土力学考试题目

1.将某粘土试样置于渗透仪中进行变水头渗透试验，当试验经过的时
间t为1小时时，测压管的水头高度从h1=降至h2=。

已知试样的横
断面积A为，高度l为，变水头测压管的横段面积A'为，求此土样
的渗透系数k值。

参考答案
k＝×10－7 cm/s
＝，土粒密度2. 基坑开挖剖面如下图所示。

其中粉质粘土夹粉砂层的孔隙比e
1
ρs1＝cm3，渗透系数k1＝×10-5 cm/s；砂土层的孔隙比e2＝，土粒密度ρs2＝cm3，渗透系数k2＝×10-2 cm/s。

设砂土层层底的测压管水头位于地表下处且保持不变，基坑开挖过程中坑内水位与坑底齐平。

（1）若将基坑底面以下土层内的渗流视为垂直单向渗流，试证明坑
底下粉质粘土夹粉砂层与砂土层的平均等效渗透系数k z为：
（2）当开挖深度H＝时,求每昼夜基坑内单位面积的渗流量Q；
（3）求不发生流土破坏的最大开挖深度H max。

参考答案
Q＝d×m2，H max＝
3. 某基坑施工中采用地下连续墙围护结构，其渗流流网如图2－20所示。

已知土层的孔隙比 e＝，土粒密度s＝cm3，坑外地下水位距离地表，基坑开挖深度为，a、b点所在流网网格长度l＝，评判基坑中a～b区段的渗流稳定性。

i ab＝，i c＝，渗流安全
1. 将某砂土试样置于渗透仪中进行常水头渗透试验，已知试样的横断面积A为，高度l为，水头高差为，达到渗流稳定后，量得10分钟内流经试样的水量为636cm，求此土样的渗透系数k值。

参考答案
k＝×10-3 cm/s
2. 如下图所示的基坑，坑外水位h1=,坑内水位h2=，渗流流网如图中所示。

已知土层渗透系数k＝×10-2 cm/s，a点、b点和c点分别位于地表以下、和。

试求:
(1) 整个渗流区的单宽流量q；
(2) ab段的平均渗透速度v ab ；
参考答案
q＝d×m，v ab＝×10-3cm/s
1.某地基为粉土，层厚。

地下水位埋深，地下水位以上粉土呈毛细管饱和状态。

粉土的饱和重度γsat=／m3。

计算粉土层底面处土的自重应力。

参考答案
59. 48kPa
2.已知矩形基础底面尺寸b=4m，l=10m，作用在基础底面中心的荷载N=400kN，M=240kN·m（偏心方向在短边上），求基底压力最大值与最小值。

、
3.有一矩形均布荷载p0=250kPa，受荷面积为×的矩形面积，分别求角点下深度为0m、2m处的附加应力值以及中心点下深度为0m、2m处的附加应力值。

参考答案
125kPa、、250kPa、
1. 已知矩形基础底面尺寸b=4m，l=10m，作用在基础底面中心的荷载N=400kN，M=320kN·m（偏心方向在短边上），求基底压力分布。

参考答案
,0
2.某矩形基础底面尺寸为×。

在基底均布荷载作用下，基础角点下深度处的竖向附加应力为，求该基础中心点下深度处的附加应力值。

3. 有一个环形烟囱基础，外径 R=8m，内径 r= 4m。

在环基上作用着均布荷载100kPa，计算环基中心点O下16m处的竖向附加应力值。

参考答案
1.某地基的地表为素填土，γ1=／m3，厚度h1=；第二层为粉土，γ2=／m3，厚度h2= ；第三层为中砂，γ3=／m3。

厚度h3= ；第四层为坚硬整体岩石。

地下水位埋深 1. 50m。

计算地基土的自重应力分布。

若第四层为强风化岩石，基岩顶面处土的自重应力有无变化
参考答案
基岩顶面，有变化， kPa
2.已知某工程为条形基础，长度为l，宽度为b。

在偏心荷载作用下，基础底面边缘处附加应力p max=150kPa，p min=50kPa。

计算此条形基础中心点下深度为：0，，， b， b， b处地基中的附加应力。

参考答案
100kPa，96kPa，82kPa，55. 2kPa，30. 6kPa，20. 8kPa
3.某条形基础宽度为，承受集中荷载P=2400kN／m，偏心距e=。

计算基础外相距的A点下深度处的附加应力。

参考答案
1.某原状土压缩试验结果如下表所示，计算土的压缩系数 a1-2、压缩指数c c和相应侧限压缩模量Es1-2，并评价此土的压缩性。

参考答案
，,；中压缩性
2.某工程矩形基础长度，宽度，埋深d=。

地面以上上部荷重N=900kN。

地基为粉质粘土，γ=／m3，孔隙比e0=，压缩系数a=。

试用应力面积法计算基础中心O点的最终沉降量。

参考答案
3. 厚度为8m的粘土层，上下层面均为排水砂层，已知粘土层孔隙比e0=，压缩系数a=，渗透系数k=s，地表瞬时施加一无限分布均布荷载p=180kPa。

分别求出加荷半年后地基的沉降和粘土层达到50%固结度所需的时间。

参考答案
，年
1. 一饱和粘土试样在压缩仪中进行压缩试验，该土样原始高度为20mm，面积为30cm2，土样与环刀总重为，环刀重。

当荷载由p1=100kPa
增加至p2=200kPa时，在24小时内土样的高度由减少至。

试验结束后烘干土样，称得干土重为。

求土样的初始孔隙比e0。

参考答案
2. 某土样的压缩试验结果如下表所示，计算其压缩系数 a1-2、压缩指数c c和相应侧限压缩模量Es1-2，并评价此土的压缩性。

参考答案
，,；中压缩性
3. 某柱基底面尺寸为×，基础埋深d=。

上部结构传至基础顶面中心荷载N=4720kN。

地基分层情况如下：表层为细砂，γ1=／m3，E s1=，厚度h1=；第二层为粉质粘土，E s2=，厚度h2=；第三层为碎石，厚度h3=，E s3=22MPa。

用分层总和法计算粉质粘土层的沉降量。

参考答案
60mm
4. 厚度为6m的饱和粘土层，其下为不可压缩的不透水层。

已知粘土层的竖向固结系数Cv=s，γ=m3。

粘土层上为薄透水砂层，地表瞬时施加无穷均布荷载p=120kPa。

（1）若粘土层已经在自重作用下完成固结，然后施加p，求达到50%固结度所需的时间。

（2）若粘土层尚未在自重作用下固结，自重固结同时施加p，求达到50%固结度所需的时间。

参考答案
年，年
1. 已知一矩形基础底面尺寸为×，基础埋深d=。

上部结构总荷重P=6600kN，基础及其上填土平均重度取20kN／m3。

地基土第一层为填土，γ1=／m3，厚度h1=；第二层为粘土，γ2=／m3，e0=，a=，厚度h2=；第三层为卵石，E s3=25MPa。

试用简化方法求粘土层的最终沉降量。

参考答案
48mm
2. 某柱基底面积为×，基础埋深d=。

上部结构中心荷载作用在基础顶面N=576kN。

地基土分层为：第一层杂填土，γ1=／m3，厚度h1=；第二层为粉土，γ2=／m3，E s2=3MPa，厚度h2=；第三层为卵石，E s3=20MPa，厚度h3=。

用应力面积法计算柱基最终沉降量。

参考答案
3. 地基为正常饱和粘土，其厚度为12m，在外荷作用下产生的附加应力沿土层深度分布可简化为梯形。

上为透水层，下为不透水层，透水面附加应力为180kPa，不透水面附加应力为120kPa。

设e0=，a=kN，k=年。

求地基受荷1年时的沉降量和地基完成沉降90%所需要的时间。

参考答案
，年
1.某高层建筑地基取原状土进行直剪试验，4个试样的法向压力p分别为100，200，300，400kPa，测得试样破坏时相应的抗剪强度为
67，119，162，216kPa。

试用作图法，求此土的抗剪强度f分别为
指标c、值。

若作用在此地基中某平面上的正应力和剪应力分别为225kPa和105kPa，试问该处是否会发生剪切破坏
参考答案
c=18kPa，= 26°20′,不会发生剪切破坏
2. 已知某土样粘聚力c=8kPa、内摩擦角为32°。

若将此土样置于三轴仪中进行三轴剪切试验，当小主应力为40kPa时，大主应力为多少才使土样达到极限平衡状态
参考答案
159kPa
3. 已知地基中某一点所受的最大主应力为σ1=600kPa，最小主应力σ3=100kPa。

①绘制摩尔应力圆；
②求最大剪应力值和最大剪应力作用面与大主应力面的夹角；
③计算作用在与小主应力面成30°的面上的正应力和剪应力。

参考答案
250kPa,45°,225kPa,217kPa
4. 某地基为饱和粘土，进行三轴固结不排水剪切试验，测得4个试样剪损时的最大主应力σ1、最小主应力σ3和孔隙水压力u的数值如下表。

试用总应力法和有效应力法，确定抗剪强度指标。

参考答案
=17°6′，c=13kPa；= 34°12′，c=3kPa
1. 已知某土样粘聚力c=8kPa、内摩擦角为32度。

若将此土样置于直剪仪中作直剪试验，当竖向应力为100kPa时，要使土样达到极限平衡状态，需加多少水平剪应力
参考答案
2. 某干砂试样进行直剪试验，当法向压力σ=300kPa时，测得砂样破坏的抗剪强度τf=200kPa。

求：
(1)此砂土的内摩擦角；
(2)破坏时的最大主应力σ1与最小主应力σ3；
(3)最大主应力与剪切面所成的角度。

参考答案
33°42′；673kPa，193kPa；28°9′
3. 某粘性土试样由固结不排水试验得有效抗剪强度指标:有效内聚力24kPa,有效内摩擦角22°,如果该试样在周围压力200kPa下进行固结排水试验至破坏,试求破坏时的大主应力。

参考答案
510kPa
4. 条形基础下地基土体中一点的应力为：σz=250kPa，σx=100kPa，τ=40kPa。

已知地基为砂土，土的内摩擦角=30°。

问该点是否发生剪剪切破坏若σz和σx不变，τ值增大为60kPa，该点是否安全参考答案
未破坏；剪切破坏
1. 取砂土试样进行直剪试验，试样水平面积为25cm2，竖向荷载p=375N，试验结果如下表。

剪切位移
040100140180240320 (mm/100)
剪力(N)0
(1) 绘制剪应力τ(kPa)与剪切位移ε(mm)的关系曲线并确定砂土的抗剪强度τf ；
(2) 计算此砂土的内摩擦角。

考答案
93kPa；31°48′
2. 已知地基中某点处两个相互垂直平面上的正应力分别为800kPa 和300kPa，剪应力均为200kPa。

求：
(1) 最大主应力σ1和最小主应力σ3；
(2) 若地基土的粘聚力c=，内摩擦角=30°判断该点的平衡状态。

参考答案
870kPa，230kPa；稳定平衡
3. 饱和土样进行无侧限抗压试验，得无侧限抗压强度为152kPa，如果对同种土进行不固结不排水三轴试验，周围压力为172kPa，问总竖向压应力为多少时，试样将发生破坏
参考答案
324kPa
1. 挡土墙高6m,墙背垂直,光滑,墙后填土面水平,填土重度18kN/m3,饱和重度为19kN/m3，内聚力c=0,内摩擦角=30°,求:
(1) 墙后无地下水时的主动土压力分布与合力；
(2) 挡土墙地下水位离墙底2m时，作用在挡土墙上的土压力土压力和水压力。

参考答案
(1)土压力合力为108kN/m；(2)土压力合力为122kN/m
2. 挡土墙高，墙背垂直、光滑，墙后土体表面水平，土体重度=／m3，c=10kPa，=25°，求主动土压力沿墙高的分布及主动土压力合力的大小和作用点位置。

参考答案
Z0=,墙底a=21kPa，合力Ea=m
3. 挡土墙高6m，墙背垂直、光滑，墙后土体表面水平，第一层土为砂土，厚度2m，土层物理力学指标为：1=／m3，1=25°，第二层为粘性土，厚度4m，土层物理力学指标为：2 =／m3，c2=10kPa，2=20°，求主动土压力强度，并绘出主动上压力沿墙高的分布。

参考答案
0,,,
4. 挡土墙高5m，墙背倾斜角（俯斜）=20°，填土倾角=20°，填土重度= m3， c=0kPa，=25°，填土与墙背的摩擦角=15°，用库仑土压力理论计算：
（1）主动土压力的大小、作用点位置和方向；
（2）主动土压力沿墙高的分布。

参考答案
Ka=,Ea=m
1. 挡土墙高5m,墙背竖直,光滑,墙后填土面水平,填土重度19kN/m3,c=10kPa,内摩擦角=30°,求墙后主动土压力分布和主动土压力的合力。

参考答案
合力为32kN/m
2. 某挡土墙高，墙背竖直、光滑。

墙后填土表面水平。

墙后填土为砂土，填土中的地下水位位于离墙顶处。

砂土的重度γ=m3，饱和重度为γsat=／m3，内摩擦角=36°。

求挡土墙的静止土压力E0、主动土压力E a和水压力E w。

参考答案
m；／m； m
3. 已知某挡土墙高H=，墙顶宽b=，墙底宽B=。

墙面竖直，墙背倾斜，填土表面倾斜β=12°，墙背摩擦角δ=20°。

墙后填土为中砂，
重度γ=／m3，内摩擦角=30°。

求作用在此挡土墙背上的主动土压力E a和E a的水平分力与竖直分力。

参考答案
106kN／m；／m；／m
1. 已知某挡土墙高度，墙背竖直、光滑。

墙后填土表面水平。

填土为干砂，重度γ=m3，内摩擦角=36°。

计算作用在此挡土墙上的静止土压力E0；若墙向前移动后产生主动上压力E a，计算主动上压力E a的大小。

参考答案
m；m
2. 挡土墙高10m，墙背垂直、光滑，墙后填土面水平，第一层土为粘性土，厚度5m，重度γ=m3，粘聚力c=10kPa，内摩擦角=20°；第二层土为砂土，厚度5m，重度γ=m3，粘聚力c=10kPa，内摩擦角=30°。

作出主动土压力强度分布图。

参考答案
，，，
3. 某挡土墙高4m,墙背倾斜角20度,填土面倾角10度,填土重度
20kN/m3,内聚力0,内摩擦角30度,填土与墙背摩擦角15度,则主动
土压力大小为多少
参考答案
m
4. 某挡土墙高度，墙背竖直、光滑，墙后填土表面水平。

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=／m3，内摩擦角1=30°，层厚h1=；下层为粗砂，γ2=19. 0kN／m3，2=35°。

地下水位在离墙顶位置。

水下粗砂的饱和重度为γsat=／m3。

计算作用在此挡土墙上的总主动土压力和水压力。

参考答案
298kN/m，m
1. 已知一均匀土坡，坡角=30°，土的重度γ=／m3，内摩擦角
°，粘聚力c=5kPa。

计算此粘性土坡的安全高度H。

参考答案
2. 某简单粘土土坡高8m，边坡坡度为1:2，土的重度γ=／m3，粘聚力c=5kPa，内摩擦角°，先按费伦纽斯近似法确定最危险滑动面圆心位置，再用条分法计算土坡的稳定安全系数K。

参考答案
K＝
1. 已知某路基填筑高度H=，填土的重度γ=／m3，内摩擦角
°，粘聚力c=7kPa求此路基的稳定坡角。

参考答案
35°
2. 某高层住宅基坑开挖深度H=，土坡坡度为1:1。

地基土分两层：第一层为粉质粘土，天然重度γ1=／m3，内摩擦角1=20°，粘聚力
c1=，层厚h1=；第二层为粘土，重度γ1=／m3，2=16°，c2=10kPa，h2=。

试用圆弧法计算此土坡的稳定安全系数。

参考答案
K≈
1. 某条形基础基底宽度b=，基础埋深d=，地下水位接近地面。

地基为砂土，饱和重度γsat=m3，内摩擦角=30°，荷载为中心荷载。

求：
(1) 地基的临界荷载；
(2) 若基础埋深d不变，基底宽度b加大一倍，求地基临界荷载；
(3) 若基底宽度b不变，基础埋深加大一倍，求地基临界荷载；
(4) 从上述计算结果可以发现什么规律
参考答案
164kPa,204kPa,289kPa；基底宽度与基础埋深增大时，地基临界荷载都将随之增大，但埋深d的增大使临界荷载增大更显著。

2. 条形筏板基础宽度b=12m，埋深d＝2m，建于均匀粘土地基上，粘土的γ＝18kN/m3，=15°，c＝15kPa，试求
(1) 临塑荷载Pcr和界限荷载P1/4值；
(2) 用太沙基公式计算地基极限承载力Pu值。

(3) 若地下水位位于基础底面处（γsat＝m3），计算Pcr和P1/4值参考答案
,；；,
3.一矩形基础宽度b=3m，长度l=4m，埋深d＝2m，建于饱和软粘土地基上，地基土的γ＝18kN/m3，=0°，c u＝12kPa，试用斯开普顿公式计算该地基地短期承载力值。

参考答案
1. 已知条形基础，基础埋深d=，地基土的天然重度γ=／m3，粘聚力c=25kPa，内摩擦角=15°。

计算地基的临塑荷载p cr。

参考答案
2. 某条形基础基底宽b=，埋深d=。

地基表层为人工填土，天然重度γ1=／m3，层厚；第②层为粘土，天然重度γ2=／m3，内摩擦角=15°，粘聚力c=16kPa。

地下水位埋深。

按太沙基公式计算基底处地基的极限承载力。

参考答案
323kPa
3. 天然地基独立浅基础，基础长度l=，基底宽度b=，基础埋深d=。

地基为粉土，土的天然重度γ=m3，内摩擦角=16°，粘聚力c=8kPa，无地下水，荷载倾斜角δ0=11°18′。

计算地基的极限荷载。

参考答案
247kPa。