岩土力学试题4答案

一、填空题（22分，每空2分）
1、工程上常用不同粒径颗粒的相对含量来描述土的颗粒组成情况，这种指标称为粒度成分。

2、计算地下水位以下土层的自重应力时应当用有效重度。

3、粘性土可塑性大小可用塑性指数来衡量。

用液性指数来描述土体的状态。

4、达西定律指出，水在砂性土体中渗流过程中，渗流速度与水头梯度成正比
5、动水力指水流作用在单位体积土体中土颗粒上的力。

6、土力学中的有效应力原理包含下述两点：土的有效应力等于总应力减去孔隙水压力；土的有效应力控制了土的变形及强度性能。

7、土坡滑动失稳的原因有：外界力的作用破坏了土体内原有的应力平衡状态；土的抗剪强度由于受到外界各种因素的影响而降低。

二、选择题（30分，每题3分）
1、已知土的3
/17m KN =γ、3/2.27m KN s =γ、%10=w ，则孔隙比为（ B ）
（A ）0.66 （B ）0.76 （C ）0.86 （D ）0.96
2、下述试验方法中，属于粒度成分分析的试验是（ A ）
（A ）沉降分析法 （B ） 标准贯入试验 （C ）搓条法 （D ）原位压缩试验 3、前期固结压力是指（ D ）
（A ）土体在形成过程中所受到的最大总应力 （B ）土体在固结过程中所受到的最大总应力 （C ）土体在形成过程中所受到的最大有效应力 （D ）土体在固结过程中所受到的最大有效应力 4、饱和粘性土地基沉降的三个阶段不包括（ C ）
（A ）瞬时沉降阶段 （B ） 次固结沉降阶段 （C ）超固结沉降阶段 （D ）固结沉降阶段
5、在剪切试验中，若采用对试样施加竖向压力后让试样充分排水，待固结稳定后，再快速施加水平剪应力使试样破坏。

这种试验方法属于（ B ）
（A ）快剪 （B ） 固结快剪 （C ）慢剪 （D ）固结慢剪 6、关于压缩模量叙述正确的是（ A ）
（A ）压缩模量用于分层总和法、应力面积法的地基最终沉降计算中 （B ）压缩模量用于弹性理论法的地基最终沉降估算中 （C ）压缩模量用于估算建筑物的初始瞬时沉降 （D ）压缩模量是根据现场载荷试验得到的 7、土层的平均固结度等于（ C ）
（A ）总应力图面积/有效应力图面积
（B ）总应力图面积/起始超孔隙水压力图面积 （C ）有效应力图面积/起始超孔隙水压力图面积 （D ）起始超孔隙水压力图面积/总应力图面积 8、已知土的内摩擦角为0
45，滑动面上的法向应力为100Kpa ，土的粘聚力100Kpa ，则由
库仑定律可求得抗剪强度（ B ）
（A ）100Kpa （B ） 200Kpa （C ）300Kpa （D ）400Kpa 9、粘性土的等效摩擦角是（ D ）
（A ）根据有效应力原理来计算的
（B ） 将滑动面上的法向应力折算为内摩擦角 （C ）根据静力平衡原理来计算的
（D ）根据抗剪强度相等原理来计算的
10、在粘性土的土坡稳定分析中，对于非均质土坡或较复杂土坡的适用方法是（ C ）
（A ）摩擦圆法 （B ） 泰勒分析法 （C ）条分法 （D ）分层总和法
三、证明题（10分）
1、若已知各层土的渗透系数为i k ，厚度为i h （其中 3,2,1=i ），试证土层竖向平均渗透系数的表达式为：∑∑=
i
i i v k
h h
k
证： n q q q q ==== 21（2分） n F F F F ==== 21（2分）
n H H H H ∆++∆+∆=∆ 21（2分）
∴ ∑∑∑=
∆==i
i i i v k
h h
H
F h q FI q
k （4分）
四、计算题（70）
1、某饱和土的体积为973
cm 土的重力为1.98N ，土烘干后重力为1.64N ，试计算烘干前土体的含水量、孔隙比、干重度。

(15分)
解：
水的重力为1.98—1.64=0.34N （2分）
水的体积为w V =0.34/9.813
10-⨯=34.73
cm （2分） 土粒体积为s V =97—34.7=62.33cm （2分） 含水量：%7.2010064
.134
.0=⨯=
w （3分）
孔隙比557.03.627
.34==
e （3分） 干重度3/9.1697
64
.1m KN d ==γ（3分）
2、按图所给资料计算并绘制地基中的自重应力沿深度的分布曲线，各层重度如下：
31/0.17m KN =γ32/0.19m KN =γ33/5.18m KN =γ34/0.20m KN =γ（20分）
解：
在41.0高程处：（4分）
311/51)4144(0.17m KN H sz =-⨯==γσ
在40.0高程处：（4分）
32;
211/2.60)4041()8.90.19(51m KN H H sz =-⨯-+=+=γγσ
在38.0高程处：（4分）
33'
32;211/6.77)3840()8.95.18(2.60m KN H H H sz =-⨯-+=++=γγγσ
在35.0高程处：（4分）
34'
43'32;211/6.77)3538()8.920(6.77m KN H H H H sz =-⨯-+=+++=γγγγσ
画图（4分）
3、某挡土墙的墙壁光滑（0=δ），墙高7.0m （如图），墙后1、2两层填土。

1层土位于地下水位以上，性质为：土层厚度3.5m ，0
132=φ，3
1/5.16m KN =γ。

2层土位于地下水位以下，性质为：土层厚度 3.5m ，0
230=φ，3
2/25.19m KN =γ。

填土表面作用有
KPa q 100=连续均布荷载，试求作用在墙上的总主动土压力、水压力及其作用点位置。

（35
分）
解：
主动土压力系数：（6分）
307.0)23245(tan 00
2
1
=-=a K ，333.0)2
3045(tan 00
22=-=a K
沿墙高计算A 、B 、C 三点的土压力强度：（12分） A 点：Z=0，KPa qK p a aA 7.301==
B 点：分界面以上，KPa K H qK p a a aB 4.48307.05.35.167.301111=⨯⨯+=+=γ
分界面以下，KPa K H q p a aB 5.52)(211'
=+=γ
C 点：KPa K H H q p a aC 5.63)(22'
211=++=γγ
作用在墙上的总主动土压力：（4分）
KN E a 4.3415.3)5.635.52(2
1
5.3)84.47.30(21=⨯++⨯+=
水压力：（4分）
KN H E w w 0.602
12
2==γ
w E 作用于距墙底3.5/3=1.17m 处（3分） a E 的作用点位置：（6分）
a E 的作用点距墙底高度为：
H=3.08m
五、问答题（共28分）
1、固结度与哪些因素有关？（8分）
答：
（1）渗透系数（2分）
（2）
s E a
e =+1
1值（2分） （3）时间（2分） （4）渗流路径（2分）
2、均质粘性土的土坡失稳破坏时，圆弧滑动面的形式有哪几种？（6分）
答：
（1）坡角圆（2分） （2）坡面圆（2分） （3）中点圆（2分）
3、地基破坏的过程经历哪几个阶段，各自的特点是什么？（8分）
答：
压密阶段，s p ~曲线接近直线，土体处于弹性平衡状态（3分） 剪切阶段，s p ~曲线不再是直线，土体出现塑性区（3分） 破坏阶段，出现连续滑动面，土坡失稳破坏（2分）
4、在计算最终沉降量时，应力面积法与分层总和法相比，有哪些特点？（6分）
答：
（1）计算结果更精确，计算工作量更少（2分） （2）计算方法更合理（2分）
（3）提出了终沉计算经验系数（2分）。