土力學期中考試及答案

1、土力學測試（12年11月12日上午）一、名詞解釋 1 管涌答：管涌是滲透變形的一種形式指在滲流作用下土體中的細土粒在粗土顆粒形成的空隙中發(fā)生移動并被帶出的現(xiàn)象。2. 先期固結應力答：土在歷史上曾受到的最大有效應力稱為先期固結應力。3. 塑性指數答：液限和塑限之差的百分數（去掉百分數）稱為塑限指數，用Ip表示，取整數，即：Ip=wLWp。塑性指數是表示處在可塑狀態(tài)的土的含水率變化的幅度。4. 靈敏度答：靈敏度為原狀試樣的無側限抗壓強度與相同含水率下重塑試樣的無側限抗壓強度之比。5. 超固結比答：把土在歷史上曾經受到的最大有效應力稱為前期固結應力，以pc表示；而把前期固結應力與現(xiàn)有應力po之比稱為

2、超固結比OCR，對天然土，OCR>1時，該土是超固結土，當OCR1時，則為正常固結土。6. 壓縮系數：單位壓力增量引起的孔隙比的改變，即壓縮曲線的割線的坡度，用于表征土的壓縮性高低。av（e1-e2）/（p1-p2），式中e為壓縮曲線上與相應的p值對應的孔隙比。7. 不均勻系數：不均勻系數Cud60/d10，式中：d60、d10為粒徑分布曲線上小于某粒徑的土粒含量分別為60%和10%時所對應的粒徑。它用于衡量土中土粒的均勻程度。8. 相對密實度相對密實度Dr是用來衡量無粘性土的松緊程度，它是以該無粘性土自身最松和最密兩種極限狀態(tài)作為判別的基準，其定義為。(2): 無粘性土處在最松狀態(tài)時的

3、空隙比,: 無粘性土處在最密狀態(tài)時的空隙比.9. 滲透系數 答：當水力坡降為1的時候所對應的流速，即中i=1時的v對應著滲透系數二、簡答題 (共26分)1. 下列說法是否正確？并說明原因?！帮柡屯恋墓探Y主要是由于孔隙水的滲透排出，因此當固結完成時，孔隙水應力全部消散為零，孔隙中的水也全部排干了。” （6分）答：該說法不正確 （2分）因為：飽和土體的固結過程是指土體中各點的超靜孔隙水應力不斷消散，附加有效應力相應增加的過程，或者說是超靜孔隙水應力逐漸轉化為附加有效應力的過程。固結完成是指超靜孔隙水應力消散為零，并不是指總孔隙水應力，實際上總孔隙水應力包括靜孔隙水應力和超孔隙水應力之和，因此即使固

4、結完成，靜孔隙水應力仍然存在，不會發(fā)生孔隙中水全部排干的現(xiàn)象。 （4分）2. 簡述用分層總和法求基礎沉降的方法步驟。(6分)答：1 根據作用在基礎上的荷載的性質，計算基底壓力和分布 2 將地基分層 3 計算地基中土的自重應力分布 4 計算地基中垂向附加應力分布 5 按算術平均求各分層平均自重應力和平均附加應力 6 求第I層的壓縮量 7 將各個分層的壓縮量累加，得到地基的總的沉降量. 3. 什么是有效應力原理？圖中，地基土濕重度、飽和重度和浮重度分別為、和，水重度，M點的測壓管水柱高如圖所示。寫出M點總應力、孔隙水應力、有效應力、自重應力的計算式。答：由外荷在研究平面上引起的法向總應力為，那么它

5、必由該面上的孔隙力u和顆粒間的接觸面共同分擔，即該面上的總法向力等于孔隙力和顆粒間所承擔的力之和，即=u。 M點總應力： M點孔隙水應力： M點有效應力： M點自重應力： 4.     其它條件相同情況下，超固結粘土的沉降一定小于正常固結粘土的沉降嗎？為什么？是的。因為和正常固結粘土相比，超固結粘土孔隙比比正常固結土小，如果現(xiàn)有有效應力相同，則在某荷載增量作用下，超固結土是沿再壓縮曲線壓縮，而正常固結土沿壓縮曲線壓縮。由于同一土質，再壓縮曲線肯定比壓縮曲線緩，即再壓縮指數比壓縮指數小，因此，超固結粘土沉降比正常固結土小。三、計算題(共 47 分)1、用環(huán)

6、刀法取地下水位以下的土樣196.8g，其中環(huán)刀質量為80g，環(huán)刀體積為60cm3，測出其土粒比重為2.70。計算土樣的飽和度、飽和重度、干重度、孔隙比和含水率。（12分）解：純土樣的質量為m=196.8-80=116.8g V=60cm3 Gs=2.7 密度=116.8/60=1.947g/ cm3飽和重度 （2分）因為土樣為地下水位以下，所以其飽和度Sr=100% （2分）又因為 所以0.947=1×(2.7-1)(1-n) 得到n=44.29%孔隙率n=44.29%, 又因為孔隙比, 所以e=0.795 （2分）含水率 （2分）干重度 （2分）2 . 某砂土地基中間夾有一層厚2m

7、的正常固結粘土層。地下水位在地面以下2m深處。砂土層的飽和重度21kN/m3，濕重度19kN/m3。粘土層的天然孔隙比1.0，飽和重度20kN/m3，壓縮指數Cc=0.4，固結系數Cv=2.0×10-4層cm/s。今在地面大面積堆載100kPa。（1）堆載施加瞬時，測壓管水頭高出地下水位多少米？（2） 粘土層壓縮穩(wěn)定后，圖中h 等于多少米？（3）試計算粘土層的最終壓縮量（不必分層）。（4） 堆載施加30天后，粘土層壓縮量為多少？（假定土層平均固結度可用確定）（12分）解：（1）（對飽和土，B1）加載瞬時，孔隙水承擔所有附加應力kPa m (2) 壓縮穩(wěn)定后，超孔隙水應力完全消散 h=

8、0 (3) kPa kPa kPa m (4) St=U * S=0.29*15=4.35cm3. 地基內某點的大主應力為500KPa，小主應力為200KPa。已知土的凝聚力為c=20Kpa，內摩擦角=30°。判斷該點是否達到破壞狀態(tài)。解：1=500kpa3=200kpa 令 1f=500 kpa3ftg2(45-ø2)-2c×tg(45-ø2)500×tg2(45-302)-2×20×tg(45-302)500×0.33340×0.577143.6kPa 3f3所以該點穩(wěn)定 4 .有一矩形基礎，尺寸如圖

9、示，基底壓力p=200kPa，若已知基礎角點下深度為z=2處的附加應力Z47.2kPa，試問基礎中點處O以下深度為 z=1處的附加應力Z為多少解： M點下： m= 6 / 4=3 / 2 n=2 / 4=1 / 2 O點： m=3/2 n=1/2 5 . 如圖為一堆場地基剖面，砂土層厚度3m，粘土層厚度3m，其下為不透水層。地下水位在地面以下2m。在堆場表面施加了150kPa大面積堆載。粘土層壓縮e-p曲線如圖所示。（1）試計算粘土層最終將產生的壓縮量；（2）從粘土層中心取出一個試樣做固結試驗（試樣厚度2cm，上下均放透水石），測得當固結度達到80時需要7min，求當天然粘土層的固結度達到80時需要多少天。解：（1）17.5*2+10*1+10*1.560 kPa p1=60 kPa p2=