岩土力学综合练习及解析

综合练习

一、填空题

1、土的塑性指数是指 减去 ，塑性指数 土性越粘。 2. 评价砂土密实度的指标有 、 、 。

3. 根据前期固结压力与目前土层所受的自重压力之比将土层分为 、 和 三种

4．土的渗透系数是指单位水力坡降的 ，它是表示土的 的指标，一般由渗透试验确定。

5．土的抗剪强度试验的目的，是测定土的抗剪强度指标 和 。 6. 为了考虑固结程度和排水条件对抗剪强度的影响，根据加荷速率的快慢将直剪试验划分为 、 和 三种类型。

7．地基土的固结度是指地基土在固结过程中 的变形量与 变形量之比。 8．岩石的破坏形式可分为 、 和弱面剪切破坏三种。

二、判断题

1. 不均匀系数C u 愈大，说明土粒愈不均匀。 （ ） 2 . 同一种土的抗剪强度是一定值，不随试验方法和排水条件不同而变化。 （ ） 3.根据莫尔－库伦准则可证明均质岩石的破坏面法线与大应力方向间夹角为2

45φ

-

o

( )

4. 由于洞室围岩的变形和破坏而作用于支护或衬砌上的压力称为围岩压力。 ( )

5. 洞室的形状相同时，围岩压力与洞室的尺寸无关。 （ ）

三、简答题

1. 土的级配曲线的特征可用哪两个系数来表示？这两个系数是怎样定义的？

2. 试述莫尔---库伦破坏准则，什么是极限平衡条件？

3. 确定地基承载力的方法有那些？

4. 简述坝基表层滑动稳定性的分析计算方法。

5. 简述挡土墙后土压力的类型。

四、计算题

1. 某地基土试验中，测得土的干重度15.7kN/m3，含水量19.3%，土粒比重

2.71，液限28.3%，塑限16.7%，求(1)该土的孔隙比，孔隙度及饱和度；

(2)该土的塑性指数，液性指数，并定出该种土的名称和状态。

2. 有一8m厚的饱和粘土层，上下两面均可排水，现从粘土层中心处取得2cm厚的试样做固结试验（试样上下均有透水石）。试样在某级压力下达到60％的固结度需要8分钟，则该粘土层在同样的固结压力作用下达到60％的固结度需要多少时间？若该粘土层单面排水，所需时间为多少？

参考答案

一、填空题

1.液限、塑限、越大

2.孔隙比、相对密度、标准贯入锤击数

3.欠固结土、正常固结土、超固结土

4．渗透速度、渗透性强弱

5．内摩擦角、凝聚力

6.快剪、固结快剪、慢剪

7．任意时刻t、最终

8.脆性破坏、塑性破坏

二、判断题

1．√ 2.×3. × 4.√5. √

三、简答题

1. 土的级配曲线的特征可用哪两个系数来表示？这两个系数是怎样定义的？

答：不均匀系数u C 和曲率系数c C

1060d d C u = ， ()60

102

30d d d C c = 10d ，30d ，60d 为粒径分布曲线上小于某粒径的土粒含量分别为10%，30%，60%时所对应的

粒径。

2. 试述莫尔---库伦破坏准则，什么是极限平衡条件？

答：当莫尔应力圆在强度线以内时，说明单元土体中任一平面的剪应力都小于该面上相应的抗剪强度，故土体单元处于稳定状态，没有剪破；当莫尔应力圆与强度线相切时，说明单元土体中有一平面的剪应力达到了它的抗剪强度；把莫尔应力圆与库伦抗剪强度相切时的应力状态，作为土的破坏准则。

根据莫尔-库伦破坏准则来研究某一土体单元处于极限平衡状态时的应力条件及其大、小主应力之间的关系称为极限平衡条件。 3. 确定地基承载力的方法有那些？

答：(1)按土的强度理论确定地基承载力（普朗特极限承载力公式、太沙基极限承载力公式、魏锡克极限承载力公式）

(2)规范查表方法（根据野外坚定结果或土的物理性质指标查表确定）。

(3)静载荷试验及其它原位测试方法（标准贯入试验、静力触探试验，轻便触探试

（4）经验分析法

4. 简述坝基表层滑动稳定性的分析计算方法。

答： 验算表层滑动的抗滑安全系数s F 时，可按下图所示的坝体受力情况，分别求出坝体沿岩基表层的抗滑力与滑动力，然后通过两者之比求得s F ：

()H

U V f F s -=

)

V 由坝体传至岩基表面的总垂直荷载；

H 坝体承受的总水平荷载； U 坝底扬压力；

f 坝体混凝土与岩基接触面上的摩擦系数。

式中未将混凝土与岩石接触面上的凝聚力c 计算在内。因此，设计时只要求具有稍大于1的安全系数即可。

5简述挡土墙后土压力的类型。

答：如果挡土结构在土压力的作用下，其本身不发生变形和任何位移（移动或转动），

图10-18 表层滑动计算

土体处于弹性平衡状态，则这时作用在挡土结构上的土压力称为静止土压力。

挡土结构在土压力作用下向离开土体的方向位移，随着这种位移的增大，作用在挡土结构上的土压力将从静止土压力逐渐减小。当土体达到主动极限平衡状态时，作用在挡土结构上的土压力称为主动土压力。

挡土结构在荷载作用下向土体方向位移，使土体达到被动极限平衡状态时的土压力称为被动土压力。

四、计算题

1.某地基土试验中，测得土的干重度15.7kN/m 3

，含水量19.3%，土粒比重2.71，液限28.3%，塑限16.7%，

求(1)该土的孔隙比，孔隙度及饱和度；

(2)该土的塑性指数，液性指数，并定出该种土的名称和状态。 解：(1)令Vs=1,则Vv=e ρd =m s /V=G ρw /(1+e)

e=(G ρw /ρd )－1=2.71×1/1.57－1=0.726 n=V v /V=e/(1+e)=0.42

S r =V w /V v =ωG/e=0.193×2.71/0.726=72% (2)Ip=ωL －ωp =28.3－16.7=11.6

IL=(ω－ωp )/I p =(19.3－16.7)/11.6=0.224 土名称为硬塑的粉质粘土。

2. 有一8m 厚的饱和粘土层，上下两面均可排水，现从粘土层中心处取得2cm 厚的试样做固结试验（试样上下均有透水石）。试样在某级压力下达到60％的固结度需要8分钟，则该粘土层在同样的固结压力作用下达到60％的固结度需要多少时间？若该粘土层单面排水，所需时间为多少？

答：由于原位土层和试样土的固结度相等，且α值相等，因而21v v T T =

又土的性质相同，21v v C C =

722

2

2

2

1212

222

111028.12

8008022⨯=⨯==

⇒⎪⎭

⎫

⎝⎛=

⎪⎭

⎫

⎝⎛H H t t H t H t （如改单面，

其达到60%固结度时间为3t

由31v v T T = ，31v v C C =