土质学和土力学试卷及答案

一、名词解释：（15分）

1、塑性指数（3分）

答：土处在塑性状态时含水量的变化范围可用来衡量土的可塑性大小，含水量变化范围愈大，说明土得可塑性愈好，这个范围称为土的塑性指数。

2、地基容许承载力（3分）

答：考虑一定安全储备后的地基承载力成为地基容许承载力。

3、被动土压力（3分）

答：若挡土结构在外力作用下，向填土方向移动，这时作用在墙上的土压力将由静止土压力逐渐增大，一直到土体极限平衡，并出现连续滑动面，墙后土体向上挤出隆起，这时土压力增至最大值，称之为被动土压力。

4、液性指数

答：表示天然含水量与界限含水量相对关系的指标。

5、达西定律

答：水在土中的渗透速度与水头梯度成正比，。

二、填空（31分）

1、土是由固相、液相、气相三相物质组成。（3分）

2、常用的粒度成分的表示方法有表格法、累计曲线法、三角坐标法。（3分）

3、根据受颗粒表面静电引力作用的强弱，固体颗粒周围的水可以划分为三种类型强结合水、弱结合水和自由水。（3分）

4、根据毛系水带的形成条件和分布状况，可以分为三种，即正常毛细水带、毛细网状水带、毛细悬挂水带。（3分）

5、通过测定的前期固结压力和土层自重应力状态的比较，将天然土层划分为正常固结土、超固结土、欠固结土。（3分）

6、粘性土的抗剪强度由内摩阻力和粘聚力，其中内摩阻力包括表面摩擦力、土粒之间的咬合力，粘聚力包括原始粘聚力、固化粘聚力、毛细粘聚力。（5分）

7、根据土样剪切前固结的排水条件和剪切时的排水条件，三轴试验可分为不固结不排水剪、固结不排水剪、固结排水剪三种试验方法。（3分）

8、引起土体压缩的应力是附加应力，它随深度增加逐渐减小。（2分）

9、地基的破坏模式包括：整体剪切破坏、局部剪切破坏、刺入式剪切破坏。（3分）

10、压缩试验数据整理时，根据曲线可得到压缩系数、压缩模量两个指标，根据曲线可得到压缩指数。（3）

三、简答题（24分）

1、影响土的渗透性的因素（6分）

答：影响土的渗透性因素有：

（1）土的粒度成分及矿物成分，其中土的颗粒大小、形状及级配对砂土渗透性影响较大，土的矿物成分对粘土的渗透性影响较大；

（2）结合水膜厚度，结合水膜厚度较厚时，会阻塞土的孔隙，降低土的渗透性。

（3）土的结构构造，由于土是各向异性的，所以渗透性方面也是如此。

（4）水的粘滞度，水在土中的渗流速度与水的的密度及粘滞度有关，而这两个数值又与温度有关。

（5）土中气体，当土孔隙中存在密闭气泡时，会阻塞水的渗流，从而降低土的渗透性。

2、简述分层总和法计算地基最终沉降步骤（6分）

答：分层总和法计算地基最终沉降步骤：

（1）根据有关要求和土体性质进行地基分层；

（2）计算分层出的自重应力，地下水位以下取有效重度进行计算；

（3）计算各分层点的附加应力，并求出各分层界面处附加应力的平均值；

（4）各分层自重应力平均值和附加应力平均值之和作为该分层受压后所受总应力；

（5）确定压缩层厚度；

（6）计算各分层的压缩量；

（7）计算基础平均最终沉降量。

3、比较分析朗金土压力和库仑土压力理论（6分）

答：朗金土压力理论应用半空间中的应力状态和极限平衡理论，粘性土和无粘性土都可以利用该公式直接计算。但其必须假设墙背直立、光滑、墙后填土水平。由于该理论忽略了墙背与填土之间摩擦的影响，使计算的主动土压力偏大，而计算的被动土压力偏小。

库仑土压力理论根据墙后滑动土楔的静力平衡条件推导得土压力计算公式，考虑了墙背与土之间的摩擦，并可用于墙背倾斜、填土面倾斜的情况，但该理论假设填土是无粘性土。由于库仑土压力理论假设墙后填土破坏时，破裂面是一平面，而实际上却是一曲面，因此，计算结果有误差。

4、简述有效应力公式中有效应力和孔隙水压力的物理意义（6分）

答：土中任意点的孔隙压力对各个方向作用是相等的，因此它只能使土颗粒产生压缩，而不能使土颗粒产生位移。土颗粒间的有效应力作用，则会引起土颗粒的位移，使孔隙体积改变，土体发生压缩变形，同时有效应力的大小也影响土的抗剪强度。

四、计算题（30 分）