工程地質(zhì)與土力學(xué)試題庫(計(jì)算題)02404(最新整理)

1、工程地質(zhì)與土力學(xué)試題庫（計(jì)算題）1、用體積為 72cm3 的環(huán)刀取得某原狀土樣重 132g，烘干后土重 122g， ds =2.72，試計(jì)算該土樣的w、e、 sr 、g、gsat 、g 、gd ，并比較各重度的大小。（ 答 案 ：w= 8.2% ，e = 0.61，sr = 36.6% ，g= 18.33 kn/m3，gsat = 20.68 kn/m3，g = 10.68 kn/m3，gd = 16.89 kn/m3，gsat g gd g）132解：（1）土的密度 r=1.83 gcm3，重度g=101.83=18.3 kn/m372132 - 122（2）含水量w=8.2%122e =d

2、s (1 +w)rw（3）天然孔隙比r- 1=2.72 (1 + 0.082) 1018.3- 1=0.61g18.3（4）gd =16.9 kn/m3 1 +w 1 + 0.082（5）g= d s + eg =20.68 kn/m3sat1+ ew（6）g=gsat -gw =10.68 kn/m3（7）飽和度 sr =wdse= 0.082 2.720.61=36.6%各重度之間大小關(guān)系為：gsat g gd g2、某土樣處于完全飽和狀態(tài)，土粒比重為 2.68，含水量為 32.0，試求該土樣的孔隙比 e 和重度g。（答案： e 0.86；g19knm3）3、某完全飽和的土樣，經(jīng)測得其含水

3、率w30，土粒比重 ds 2.72。試求該土的孔隙比 e 、密度r和干密度rd 。解：（1）根據(jù)土樣飽和 sr =wdse=1.0，得孔隙比 e =wds =0.32.72=0.816e =ds (1 +w)rw（2）由r- 1，得r= ds (1 +w)rw =1 + e2.72 (1 + 0.3) 11 + 0.816= 1.95gcm3r1.95（3）干密度rd =1.5 gcm3 1 +w 1 + 0.34、某干砂試樣密度r1.66gcm3，土粒比重 ds 2.69，置于雨中，若砂樣體積不變，飽和度增至 40時(shí)，此砂在雨中的含水量w為多少？解：（答案：w9.2）5、某原狀土，w=32%

4、，wl =30%，wp =18%，確定土的名稱與物理狀態(tài)。解：（1）定名： i p = wl -wp =30-18=12，大于 10 小于 17，故該土樣為粉質(zhì)黏土。w-wp32 - 18（2）確定狀態(tài)：土的液性指數(shù) i l =wl-wp=1.171，屬于流塑狀態(tài)。30 - 186、 某砂土的顆粒級(jí)配曲線， d10 =0.07mm， d30 =0.2mm， d60 =0.45mm，求不均勻系數(shù)和曲率系數(shù)，并進(jìn)行土的級(jí)配判別。解：不均勻系數(shù) c= d60 =0.45=6.4，曲率系數(shù) cd 2c=30 =0.2 0.2=1.27，滿足 c 5ud100.07d60d100.07 0.45u且 c

5、c =13 時(shí)，故屬于級(jí)配良好。7、 某土樣土工試驗(yàn)成果如下：大于 0.075mm 累加含量為 40%，wl =27%，wp =19%，w=22%， gs =2.7，g=18 kn / m3 ，確定土的名稱及狀態(tài)。解：（1）定名：大于 0.075mm 累加含量為 40%，不超過 50%，屬于細(xì)粒土。 i p = wl -wp =27-19=810，故該土樣為粉土。w-wp22 - 19（2） 確定狀態(tài)：土的液性指數(shù) i l =wl-wp=0.35，屬于可塑狀態(tài)。27 - 19s8、某土樣濕土重 120g，烘干至恒重為 100g，土的比重 d =2.74，天然重度g=18 kn / m3 ，求天

6、然孔隙比。120 - 100解：（1）含水量w=20.0%100e =ds (1 +w)rw（2） 天然孔隙比r- 1=2.74 (1 + 0.2) 1018- 1=0.839、在擊實(shí)筒（其體積為 1000cm3）內(nèi)裝有擊實(shí)過的濕土 1870g，當(dāng)把這些土烘干后得干土重為 1677g，已知土粒相對(duì)密度為 2.66，試求其含水量w、重度g、干重度gd 、孔隙比 e 、孔隙率 n 、飽和重度gsat 、有效重度g和飽和度 sr 。解：已知v =1000cm3， m =1870g，ms =1677g，mw =18701677=193g ，所以含水率w= mwms193=11.5%，密度1677m 1

7、870r=1.87 g /cm3v1000重度g= rg =18.7 kn / m3 ，ds (1 +w)rw2.66 (1 + 0.115) 1孔隙比 e =r- 1=1.87- 1 = 0.586e0.586孔隙率 n =36.9% 1 + e 1 + 0.586g18.73干重度gd = 1 +w= 1 + 0.115 =16.8 kn / m飽和重度gsat =ds + e1 + egw =2.66 + 0.5861 + 0.58610 =20.5 kn / m3有效重度g=gsat -g =20.5-10=10.5 kn / mw3wds0.115 2.66飽和度 sr = e=0.

8、586=52.2%10、某土樣測得重量為 1.87n，體積為 100 cm3 ，烘干后重量為 1.67n，已直土的相對(duì)密度為 2.66。求土的g、w 、 e 、gd 、gsat 、 sr 、g。11、某土的體積為 72 cm3 ，土樣質(zhì)量為 129g ,干土質(zhì)量為 120g ,土的相對(duì)密度為 2.70，求含水量、重度、飽和重度、浮重度、干重度。12、某飽和粘土的含水量為 35%，相對(duì)密度為 2.72，求孔隙比和干重度。13、某土的液限為 36%，塑限為 20%，含水量為 35%，求土樣的塑性指數(shù)、液性支書，并確定土樣名稱和狀態(tài)。d max14、例某砂土天然狀態(tài)下的密度為 1.8 g / cm3

9、 ，含水率為 20%，顆粒比重為 2.65，最大干密度 r=1.7d ming / cm3 ，最小干密度 r=1.42 g / cm3 ，求相對(duì)密度并判別密實(shí)度。e =gsrw (1 +w)解：（1）砂土的天然孔隙比r- 1=2.65 1 (1 + 0.20)1.8- 1=0.767e= rrwgs（2） 最大孔隙比 maxd min- 1=1 2.651.42- 1=0.866e= rrwgs（3） 最小孔隙比 mind max- 1 =1 2.651.7- 1=0.559（4） 相對(duì)密度 dr=emax - ee- e0.866 - 0.767=0.3220.33，可知該砂樣處于松散狀態(tài)。

10、0.866 - 0.559maxmin粒徑 mm0.520.250.50.0750.250.050.0750.010.050.01粒組含量%5.617.527.424.015.510.015、某砂土樣，其顆粒分析結(jié)果如表，確定土樣名稱。16、柱下單獨(dú)基礎(chǔ)底面尺寸為 32m2，柱傳給基礎(chǔ)的豎向力 f=1000kn，彎矩 m=180 knm，試按圖中所給資料計(jì)算 p、 pmax 、 pmin 、 p0 ，并畫出基底壓力的分布圖。解d = 1 (2 + 2.6) = 2.3(m) 2g = 3 2 (1.2 20 +1.110) = 210(kn )p = f + g = 1000 + 210 =

11、201.7(kpa) a3 2e =m f + g= 1801210= 0.149(m) l = 0.5(m)6p= 6e 6 0.149 maxp1 + = 201.7 1 +l = 261.8(kpa)3p= 6e 6 0.149 minp1 - = 201.7 1 -l = 141.6(kpa)3p= 6e 6 0.149 minp1 - = 201.7 1 -l = 141.6(kpa)3p0 = p -scd = 201.7 - 18 0.9 + (19 -10)1.1 = 175.6(kpa)17、某原狀土的室內(nèi)側(cè)限壓縮試驗(yàn)見表，求土的壓縮系數(shù) a1-2 、壓縮模量 es1-2 并

12、判別土的壓縮性大小。土的壓縮試驗(yàn)p(kpa)50100200400e0.9640.9520.9360.914解： a1-2 =0.952 - 0.9360.2 - 0.1= 0.16 mpa -1 ，es1-2 =1 + e1 a1-2= 1 + 0.952 = 12.2mpa ，為中等壓縮性。0.16z18、某土層壓縮系數(shù)為 0.50 mpa -1 ，天然孔隙比為 0.8，土層厚 1m，已知該土層受到的平均附加應(yīng)力s =60kpa，求該土層的沉降量。ai0.5 60 10-3解 ： d si =1 + e1iszi hi =1 + 0.81000mm = 16.7mm ，也可以先求出該土層的

13、壓縮模量es =1 + e1 a1 + 0.8=0.5= 3.6mpa ，計(jì)算d = sziesisih = 60 1 = 16.7mm 。i 3.619、設(shè)粘性土地基中某點(diǎn)的主應(yīng)力s1 = 300kpa ,s3 = 123.75kpa ，土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo) c = 20kpa ，j= 26o ，試問該點(diǎn)處于什么狀態(tài)？解：由式：s3 = s1tg2 (45ojj-) - 2c tg(45o)22可 得 土 體 處 于 極 限 平 衡 狀 態(tài) 而 最 大 主 應(yīng) 力 為 s1 時(shí) 所 對(duì) 應(yīng) 的 最 小 主 應(yīng) 力 為 ：s = stg 2 (45o - j - 2c tg(45o - j= 90

14、kpa3 fqs3 f12 )2 ) s1，穩(wěn)定20、已知地基中某點(diǎn)的應(yīng)力狀態(tài)，s1 = 280kpa ，s3 = 73.5kpa ，土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo) c = 42.1kpa，j= 24o。試判斷該點(diǎn)是否產(chǎn)生剪切破壞？解：由式：s1 = s3tg為：2 (45oj+) + 2c tg(45o2j+2 ) 可得土體處于極限平衡狀態(tài)時(shí)的最大主應(yīng)力s1fs = stg 2 (45o + j + 2c tg(45o + j1f32 )2 )=73.5 2o + 24otg (452) +242.1 tg(45o+ 24o ) 2=303kpa，則s1 s1f ，故該點(diǎn)沒有產(chǎn)生剪切破壞。21、某土樣進(jìn)行

15、三軸剪切試驗(yàn)，剪切破壞時(shí)，測得s1 = 500kpa ，s3 = 100kpa ，剪切破壞面與水平面 夾角為 60，求：（1）土的 c、f；（2）計(jì)算剪切面上的正應(yīng)力和剪應(yīng)力。22、某土的內(nèi)摩擦角和凝聚力分別為f=25 o ，c=15kpa，s3 = 100kpa ，求：（1）達(dá)到極限平衡時(shí)的大主 應(yīng)力s1 ；（2）極限平衡面與大主應(yīng)力面的夾角；（3）當(dāng)s1 = 280kpa ，土體是否發(fā)生剪切破壞？23、某多層磚混結(jié)構(gòu)住宅建筑，筏板基礎(chǔ)底面寬度 b=9.0m，長度 l=54.0m，基礎(chǔ)埋深 d=0.6m，埋深范圍內(nèi)土的平均重度gm=17.0knm3，地基為粉質(zhì)粘土，飽和重度gsat=19.5

16、knm3，內(nèi)摩擦角標(biāo)準(zhǔn)值jk =18，內(nèi)聚力標(biāo)準(zhǔn)值 ck =16.0kpa，地下水位深 0.6m，所受豎向荷載設(shè)計(jì)值 f=58000.0kn，計(jì)算地基的承載力。承載力系數(shù)：mb=0.43，md =2.72，mc =5.31。解：1) 計(jì)算基底壓力p = f + g d =58000+ 20 0.6 = 131.3 kpaag9.0 54.02) 計(jì)算地基承載力特征值 fak基礎(chǔ)底面寬度 b=9.0m, 大于 6.0m 時(shí)按 6.0m 考慮，持力層在地下水位以下取浮重度，g=9.5kn/m3f a = mbgb + m dgm d + mcck= 0.43 9.5 6.0 + 2.72 17.0

17、 0.6 + 5.3116.0 = 137.2 kpa。akbd24、已知某承重墻下鋼筋混凝土條形基礎(chǔ)寬度 b =2.2m，埋置深度為 1.5m，埋置深度范圍內(nèi)土的重度gm=17.0knm3，基礎(chǔ)下為黏土層，重度g=18.2 kn / m3 ，內(nèi)摩擦角f=22 o ，c=25kpa，地基承載力特征值 f 。承載力系數(shù)：m =0.61，m=3.44，mc =6.04。解： f a = mbgb + m dgm d + mcck =0.6118.22.2+3.44171.5+1.56.0425=263.14 kpa。25、擋土墻符合朗肯土壓力條件， h = 10m ，c=18kpa，f=15 o

18、，g=17.0akn / m3 ，求主動(dòng)土壓力 e 及作用點(diǎn)位置。解：主動(dòng)土壓力系數(shù) ka = tg2 (45of-) = tg0.5922 (45o- 15) = 0.592ka0.59z=0， pa = gzka - 2c.= 0 - 2 18 = -27.6kpakaz=h， pa = ghka - 2c.=17 10 0.59 - 2 18 = 72.7kpa ，故存在土壓力零點(diǎn)，土壓力零點(diǎn)位置2c ka2 18 z =0.59 = 2.76m ， 主 動(dòng) 土 壓 力 大 小 ： 由 公 式 (6.7) 得 ：e =a0gk17 0.59a1g(h - z20)2 k=17 (10 -

19、 2.76) 0.59 = 263kn / m ，12a2作用點(diǎn)位置，離墻底h - z 03= 10 - 2.763= 2.41m26、擋土墻符合朗肯土壓力條件， h = 6m ，c=20kpa，f=30 o ，g=18.0 kn / m3 ，填土面作用有均布荷載 21kpa，求主動(dòng)土壓力。2of2o301解：主動(dòng)土壓力系數(shù) ka = tg13在墻頂處 z =0：(45- ) = tg2(45-) =，23pa1= qka- 2c= 21- 2 20 ka13= - 16.1kpa 0， 故 存 在 土 壓 力 零 點(diǎn) ， z0 =gka2 20 1 - 21 1 3318 13=2.68m。

20、1121e = g(h - z )2 k =18 (5 - 2.68) = 16.1kn/m。a 20a23sat27、擋土墻高 h = 8m ，墻背垂直、光滑、填土水平，墻后填土為中砂，重度g=18.0 kn / m3 ，飽和重度g=20kn / m3 ，f=30 o ，地下水位為 4m，求主動(dòng)土壓力和水壓力。2of2o301解：主動(dòng)土壓力系數(shù) ka = tg(45- ) = tg2(45 -1) =，23土壓力強(qiáng)度分布：地下水位處： pa1 =g1 h1 ka =18 4 3 = 24kpa ，墻底處： p= (g h +gh )k = (18 4 + 10 4) = 37.3kpa 。1

21、a 21 12a311總土壓力 ea = 2 24 4 + 2 (24 + 37.3) 4 = 170.6kn / m12 12總水壓力 ew = 2gwh2 = 2 10 4= 80kn / m 。28、某擋土墻 h = 5m ，墻背傾斜角e= 10o （俯斜），填土面水平，墻背外摩擦角d= 15o ，填土為砂性土，aac=0 ，f=30 o ，g=19.0 kn / m3 ，求作用于墻上主動(dòng)土壓力 e 、土壓力分力，主動(dòng)土壓力系數(shù) k =0.378。1解：主動(dòng)土壓力系數(shù) ka =0.378， ea = 2gh2 k = 1 19 52a2 0.378 = 89.78kn / meax =

22、ea cos(e+d) = 89.78 cos(10o + 15o ) = 81.36kn / meay = ea sin(e+d) = 89.78 sin(10o + 15o ) = 37.94kn / mhea 的作用點(diǎn)位置距墻底面為3= 5 = 1.67m 329、有一擋土墻高 5m，墻背垂直光滑，填土水平，填土為黏土，c=10 kpa，f=20 o ，重度為g=17.2 kn / m3 ，求主動(dòng)土壓力，繪制主動(dòng)土壓力強(qiáng)度分布圖。解：主動(dòng)土壓力系數(shù) ka = tg2 (45of-) = tg0.4922 (45o- 20) = 0.492ka0.49z=0， pa = gzka - 2c

23、.= 0 - 2 10 = -14kpakaz=h， pa = ghka - 2c.=17.2 5 0.49 - 2 10 = 28.14kpa ，2c ka故存在土壓力零點(diǎn)，土壓力零點(diǎn)位置 z0 =1gka=1.66m ，主動(dòng)土壓力大小 ea = 2 28.14 (5 - 1.66) = 47kn / m ，作用點(diǎn)位置，離墻底h - z 03= 5 - 1.663= 1.1m 。30、墻下條形基礎(chǔ)，在荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合時(shí)，作用在基礎(chǔ)頂面的軸向力 fk =280kn/m，基礎(chǔ)埋深 1.5m，地基為黏土，h =0.3，h =1.6，重度g=18.0 kn / m3 ，地基承載力特征值 f=150 kpa，確定基礎(chǔ)寬度。bdak解：（1）求修正后地基承載力特征值假定基礎(chǔ)寬度 b0.5 米，進(jìn)行承載力深度修正f a = f ak +hg(bb- 3.0) +hdgm (d - 0.5) =150+1.618（1.5-0.5）=178.8k