河北地質(zhì)大學(xué) 土力學(xué)試卷

1、石家莊經(jīng)濟(jì)學(xué)院土質(zhì)學(xué)與土力學(xué)綜合測(cè)試卷A試題 A卷題 序一二三四五六七總 分得 分閱卷人專業(yè) 班 學(xué)號(hào) 姓名一、 填空題（每空1分，共30分）1顆粒級(jí)配曲線越 ，不均勻系數(shù)越 ，顆粒級(jí)配越 。為獲得較大密實(shí)度，應(yīng)選擇級(jí)配 的土粒作為填方。2滲透力（即動(dòng)水壓力）是 對(duì) 的壓力，滲透力的表達(dá)式是 ， 產(chǎn)生流砂大條件是 。3飽和粘土的沉降由 、 、 沉降組成，計(jì)算這幾部分沉降時(shí)，其壓縮性指標(biāo)要分別采用 、 、 。 4壓縮系數(shù)a= ,a1-2表示壓力范圍p1= ，p2= 的壓縮系數(shù)，工程上常用a1-2來(lái)評(píng)價(jià)土的壓縮性的高低。當(dāng) 屬低壓縮性土，當(dāng) 時(shí)屬中等壓縮性土，當(dāng) 時(shí)屬高壓縮性土。5粘性土抗剪強(qiáng)度庫(kù)

2、侖定律的總應(yīng)力的表達(dá)式f= ，有效應(yīng)力的表達(dá)式f= 。6地基為厚粘土層，施工速度快，應(yīng)選擇 抗剪強(qiáng)度指標(biāo)。7擋土墻常見(jiàn)的形式有 、 、 、 等，采用的材料有 、 、 等。二、簡(jiǎn)答題（每題6分，共30分）1、 何謂土的不均勻系數(shù)？寫(xiě)出其表達(dá)式并加以解釋。其工程意義如何？2、 簡(jiǎn)述地基中豎向應(yīng)力的 分布規(guī)律？3、 為什么可以說(shuō)土的壓縮變形實(shí)際上是土的孔隙體積大減??？4、 直剪試驗(yàn)和三軸試驗(yàn)的優(yōu)缺點(diǎn)？5、 影響土壓力的因素有哪些？其中最主要的影響因素是什么？三、計(jì)算題（每題10分，共40分）1、某構(gòu)筑物基礎(chǔ)如圖所示，在設(shè)計(jì)地面標(biāo)高出作用有偏心荷載680KN，偏心距1.31m，基礎(chǔ)埋深為2m，底面尺寸

3、為4m*2m，試求基底平均壓力p和邊緣最大壓力Pmax，并繪制沿偏心方向的基底壓力分布圖。2、某地基中一飽和粘土層厚4m，頂?shù)酌婢鶠榇稚皩?，粘土層的平均豎向固結(jié)系數(shù)Cv=9.64*103cm2/年，壓縮系數(shù)Es=4.82Mpa,若在地面上作用大面積均布荷載p0=200kpa, 雙面排水，已知Tv=0.1952，試求：（1）粘土層的最終沉降量（2）達(dá)到最終沉降量之半所需的時(shí)間（3）若該粘土層下臥不透水層，則最終沉降量之半所需的時(shí)間又是多少？3、某一施工現(xiàn)場(chǎng)需要填土，基坑的體積為2000m3，土方來(lái)源是從附近土丘開(kāi)挖，經(jīng)勘察，土的比重為2.70,含水量為15%，孔隙比為0.60，要求填土的含水量為

4、17%，干密度為17.6KN/m3，問(wèn)：取土場(chǎng)土的重度、干重度和飽和度是多少？應(yīng)從取土場(chǎng)開(kāi)采多少方土？碾壓時(shí)應(yīng)灑多少水？填土的孔隙比是多少？4、設(shè)砂土地基中一點(diǎn)的大小主應(yīng)力分別為500kpa和180kpa,其內(nèi)摩擦角=36度，求：（1）該點(diǎn)最大剪應(yīng)力是多少？最大剪應(yīng)力面上的法向應(yīng)力又為多少？（2）此點(diǎn)是否已達(dá)到極限平衡狀態(tài)？為什么？（3）如果此點(diǎn)未達(dá)到極限平衡，令大主應(yīng)力不變，而改變小主應(yīng)力，使該點(diǎn)達(dá)到極限平衡狀態(tài)，這時(shí)小主應(yīng)力應(yīng)為多少？石家莊經(jīng)濟(jì)學(xué)院土質(zhì)學(xué)與土力學(xué)綜合測(cè)試卷A試題 B卷題 序一二三四五六七總 分得 分閱卷人專業(yè) 班 學(xué)號(hào) 姓名一、 填空題（每空1分，共30分）1塑性指標(biāo)Ip=

5、 ，它表明粘性土處于可塑狀態(tài)時(shí) 的變化范圍，它綜合反映了 、 等因素。因此規(guī)范規(guī)定： 為粉質(zhì)粘土， 為粘土。2粘性土的液性指標(biāo)IL= ，它的正負(fù)、大小表征了粘性土的 狀態(tài)，規(guī)范按IL將粘性土的狀態(tài)劃分 ， ， ， ， 。3 應(yīng)力不引起地基沉降， 應(yīng)力引起地基沉降， 在 、 等情況下也會(huì)引起地面沉降。4超固結(jié)比OCR指的是 和 之比；根據(jù)OCR的大小可把粘性土分為 、 、 三類；OCR<1大粘性土屬 土。5某工程施工工期較長(zhǎng)，能固結(jié)排水，當(dāng)工程完工后，使用荷載短期內(nèi)突增，宜選擇 試驗(yàn)的抗剪強(qiáng)度。6土體中的剪應(yīng)力等于土的抗剪強(qiáng)度時(shí)的臨界狀態(tài)稱之為土的 狀態(tài)。7計(jì)算被動(dòng)土壓力時(shí)，庫(kù)侖理論假設(shè)破

6、裂面為一 ，實(shí)際為一 ，因此計(jì)算結(jié)果誤差較大，而用朗肯土壓力計(jì)算值 ，偏于 ，因此一般采用朗肯理論。二、簡(jiǎn)答題（每題8分，共40分）1、 土的結(jié)構(gòu)劃分哪幾種，簡(jiǎn)述每種結(jié)構(gòu)土體的特點(diǎn)。2、 簡(jiǎn)述影響土中應(yīng)力分布的因素。3、 簡(jiǎn)述太沙基一維固結(jié)理論的基本假設(shè)？4、 為什么規(guī)范法計(jì)算地基最終沉降量比分層總和法所得結(jié)果更接近實(shí)際值？5、 墻后積水對(duì)擋土墻有何危險(xiǎn)？三、計(jì)算題（每題10分，共40分）1、某土層厚5m，原自重壓力p1=100Kpa?，F(xiàn)在考慮在該土層上建造建筑物，估計(jì)會(huì)增加壓力 p=150kpa.求該土層的壓縮變形量為多少？取土作壓縮試驗(yàn)結(jié)果如下：P(kpa)050100200300400e

7、1.4061.2501.1200.9900.9100.8502、某土層地質(zhì)情況如下：第一層：粉質(zhì)粘土，厚4m，重度 =16.5KN/m3第二層：粘土，厚3m，重度=18.5KN/m3第三層：砂土，厚2m，地下水位在地面以下7m出，該土層的重度sat=20.0 KN/m3求各土層分界面出土的自重應(yīng)力，并繪制自重應(yīng)力分布圖形。3、一飽和粘性土試樣在三軸儀中進(jìn)行固結(jié)不排水試驗(yàn)，施加周圍壓力3=200kpa，試件破壞時(shí)的主用力差1-3 =300kpa，測(cè)得孔隙水壓力u=175kpa，整理試驗(yàn)結(jié)果得有效內(nèi)摩擦角=30度，有效粘聚力C=72.3kpa，試求破壞面上的法向應(yīng)力和剪應(yīng)力以及試件中的最大剪應(yīng)力，

8、并計(jì)算說(shuō)明為什么破壞面不發(fā)生在最大剪應(yīng)力大作用面上。4、某擋土墻高5m,假定墻背垂直和光滑，墻后填土面水平，填土的粘聚力c=11kpa,內(nèi)摩擦角=20°，重度=18kn/m3,試求出墻背主動(dòng)土壓力分布圖形和主動(dòng)土壓力的合力。石家莊經(jīng)濟(jì)學(xué)院土質(zhì)學(xué)與土力學(xué)綜合測(cè)試卷A答案試題A卷一、填空題1平緩（陡），大（小），好（差），良好。2滲流水，土骨架，GD=i,自下而上的滲透力超過(guò)土的有效重度。3瞬時(shí)沉降、固結(jié)沉降、次固結(jié)沉降，彈性模量、壓縮模量、次壓縮系數(shù)。4-de/dp、100Kpa、200Kpa、a1-20.1Mpa-1、0.1a1-20.5Mpa-1、a1-20.5Mpa-15c+ta

9、n、c+(-µ) tan6快剪7重力式，懸臂式，扶臂式，拉錨式，塊石，素混凝土，鋼筋混凝土二、簡(jiǎn)單題1、何謂土的不均勻系數(shù)是指工程上用來(lái)反映顆粒級(jí)配的不均勻程度的一個(gè)量，用KU或CC表示。其計(jì)算表達(dá)式為：KU=d60/d10式中：d60小于某粒徑的土粒質(zhì)量占土總質(zhì)量60%時(shí)的粒徑，該粒徑稱為限定粒徑；d10小于某粒徑的土粒質(zhì)量占土總質(zhì)量10%時(shí)的粒徑，該粒徑稱為有效粒徑。工程上，把KU<5的土看作均勻的，即級(jí)配不好，把KU>10的土看作不均勻，即級(jí)配良好。在填土工程中，可根據(jù)不均勻系數(shù)KU值來(lái)選擇土料，KU較大的土，顆粒不均勻，可獲得較大的密實(shí)度，也易于夯實(shí)。2、（1）

10、的分布范圍相當(dāng)大，它不僅分布在荷載面積之內(nèi)，而且還分布到荷載面積之外。（2）在離基礎(chǔ)底面不同深度z處各個(gè)水平面上，以基底中心點(diǎn)下軸線處的 為最大，離開(kāi)中心軸線愈遠(yuǎn)的點(diǎn) 越小。（3）在荷載分布范圍內(nèi)任意點(diǎn)豎直線上的值，隨著深度增大逐漸減小。（4）方形荷載所引起的 ，其影響深度要比條形荷載小得多。3、土體由固體顆粒、水、氣體三部分組成，在外界壓力作用下，土顆粒發(fā)生相對(duì)位移，土中水和氣體從孔隙中排出，使孔隙體積減小，從而使土體發(fā)生壓縮變形，可見(jiàn)，土的壓縮變形實(shí)際上是土的孔隙體積大減小。4、直剪試驗(yàn)：優(yōu)點(diǎn)：直剪儀構(gòu)造簡(jiǎn)單，操作簡(jiǎn)單，在一般工程中應(yīng)用廣泛。缺點(diǎn)：a.不能嚴(yán)格控制排水條件，不能量測(cè)試驗(yàn)過(guò)程

11、中試樣的孔隙水壓力。b.剪切面不是沿土樣最薄弱的面剪切破壞。c.剪切過(guò)程中剪切面上的剪應(yīng)力分布不均勻，剪切面積隨剪切位移的增加而減小。三軸試驗(yàn)：優(yōu)點(diǎn)：a. 能嚴(yán)格控制排水條件，從而量測(cè)試驗(yàn)過(guò)程中試樣的孔隙水壓力，以測(cè)定獲得土中有效應(yīng)力的變化情況。 b. 試樣中的應(yīng)力分布不均勻，所以，試驗(yàn)效果比直剪試驗(yàn)成果更可靠、準(zhǔn)確。缺點(diǎn)：a.試驗(yàn)儀器較復(fù)雜，操作技術(shù)要求高，且試樣制備比較麻煩。 b.試驗(yàn)是在軸對(duì)稱情況下進(jìn)行的。5、影響土壓力的因素有很多，如擋墻的高度、墻背的形狀、傾斜度以及填料大物理力學(xué)性質(zhì)，填土面的坡度及荷載情況，擋土墻的位移大小和方向，支撐的位置，填土的施工方法等。三、計(jì)算題1、p=12

12、5KN；Pmax=483.1KN2、s=166mm；t=0.81年；t2=3.24年3、 =16.875（KN/m3），=19.406（KN/m3），67.5%；V1=2085.9m3；e2=0.534，加水703.9878KN4、 max=160kpa; =340kpa; 未達(dá)到極限平衡狀態(tài); 3f=129.8kpa試題B卷一、填空題1Ip=wl-wp，含水量，粘粒的量、粘土礦物，10Ip17，Ip172Il =（wl-wp）/ Ip，軟硬，堅(jiān)硬、硬塑，可塑，軟塑，流塑。3自重、附加、自重應(yīng)力、次固結(jié)土層、地下水位下降、大面積堆土。4先期固結(jié)壓力、現(xiàn)在土的自重應(yīng)力、正常固結(jié)土、超固結(jié)土、欠固

13、結(jié)土、欠固結(jié)土。5固結(jié)快剪6極限平衡7平面，曲面，大，安全二、簡(jiǎn)答題1、散粒結(jié)構(gòu)：土的粒徑較大，彼此之間無(wú)連結(jié)力或只有微弱的連結(jié)力，土粒呈棱角狀、表面粗糙。蜂窩結(jié)構(gòu)：土的粒徑較小、顆粒間的連接力強(qiáng)，吸引力大于其重力，土粒停留在最初的接觸位置上不再下沉。絮狀結(jié)構(gòu)：土粒較長(zhǎng)時(shí)間在水中懸浮，單靠自身中重力不能下沉，而是由膠體顆粒結(jié)成棉絮狀，以粒團(tuán)的形式2、(1)非線性材料的影響，土體實(shí)際是非線性材料的影響，對(duì)豎向應(yīng)力計(jì)算值有影響；（2）成層地基的影響，天然土層大松密、軟硬程度往往不相同，變形特性可能差別較大，如可壓縮土層覆蓋在剛性巖層上；（3）變形模量歲深度增大的影響；（4）各向異性的影響，由于天然

14、沉積土因沉積條件和應(yīng)力狀態(tài)不同，在水平方向和垂直方法的E就不同，土的各向異性也會(huì)影響土層中的附加應(yīng)力分布。3、（1）土是均質(zhì)、各向同性和完全飽和；（2）土粒和孔隙水都是不可壓縮的；（3）外荷載是在一次在瞬間施加的；（4）土中附加應(yīng)力沿水平面是無(wú)限均勻分布的，因此土層大壓縮和土中水的滲流都是一維的；（5）土中水的滲流服從達(dá)西定律；（6）在滲透固結(jié)中，土的滲透系數(shù)k和壓縮系數(shù)a都是不變的。4、分層總和法在計(jì)算中假定地基土無(wú)側(cè)向變形，這只有當(dāng)基礎(chǔ)面積較大，可壓縮土層較薄時(shí)，才較符合上述假設(shè)。一般情況下，將使計(jì)算結(jié)果偏小。另一方面，計(jì)算中采用基礎(chǔ)中心點(diǎn)下的附加應(yīng)力，并把基礎(chǔ)中心點(diǎn)大沉降作為整個(gè)基礎(chǔ)的平

15、均沉降，又會(huì)使計(jì)算結(jié)果偏大。再加上許多其它因素造成的影響，如土層非均勻性對(duì)附加應(yīng)力的影響等等。規(guī)范法引入經(jīng)驗(yàn)系數(shù)對(duì)各種因素造成的沉降計(jì)算誤差進(jìn)行修正，以使結(jié)果更接近實(shí)際值。所以，規(guī)范法計(jì)算地基最終沉降量比分層總和法所得結(jié)果更接近實(shí)際值5、沒(méi)有采取排水措施，或者排水措施失效，是擋土墻倒塌的重要原因之一，因?yàn)閾跬翂o(wú)排水措施或者排水措施失效，必然會(huì)導(dǎo)致雨天地表水流入填土中而排不出去，從而使填土的抗剪強(qiáng)度降低，并產(chǎn)生水壓力的作用，使作用在擋土墻上的側(cè)壓力增大，使擋土墻失穩(wěn)。三、計(jì)算題1、s=40cm2、cz1=66Kpa；cz2=121.5Kpa；cz3=141.5Kpa3、=275kpa；=130

16、kpa；max=150kpaq；=100kpa<f=130kpa4、 主動(dòng)土壓力系數(shù)Ks=0.488;主動(dòng)土壓力墻頂處：-15.36kpa主動(dòng)土壓力墻底處：28.56kpa；臨界深度z0=1.75m；主動(dòng)土壓力Ea=46.41KN/mx=1.0石家莊經(jīng)濟(jì)學(xué)院土質(zhì)學(xué)與土力學(xué)綜合測(cè)試卷B 題 序一二三四五六七總 分得 分閱卷人專業(yè) 班 學(xué)號(hào) 姓名一、名詞解釋（24分）粒度成分壓縮定律 滲透固結(jié) 角點(diǎn)法 主動(dòng)土壓力 臨塑荷載二、填空（16分）1按“建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范”分類法，若粒徑d>0.075mm的含量<50%，且塑性指數(shù)IP10，則土的名稱定為 ；若IP>10，則土的名

17、稱定為 。2土層在歷史上經(jīng)受過(guò)的最大有效固結(jié)壓力，稱為土的 ；通常根據(jù)土的 值，可將天然土層分為 ， 和 三種不同的狀態(tài)。3修建建筑物后，由建筑物荷重對(duì)基底所增加的那部分壓力，稱為 。其與基底壓力之間的關(guān)系可表示為 。4剪切過(guò)程中，無(wú)粘性土的體積發(fā)生變化的性質(zhì)為無(wú)粘性土的 。5砂粒組的粒徑是 mm，粉粒組的粒徑是 mm，粘粒組的粒徑是 mm。6三大類粘土礦物的親水性與脹縮性有強(qiáng)到弱的順序?yàn)?。三、簡(jiǎn)述題（30分）1 分層總和法計(jì)算地基最終沉降量的基本原理與步驟（10分）。2 確定地基容許承載力的方法（10分）。3 三軸剪切試驗(yàn)與直接剪切試驗(yàn)各自的優(yōu)缺點(diǎn)（10分）。四、作圖與計(jì)算（30分）1 試

18、繪制正常固結(jié)土的現(xiàn)場(chǎng)e-lgP曲線（10分）2 如圖所示，在大面積均布荷載p作用下，土中M點(diǎn)引起的附加應(yīng)力為z，測(cè)管水位高出地下水位h，分別寫(xiě)出M點(diǎn)處自重應(yīng)力與附加應(yīng)力作用下的有效應(yīng)力與孔隙水壓力。（10分）。3  已知某粘性土樣天然密度=2.00g/cm3，含水量=20%，土粒比重Gs=2.70，求該土樣的干密度，孔隙比，飽和度。（10分） 石家莊經(jīng)濟(jì)學(xué)院土質(zhì)學(xué)與土力學(xué)綜合測(cè)試卷B答案一、名詞解釋1粒度成分：土中不同粒組以占干土總質(zhì)量的百分比表示的相對(duì)含量。2壓縮定律：在壓力變化范圍不大時(shí)，孔隙比的變化（減少值）與壓力的變化值（增加值）成正比。3滲透固結(jié)：土體中由附加應(yīng)力引起的超靜水壓力隨時(shí)間逐漸消散，附加應(yīng)力轉(zhuǎn)移到土骨架上，骨架上的有效應(yīng)力逐漸增加，土體發(fā)生固結(jié)的過(guò)程稱為滲透固結(jié)。4角點(diǎn)法：利用角點(diǎn)下的應(yīng)力計(jì)算公式和應(yīng)力疊加原理推求地基中任意點(diǎn)的附加應(yīng)力的方法稱為角點(diǎn)法。5主動(dòng)土壓力：當(dāng)擋土墻沿墻趾向離開(kāi)填土方向轉(zhuǎn)動(dòng)或平行移動(dòng)位移量達(dá)到一定量時(shí)，滑動(dòng)面上的剪應(yīng)力等于抗剪強(qiáng)度，墻后土達(dá)到主動(dòng)極限平衡狀態(tài)，填土中開(kāi)始出現(xiàn)滑動(dòng)面，這時(shí)作用在墻背上的土壓力就稱為主動(dòng)土壓力。6臨塑荷載：地基中剛開(kāi)始出現(xiàn)塑性區(qū)的荷載。二、填空題1粉土 粘性土2前期固結(jié)壓力 超固結(jié)比OCR 正常固結(jié)土 超固結(jié)土 欠固結(jié)土3基底附