土力学试题

V=
=1+e; e=
ρsat=
=
=cm3
ρ’=
=
=
=
γ’=ρ’g=
g=m3
Vv=e -1
=cm3
2-4、某沙土土样的密度为 cm3，含水量%，土粒相对密度为，烘干 后测得最小空隙比为，最大空隙比为，试求空隙比和相对密实度。
已知： ρ=cm3，ω=%，ds=，emax=，emin= 求： e，Dr
解： e=
Ss，土的饱和度，表示土中水体积在孔隙体积中所占的比例， Ss= ×100%
(3) e 与 n 都是表征土体密实程度（土中孔隙含量）的指标，可相互换算。
e：土的孔隙比，土中孔隙体积与土颗粒体积之比， e= n：土的孔隙率，土中孔隙所占体积与土体总体积之比， n= ×100% (4) ρd 与 ρ’
土中应力安土骨架和土中孔隙的分担作用可分为有效应力和 孔隙应力两种。土中有效应力是指土粒所传递的粒间应力。它是 控制土的体积（变形）和强度两者变化的土中应力。土中孔隙应 力是指土中水和土中气所传递的应力。
4-2．怎样简化土中应力计算模型？在工程中应注意哪些问题？ 答：我们把天然土体简化为线性弹性体。即假设地基土是均
3-7.
渗透力都会引起哪些破坏？
答：渗流引起的渗透破坏问题主要有两大类：一是由于渗流
力的作用，使土体颗粒流失或局部土体产生移动，导致土体变形
甚至失稳；二是由于渗流作用，使水压力或浮力发生变化，导致
土体和结构物失稳。前者主要表现为流砂和管涌，后者主要则表
现为岸坡滑动或挡土墙等构造物整体失稳。
3-8、某渗透 试验装置如 图 3-23 所示 。砂 I 的渗 透系数 k1 =2x10-1cm/s; 砂 II 的 渗 透 系 数 k2=1x10-1cm/s ， 砂 样 断 面 积 A=200cm2，试问:
基地压力 P0 计算： P0=P-γmd
基地压力 P 为接触压力。这里的“接触”，是指基础底面与
地基土之间的接触，这接触面上的压力称为基底压力。
基底附加压力为作用在基础底面的净压力。是基底压力与基 底处建造前土中自重应力之差，是引起地基附加应力和变形的主 要原因。
4-6．土中附加应力的产生原因有哪些？在工程实用中应如何考 虑？
Cu= = =,
Cc= =
= Cu<5,属均质土，级配不良， Cc
在 1~3 之间。 （Cu 越大，表明粒度的分布范围越大，土越不均匀，级配越良好。 Cc 过大或过小，均表明土中缺少中间粒组，各粒组间孔隙的连锁 充填效应降低，级配变差。）
第二章
2-1 比较下列各对土的三相比例指标的异同点：（1）ρ 与 ρs； (2)ω 与 Ss；(3)e 与 n；(4) ρd 与 ρ’；(5) ρ 与 ρsat
=
ω= ×100%=
ρd=
=cm3 ×100%=
×100%=39%
设 ms=dsρω， mω=ωdsρω， Vs=1， Vv=e,
V=
=1+e
=cm3
e=
-1=
-1=
、某原状土样的密度为 cm3，含水量为 34%，土粒相对密度为，试 求土的饱和密度，有效密度，有效重度。
解： 设 ms=dsρω， mω=ωdsρω， Vs=1，
第一章
1-10、甲、乙两土样的颗粒分析结果列于表 1-4，试绘制颗粒级配
曲线，并确定颗粒不均匀系数及评价级配均匀情况。
粒径
（mm） 2~
~
~
~
~
~
~
相对 含量
甲
（%） 乙
~
<
解：
孔径(mm) 2
留筛土质量（g） 0
小于该孔径的土质 小于该孔径的土的百分数%
量(g)
100
100
16
16
10
10
3
3
<
甲土：d10=, d30=, Cc= = 级配土
d60=,
Cu= = =,
= 满足 Cu>5，Cc 在 1~3 之间，良好
乙土颗粒级配曲线如下：
孔径(mm) 2
留筛土质量（g）
0 0
小于该孔径的土 质量(g) 100 100
小于该孔径的土 的百分数% 100 100
05
100
100
5
95
95
5
90
90
40
40
9
9
<
9
乙土：d10=, d30=, d60=,
解：
ρsat=
=
=cm3
Ip=ωL-ωp=33-17=16 满足 10<Ip<17 粉质黏土 Ip≥（ωL-20） 低液限黏土
<IL< 软塑土
第三章
3-1、解释起始水力梯度产生的原因。 答：起始水力梯度产生的原因是，为了克服薄膜水的抗剪强
度 τ0(或者说为了克服吸着水的粘滞阻力)，使之发生流动所必须 具有的临界水力梯度度。也就是说，只要有水力坡度，薄膜水就 会发生运动，只是当实际的水力坡度小于起始水力梯度时，薄膜
200=20cm3/s
3-9 ,定水头渗透试验中，已知渗透仪直径 D=75mm，在 L=200mm 渗流途径上的水头损失 h=83mm，在 60s 时间内的渗水量 Q=，求土 的渗透系数。
解： k= =
=×10-2cm/s
3-10、设做变水头渗透试验的薪土试样的截面积为 30cm2 厚度为 4cm，渗透仪细玻璃管的内径为，试验开始时的水位差 145cm，经 时段 7 分 25 秒观察水位差为 100cm，试验时的水温为 200C，试求
4-9、某构筑物基础如图 4-30 所示，在设计地面标高处作用有偏
心荷载 680kN，偏心距，基础埋深为 2m，底面尺寸为 4m × 2m。
试求基底平均压力 P 和边缘最大压力 Pmax，并绘出沿偏心方向的
基底压力分布图。
解:（1）全力的偏心距 e
因为
出现拉应力，故改用公式
（3） 平均基地应力
4-10、某矩形基础的底面尺寸为 4m × ，设计地面下埋深为(高于 天然地面，设计地面以上的荷载为 1200kN，基底标高处原有土的 加权平均重度为 18kN/m3。试求基底水平面 1 点及 2 点下各深度 M1 点及 M2 点处的地基附加应力 σz 值。
试样的渗透系数。
解： k=
=
ln =×10-5cm/s
第四章
4-1．何谓土中应力？它有哪些分类和用途？ 答：土体在自重、建筑物荷载及其它因素的作用下均可产生
土中应力。一般来说土中应力是指自重应力和附加应力。 土中应力按其起因可分为自重应力和附加应力两种。自重应
力是指土体在自身重力作用下产生的尚未完成的压缩变形，因而 仍将产生土体或地基的变形。附加应力它是地基产生变形的的主 要原因，也是导致地基土的强度破坏和失稳的重要原因。
3-6.
流砂与管涌现象有什么区别和联系？
答：在向上的渗流力作用下，粒间有效应力为零时，颗粒群 发生悬浮、移动的现象称为流砂(土)现象。这种现象多发生在颗 粒级配均匀的饱和细、粉砂和粉土层中，一般具有突发性、对工 程危害大。 在水流渗透作用下，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，渗流速度不断增加，较粗的 颗粒也相继被水逐渐带走，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。它多发生在砂性土中，且颗 粒大小差别大，往往缺少某种粒径，其破坏有个时间发展过程， 是一种渐进性质破坏。 具体地再说，管涌和流砂的区别是：（1）流砂发生在水力梯度大 于临界水力梯度，而管涌发生在水力梯度小于临界水力梯度情况 下；（2）流砂发生的部位在渗流逸出处，而管涌发生的部位可在 渗流逸出处，也可在土体内部；（3）流砂发生在水流方向向上， 而管涌没有限制。
（1）土的粒度成分及矿物成分。土的颗粒大小、形状及级配， 影响土中孔隙大小及其形状，因而影响土的渗透性。土颗粒越粗， 越浑圆、越均匀时，渗透性就大。砂土中含有较多粉土及粘土颗 粒时，其渗透系数就大大降低。（2）结合水膜厚度。粘性土中若 土粒的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。天然土层通常不是各向同性的，在渗透性方 面往往也是如此。如黄土具有竖直方向的大孔隙，所以竖直方向 的渗透系数要比水平方向大得多。层状粘土常夹有薄的粉砂层， 它在水平方向的渗透系数要比竖直方向大得多。（4）水的粘滞度。 水在土中的渗流速度与水的容重及粘滞度有关，从而也影响到土 的渗透性。
特殊条件下土的密度 ρd：土的干密度，单位体积土体中固体颗粒的质量，ρd= ， 一般用于填土击实后密实度的评判； ρ’：土的浮密度，地下水位以下，土体单位体积中土粒的质 量 与 同 体 积 水 质 量 之 差 。（ 是 一 个 换 算 量 ， 没 有 实 际 意 义 。） ρ’= (5) ρ 与 ρsat 都是表征土的密实度的指标 ρ：土的密度，单位体积的土的质量，ρ=
-1=
=
2-5、某一完全饱和黏性土试样的含水量为 30%，土粒相对密度为，
液限为 33%，塑限为 17%，试求空隙比、干密度和饱和密度。并按
塑性指数和液性指数分别定出该黏性土的分类名称及软硬状态。
已知：ωL=33%，ωp=17%，ds=，完全饱和时含水量 ω=30%
求：e，ρd，ρsat
确定分类名称及软硬状态
ρsat：空隙中充满水时，单位体积土体的质量，ρsat=
2-2、有一饱和原状土，切满容积为的环刀内，称得总质量为，经 105︒C 烘干至恒重为，已知环刀质量为，土粒比重为， 求土样的湿密度、含水量、干密度及空隙比。 已知：V=，m 湿=， m 干=， m 刀=，ds=， 求：ρ，ω，ρd，e
解： ρ= =
答：由外荷载引起的附加压力为主要原因。需要考虑实际引 起的地基变形破坏、强度破坏、稳定性破坏。