:暂无解析7.作用在挡土墙上的土压力,当在墙高、填土物理力学指标相同条件下,对于三种土压力的大小关系,下列表述哪项是正确的?()• A.E a <EP <E0•• B.E P < E 0< Ea• C.Ea <E 0< E P•• D.E0< Ea < E P正确答案:C本题解析:主动土压力<静止土压力<被动土压力。
土力学及地基基础课后解答
·
1 pw
得
ms = dsvs ρw = ds ρw
由w=
mw ms
·100% 得 mw
=
wms
=
wds ρw
所以 m = ms + mw = ds (1+ w)ρw
(1)由
ρd
=
ms v
得
ρd
=
dsρw 1+ e
(2)由 sr
=
vw vv
·100% 得 sr
=
wds e
⇒
wds
= sre
则 r = ρ g = m g = ds (1+ w)ρw g = ds (1+ w)rw = dswrw + dsrw = srerw + dsrw
变,饱和度增至 40%时,此砂在雨中的含水量 w 为多少?
解: ρd = 1.66g / cm3 ds = 2.69 sr = 40%
e = ds ρw −1 = 2.69∗1 −1 = 0.620
ρd
1.66
w = sre = 0.40 ∗ 0.62 *100%=9.2%
ds
2.69
2.8 某砂土的含水量 w=28.5%,土的天然重度 r=19kN/ m3 ,土粒比重 ds = 2.68,颗
度 rsat 浮重度 r ' 以及干重度 rd ,并比较各重度的数值大小(先导得公式然后求解)。
解: v = 72cm3 m=129.5g ms = 121.5g
ds = 2.7
ρ = m = 129.5 = 1.799g / cm3 v 72
(1) w = mw *100% = m − ms *100% = 129.5 −121.5 *100% =6.6%
土力学及地基基础试题及答案解析自考全国10月
1全国2018年10月高等教育自学考试土力学及地基基础试题课程代码:02398一、单项选择题(本大题共10小题,每小题2分,共20分)在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的,请将其代码填写在题后的括号内。
错选、多选或未选均无分。
1.朗肯土压力理论的适用条件是( )A.墙后填土为无粘性土B.墙后无地下水C.墙后填土为粘性土D.墙背直立、光滑、填土面水平2.土体的总应力抗剪强度指标为c 、ϕ,有效应力抗剪强度指标为c '、ϕ',则其剪切破坏时实际破裂面与大主应力作用面的夹角为( )A.45°+2ϕ B.45°-2ϕ C.45°+2ϕ' D.45°-2ϕ' 3.建立土的极限平衡条件的依据是( )A.莫尔应力圆与抗剪强度包线相切的几何关系B.莫尔应力圆与抗剪强度包线相割的几何关系C.莫尔应力圆与抗剪强度包线相离的几何关系D.静力平衡条件 4.对于轴心受压或荷载偏心距e 较小的基础,可以根据土的抗剪强度指标标准值k ϕ、c k 按公式(f a =M b γb +M d γm d+M c c k )确定地基承载力的特征值。
偏心距的大小规定为(注:l 为偏心方向的基础边长)( )A.e ≤l /30B.e ≤l /10C.e ≤b/4D.e ≤b/25.标准贯入试验使用的穿心锤重和锤落距分别是( )A.10kg,50cmB.63.5kg,76cmC.63.5kg,50cmD.10kg,76cm6.详细勘探探孔的深度以能控制地基主要受力层为原则,当基础宽度不大于5m ,且沉降计算深度内无软弱下卧层时,对条形基础,探孔深度一般可取基础宽度的( )A.1倍B.2倍C.3倍D.4倍7.关于倒梁法的适用条件,下列说法中正确的是( )A.上部结构为柔性结构B.上部结构为排架结构C.基础梁接近于刚性梁D.基础梁接近于柔性梁8.用静载试验确定单桩承载力时,如果Q-S 曲线呈缓变型,则常取桩顶总沉降量为一定值时所对应的荷载为单桩竖向极限承载力,该沉降量宜取()A.10mmB.40mmC.100mmD.150mm9.下列地基中,不适合...用水泥土搅拌法处理的是()A.淤泥B.低强度粘性土C.粉土D.人工填土10.砂井预压法处理地基中,砂井的作用是()A.与土形成复合地基一起承载B.加快土层的排水固结C.挤密土体D.施工中使土振密二、填空题(本大题共10小题,每小题1分,共10分)请在每小题的空格中填上正确答案。
土力学与地基基础习题集与答案第7章
第7章土的抗剪强度一、简答题1. 土的抗剪强度指标实质上是抗剪强度参数,也就是土的强度指标,为什么?【答】土的抗剪强度可表达为,称为抗剪强度指标,抗剪强度指标实质上就是抗剪强度参数。
2. 同一种土所测定的抗剪强度指标是有变化的,为什么?【答】对于同一种土,抗剪强度指标与试验方法以及实验条件都有关系,不同的试验方法以及实验条件所测得的抗剪强度指标是不同。
3. 何谓土的极限平衡条件?粘性土和粉土与无粘性土的表达式有何不同?4. 为什么土中某点剪应力最大的平面不是剪切破坏面?如何确定剪切破坏面与小主应力作用方向夹角?【答】因为在剪应力最大的平面上,虽然剪应力最大,但是它小于该面上的抗剪强度,所以该面上不会发生剪切破坏。
剪切破坏面与小主应力作用方向夹角5. 试比较直剪试验和三轴压缩试验的土样的应力状态有什么不同?并指出直剪试验土样的大主应力方向。
【答】直剪试验土样的应力状态:;三轴试验土样的应力状态:。
直剪试验土样的大主应力作用方向与水平面夹角为900。
6. 试比较直剪试验三种方法和三轴压缩试验三种方法的异同点和适用性。
7. 根据孔隙压力系数A、B的物理意义,说明三轴UU和CU试验中求A、B两系数的区别。
【答】孔隙压力系数A为在偏应力增量作用下孔隙压力系数,孔隙压力系数B为在各向应力相等条件下的孔隙压力系数,即土体在等向压缩应力状态时单位围压增量所引起的孔隙压力增量。
三轴试验中,先将土样饱和,此时B=1,在UU试验中,总孔隙压力增量为:;在CU试验中,由于试样在作用下固结稳定,故,于是总孔隙压力增量为:8. 同钢材、混凝土等建筑材料相比,土的抗剪强度有何特点?同一种土其强度值是否为一个定值?为什么?答】(1)土的抗剪强度不是常数;(2)同一种土的强度值不是一个定值;(3)土的抗剪强度与剪切滑动面上的法向应力相关,随着的增大而提高。
9. 影响土的抗剪强度的因素有哪些?【答】(1)土的基本性质,即土的组成、土的状态和土的结构,这些性质又与它的形成环境和应力历史等因素有关;(2)当前所处的应力状态;(3)试验中仪器的种类和试验方法;(4)试样的不均一、试验误差、甚至整理资料的方法等都会影响试验的结果。
土力学及地基基础习题集及答案解析第4章
Q2第4章土中应力(答案在最底端)一简答题1.何谓土中应力?它有哪些分类和用途?1.【答】土体在自重、建筑物荷载及其它因素的作用下均可产生土中应力。
一般来说土中应力是指自重应力和附加应力。
土中应力按其起因可分为自重应力和附加应力两种。
自重应力是指土体在自身重力作用下产生的尚未完成的压缩变形,因而仍将产生土体或地基的变形。
附加应力它是地基产生变形的的主要原因,也是导致地基土的强度破坏和失稳的重要原因。
土中应力安土骨架和土中孔隙的分担作用可分为有效应力和孔隙应力两种。
土中有效应力是指土粒所传递的粒间应力。
它是控制土的体积(变形)和强度两者变化的土中应力。
土中孔隙应力是指土中水和土中气所传递的应力。
2.怎样简化土中应力计算模型?在工程中应注意哪些问题?3.地下水位的升降对土中自重应力有何影响?在工程实践中,有哪些问题应充分考虑其影响?4.基底压力分布的影响因素有哪些?简化直线分布的假设条件是什么?5.如何计算基底压力和基底附加压力?两者概念有何不同?6.土中附加应力的产生原因有哪些?在工程实用中应如何考虑?7.在工程中,如何考虑土中应力分布规律?7.【答】由于附加应力扩散分布,他不仅发生在荷载面积之下,而且分布在荷载面积相当大的范围之下。
所以工程中:1、考虑相邻建筑物时,新老建筑物要保持一定的净距,其具体值依原有基础荷载和地基土质而定,一般不宜小于该相邻基础底面高差的1-2倍;2、同样道理,当建筑物的基础临近边坡即坡肩时,会使土坡的下滑力增加,要考虑和分析边坡的稳定性。
要求基础离开边坡有一个最小的控制距离a.3、应力和应变时联系在一起的,附加应力大,地基变形也大;反之,地基变形就小,甚至可以忽略不计。
因此我们在计算地基最终沉降量时,“沉降计算深度”用应力比法确定。
二填空题1.土中应力按成因可分为和。
2.土中应力按土骨架和土中孔隙的分担作用可分为和。
3.地下水位下降则原水位出处的有效自重应力。
4.计算土的自重应力应从算起。
土力学与地基基础4解析及试题
四、基底附加压力基础通常是埋置在天然地面下一定深度的。
由于天然土层在自重作用下的变形已经完 成,故只有超出基底处原有自重应力的那部分应力才使地基产生附加变形,使地基产生附 加变形的基底压力称为基底附加压力p 0。
因此,基底附加压力是上部结构和基础传到基底的地基反力与基底处原先存在于土中的自重应力之差,按下式计算:p 0= p-c σ=p-γd (11-2-6) 式中 P —基底地基反力,为区别于附加压力,又称基底总压力; c σ—基底处自重应力;γ —基底标高以上天然土层按分层厚度的加权重度;基础底面在地下水位以下,地下水位以下的土层用有效重度计算;d —基础埋置深度,简称基础埋深。
【例题7】某条形基础宽度为1.5m ,上部结构传至基础的荷载为120KN/m ,基础埋深为2m ,持力层及以上土的天然重度为19.0KN/m 3,求基底处的附加压力p 0。
【解析】1205.15.10.220120=⨯⨯+=+=A G F p kpa ; p 0= p-c σ=p-γd =120-19.0×2=82 kpa 。
【例题8】能够使地基产生附加变形的是( )。
A 建筑物自重B 基础回填土自重C 基底处天然地基土的自重应力D 附加应力 答案:D五、土中附加应力土中的附加应力是由建筑物荷载所引起的应力增量,一般采用将基底附加压力当作作 用在弹性半无限体表面上的局部荷载,用弹性理论求解的方法计算。
(一)集中力作用下土中应力计算在均匀的、各向同性的半无限弹性体表面作用一竖向集中力Q 时,半无限体内任意点M 的应力(不考虑弹性体的体积力)可由布西奈斯克(J.V .Boussinesq ,1885)解计算,其任意点竖向正应力z σ及地表上距集中力为r 处的竖向位移凹(沉降)可表示成如下形式:图11-2-3(二)分布荷载作用时的土中应力计算对实际工程中普遍存在的分布荷载作用时的土中应力计算,通常可采用如下方法处理: 当基础底面的形状或基底下的荷载分布不规则时,可以把分布荷载分割为许多集中力,然后用布西奈斯克公式和叠加原理计算土中应力。
土力学与地基基础试题及答案
全国高等教育自学考试土力学及地基基础标准预测试卷(一)(考试时间150分钟)第一部分选择题一、单项选择题(本大题共10小题,每小题2分,共20分)在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的,请将其代码填写在题后的括号内。
错选、多选或未选均无分。
1.用粒径级配曲线法表示土样的颗粒组成情况时,若曲线越陡,则表示土的 ( ) A.颗粒级配越好 B.颗粒级配越差C.颗粒大小越不均匀 D.不均匀系数越大2.判别粘性土软硬状态的指标是 ( )A.塑性指数 B.液性指数C.压缩系数 D.压缩指数3.产生流砂的充分而必要的条件是动水力 ( )A.方向向下 B.等于或大于土的有效重度C.方向向上 D.方向向上且等于或大于土的有效重度4.在均质土层中,土的竖向自重应力沿深度的分布规律是 ( )A.均匀的 B.曲线的C.折线的 D.直线的5.在荷载作用下,土体抗剪强度变化的原因是 ( )A.附加应力的变化 B.总应力的变化C.有效应力的变化 D.自重应力的变化6.采用条形荷载导出的地基界限荷载P1/4用于矩形底面基础设计时,其结果 ( ) A.偏于安全 B.偏于危险C.安全度不变 D.安全与否无法确定7.无粘性土坡在稳定状态下(不含临界稳定)坡角β与土的内摩擦角φ之间的关系是( ) A.β<φB.β=φC.β>φ D.β≤φ8.下列不属于工程地质勘察报告常用图表的是 ( )A.钻孔柱状图 B.工程地质剖面图C.地下水等水位线图 D.土工试验成果总表9.对于轴心受压或荷载偏心距e较小的基础,可以根据土的抗剪强度指标标准值φk、Ck 按公式确定地基承载力的特征值。
偏心距的大小规定为(注:Z 为偏心方向的基础边长) ( )A.e≤ι/30 B.e≤ι/10C.e≤b/4 D.e≤b/210.对于含水量较高的粘性土,堆载预压法处理地基的主要作用之一是 ( )A.减小液化的可能性 B.减小冻胀C.提高地基承载力 D.消除湿陷性第二部分非选择题二、填空题(本大题共10小题,每小题1分,共10分)请在每小题的空格中填上正确答案。
土力学地基基础习题集及答案1
土力学与地基基础习题集及详细解答张怀静编著北京建筑工程学院2006 年12 月第二部分《土力学》习题1.就与建筑物荷载关系而言,地基的作用是荷载,基础的作用是荷载。
2.地基基础设计,就地基而言,应满足条件和条件。
3.土层直接作为建筑物持力层的地基被称为地基,埋深小于5m 的基础被称为基础。
二、名词解释1.人工地基2.深基础3.基础4.地基第1章土的组成一、填空题1.若某土样的颗粒级配曲线较缓,则不均匀系数数值较,其夯实后密实度较。
2.级配良好的砂土是指不均匀系数≥且曲率系数为的土。
3.利用曲线可确定不均匀系数C u;为了获得较大密实度,应选择C u 值较的土作为填方工程的土料。
4.能传递静水压力的土中水是水和水。
5.影响压实效果的土中气是与大气的气体,对工程性质影响不大的土中气是与大气的气体。
6.对于粒径小于0.075mm 的颗粒分析应采用法,对于粒径大于0.075mm 的颗粒分析应采用法。
7.粘性土越坚硬,其液性指数数值越,粘性土的粘粒含量越高,其塑性指数数值越。
8.小于某粒径土的质量占土总质量10%的粒径,称为粒径,小于某粒径土的质量占土总质量60%的粒径,称为粒径。
二、名词解释1.土的结构2.土的构造3.结合水4.强结合水5.颗粒级配三、单项选择题1.对工程会产生不利影响的土的构造为:(A)层理构造(B)结核构造(C)层面构造(D)裂隙构造您的选项()2.土的结构为絮状结构的是:(A)粉粒(B)碎石(C)粘粒(D)砂粒您的选项()3.土粒均匀,级配不良的砂土应满足的条件是(CU 为不均匀系数,CC为曲率系数):(A)CU< 5(B)CU>10(C)CU > 5 且CC= 1 へ3(D)CU >10 且CC= 1 へ34.不能传递静水压力的土中水是:(A)毛细水(B)自由水(C)重力水(D)结合水您的选项()第2章土的物理性质及工程分类一、填空题1.处于半固态的粘性土,其界限含水量分别是、。
土力学与地基基础习题集与答案第5章
第5章土的压缩性一简答题1.通过固结试验可以得到哪些土的压缩性指标?如何求得?【答】压缩系数压缩指数压缩模量 , 压缩系数压缩指数压缩模量2.通过现场(静)载荷试验可以得到哪些土的力学性质指标?【答】可以同时测定地基承载力和土的变形模量3.室内固结试验和现场载荷试验都不能测定土的弹性模量,为什么?【答】土的弹性模量是指土体在侧限条件下瞬时压缩的应力应变模量。
他的变形包括了可恢复的弹性变形和不可恢复的残余变形两部分。
而室内固结实验和现场载荷试验都不能提供瞬时荷载,它们得到的压缩模量和变形模量时包含残余变形在内的。
和弹性模量由根本区别。
4.试从基本概念、计算公式及适用条件等方面比较压缩模量、变形模量与弹性模量,它们与材料力学中杨氏模量有什么区别?5.根据应力历史可将土(层)分为那三类土(层)?试述它们的定义。
【答】正常固结土(层)在历史上所经受的先期固结压力等于现有覆盖土重。
超固结土(层)历史上曾经受过大于现有覆盖土重的先期固结压力。
欠固结土(层)先期固结压力小于现有覆盖土重。
6.何谓先期固结压力?实验室如何测定它?【答】天然土层在历史上受过最大固结压力(指土体在固结过程中所受的最大竖向有效应力),称为先期固结压力,或称前期固结压力。
先进行高压固结试验得到曲线,在用A.卡萨格兰德的经验作图法求得。
7.何谓超固结比?如何按超固结比值确定正常固结土?【答】在研究沉积土层的应力历史时,通常将先期固结压力与现有覆盖土重之比值定义为超固结比。
8.何谓现场原始压缩曲线?三类土的原始压缩曲线和压缩性指标由实验室的测定方法有河不同?【答】现场原始压缩曲线是指现场土层在其沉积过程中由上覆盖土重原本存在的压缩曲线,简称原始压缩曲线。
室内压缩试验所采用的土样与原位土样相比,由于经历了卸荷的过程,而且试件在取样、运输、试件制作以及试验过程中不可避免地要受到不同程度的扰动,因此,土样的室内压缩曲线不能完全代表现场原位处土样的孔隙比与有效应力的关系。
土力学地基基础知识单选题100道及答案解析
土力学地基基础知识单选题100道及答案解析1. 土的三相组成不包括()A. 固相B. 液相C. 气相D. 水泥浆答案:D解析:土的三相组成包括固相、液相和气相,不包括水泥浆。
2. 粘性土的塑性指数越大,说明()A. 土的颗粒越粗B. 土的粘粒含量越高C. 土的含水量越高D. 土的孔隙比越大答案:B解析:粘性土的塑性指数越大,表明土中粘粒含量越高。
3. 下列指标中,哪一个不是用来评价土的压缩性的()A. 压缩系数B. 压缩模量C. 液性指数D. 孔隙比答案:C解析:液性指数是用来判断土的软硬状态,不是评价土的压缩性。
4. 地基发生整体剪切破坏时,p-s 曲线的特点是()A. 曲线呈线性B. 曲线分为三段C. 出现明显的转折点D. 曲线平滑答案:C解析:地基发生整体剪切破坏时,p-s 曲线有明显的转折点。
5. 土的渗透系数越大,说明土的()A. 透水性越强B. 透水性越弱C. 压缩性越大D. 压缩性越小答案:A解析:渗透系数越大,土的透水性越强。
6. 在土的压缩试验中,压缩曲线越陡,说明土的()A. 压缩性越高B. 压缩性越低C. 压缩模量越大D. 孔隙比越小答案:A解析:压缩曲线越陡,土的压缩性越高。
7. 饱和土的渗透固结过程中,()A. 孔隙水压力不断增加B. 有效应力不断增加C. 总应力不断增加D. 孔隙水压力和有效应力都不变答案:B解析:饱和土的渗透固结过程中,孔隙水压力不断减小,有效应力不断增加。
8. 下列哪种土的抗剪强度主要由内摩擦力决定()A. 粘性土B. 粉土C. 砂土D. 淤泥质土答案:C解析:砂土的抗剪强度主要由内摩擦力决定。
9. 土的自重应力分布规律是()A. 随深度增加而增加B. 随深度增加而减小C. 呈线性分布D. 均匀分布答案:A解析:土的自重应力随深度增加而增加。
10. 基础埋深的最小深度为()A. 0.3mB. 0.5mC. 0.8mD. 1.0m答案:B解析:基础埋深的最小深度一般为0.5m。
土力学与地基基础习题集与答案第9章.
第9章地基承载力(答案在最底端)一、简答题1.地基破坏模式有几种?发生整体剪切破坏时p-s曲线的特征如何?1.【答】在荷载作用下地基因承载力不足引起的破坏,一般都由地基土的剪切破坏引起。
试验表明,浅基础的地基破坏模式有三种:整体剪切破坏、局部剪切破坏和冲切剪切破坏。
地基整体剪切破坏的主要特征是能够形成延伸至地面的连续滑动面。
在形成连续滑动面的过程中,随着荷载(或基底压力)的增加将出现三个变形阶段:即弹性变形阶段、弹塑性变形阶段以及破坏(或塑性流动)阶段。
即地基在荷载作用下产生近似线弹性(p-s曲线首段呈线性)变形;当荷载达到一定数值时,剪切破坏区(或称塑性变形区)逐渐扩大,p-s曲线由线性开始弯曲;当剪切破坏区连成一片形成连续滑动面时,地基基础失去了继续承载能力,这时p -s曲线具有明显的转折点。
2.何为地基塑性变形区?3.何为地基极限承载力(或称地基极限荷载)?4.何为临塑荷载、临界荷载p1/4?5.地基破坏型(形)式有哪几种?各有何特点。
6.试述地基极限承载力一般公式的含义。
二、填空题1.确定地基承载力的方法一般有原位试验法、理论公式法、规范表格法、当地经验法等。
2.地基极限承载力的公式很多,一般讲有和公式等。
(给出任意两个)3.一般来讲,浅基础的地基破坏模式有三种:、和。
4. 是指地基稳定具有足够安全度的承载力,它相当于地基极限承载力除以一个安全系数k,且要验算地基变形不超过允许变形值。
三、选择题1.下面有关P cr与P1/4的说法中,正确的是()。
A. P cr与基础宽度b无关,P1/4与基础宽度b有关B. P cr与基础宽度b有关,P1/4与基础宽度b无关C. P cr与P1/4都与基础宽度b有关D. P cr与P1/4都与基础宽度b无关2.一条形基础b=1.2m,d=2.0m,建在均质的粘土地基上,粘土的Υ=18KN/m3,φ=150,c=1 5KPa,则临塑荷载P cr和界线荷载P1/4分别为()A. 155.26KPa, 162.26KPaB.162.26KPa, 155.26KPaC. 155.26KPa, 148.61KPaD.163.7KPa, 162.26Kpa3.设基础底面宽度为b,则临塑荷载P cr是指基底下塑性变形区的深度z max=()的基底压力。
《土力学与地基基础》习题解答
第一章 土的物理性质与工程分类(习题答案)习题1-1按规范求出图1-12颗粒级配曲线①、曲线②所示土中各粒组的百分比含量,并分析其颗粒级配情况。
图1-12 习题1-1图解:由图1-12查得曲线①和②小于个界限粒径的含量分别为表一中(2)、(3)栏所示。
(1) 界限粒径d20 5 2 0.5 0.25 0.074 0.002 (2) 小于某粒径的%曲线① 100 99 92 54 25 2 0 (3)曲线②10090774815有表一计算得到各粒组含量的%如表二所示。
习题1-2使用体积60cm 3的环刀切取土样,侧的土样质量为120g ,烘干后的质量为100g ,又经比重试验测得G s =2.70,试求①该土的湿密度ρ、湿重度γ、含水率ω和干重度γd ②在1立方米土体中,土颗粒、水与空气所占的体积和质量。
解:(1)3/260120cm g v m ===ρ γ=ρg=2×10=20KN/m 3%20%100100100120%100=⨯-=⨯-=s s m m m ω 3/67.162.01201m KN d =+=+=ωγγ(2)当V=1m 3时(1)粒组20~5 5~2 2~0.5 0.5~0.25 0.25~0.074 0.074~0.002 ≤0.002 (2) 各粒组含量% 曲线① 1 7 38 29 23 2 0 (3) 曲线② 01013293315由kg g V m V g m d s s d 16671010167.163=⨯⨯==⇒=-γγ 由kg m m m m s w sw3.3331667%20%100=⨯==⇒⨯=ωω 3333.010003.333m m V V m w w w w w w ===⇒=ρρ 由3617.010007.21667m G m V V m G w s S S w S s s =⨯==⇒=ρρ V a =V -V s -V w =1-0.617-0.333=0.05m 3习题1-31-3 试按三相草图推证下列两个关系式:(1) eG S s r ω= (2) )1(1n G eG w s w s d -=+=γγγ解:(1)将G s 、ω、e 的定义式代入等式右侧则:右式r vw v w w V m w w v w w v s s w w s s S S V V V V V V V m V V m m V m e G W w=====ρρρω故eG S S r ω=(2)e G G G G V g V V m V g m ws V V w s V V V w s V V w s w s w s s s d svsv s s +=+=====+11γγγγρργ 由上式可知:)1(n G VV V G V V G w s Vw s S w s d -=-==γγγγ 习题1-4某原状土样,测出该土的γ=17.8kN /m 3,ω=25%,G s =2.65,试计算该土的干重度γd 、孔隙比e 、饱和重度γsat 、浮重度γ’、和饱和度S r 。
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章节习题及答案第一章 土的物理性质1 有一块体积为60 cm 3的原状土样,重1.05 N, 烘干后0.85 N 。
已只土粒比重(相对密度)s G =2.67。
求土的天然重度γ、天然含水量w 、干重度γd 、饱和重度γsat 、浮重度γ’、孔隙比e 及饱和度S r 解:分析:由W 和V 可算得γ,由W s 和V 可算得γd ,加上G s ,共已知3个指标,故题目可解。
363kN/m 5.1710601005.1=⨯⨯==--V W γ 363s d kN/m 2.1410601085.0=⨯⨯==--V W γ 3w sws kN/m 7.261067.2=⨯===∴γγγγs s G G%5.2385.085.005.1s w =-==W W w 884.015.17)235.01(7.261)1(s =-+=-+=γγw e (1-12) %71884.06.2235.0s =⨯=⋅=e G w S r (1-14) 注意:1.使用国际单位制;2.γw 为已知条件,γw =10kN/m 3; 3.注意求解顺序,条件具备这先做; 4.注意各γ的取值范围。
2 某工地在填土施工中所用土料的含水量为5%,为便于夯实需在土料中加水,使其含水量增至15%,试问每1000 kg 质量的土料应加多少水 解:分析:加水前后M s 不变。
于是:加水前: 1000%5s s =⨯+M M (1) 加水后: w s s 1000%15M M M ∆+=⨯+ (2) 由(1)得:kg 952s =M ,代入(2)得: kg 2.95w =∆M 注意:土料中包含了水和土颗粒,共为1000kg ,另外,swM M w =。
3 用某种土筑堤,土的含水量w =15%,土粒比重G s =2.67。
分层夯实,每层先填0.5m ,其重度等γ=16kN/ m 3,夯实达到饱和度r S =85%后再填下一层,如夯实时水没有流失,求每层夯实后的厚度。
解:分析:压实前后W s 、V s 、w 不变,如设每层填土的土颗粒所占的高度为h s ,则压实前后h s 不变,于是有:2211s 11e he h h +=+=(1) 由题给关系,求出:919.0116)15.01(1067.21)1(s 1=-+⨯⨯=-+=γγw e 471.085.015.067.2s 2=⨯==r S w G e 代入(1)式,得: m 383.05.0919.01471.011)1(1122=⨯++=++=e h e h4 某砂土的重度s γ=17 kN/ m 3,含水量w =8.6%,土粒重度s γ=26.5 kN/ m 3。
其最大孔隙比和最小孔隙比分别为0.842和0.562求该沙土的孔隙比e 及相对密实度Dr ,并按规范定其密实度。
1 已知:s γ=17kN/m 3,w =8.6%,γs =26.5kN/m 3,故有:693.0117)086.01(5.261)1(s =-+⨯=-+=γγw e 又由给出的最大最小孔隙比求得D r =0.532,所以由桥规确定该砂土为中密。
5 试证明。
试中m ax d γ、d γ、m in d γ分别相应于e max 、e 、e min 的干容重证:关键是e 和γd 之间的对应关系: 由111dmaxs min dmin s max d s -=-=-=γγγγγγe e e 和,可以得到,需要注意的是公式中的e max 和γdmin 是对应的,而e min 和γdmax 是对应的。
第二章 土的渗透性及水的渗流6 如图2-16所示,在恒定的总水头差之下水自下而上透过两个土样,从土样1顶面溢出。
(1) 已土样2底面c -c 为基准面,求该面的总水头和静水头;(2) 已知水流经土样2的水头损失为总水头差的30%,求 b -b 面的总水头和静水头; (3) 已知土样2的渗透系数为0.05cm/s ,求单位时间内土样横截面单位面积的流量; (4) 求土样1的渗透系数。
图2-16 习题2-3图(单位:cm)6如图2-16,本题为定水头实验,水自下而上流过两个土样,相关几何参数列于图中。
解:(1)以c-c为基准面,则有:z c=0,h wc=90cm,h c=90cm(2)已知∆h bc=30%⨯∆h ac,而∆h ac由图2-16知,为30cm,所以:∆h bc=30%⨯∆h ac=0.3⨯30=9cm∴h b=h c-∆h bc=90-9=81cm又∵z b=30cm ,故h wb=h b- z b=81-30=51cm(3)已知k2=0.05cm/s,q/A=k2i2= k2⨯∆h bc/L2=0.05⨯9/30=0.015cm3/s/cm2=0.015cm/s(4)∵i1=∆h ab/L1=(∆h ac-∆h bc)/L1=(30-9)/30=0.7,而且由连续性条件,q/A=k1i1=k2i2∴k1=k2i2/i1=0.015/0.7=0.021cm/s7 如图2-17所示,在5.0m 厚的黏土层下有一砂土层厚6.0 m,其下为基岩(不透水)。
为测定该沙土的渗透系数,打一钻孔到基岩顶面并以10-2m3/s 的速率从孔中抽水。
在距抽水孔15m 和30m 处各打一观测孔穿过黏土层进入砂土层,测得孔内稳定水位分别在地面以下3.0m 和2.5m ,试求该砂土的渗透系数。
图2-17 习题2-5图(单位:m)分析:如图2-17,砂土为透水土层,厚6m,上覆粘土为不透水土层,厚5m,因为粘土层不透水,所以任意位置处的过水断面的高度均为砂土层的厚度,即6m。
题目又给出了r1=15m,r2=30m,h1=8m,h2=8.5m。
解:由达西定律(2-6),drdhrkdrdhrkkAiqππ1262=⋅⋅==,可改写为:)(12ln ,121212h h k r r q dh k r drq-=⋅=ππ积分后得到: 带入已知条件,得到:cm/s 103.68m/s 1068.31530ln )85.8(1201.0ln )(123-41212⨯=⨯=-=-=-ππr r h h q k本题的要点在于对过水断面的理解。
另外,还有个别同学将ln 当作了lg 。
8 如图2-18,其中土层渗透系数为5.0×10-2m 3/s ,其下为不透水层。
在该土层内打一半径为0.12m 的钻孔至不透水层,并从孔内抽水。
已知抽水前地下水位在不透水层以上10.0m ,测得抽水后孔内水位降低了2.0m ,抽水的影响半径为70.0m ,试问:(1) 单位时间的抽水量是多少?(2) 若抽水孔水位仍降低2.0 ,但要求扩大影响,半径应加大还是减小抽水速率?图2-18 习题2-6图 (单位:m )分析:本题只给出了一个抽水孔,但给出了影响半径和水位的降低幅度,所以仍然可以求解。
另外,由于地下水位就在透水土层内,所以可以直接应用公式(2-18)。
解:(1)改写公式(2-18),得到:s /m 1088.8)12.0/70ln()810(105)/ln()(33224122122--⨯=-⨯=-=ππr r h h k q(2)由上式看出,当k 、r 1、h 1、h 2均为定值时,q 与r 2成负相关,所以欲扩大影响半径,应该降低抽水速率。
注意:本题中,影响半径相当于r 2,井孔的半径相当于r 1。
9 试验装置如图2-20所示,土样横截面积为30cm 2,测得10min 内透过土样渗入其下容器的水重0.018N ,求土样的渗透系数及其所受的渗透力。
图2-20 习题2-9图 (单位:cm )分析:本题可看成为定水头渗透试验,关键是确定水头损失。
解:以土样下表面为基准面,则上表面的总水头为:cm 1008020=+=上h下表面直接与空气接触,故压力水头为零,又因势水头也为零,故总水头为:cm 000=+=下h所以渗流流经土样产生的水头损失为100cm ,由此得水力梯度为:520100==∆=L h i 渗流速度为:cm/s 101m/s 101103060101010018.04-643⨯=⨯=⨯⨯⨯⨯⨯==---tA W v w w γ cm /s 102510154--⨯=⨯==∴i v k30NkN 03.02.0103050kN/m505104==⨯⨯⨯===⨯==-jV J i j w γ注意:1.∆h 的计算;2.单位的换算与统一。
第三章 土中应力和地基应力分布10 取一均匀土样,置于 x 、y 、z 直角坐标中,在外力作用下测得应力为: x σ=10kPa ,y σ=10kPa ,z σ=40kPa ,xy τ=12kPa 。
试求算:① 最大主应力 ,最小主应力 ,以及最大剪应力τmax ?② 求最大主应力作用面与 x 轴的夹角θ? ③根据1σ和3σ绘出相应的摩尔应力圆,并在圆上标出大小主应力及最大剪应力作用面的相对位置?分析:因为0==yz xz ττ,所以z σ为主应力。
解:由公式(3-3),在xoy 平面内,有:kPa 222121012)21010()1010(5.0)2()(215.0222/12231-=±=⎥⎦⎤⎢⎣⎡+-±+⨯=⎥⎦⎤⎢⎣⎡+-±+='xy y x y x τσσσσσσ比较知,kPa 2kPa 22kPa 403121-=='===σσσσσz ,于是:应力圆的半径: kPa 21))2(40(5.0)(2131=--⨯=-=σσR 圆心坐标为:kPa 19))2(40(5.0)(2131=-+⨯=+σσ 由此可以画出应力圆并表示出各面之间的夹角。
易知大主应力面与x 轴的夹角为90︒。
注意,因为x 轴不是主应力轴,故除大主应力面的方位可直接判断外,其余各面的方位须经计算确定。
有同学还按材料力学的正负号规定进行计算。
11 砂样置于一容器中的铜丝网上,砂样厚25cm ,由容器底导出一水压管,使管中水面高出容器溢水面 。
若砂样孔隙比e =0.7,颗粒重度s γ=26.5 kN/m 3,如图3-42所示。
求:(1) 当h =10cm 时,砂样中切面 a -a 上的有效应力?(2) 若作用在铜丝网上的有效压力为0.5kPa ,则水头差h 值应为多少?图3-42 习题3-3图解:(1)当cm 10=h 时,4.02510==∆=L h i ,3w skN/m 70.97.01105.26e 1=+-=+-='γγγ kPa 57.0)4.0107.9(1.0)(w 2a =⨯-⨯=-'='i h γγσ(2)cm25.19m 1925.025.077.077.077.01025.0/5.07.9kPa 5.0)107.9(25.0)(w 2b==⨯=⨯=∆⇒=-=∆=⇒=⨯-⨯=-'='L h L h i i i h γγσ 3-4 根据图4-43所示的地质剖面图,请绘A —A 截面以上土层的有效自重压力分布曲线。