土力学试题及答案

土力学试卷及标准答案

二、是非题(每题 1 分)

1．附加应力大小只与计算点深度有关，而与基础尺寸无关。（×）2．完全饱和土体，含水量w=100％（×）

3．固结度是一个反映土体固结特性的指标，决定于土的性质和土层几何尺寸，不随时间变化。(×)

4．饱和土的固结主要是由于孔隙水的渗透排出，因此当固结完成时，孔隙水应力全部消散为零，孔隙中的水也全部排干了。（×）5．土的固结系数越大，则压缩量亦越大。（×）

6．击实功能（击数）愈大，土的最优含水率愈大。（×）7．当地下水位由地面以下某一深度上升到地面时地基承载力降低了。（√）8．根据达西定律，渗透系数愈高的土，需要愈大的水头梯度才能获得相同的渗流速度。（×）

9．三轴剪切的CU试验中，饱和的正常固结土将产生正的孔隙水应力，而饱和的强超固结土则可能产生负的孔隙水应力。（√）10．不固结不排水剪试验得出的值为零（饱和粘土）。（√）

三、填空题(每题 3 分)

1 .土的结构一般有___单粒结构__、__蜂窝状结构__和___絮状结构__等三种，其中__絮状结构____结构是以面～边接触为主的。

2. 常水头渗透试验适用于_透水性强的无粘性土___土，变水头试验适用于__透水性差的粘性土_。

3. 在计算矩形基底受竖直三角形分布荷载作用时，角点下的竖向附加应力时，应作用两点，一是计算点落在___角点___的一点垂线上，二是B始终指___宽度___方向基底的长度。

4.分析土坡稳定的瑞典条分法与毕肖甫法其共同点是__假设滑动面是圆弧面__、假定滑动体为刚体_，不同点是瑞典条分法不考虑条间力。

5. 地基的破坏一般有

整体剪切破坏

、

局部剪切破坏

和__冲剪破坏_等三种型式，而其中

整体剪切破坏

破坏过程将出现三个变形阶段。

四、问答及简述题(共30 分)

1. 为什么说在一般情况下,土的自重应力不会引起土的压缩变形（或沉降），而当地下水位下降时，又会使土产生下沉呢？(10分)

一般情况下，地基是经过了若干万年的沉积，在自重应力作用下已经压缩稳定了。自重应力已经转变为有效应力了，这种情况下，自重应力不会引起土体压缩。但如土体是新近沉积，自重应力还未完全转变未有效应力，则自重应力将产生压缩。

（5分）

当地下水位下降时，部分土层从水下变为水上，该土层原来受到浮托力作用，现该浮托力因水位下降而消失，相当于在该土层施加了一个向下的体积力，其大小等于浮托力。该力必然引起土体压缩。（5分）

2. 简述用分层总和法求基础沉降的方法步骤。(10分)

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分)

2 将地基分层．(1分)

3 计算地基中土的自重应力分布(1分)

4 计算地基中垂向附加应力分布(1分)

5 按算术平均求各分层平均自重应力和平均附加应力(1分)

6 求第I层的压缩量，(2分)

7 将各个分层的压缩量累加，得到地基的总的沉降量. (2分)

3. 土的粒径分布曲线和粒组频率曲线如何测得，有何用途？对级配不连续的土，这两个曲线各有什么特征？（10分）

1. 土的粒径分布曲线：以土颗粒粒径为横坐标（对数比例尺）小于某粒径的土质量占试样的总质量的百分数为纵坐标绘制的曲线。(2分)

根据土的粒径分布曲线可以求得土中各粒组的含量，用于评估土的分类和大致评估的工程性质．某些特征粒径，用于建筑材料的选择和评价土级配的好坏。(3分)

2. 粒组频率曲线：以个颗粒组的平均粒径为横坐标对数比例尺，以各颗粒组的土颗粒含量为纵坐标绘得。(2分)

土的粒径分配曲线不仅可以确定粒组的相对含量，还可以根据曲线的坡度判断土的级配的好坏．(

五、计算题(共30 分)

1 . 某一取自地下水位下的饱和试样，用环刀法测定其容重。环刀的体积为50cm3，环刀重为80g，环刀加土重为172.5g，该土的土粒比重为2.7，试计算该土样的天然容重、饱和容重、干容重及孔隙比。（10分）

解：ｍ＝７２．５－８０＝９２．５；ｖ＝50ｃｍ3

饱和土：ρ ＝ρ= =92.5／50＝1.85ｇ/ｃｍ3 (3分)

r ＝ｒ＝ 1.85×9.8＝18.13ｋN／ｍ3 (2分)

因为：；＝1.0

=2.7/(1+1)=1.35ｇ/cm3；（4分）rd＝1.35×9.8＝13.23kN/m3 （1分）

2. 对一完全饱和的正常固结土试样，为了模拟其原位受力状态，先在周围压力σｃ=140ＫＰａ作用下固结，然后再在Δσ3＝０的情况下进行不排水剪试验，测得其破坏时的σ1=260，同时测出破坏时的孔隙水应力Ｕf=110KPa，试求：（１）该试样的不排水强度Cｕ；（２）破坏时试样中的有效主应力σ＇1及σ＇3；（３）破坏时的孔隙水应力系数Ａf；（４）试样的固结不排水抗剪强度指标Cｃｕ、φcu 和有效应力强度指标c', φ'。(10分)

解：1.σ3＝σｃ=140kPa；σ1＝260kPa; 故Cu=(σ1-σ3)/2=(260-140)/2=60 kPa

(2分)

2、σ＇1＝σ1-uf=260-110=150 kPa; σ＇3＝σ3-uf=140-110=30 kPa (2分)

3、 (2分)

4、正常固结土，Ccu=0; C＇=0

φcu＝17.5° (2分)

φ＇＝41.8° (2分)

3. 墙背直立的光滑挡土墙，墙高为10ｍ，两层填土的厚度与性质指标如下图所示，试求作用在墙背上总的主动土压力，并绘出压力分布图（10分）

解：ka1=tg2(45-ø1／2)＝tg2(45-15)＝tg230 (1分)

ka2=tg2(45-ø2／2)＝tg2(45-17)＝tg228 (1分)

因C2>0，需判定下层土是否出现拉应力区

下层土无拉应力区

B点交界面上：pa1=r1H1 ka1=16×3×tg230=16 kPa (2分)

B点交界面下：pa2=r1H1 ka2－2c2 =16×3×tg228-2×8×tg28=5.1 kPa (2分)

C点：pa3=（r1H1＋r2H2）ka2－2c2 (2分)

=（16×3＋20×7）×tg228-2×8×tg28=44.6 kPa

Pa=0.5×3×16＋0.5×7×（5.1+44.6）

=197.95 kN/m (2分)