級(jí)土力學(xué)復(fù)習(xí)題

1、10級(jí)土力學(xué)復(fù)習(xí)題一、填空1土的結(jié)構(gòu)分為單粒結(jié)構(gòu)、蜂窩結(jié)構(gòu)和絮凝結(jié)構(gòu)三種。2土的基本指標(biāo)包括土的密度、土粒相對(duì)密度和土的含水量，在試驗(yàn)室中分別用環(huán)刀法、比重瓶法和烘干法來(lái)測(cè)定。3土的密度是質(zhì)量與單位體積之比。4顆粒級(jí)配曲線越 平緩（陡） ，不均勻系數(shù)越 大（?。?，顆粒級(jí)配越 好（差） 。為獲得較大密實(shí)度，應(yīng)選擇級(jí)配 良好 的土粒作為填方。5室內(nèi)壓縮試驗(yàn)時(shí),土樣是在完全側(cè)限情況下受壓,通過(guò)試驗(yàn)可測(cè)得壓縮系數(shù)、壓縮模量和變形模量等壓縮性指標(biāo)。6計(jì)算基礎(chǔ)沉降時(shí)是以基底中心點(diǎn)以下土中附加應(yīng)力為代表值。地基為厚粘土層，施工速度快，應(yīng)選擇 快剪 抗剪強(qiáng)度指標(biāo)。77塑性指標(biāo) ，它表明粘性土處于可塑狀態(tài)時(shí)含

2、水量的變化范圍，它綜合反映了粘粒的量、粘土礦物等因素。因此規(guī)范規(guī)定： 10Ip17 為粉質(zhì)粘土， Ip17 為粘土。8粘性土的液性指標(biāo)，它的正負(fù)、大小表征了粘性土的軟硬狀態(tài)。規(guī)范按IL將粘性土的狀態(tài)劃分堅(jiān)硬、硬塑、可塑、軟塑、流塑。9.影響擋土墻土壓力大小的最主要因素是擋土墻位移量和位移方向 .10.當(dāng)墻后填土處于主動(dòng)朗金狀態(tài)時(shí),破裂面與水平面的夾角是 .當(dāng)處于被動(dòng)朗金狀態(tài)時(shí)，破裂面與水平面的角是 。11、固結(jié)度是指地基在固結(jié)過(guò)程中任一時(shí)刻的固結(jié)沉降量與其最終沉降量之比。12、地基極限承載力是指使地基發(fā)生剪切破壞失去 整體穩(wěn)定 時(shí)的基底壓力，是地基所能承受的 基底壓力極限值。13、影響擋土墻土

3、壓力大小的最主要因素是擋土墻位移量和位移方向 .14、在荷載作用下，建筑物地基的破壞通常是由于承載力不足而引起的剪切破壞，地基剪切破壞的型式可分為整體剪切破壞、局部剪切破壞和沖剪破壞三種。15、朗肯(Rankine)土壓力理論基本假定為 擋土墻的墻背垂直 、擋土墻的墻后填土表面水平、擋土墻的強(qiáng)背光滑。16、在一定壓實(shí)機(jī)械的功能條件下，土最易于被壓實(shí)，并能達(dá)到最大密度時(shí)的含水量，稱為最優(yōu)含水量wop，相應(yīng)的干密度則稱為最大干密rdmax。17、作為建筑地基的巖土，可分為巖石、碎石土、砂土、粉土、粘性土和人工填土六大類(lèi)；18、大量工程實(shí)踐表明，用臨塑荷載Pcr作為地基承載力設(shè)計(jì)值是比較保守和不經(jīng)濟(jì)

4、的。即使地基中出現(xiàn)一定范圍的塑性區(qū)，也不致危及建筑物的安全和正常使用。即工程中允許塑性區(qū)發(fā)展到一定范圍，一般偏心受壓基礎(chǔ)可取 1/3b(基礎(chǔ)寬度) ，中心受壓基礎(chǔ)可取 1/4b(基礎(chǔ)寬度) ，與此相應(yīng)的地基承載力用P1/3、P1/4表示，稱為臨界荷載。19 、淤泥為在靜水或緩慢的流水環(huán)境中沉積，并經(jīng)生物化學(xué)作用形成，其天然含水量大于液限、天然孔隙比大于或等于1.5的粘性土。當(dāng)天然含水量大于液限而天然孔隙比小于1.5但大于或等于1.0的粘性土或粉土為淤泥質(zhì)土。20、壓縮系數(shù)a= -de/dp ,a1-2表示壓力范圍p1= 100KPa ，p2= 200KPa 的壓縮系數(shù)，工程上常用a1-2來(lái)評(píng)價(jià)

5、土的壓縮性的高低。當(dāng) a1-20.1Mpa-1 屬低壓縮性土，當(dāng) 0.1a1-20.5Mpa-1 時(shí)屬中等壓縮性土，當(dāng) a1-20.5Mpa-1 時(shí)屬高壓縮性土。21、飽和粘土的沉降由 瞬時(shí)沉降、固結(jié)沉降、次固結(jié)沉降組成，計(jì)算這幾部分沉降時(shí)，其壓縮性指標(biāo)要分別采用彈性模量、壓縮模量、次壓縮系數(shù)。22、地基為厚粘土層，施工速度快，應(yīng)選擇 快剪 抗剪強(qiáng)度指標(biāo)。23、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 固結(jié)不排水 試驗(yàn)的抗剪強(qiáng)度。24、擋土墻常見(jiàn)的形式有重力式，懸臂式，扶臂式，拉錨式等，采用的材料有塊石，素混凝土，鋼筋混凝土等。25、一般情況下， 自重 應(yīng)力不引

6、起地基沉降， 附加 應(yīng)力引起地基沉降，但自重應(yīng)力在欠固結(jié)土層、地下水位下降、大面積堆土等情況下也會(huì)引起地面沉降。26、超固結(jié)比OCR指的是 先期固結(jié)壓力 和 現(xiàn)在土的自重應(yīng)力 之比；根據(jù)OCR的大小可把粘性土分為正常固結(jié)土、超固結(jié)土、欠固結(jié)土三類(lèi)；OCR<1大粘性土屬 欠固結(jié) 土。27、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 極限平衡 狀態(tài)。28、計(jì)算被動(dòng)土壓力時(shí)，庫(kù)侖理論假設(shè)破裂面為一 平面 ，實(shí)際為一 曲面 ，因此計(jì)算結(jié)果誤差較大，而用朗肯土壓力計(jì)算值 大 ，偏于 安全 ，因此一般采用朗肯理論。二、選擇題1當(dāng)外界條件相同時(shí)主動(dòng)土壓力 B 被動(dòng)土壓力;主動(dòng)土壓力 B 靜止

7、土壓力;被動(dòng)土壓力_ A_靜止土壓力。A:大于; B:小于; C:等于; D:無(wú)法判斷 2砂土土坡的坡角最大只能_ C_內(nèi)摩擦角時(shí),土坡才可以穩(wěn)定(處于極限平衡狀態(tài))A:大于; B:小于; C:等于; D:無(wú)法判斷 3. 在建筑工程上，我們將結(jié)構(gòu)所承受的各種作用傳遞到地基上的結(jié)構(gòu)組成部分稱為 A 。A.基礎(chǔ) B.地基 C.持力層 D.下臥層 4 飽和土的物質(zhì)組成體系是 B 相體系。A.一 B.二 C.三 D.四 5 粘土的粒徑范圍為 C 。A.20.075 B.0.0750.005 C.0.005 D.202 6. 粘性土的塑性指數(shù)為大于 B 的土。A.17 B.10 C.7 D.3 7. 我

8、們把靈敏度大于 A 的土稱為高靈敏度土。A.4 B.3 C.2 D.1 8. 對(duì)于偏心受壓基礎(chǔ)，當(dāng)el/6時(shí)，應(yīng)力分布為 A 。A.三角形 B.梯形 C.矩形 D.鐘形 9. 土粒粒組劃分土層時(shí)，粒組名稱有： ABCD 。 A.塊石 B.碎石 C.砂粒 D.粉粒10. 人工填土根據(jù)其組成和成因，可分為： ABC 。 A.素填土 B.雜填土 C.沖填土 D.建筑垃圾11.當(dāng)基底地基土中即將出現(xiàn)塑性開(kāi)裂區(qū)時(shí)，相應(yīng)的基底載荷為 D 。A、 B、 C、 D、三、名詞解釋題：（共 5 小題，共 15分）1有效應(yīng)力：即粒間接觸應(yīng)力，由土骨架所傳遞的壓力。 2有效應(yīng)力原理：飽和土體的有效應(yīng)力原理就是土體中的

9、總應(yīng)力在任一時(shí)刻有效應(yīng)力和孔隙水壓力之和始終應(yīng)等于飽和土體中的總應(yīng)力。3土的壓縮模量：又稱側(cè)限變形模量，土體在側(cè)限條件下豎向壓應(yīng)力與豎向總應(yīng)變之比。4固結(jié)度：指地基在固結(jié)過(guò)程中任一時(shí)刻的固結(jié)沉降量與其最終沉降量之比。 5地基承載力：指使地基發(fā)生剪切破壞失去整體穩(wěn)定時(shí)的基底壓力，是地基所能承受的基底壓力極限值。6土的顆粒級(jí)配：土顆粒的大小及其組成情況，通常以土中土顆粒各個(gè)粒組的相對(duì)含量（各粒組占土粒總量的百分?jǐn)?shù)）來(lái)表示。7砂土液化由于孔隙水壓力上升,有效應(yīng)力減小所導(dǎo)致的砂土從固態(tài)到液態(tài)的變化,飽水的疏松粉、細(xì)砂土在振動(dòng)作用下突然破壞而呈現(xiàn)液態(tài)的現(xiàn)象。8地基容許承載力：工程上，為了保證建筑物的安全

10、可靠，在基礎(chǔ)設(shè)計(jì)時(shí)，必須把基底壓力限制在某一范圍之內(nèi)，以pa表示，可由地基極限承載力pu除以安全系數(shù)K確定，即pa 是具有一定安全儲(chǔ)備的地基承載力。安全系數(shù)K與上部結(jié)構(gòu)的類(lèi)型、荷載性質(zhì)、地基土類(lèi)以及建筑物的預(yù)期壽命和破壞結(jié)果等因素有關(guān),尚無(wú)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn),一般取23,但不得小于2。四、簡(jiǎn)答題1. 墻后積水對(duì)擋土墻有何危險(xiǎn)？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)。2簡(jiǎn)述太沙基一維固結(jié)理論的基本假設(shè)？答：（1）土

11、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。3砂土與粘性土的抗剪強(qiáng)度表達(dá)式有何不同？同一土樣的抗剪強(qiáng)度是不是一個(gè)定值？為什么？答：砂土的抗剪強(qiáng)度表達(dá)式為： 粘性土的抗剪強(qiáng)度表達(dá)式為：對(duì)于無(wú)粘性土，其抗剪強(qiáng)度僅僅是粒間的磨擦力，而對(duì)于粘性土，其抗剪強(qiáng)度由粘聚力和磨擦力兩部分組成。同一土樣的抗剪強(qiáng)度不是一個(gè)定值，因?yàn)閹?kù)侖抗剪強(qiáng)度定律表明，土的抗剪強(qiáng)度是剪切面上的法向總應(yīng)力的線

12、性函數(shù)。4試闡述主動(dòng)，靜止、被動(dòng)土壓力的定義和產(chǎn)生的條件，并比較三者的數(shù)值大小。（1）.靜止土壓力：擋土墻在壓力作用下不發(fā)生任何變形和位移，墻后填土處于彈性平衡狀態(tài)時(shí)，作用在擋土墻背的土壓力產(chǎn)生的條件：墻體不發(fā)生任何位移（2）.主動(dòng)土壓力：在土壓力作用下，擋土墻離開(kāi)土體向前位移至一定數(shù)值，墻后土體達(dá)到主動(dòng)極限平衡狀態(tài)時(shí)，作用在墻背的土壓力產(chǎn)生的條件：土體擠墻，墻后土體達(dá)到主動(dòng)極限平衡狀態(tài)（3）被動(dòng)土壓力：在外力作用下，擋土墻推擠土體向后位移至一定數(shù)值，墻后土體達(dá)到被動(dòng)極限平衡狀態(tài)時(shí)，作用在墻上的土壓力產(chǎn)生的條件：墻擠土體，墻后土體達(dá)到被動(dòng)極限平衡狀態(tài)對(duì)同一擋土墻，在填土的物理力學(xué)性質(zhì)相同的條件

13、下有以下規(guī)律：n 1. Ea Eo Epn 2. p a5、 簡(jiǎn)述土中水的存在方式及其特性自由水：是指存在于土粒表面電場(chǎng)影響范圍以外的土中水。性質(zhì)和普通水一樣，能傳遞靜水壓力，冰點(diǎn)為0，有溶解鹽類(lèi)的能力。分為毛細(xì)水和重力水。結(jié)合水：是指水受電分子吸引力作用吸附于土粒表面的土中水。分為強(qiáng)結(jié)合水和弱結(jié)合水。重力水：存在于地下水位以下，土顆粒電分子引力范圍以外的水，在重力作用下運(yùn)動(dòng)。毛細(xì)水：受到水與空氣交界面處表面張力的作用、存在于地下水位以上的透水層中自由水。強(qiáng)結(jié)合水：緊靠土粒表面，性質(zhì)接近于固體，密度為1.21.4g/cm3,冰點(diǎn)為-78，不傳遞靜水壓力，具有極大的粘滯度、彈性和抗剪強(qiáng)度。弱結(jié)合

14、水：在強(qiáng)結(jié)合水以外，電場(chǎng)作用范圍以內(nèi)，電場(chǎng)作用力隨遠(yuǎn)離顆粒而減弱，是一種粘滯水膜，受力時(shí)能由水膜較厚處緩慢轉(zhuǎn)移到水膜較薄處;能產(chǎn)生變形，但不因重力作用而流動(dòng)，與土的可塑性、土的凍脹有關(guān)。6、何謂土的極限平衡狀態(tài)及根限平衡條件？以無(wú)粘性土為例，試用莫爾-庫(kù)侖強(qiáng)度理論推求土體極限平衡條件的表達(dá)式。土的強(qiáng)度破壞通常是剪切破壞。當(dāng)土體的剪應(yīng)力等于土的抗剪強(qiáng)度時(shí)的臨界狀態(tài)稱為“極限平衡狀態(tài)”。到達(dá)極限平衡時(shí)土的應(yīng)力狀態(tài)和土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)之間的關(guān)系,稱為土的極限平衡條件。如果給定了土的抗剪強(qiáng)度參數(shù)j和c以及土中某點(diǎn)的應(yīng)力狀態(tài)，則可將抗剪強(qiáng)度包線與莫爾應(yīng)力圓畫(huà)在同一張坐標(biāo)圖上。如下圖中的應(yīng)力圓與強(qiáng)度曲線相切

15、，在A點(diǎn)所代表的平面上剪應(yīng)力正好等于抗剪強(qiáng)度 ，該點(diǎn)處于極限平衡狀態(tài)。對(duì)于無(wú)粘性土，其強(qiáng)度曲線通過(guò)原點(diǎn)，處于極限平衡狀態(tài)時(shí)應(yīng)力圓與強(qiáng)度曲線相切， 無(wú)粘性土：得分閱卷人可求得：7、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？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，一般用 CC表示。其計(jì)算表達(dá)式為：CC=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CC<5的土看作均勻的，即級(jí)配不好，把CC>10的土看作不均勻，即級(jí)配良好。在

16、填土工程中，可根據(jù)不均勻系數(shù)CC值來(lái)選擇土料，CC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)。8、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?。客馏w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。9、試比較直剪試驗(yàn)和三軸試驗(yàn)的優(yōu)缺點(diǎn)？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?chē)?yán)格控制排水條件，不能量測(cè)試驗(yàn)過(guò)程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

17、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?chē)?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。10、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？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)的平均沉降，又

18、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)際值五、分析計(jì)算題1、某方形基礎(chǔ)如下圖所示，其壓縮試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)下表，試按分層總和法計(jì)算地基的最終沉降量。（注：、淤泥質(zhì)粘土為土樣2，粉質(zhì)粘土為土樣1） 2、一飽和粘性土試樣在三軸試驗(yàn)儀中進(jìn)行固結(jié)不排水試驗(yàn)，施加周?chē)鷫毫?=200，試件破壞時(shí)的主應(yīng)力差 =300，測(cè)得孔隙水壓力=175，整理試驗(yàn)結(jié)果得有效內(nèi)摩擦角 =300，有效粘聚力 =72.3，試求破壞面上的法向應(yīng)力和剪應(yīng)力以及

19、試件中的最大剪應(yīng)力，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。解：依題意，作試驗(yàn)的有效應(yīng)力圓及其有效強(qiáng)度線如下：則：OA=（+-2）/2=（200+300+200-2×175）/2=175AC=（）/2=300/2=150OE= =72.3EDO= =300ACB=300，=OB=OA-AB=175-150*sin300=175-75=100()=AC*cos300=150*129.9()法向應(yīng)力=+=275kpa；129.9()；由圖，顯然 =（）/2=150；根據(jù)摩爾-庫(kù)侖強(qiáng)度理論，試樣抗剪強(qiáng)度包線為斜直線，其與極限應(yīng)力圓切點(diǎn)并不在根限應(yīng)力圓的頂點(diǎn)，即破壞面不發(fā)生在最大

20、剪應(yīng)力大作用面上此題也可由公式法進(jìn)行求解（略）3、某基礎(chǔ)平面圖形呈T形截面,作用在基底的附加壓力 =150。試求A點(diǎn)下10m深處的附加應(yīng)力。附：均布的矩形荷載角點(diǎn)下的豎向附加應(yīng)力系數(shù) 1.01.21.41.61.82.03.04.05.06.010.02.40.0640.0730.0810.0880.0930.0980.1110.1160.1180.1180.1192.60.0570.0650.0720.0790.0840.0890.1020.1070.1100.1110.112解:如右上圖示,A點(diǎn)位于豎向矩形的中點(diǎn)及橫向矩形右端線中點(diǎn),且圖形對(duì)稱,故:設(shè)為荷載面積Abcf的應(yīng)力系數(shù),=10/

21、4=2.5,=20/4=5,=0.114為荷載面積Adga的應(yīng)力系數(shù), =10/4=2.5,=12/4=3,=0.106為荷載面積Aaef的應(yīng)力系數(shù), =10/4=2.5,=4/4=1,=0.061為荷載面積Admn的應(yīng)力系數(shù), =10/4=2.5,=12/4=3,=0.106=2(+-+)=150()*2(0.114+0.106-0.061+0.106)=79.77()4、某矩形基礎(chǔ)下一土層其平均自重應(yīng)力 =30，平均附加應(yīng)力 =45，層厚1m，其壓縮試驗(yàn)參數(shù)見(jiàn)下表，試求該土層的變形量。（）0501001501.00.920.840.80解：=30，對(duì)應(yīng)的=（50-30）×（1.0

22、-0.92）/50+0.92=0.952=30+45=75,對(duì)應(yīng)的=(100-75) ×(0.92-0.84)/50+0.84=0.88=(0.952-0.88)/(1+0.952) ×1000=36.9()5、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。參考答案：p=125KN；Pmax=483.1KN6、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？參考答案：s=166mm；t=0.81年；t2=3.24年7、某一施工現(xiàn)場(chǎng)需要填土，基坑的體積為2000m3，土方來(lái)