土力学(远程教育之一)试题及答案

《土质学与土力学》试题（A卷）

一、选择题：（每题3分，计24分）

(1)饱和土的组成为：______

(A)固相(B)固相＋液相(C)固相＋液相＋气相(D)液相

(2)土不均匀系数越大，说明土的级配：______

(A)越差(B)不一定(C)越好（D）两者无关系

(3)已知土样试验数据为：含水量10%，液限38%，塑限20%，则该土的

塑性指数为：______

(A)8 (B)13 (C)18 (D)23

(4)在下列指标组中全部直接由试验测定的为：__ ____

(A)天然重度、含水量、干重度(B)土粒密度、天然重度、含

水量(C)土粒密度、天然重度、孔隙比（D）含水量、

干重度、孔隙比

(5)渗流的理论平均流速与真实流速相比：___ ____

(A)平均流速＝真实流速(B)平均流速>真实流速

(C)平均流速<真实流速(D)两者无相关性

(6)下列何种土层最容易发生管涌：_________

(A)一般粘土层(B)均匀粗砂层(C)粗砂与粉砂互层

(7)目前地基附加应力计算中对地基土采用的基本假设之一是：__ _____

(A)非均质弹性体(B)均质线性变形体(C)均质塑性体(D)均

质非线形体

(8)(1) 基底总压力与基底附加压力哪一个大？__ ____

(A)基底附加压力(B)基底总压力(C)二者相等（D）无

法确定

二、简答题：（每题6分，计36分）

1.土中常见的粘土矿物有哪几类？它们各自的结构构造特点如何？

2.淤泥质土有哪些特点？它们对土的性质有什么影响？

3.渗透变形有哪几种形式？各有什么特征？

4.基础底面下什么部位的剪应力最大？这在工程上有什么意义？

5.请说明如何利用室内压缩曲线确立土的先期固结压力。

6.简述极限平衡理论

三、计算题：（前两题每题15分，第3题10

分，计40分）

1．如图，地基分别作用均布基底附加应力

p1=100kPa和p2=50kPa，试用角点法计算

A点下10m处的附加应力。

2．土样内摩擦角为26°，粘聚力为40kPa，若土样所受小主应力为120kPa，则土样剪切破坏时的大主应力为多少？

3. 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=310.8cm降至h2=305.6cm。已知试样的横断面积A 为32.2cm2，高度l为3.0cm，变水头测压管的横断面积A'为1.1cm2，求此土样的渗透系数k值。

A卷参考答案：

一、B C C B C C B B

二、

1．有高岭石，蒙脱石和伊利石。

高岭石由一层硅氧四面体晶片和一层铝氧八面体晶片结合，形成一个单位晶胞；晶胞间由较强的氢键联结，水较难渗入，颗粒较粗，亲水性弱，其稳定性较蒙脱石和伊利石好些，膨胀性和压缩性都较低。

蒙脱石单位晶胞上下面均为硅氧四面体晶片，中间夹一个铝氧八面体晶片，晶胞两边都带有相同氧原子联结，既弱也不稳定，水分子可以很容易楔入其间，故含蒙脱石多的土对环境干湿变化较敏感，当湿度增高时易膨胀，失水时易收缩比产生收缩裂隙。

伊利石是含钾量较高的原生矿物经化学风化的产物，其晶格构造与蒙脱石相似，不同的是四面体中硅被铝多替代，由钾离子补偿晶层正电荷的不足。这种联结较高岭石联结弱，但比蒙脱石层间水分子的联结要强，所以性质界于两者之间。2．高孔隙比、饱水、天然含水率大于液限孔隙比常见值为1.0～2.0；液限一般为40％～60％，饱和度一般>90％，天然含水率多为50～70％。未扰动时，处于软塑状态，一经扰动，结构破坏，处于流动状态。透水性极弱：一般垂直方向地渗透系数较水平方向小些。高压缩性：a1~2一般为0.7～1.5Mpa－1，且随天然含水率的增大而增大。抗剪强度很低，且与加荷速度和排水固结条件有关。较显著的触变性和蠕变性。

3．土的渗透变形类型就单一土层来说主要有流砂和管涌两种基本型式。

流砂：在向上的渗透水流作用下，表层土局部范围内的土体或颗粒群同时发生悬浮、移动的现象称为流土或流砂。只要水力坡降达到一定的大小，都会发生流土破坏。

管涌：在渗透水流作用下，土中的细颗粒在粗颗粒形成的孔隙中移动．以至流失；随着土的孔隙不断扩大，渗透流速不断增加．较粗的颗粒也相继被水流逐渐带走，最终导致土体内形成贯通的渗流管道，造成土体塌陷，这种现象称为管涌。

4．一般来讲，基础地面中心线下附加剪应力最小，而荷载（基础）边缘的剪应力最大。故位于基础边缘下的土容易发生剪切滑动破坏而出现塑性变行区，在工程上应该格外注意这一带的土体稳定情况。

5．如图，确定先期固结压力步骤如下：

(1)从e~log p曲线上找出曲率半径最小的一点A，过A点作水平线A1和切线A2;

(2)作ÐlA2的平分线A3,, 与e~log p 曲线中直线段的延长线相交于B点;

(3)B点所对应的有效应力就是先期固结压力p c。

6．是研究土体处于理想塑性状态时的应力分布和滑裂面轨迹的理论。它不仅用来求解地基的极限承载力和地基的滑裂面轨迹，也可以求挡土墙土压力、边坡的滑面轨迹等有关土体失稳所涉及的问题。由于这种理论分析方法解题复杂，但对于求解地基极限承载力，这种方法则是主要的理论基础。

在理想弹一塑性模型中，当土体中的应力小于屈服应力时，应力和变形用弹性理论求解，这时土体中每一点都应满足静力平衡条件和变形协调条件。当土体处于塑性状态时应满足极限平衡条件。

极限平衡理论就是根据静力平衡和极限平衡条件所建立起来的理论。

三、

1．

A 点位于5个子区域的角点.

子区jacA: 查表得)1/,1/(1752.01===b z b l k c

子区Adbj: 查表得)1/,3/(2034.02===b z b l k c

子区cefA: 查表得)1/,2/(1999.03===b z b l k c

子区fhdA: 查表得)5.0/,5.1/(2370.04===b z b l k c

子区fgiA: 查表得)5.0/,1/(2315.05===b z b l k c

故A 点下10m 的附加应力

kPa

p k k k p k k c c c c c z 13.4850)2315.02370.01999.0(100)2034.01752.0()()(2

543121=⨯-++⨯+=-+++=σ

2． 435.4kPa

3． 4.8×10-7cm/s