《土力學(xué)》第六章習(xí)題集及詳細(xì)解答

1、土力學(xué)第六章習(xí)題集及詳細(xì)解答第6章 土中應(yīng)力 一填空題1分層總和法計(jì)算地基沉降量時(shí)，計(jì)算深度是根據(jù)             應(yīng)力和             應(yīng)力的比值確定的。2飽和土的有效應(yīng)力原理為：       總應(yīng)力=有效應(yīng)力+孔隙水壓力u    

2、;           ，土的          和            只隨有效應(yīng)力而變。地下水位上升則土中孔隙水壓力            有效應(yīng)力   

3、            。3地基土層在某一壓力作用下，經(jīng)歷時(shí)間t所產(chǎn)生的固結(jié)變形量與最終固結(jié)變形量之比值稱為                 。 二選擇題1對(duì)非壓縮性土，分層總和法確定地基沉降計(jì)算深度的標(biāo)準(zhǔn)是（  D   ）。(A)  ； (B)   

4、;； (C)  ；  (D) 2薄壓縮層地基指的是基底下可壓縮土層的厚度H與基底寬度b的關(guān)系滿足（  B  ）。(A)    ； (B)     ；(C)       ；  (D) 3超固結(jié)比的土屬于（ B  ）。(A) 正常固結(jié)土  ； (B) 超固結(jié)土     ；(C) 欠固結(jié)土     ；&#

5、160; (D) 非正常土4飽和黏性土層在單面排水情況下的固結(jié)時(shí)間為雙面排水的（ C  ）。(A) 1倍         ； (B) 2倍         ； (C) 4倍          ；  (D) 8倍5某黏性土地基在固結(jié)度達(dá)到40%時(shí)的沉降量為100mm，則最終固結(jié)沉降量為（ B 

6、; ）。(A) 400mm ；      (B) 250mm ；       (C) .200mm ；       (D) 140mm6對(duì)高壓縮性土，分層總和法確定地基沉降計(jì)算深度的標(biāo)準(zhǔn)是（ C  ）。(A)  ； (B)  ；  (C)  ；   (D) 7計(jì)算時(shí)間因數(shù)時(shí)，若土層為單面排水，則式中的H取土層厚度的（  B ）。

7、(A)一半  ；       (B) 1倍   ；        (C) 2倍  ；          (D) 4倍 8計(jì)算地基最終沉降量的規(guī)范公式對(duì)地基沉降計(jì)算深度的確定標(biāo)準(zhǔn)是（ C  ）。(A)  ；(B)  ；(C)  ；(D) 9計(jì)算飽和黏性土地基的瞬時(shí)沉降常采用（

8、60; C ）。(A) 分層總和法；   (B) 規(guī)范公式；  (C) 彈性力學(xué)公式；  10采用彈性力學(xué)公式計(jì)算地基最終沉降量時(shí)，式中的模量應(yīng)取（  A  ）(A) 變形模量；     (B) 壓縮模量；    (C) 彈性模量；      (D) 回彈模量11采用彈性力學(xué)公式計(jì)算地基瞬時(shí)沉降時(shí)，式中的模量應(yīng)取（  C ）。(A) 變形模量；   (B)

9、壓縮模量；(C) 彈性模量； (D) 回彈模量12當(dāng)土處于正常固結(jié)狀態(tài)時(shí)，其先期固結(jié)壓力與現(xiàn)有覆蓋土重的關(guān)系為（  B ）。(A)  ；   (B) ；    (C)  ；    13當(dāng)土處于欠固結(jié)狀態(tài)時(shí)，其先期固結(jié)壓力與現(xiàn)有覆蓋土重的關(guān)系為（  C ）。(A) ；  (B)  ；  (C)  ；   14已知兩基礎(chǔ)形狀、面積及基底壓力均相同，但埋置深度不同，若忽略坑底回彈的影響，則（ 

10、C   ）。(A) 兩基礎(chǔ)沉降相同；   (B) 埋深大的基礎(chǔ)沉降大；  (C) 埋深大的基礎(chǔ)沉降?。?#160;       15埋置深度、基底壓力均相同但面積不同的兩基礎(chǔ)，其沉降關(guān)系為（   B ）。(A) 兩基礎(chǔ)沉降相同 ； (B) 面積大的基礎(chǔ)沉降大 ； (C) 面積大的基礎(chǔ)沉降小  ；     16土層的固結(jié)度與所施加的荷載關(guān)系是（  C  ）。(A) 荷載越大，固結(jié)

11、度也越大(B) 荷載越大，固結(jié)度越小(C) 固結(jié)度與荷載大小無關(guān)17黏土層在外荷載作用下固結(jié)度達(dá)到100%時(shí)，土體中（ D  ）。(A) 只存在強(qiáng)結(jié)合水  ；          (B) 只存在結(jié)合水    (C) 只存在結(jié)合水和毛細(xì)水；      (D) 有自由水18有兩個(gè)黏土層，土的性質(zhì)相同，土層厚度與排水邊界條件也相同。若地面瞬時(shí)施加的超荷載大小不同，則經(jīng)過相同時(shí)間后，兩土層的平均孔隙水壓力（

12、 A  ）。(A) 超荷載大的孔隙水壓力大 ； (B) 超荷載小的孔隙水壓力大；     (C) 一樣大                三、判斷改錯(cuò)題1×，改“偏大”為“偏小”。2×，改“角點(diǎn)”為“中心點(diǎn)”3×，應(yīng)取與土層自重應(yīng)力平均值相對(duì)應(yīng)的孔隙比4×，對(duì)一般土，應(yīng)為；在該深度以下如有高壓縮性土，則應(yīng)繼續(xù)向下計(jì)算至處。5×，壓縮模量應(yīng)按實(shí)際應(yīng)力段

13、范圍取值。67×，沉降偏大的原因時(shí)因?yàn)閺椥粤W(xué)公式時(shí)按均質(zhì)的線性變形半空間的假設(shè)得到的，而實(shí)際上地基常常是非均質(zhì)的成層土。89×，土的軟硬與其應(yīng)力歷史五必然聯(lián)系。1011×，有效應(yīng)力不斷增加，而孔隙水壓力不斷減小。1213×，改“120”為“75。141按分層總和計(jì)算法計(jì)算地基最終沉降時(shí)，假定地基土壓縮時(shí)不產(chǎn)生側(cè)向變形，該假定使計(jì)算出的沉降量偏大l 2按分層總和計(jì)算法計(jì)算地基最終沉降時(shí)，通常取基礎(chǔ)角點(diǎn)下的地基附加應(yīng)力進(jìn)行計(jì)算。3在分層總和法計(jì)算公式中，通常取土的初始孔隙比4分層總和法確定地基沉降計(jì)算深度的標(biāo)準(zhǔn)是5按規(guī)范公式計(jì)算最終沉降量時(shí)，壓縮模量的取值

14、所對(duì)應(yīng)的應(yīng)力段范圍可取6規(guī)范公式確定地基沉降計(jì)算深度的標(biāo)準(zhǔn)是        l 7采用彈性力學(xué)公式計(jì)算得到的地基沉降常偏大，原因是由荷載試驗(yàn)得到的變形模量值常偏小。8在無限均布荷載作用下，地基不會(huì)產(chǎn)生瞬時(shí)沉降9較硬的土通常時(shí)超固結(jié)土l 10飽和黏性土地基在外荷載作用下所產(chǎn)生的起始孔隙水壓力分布與附加應(yīng)力分布是相同的l 11在飽和土的固結(jié)過程中，若總應(yīng)力保持不變，則有效應(yīng)力不斷減小，而孔隙水壓力不斷增加。12采用分層總和法計(jì)算得到的地基沉降量實(shí)質(zhì)上是固結(jié)沉降l 13某飽和黏土地基在固結(jié)度達(dá)到40%時(shí)的沉降量為30mm，則最終沉

15、降量為120mm。14 當(dāng)土層的自重應(yīng)力小于先期固結(jié)壓力時(shí)，這種土稱為超固結(jié)土四簡(jiǎn)答題1成層土地基可否采用彈性力學(xué)公式計(jì)算基礎(chǔ)的最終沉浸量？2在計(jì)算基礎(chǔ)最終沉降量（地基最終變形量）以及確定地基壓縮層深度（地基變形計(jì)算深度）時(shí)，為什么自重應(yīng)力要用有效重度進(jìn)行計(jì)算？3有一個(gè)基礎(chǔ)埋置在透水的可壓縮性土層上，當(dāng)?shù)叵滤簧舷掳l(fā)生變化時(shí)，對(duì)基礎(chǔ)沉降有什么影響？當(dāng)基礎(chǔ)底面為不透水的可壓縮性土層時(shí)，地下水位上下變化時(shí)，對(duì)基礎(chǔ)有什么影響？4兩個(gè)基礎(chǔ)的底面面積相同，但埋置深度不同，若低級(jí)土層為均質(zhì)各向同性體等其他條件相同，試問哪一個(gè)基礎(chǔ)的沉降大？為什么？5何謂超固結(jié)比？在實(shí)踐中，如何按超固結(jié)比值確定正常固結(jié)土？6

16、正常固結(jié)土主固結(jié)沉降量相當(dāng)于分層總和法單向壓縮基本公式計(jì)算的沉降量，是否相等？7采用斯肯普頓-比倫法計(jì)算基礎(chǔ)最終沉降量在什么情況下可以不考慮次壓縮沉降？8簡(jiǎn)述有效應(yīng)力原理的基本概念。在地基土的最終變形量計(jì)算中，土中附加應(yīng)力是指有效應(yīng)力還是總應(yīng)力？9一維固結(jié)微分方程的基本假設(shè)有哪些？如何得出解析解10何謂土層的平均固結(jié)度？如何確定一次瞬時(shí)加載、一級(jí)加載和多級(jí)加載時(shí)的地基平均固結(jié)度？五計(jì)算題l 1從一黏土層中取樣做室內(nèi)壓縮試驗(yàn)，試樣成果列于表59中。試求：l （1）該黏土的壓縮系數(shù)及相應(yīng)的壓縮模量，并評(píng)價(jià)其壓縮性；l （2）設(shè)黏土層厚度為2m，平均自重應(yīng)力，試計(jì)算在大面積堆載的作用下，黏土層的固結(jié)

17、壓縮量。l                                黏土層壓縮試驗(yàn)資料                 &#

18、160;               表59l P(kPa)l 0l 50l 100l 200l 400l el 0.850l 0.760l 0.710l 0.650l 0.640l 2底面尺寸為5m×5m，埋深1.5m，上部結(jié)構(gòu)傳給基礎(chǔ)的軸心荷載。從地表起至基底下2.5m為黏土層，黏土層下為卵石層（可視為不可壓縮層），黏土層的壓縮試驗(yàn)資料見59所示。試計(jì)算基礎(chǔ)的最終沉降量。l 3某場(chǎng)地自上而下的土層分布依次為：中砂，厚度2m，；淤泥，厚度3m，

19、；黏土。初始地下水位在地表處。若地下水位自地表下降2m，試計(jì)算由此而引起的淤泥層的最終壓縮量。設(shè)地下水位下降后中砂的重度。 4 某飽和黏土層厚度6m，壓縮模量 試計(jì)算在大面積何載作用下的最終沉降量。當(dāng)沉降量達(dá)到30mm時(shí)黏土層的固結(jié)度為多少？5 某基礎(chǔ)長(zhǎng)4.8m,寬3m,埋深1.8m,基底平均壓力p=170kPa,地基土為黏土，壓縮系數(shù),基底下1.2m處為不可壓縮的巖層。試計(jì)算基礎(chǔ)的最終沉降量。6. 某地基中一飽和黏土層厚度為4m，頂、底面均為粗砂層，黏土層的平均豎向固結(jié)系數(shù)，壓縮模量。若在地面上作用大面積均布荷載,試求：（1）黏土層的最終沉降量；（2）達(dá)到最終沉降量之半所需的時(shí)間；

20、（3）若該黏土層下臥不透水層，則達(dá)到最終沉降量之半所需的時(shí)間又是多少？7 某場(chǎng)地均勻填筑大面積填土，填土前從厚度H=2m的正常固結(jié)黏土層的中部取高度h=20mm的試樣進(jìn)行室內(nèi)壓縮試驗(yàn)（固結(jié)試驗(yàn)），測(cè)得土的前期固結(jié)壓力壓縮指數(shù)，初始孔隙比。（1）若在填土荷載作用下黏土層的最終壓縮量為38.6mm，求該土層中部的總應(yīng)力p(自重應(yīng)力與附加應(yīng)力之和)等于多少？（2）若試樣在某級(jí)豎向壓力作用下固結(jié)穩(wěn)定時(shí)的壓縮量為0.34mm，且壓縮量到達(dá)0.17mm時(shí)所需的時(shí)間為t，試估計(jì)在填土荷載作用下，黏土層處于單面排水條件、且固結(jié)度達(dá)到50%時(shí)所需的T為t的多少倍。8. 某飽和黏性土試樣的土粒的相對(duì)密度為2.68

21、,試樣的初始高度為2cm，面積為30.在壓縮儀上做完試驗(yàn)后，取出試樣稱重為109.44g，烘干后重88.44g，試求：（1）試樣的壓縮量是多少？（2）壓縮前后試樣的空隙比改變了多少？（3）壓縮前后試樣的重度改變了多少？9某地基地表至4.5深度內(nèi)為砂土層，4.59.0 m為黏土層，其下為不透水頁巖。地下水位距地表2.0m。已知水位以上砂土的平均空隙比為0.52,平均飽和度為37%，黏土的含水量為42%，砂土和黏土的相對(duì)密度均為2.65?，F(xiàn)設(shè)計(jì)一基礎(chǔ)，基礎(chǔ)底面位于地表以下3m處。建筑物荷載在黏土層頂面和底面產(chǎn)生的附加應(yīng)力分別為100kPa和40kPa，從固結(jié)試驗(yàn)中得知黏土層對(duì)應(yīng)于50、100、20

22、0kPa固結(jié)壓力的空隙比分別為1.02、0.922、0.828。試求該黏土層可能產(chǎn)生的最終沉降量。10由于建筑物傳來的荷載，地基中某一飽和黏土層產(chǎn)生梯形分布的豎向附加應(yīng)力，該層頂面和底面的附加應(yīng)力分別為和，頂?shù)酌嫱杆ㄒ妶D6-34），土層平均。試求該土層的最終沉降量；當(dāng)達(dá)到最終沉降量之半所需的時(shí)間；當(dāng)達(dá)到120mm沉降所需的時(shí)間；如果該飽和黏土層下臥不透水層，則達(dá)到1230mm 沉降所需的時(shí)間。                 

23、;                                          第四章參考答案: 一填空題1附加應(yīng)力、自重應(yīng)力2總應(yīng)力=有效應(yīng)力+孔隙水壓力u 、 變形、 強(qiáng)

24、度 、增大 、減小  3固結(jié)度（固結(jié)比、固結(jié)百分?jǐn)?shù)） 二選擇題1 .D  2 .B  3 .B  4 .C  5 .B  6 .C  7 .B 8 .C  9 .C  10 .A  11 .C  12 .B   13. C  14. C15 .B  16 .C  17 .D  18 .A  三判斷改錯(cuò)題1×，改“偏大”為“偏小”。2×，改“角點(diǎn)”為“中心點(diǎn)”3×，應(yīng)取與土層自重

25、應(yīng)力平均值相對(duì)應(yīng)的孔隙比4×，對(duì)一般土，應(yīng)為；在該深度以下如有高壓縮性土，則應(yīng)繼續(xù)向下計(jì)算至處。5×，壓縮模量應(yīng)按實(shí)際應(yīng)力段范圍取值。67×，沉降偏大的原因時(shí)因?yàn)閺椥粤W(xué)公式時(shí)按均質(zhì)的線性變形半空間的假設(shè)得到的，而實(shí)際上地基常常是非均質(zhì)的成層土。89×，土的軟硬與其應(yīng)力歷史五必然聯(lián)系。1011×，有效應(yīng)力不斷增加，而孔隙水壓力不斷減小。1213×，改“120”為“75。14四簡(jiǎn)答題1.【答】   不能。利用彈性力學(xué)公式估算最終沉降量的方法比較簡(jiǎn)便，但這種方法計(jì)算結(jié)果偏大。因?yàn)榈牟煌?.【答】  

26、; 固結(jié)變形有效自重應(yīng)力引起。3.【答】  當(dāng)基礎(chǔ)埋置在透水的可壓縮性土層上時(shí)： 地下水下降，降水使地基中原水位以下的有效資中應(yīng)力增加與降水前比較猶如產(chǎn)生了一個(gè)由于降水引起的應(yīng)力增量，它使土體的固結(jié)沉降加大，基礎(chǔ)沉降增加。  地下水位長(zhǎng)期上升（如筑壩蓄水）將減少土中有效自重應(yīng)力。是地基承載力下降，若遇見濕陷性土?xí)鹛?。?dāng)基礎(chǔ)埋置在不透水的可壓縮性土層上時(shí)：當(dāng)?shù)叵滤幌陆?，沉降不變。地下水位上升，沉降不變?.【答】  引起基礎(chǔ)沉降的主要原因是基底附加壓力，附加壓力大，沉降就大。  （<20）  因而當(dāng)基礎(chǔ)面積相同時(shí)，其他條件

27、也相同時(shí)。基礎(chǔ)埋置深的時(shí)候基底附加壓力大，所以沉降大。當(dāng)埋置深度相同時(shí)，其他條件也相同時(shí)，基礎(chǔ)面積小的基底附加應(yīng)力大，所以沉降大。5.【答】在研究沉積土層的應(yīng)力歷史時(shí)，通常將先期固結(jié)壓力與現(xiàn)有覆蓋土重之比值定義為超固結(jié)比。超固結(jié)比值等于1時(shí)為正常固結(jié)土6.【答】   不相同，因?yàn)閴嚎s性指標(biāo)不同。7.【答】對(duì)于軟粘土，尤其是土中含有一些有機(jī)質(zhì)，或是在深處可壓縮壓縮土層中當(dāng)壓力增量比（指土中附加應(yīng)力與自重應(yīng)力之比）較小的情況下，此壓縮沉降必須引起注意。其它情況可以不考慮次壓縮沉降。8.【答】   飽和土中任一點(diǎn)的總應(yīng)力總是等于有效應(yīng)力加上孔隙水壓力；或是有效

28、應(yīng)力總是等于總應(yīng)力減去孔隙水壓力。此即飽和土中的有效應(yīng)力原理。土中的附加應(yīng)力是指有效應(yīng)力。9.【答】   一維固結(jié)理論的基本假設(shè)如下：   （1）土層是均質(zhì)、各向同性和完全飽和的；   （2）土粒和孔隙水都是不可壓縮的（3）土中附加應(yīng)力沿水平面是無限均勻分布的，因此土層的固結(jié)和土中水的滲流都是豎向的；（4）土中水的滲流服從于達(dá)西定律（5）在滲透固結(jié)中，土的滲透系數(shù) k和壓縮系數(shù) 都是不變的常數(shù)（6）外荷是一次驟然施加的，在固結(jié)過程中保持不變（7）土體變形完全是由土層中超孔隙水壓力消散引起的建立一維固結(jié)微分方程 然后

29、、然后根據(jù)初始條件和邊界條件求解微分方程得出解析解。10.【答】 對(duì)于豎向排水情況，由于固結(jié)變形與有效應(yīng)力成正比，所以某一時(shí)刻有效應(yīng)力圖面積和最終有效應(yīng)力圖面積之比值稱為豎向平均固結(jié)度荷載一次瞬時(shí)施加情況的平均固結(jié)度：一級(jí)或多級(jí)加載時(shí)的平均固結(jié)度：五計(jì)算題1解：（1）     l                 l        

30、0;           該土屬高壓縮性土。l        （2）l             l           l 2  解：       &

31、#160; l 基底附加壓力： l      l 粘土層的平均自重應(yīng)力：l                l 平均自重應(yīng)力與附加應(yīng)力之和:l                l 查表5-9根據(jù)內(nèi)插法計(jì)算得l 基礎(chǔ)最終沉降量：l     

32、60;           l 2  解： 未下降前淤泥層的平均自重應(yīng)力：l          l 水位下降2m后淤泥層的平均自重應(yīng)力：l           l 自重應(yīng)力增量：l           l 淤泥層的最終壓縮量：l

33、          l  l  4解： l          l          l  l  5解 ：l           l 6  解：（1）l （2）因?yàn)楦鶕?jù)平均固結(jié)度與時(shí)間因數(shù)的關(guān)系曲線l  

34、;    l            l （3）l 7解：（1）因?yàn)閷儆谡９探Y(jié)土，所以黏土層的平均自重應(yīng)力l 由               l 得            l    

35、0;         l                         l         （2）試樣的固結(jié)度，在固結(jié)試驗(yàn)中試樣為雙面排水，最遠(yuǎn)排水距離；而黏土層處于單面排水，最遠(yuǎn)排水距離l ，附加應(yīng)力為矩形分布，故有

36、l                                l                     

37、l 8解：試樣壓縮前：l 試樣體積：l 干密度：l 孔隙比：飽和密度： l 試樣質(zhì)量：l  l        試樣壓縮后：l 擠出水的質(zhì)量：l 擠出水的體積：l 干密度：l 孔隙比：l 飽和密度：l （1） 試樣的壓縮量為：l                       l （2）   &

38、#160;                l （3）         9解 砂土層水位以上：                        &