2001年土木专业土力学试卷及答案

向情报特工队致敬 tulixue

1. 常水头渗透试验适用于透水性强的无粘性土，变水头试验适用于透水性差的粘性土。

2. 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。

3.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。

整体剪切破坏破坏过程将出现三个变形阶段。

4.粘土颗粒表面吸着水的厚薄受土中水的性质影响，水中阳离子浓度越__低__吸着水越_厚，离子价越__低___、吸着水越_厚_。

5.静止侧压力系数是指无侧向变形条件下水平向有效应力与竖向有效应力之比。

6.松砂受剪体积__缩小__紧砂受剪体积_ 膨胀__。

一、名词解释 (每题 3 分共18分)

1 . 不均匀系数

答：定义为Cu= d60/ d10, d10 , d60分别为粒径分布曲线上小于某粒径土的土颗粒含量分别为10％和60％。

2 . 有效应力原理

答：由外荷在研究平面上引起的法向总应力为σ，那么它必由该面上的孔隙力u和颗粒间的接触面共同分担，即该面上的总法向力等于孔隙力和颗粒间所承担的力之和，即σ=σ＇＋u。

3 . 代替法

答：代替法就是在土坡稳定分析重用浸润线以下，坡外水位以上所包围的同体积的水重对滑动圆心的力矩来代替渗流力对圆心的滑动力矩。

4 . 容许承载力

答：地基所能承受的最大的基底压力称为极限承载力，记为f u．将f除以安全系数f s后得到的值称为地基容许承载力值f a,即f a＝f u／f s

5. 频率曲线

答：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。

6. 塑性指数

答：液限和塑限之差的百分数（去掉百分数）称为塑限指数，用Ip表示，取整数，即：Ip=w L －W p。塑性指数是表示处在可塑状态的土的含水率变化的幅度。

7. 超固结比

答：把土在历史上曾经受到的最大有效应力称为前期固结应力，以p c表示；而把前期固结应力与现有应力p o＇之比称为超固结比OCR，对天然土，OCR>1时，该土是超固结土，当OCR＝1时，则为正常固结土。

8. 砂土液化

答：液化：饱和疏松的粉细砂，当受到突发的动力荷载时，由于动剪应力的作用有使体积缩小的趋势，由于时间短来不及向外排水，因此就产生了很大的孔隙水应力。按有效应力原理， ()f tg u tg τσϕσϕ'''==-，当动荷载引起的超静孔隙水应力u 达到σ时，则有效应力0σ'=，其抗剪强度0f τ=，无粘性土地基将丧失其承载力，土坡将流动塌方。

9.压缩系数：单位压力增量引起的孔隙比的改变，即压缩曲线的割线的坡度，用于表征土的压缩性高低。a v ＝（e 1-e 2）/（p 1-p 2），式中e 为压缩曲线上与相应的p 值对应的孔隙比。

10. 最优含水率

答：对于一种土，分别在不同的含水率下，用同一击数将他们分层击实，测定含水率和密度然后计算出干密度，以含水率为横坐标，以干密度为纵坐标，得到的压实曲线中，干密度的随着含水率的增加先增大后减小．在干密度最大时候相应的含水率称为最优含水率。

11. 粘土的残余强度

答：粘性土在剪应力作用下，随着位移增大，超固结土是剪应力首先逐渐增大，而后回降低，并维持不变；而正常固结土则随位移增大，剪应力逐渐增大，并维持不变，这一不变的数值即为土的残余强度。

12．灵敏度

答：灵敏度为原状试样的无侧限抗压强度与相同含水率下重塑试样的无侧限抗压强度之比。

13．临塑荷载

答：使地基土由线性变形阶段过渡到塑性变形阶段的基底压力为临塑荷载。

二、问答题（共35分）

1. 何谓正常固结粘土和超固结粘土，两者的压缩特性和强度特性有何区别？(１2分) 答：把土在历史上曾经受到的最大有效应力称为前期固结应力，以p c 表示；而把前期固结应力与现有应力p o ＇之比称为超固结比OCR ，对天然土，OCR>1时，该土是超固结； （3分）

当OCR ＝1时，则为正常固结土。 （3分） 压缩特性区别：当压力增量相同时，正常固结土压缩量比超固结土大。 （3分） 强度特性区别：超固结土较正常固结土强度高。 （3分）

2. 简述影响土压实性的因素？（8分）

答：土压实性的影响因素主要有含水率、击实功能、土的种类和级配以及粗粒含量等。

（1分）

对粘性土，含水率的影响主要表现为当含水率较低时，相同击实功能下所获得的干密度较低，随着含水率的增大，所得到的干密度会逐渐提高；当达到某含水率时，对应击实功能下会得到最大干密度，对应含水率称为最优含水率；随着含水率的提高，最大干密度反而会减小。 （2分）

击实功能的影响表现为：击实功能越大，所得到的土体干密度也大；最优含水率随击实

功能的增大而减小。（2分）土类和级配的影响表现在：粘性土通常较无粘性土压缩性大；粘粒含量大，压缩性大；级配良好，易于压密，干密度大；（2分）粗粒含量对压实性有影响，大于5mm粒径的粗粒含量大于25％－30％时，需对轻型击实试验的结果进行修正。（1分）

3 .试比较朗肯土压力理论与库伦土压力理论的异同点与优缺点。(8 分)

答：相同点：都要求挡土墙的移动是以使墙后填土的剪力达到抗剪强度（极限状态下）土压力．都利用莫尔－库仑强度理论；（1分）不同点：朗垦理论是根据土体中各点处于平衡状态的应力条件直接求墙背上各点的土压力．要求墙背光滑，填土表面水平，计算结果偏大．而库仑理论是根据墙背与滑动面间的楔块型处于极限平衡状态的静力平衡条件求总土压力．墙背可以倾斜，粗糙填土表面可倾斜，计算结果主动压力满足要求，而被动压力误差较大．朗肯理论是考虑墙后填土每点破坏，达极限状态；库仑理论则考虑滑动土体的刚体的极限平衡； (3分) 朗肯土压力理论优点：公式简单，易用；缺点：对墙壁倾斜、墙后填土面倾斜情况不适用； (2分) 库伦土压力理论优点：对墙壁倾斜、墙后填土面倾斜情况适用；缺点：不便考虑粘性土的情况； (2分)

4.地基破坏形式有哪几种？各自会发生在何种土类地基？（7 分）

答：有整体剪切破坏，局部剪切破坏和冲剪破坏。（3分）地基破坏形式主要与地基土的性质尤其是压实性有关，一般而言，对于坚实或密实的土具有较低的压缩性，通常呈现整体剪切破坏．对于软弱黏土或松沙地基具有中高压缩性，常常呈现局部剪切破坏或冲剪破坏。（4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)

答：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)

答：

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)