河海大學(xué)土力學(xué)試題

1、第一部分 土力學(xué)習(xí)題 第一章  土的物理性質(zhì)第二章  土的滲透性及水的滲流第三章  土中應(yīng)力和地基應(yīng)力分布第四章  土的變形性質(zhì)及地基沉降計(jì)算第五章  土的抗剪強(qiáng)度第六章  天然地基承載力第七章  土壓力第八章  土坡穩(wěn)定                  第一章  土的物理性質(zhì) 1  土的三相比例指標(biāo)包括：土粒比重、含水率、重度、孔隙比、孔隙率和飽和度，其中能夠直接為試驗(yàn)所取

2、得的是哪三個(gè)？答：能夠直接為試驗(yàn)所取得的是土粒比重，含水量，重度。 2  評價(jià)砂土和粘性土的物理指標(biāo)分別有哪些？答：評價(jià)砂土的物理指標(biāo)有孔隙比、相對密實(shí)度和標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)擊數(shù)     評價(jià)粘性土的物理指標(biāo)有最大干重度、最優(yōu)含水率、壓實(shí)系數(shù)3有一種土樣，孔隙率，土粒比重，含水率是，則該土樣處于何種狀態(tài)？   答：因?yàn)椋栽撏翗訉儆陲柡蜖顟B(tài)。 4已知土粒的土粒比重，含水率，則10kN的土重中干土和水的重量各為多少？若土的孔隙率，則此時(shí)孔隙的體積為多少？  解：   &#

3、160; 5有一塊50的原狀土樣質(zhì)量為95.15g，烘干后質(zhì)量為75.05個(gè)，已知土粒比重，求天然重度、干重度、飽和重度、浮重度、天然含水率、孔隙比、孔隙率、飽和度，并比較、數(shù)值的大小。  解：土的天然重度   土的干重度   土的含水率   土的飽和重度   土的浮重度   土的孔隙比  土的孔隙比   土的飽和度   各種不同重度之間的關(guān)系為：6某土壩施工時(shí)，土壩材料的土粒比重為，天然含水率為，上壩時(shí)的虛土干重度為，要求碾

4、壓后飽和重度達(dá)到95，干重度達(dá)到，如每日填筑壩體，問每日上壩多少虛土？共需加多少水？解：土的天然重度     當(dāng)土的干重度達(dá)到 ,飽和度為95時(shí)，由下式   求得土的含水率         填筑壩體需要虛土壩體重量   需要加水             第二章  土的滲透性及水的滲流 1影響土的滲流性的因素主要有哪幾種？

5、0;  答：影響土的滲流性的因素主要有：  土的粒度成分及礦物成分；  結(jié)合水膜的厚度； 土的結(jié)構(gòu)構(gòu)造；  水的粘滯度；  土中氣體。 2什么是流砂？什么是管涌？它們之間有何不同？   答：當(dāng)水由下向上滲流時(shí)，若向上的動(dòng)水力與土的有效重度相等時(shí)，此時(shí)土顆粒間的壓力等于零，土顆粒處于懸浮狀態(tài)而失去穩(wěn)定，這種現(xiàn)象就稱為流砂現(xiàn)象。    水在砂性土中滲流時(shí)，土中的一些細(xì)小顆粒在動(dòng)水力的作用下，可能通過粗顆粒的孔隙被水帶走，這種現(xiàn)象稱為管涌。流砂現(xiàn)象是發(fā)生在土體表面滲流逸出處，不發(fā)生與土體內(nèi)部

6、；而管涌現(xiàn)象可以發(fā)生在滲流逸出處，也可以發(fā)生于土體內(nèi)部。 3不透水巖基上有水平分布的三層土，厚度均為1m，滲透系數(shù)分別為，則等效土層的豎向滲流系數(shù)為多少？解：等效豎向滲透系數(shù)：   4已知土體比重，孔隙比，求該土的臨界水力梯度。解：土的飽和重度       臨界水力梯度     5如習(xí)題圖2-1所示，在9m厚的粘性土層上進(jìn)行開挖，下面為砂層。砂層頂面具有7.5m高的水頭。問：開挖深度為6m時(shí)，基坑中水深h至少多大才能防止發(fā)生流土現(xiàn)象？   

7、60;   解：由公式     得B點(diǎn)的測壓管水頭為：  6如上題圖所示，某基坑下土層的飽和密度，當(dāng)基坑底面積為，如果忽略基坑周邊的入滲，試求為保持水深1m需要的抽水量。（粉質(zhì)粘性層）    解：            第三章  土中應(yīng)力和地基應(yīng)力分布 1  某層土及其物理性質(zhì)指標(biāo)如圖所示，計(jì)算土中自重壓力。解：第一層土為細(xì)砂，地下水位一

8、下的細(xì)砂是受到水的浮力作用，其浮重度為：  第二層粘土層的液性指數(shù)  ，故認(rèn)為粘土層受到水的浮力作用，其浮重度為：a點(diǎn)：b點(diǎn)：c點(diǎn)：d點(diǎn)：2如圖所示某粉土地基，測得天然含水量，干重度，土粒比重，地面及地下水位高程分別為35.00m及30.00m，汛期水位將上升到35.00高程。試求25.00高程處現(xiàn)在及汛期時(shí)土的自重應(yīng)力。當(dāng)汛期后地下水位降到30.00高程（此時(shí)土層全以飽和狀態(tài)計(jì)）、25.00高程處的自重應(yīng)力又為多少？解：由得到   重度     飽和重度現(xiàn)在的自重應(yīng)力   汛期時(shí)的自重應(yīng)力 &

9、#160; 地下水下降后     3如左下圖所示基礎(chǔ)基底尺寸為4m×2m，試求基底平均壓力和，繪出沿偏心方向的基底壓力分布圖。  解：設(shè)基礎(chǔ)及臺(tái)階上回填土混合重度為    基底壓力分布圖如下所示。           4在地表作用集中力，計(jì)算地面深度處水平面上的豎向法向應(yīng)力的分布，以及距的作用點(diǎn)處豎直面上的豎向法向應(yīng)力的分布。解：各點(diǎn)的豎向應(yīng)力可按布西奈斯克公式計(jì)算，并列于表中，繪出的分布圖。  

10、        表（一）   處水平面上豎向應(yīng)力的計(jì)算r（m）012345r/z00.330.6711.331.670.4780.3690.1890.0840.0380.017z（kPa）10.68.24.21.90.80.4                 表（二）      表（二） 

11、 r1m處豎直平面上豎向應(yīng)力的計(jì)算z（m）0123456r/z10.50.330.250.200.1700.0840.2730.3690.4100.4330.444z（kPa）016.813.78.25.13.52.5               5有一矩形基礎(chǔ)，其上作用均布荷載，計(jì)算矩形基礎(chǔ)中點(diǎn)下深度處以及矩形基礎(chǔ)處點(diǎn)下深度處的豎向應(yīng)力值（如下圖）。          解：1

12、）已知，查得應(yīng)力系數(shù)                2）通過查得的應(yīng)力系數(shù)         則              第四章  土的變形性質(zhì)及地基沉降計(jì)算 1太沙基一維滲流固結(jié)理論有哪些基本假設(shè)？答：太沙基一維滲流固結(jié)理論的基

13、本假設(shè)有：土是均質(zhì)的、完全飽和的；土粒和水是不可壓縮的；土層的壓縮和土中水的滲流只沿豎向發(fā)生，是一維的；土中水的滲流服從達(dá)西定律，且滲透系數(shù)保持不變；空隙比的變化與有效應(yīng)力的變化成正比，且壓縮系數(shù)保持不變；外荷載是一次瞬時(shí)施加的。  2 一個(gè)土樣含水量為，重度，土粒比重，在壓縮試驗(yàn)中，荷載從增至?xí)r，土樣壓縮了，試問壓縮系數(shù)和壓縮模量各為多少？解：  3有一深厚粘質(zhì)粉土層，地下水位在地表處，飽和重度，由于工程需要，大面積降低地下水位3m，降水區(qū)重度變成了，孔隙比與應(yīng)力之間的關(guān)系為，試求降水區(qū)土層沉降量及地面下35m厚土層沉降量是多少？解：（1）以地下4m處為基準(zhǔn)，計(jì)

14、算35m壓縮量          （2）以地下1.5m處單元應(yīng)力變化為基準(zhǔn)降水前      降水后       4在天然地基上填筑大面積填土，厚度為3m，重度。天然土層為兩層，第一層為粗砂，第二層為粘土，地下水位在天然地面下深處（如圖）。試根據(jù)所給粘土層的壓縮試驗(yàn)資料，計(jì)算：1)在填土壓力作用下粘土層的沉降量是多少？2）當(dāng)上述沉降穩(wěn)定后，地下水位天然下降到粘土層頂面，試問由此而產(chǎn)生的粘土層附加沉降是多少？&

15、#160;        0501002004000.8520.7580.7110.6510.635  解：1 填土壓力：粘土層自重應(yīng)力平均值(以粘土層中部為計(jì)算點(diǎn)):粘土層附加應(yīng)力平均值：由,查粘土層壓縮試驗(yàn)資料,得相應(yīng)的孔隙比為：          粘土層的沉降量：      2） 當(dāng)上述沉降穩(wěn)定后，填土壓力所引起的附加應(yīng)力已經(jīng)全部轉(zhuǎn)化為土的有效自重應(yīng)力，因此，水位下降前粘土層的自重

16、應(yīng)力平均值為：     水位下降到粘土層頂面時(shí)，粘土層的自重應(yīng)力平均值為（與之差即為新增加的自重壓力）：與和相對應(yīng)的孔隙比為：粘土層的附加沉降為： 5有一粘土層厚度為4m，雙面排水，地面瞬時(shí)施加無限均布荷載,100天后土層沉降量為12.8cm，土固結(jié)系數(shù)，求粘土層的最終沉降量？當(dāng)單面排水時(shí)結(jié)果又將如何？ 解：粘土層的最終沉降量   當(dāng)單面排水時(shí)   最終沉降量    6厚度為6m的飽和粘土層，其下為不可壓縮的不透水層。已知粘土層的豎向固結(jié)系數(shù)，。粘土層上為薄透水砂層，地表瞬時(shí)

17、施加無限均布荷載，分別計(jì)算下列幾種情形：1） 若粘土層已經(jīng)在自重作用下完成固結(jié)，然后施加，求達(dá)到固結(jié)度所需要的時(shí)間。2）若粘土層尚未在自重作用下完成固結(jié)，則施加后，求達(dá)到固結(jié)度所需要的時(shí)間。 解：1）粘土已經(jīng)在自重作用下完全固結(jié)，固結(jié)度為50%時(shí)所需要的時(shí)間由、 得 由   得2）粘土在自重作用下未固結(jié)，施加荷載后，固結(jié)度達(dá)到50%時(shí)所需的時(shí)間按類型查表得由  得              第五章  土的抗剪強(qiáng)度&#

18、160;1一個(gè)砂樣進(jìn)行直接剪切試驗(yàn)，豎向應(yīng)力，破壞時(shí)，試問這時(shí)的大小主應(yīng)力和為多少？    解：，   所以  2有一試樣的有效應(yīng)力抗剪強(qiáng)度參數(shù)，進(jìn)行常規(guī)固結(jié)不排水三軸試驗(yàn)，三軸室壓力不變，破壞時(shí)大小主壓力差為175，試求破壞時(shí)的孔隙水壓力、有效大小主壓力。假定，問破壞時(shí)總應(yīng)力強(qiáng)度參數(shù)為多少？    解：，所以，所以   ， 所以   ，   所以  3土樣內(nèi)摩擦角為，粘聚力為，承受大主應(yīng)力和小主應(yīng)力分別為，試判斷該土樣是否達(dá)到極限平衡

19、狀態(tài)。解：1）數(shù)解法土樣接近但未達(dá)到極限平衡狀態(tài)。2）圖解法將摩爾園繪于圖中，可見該圓位于抗剪強(qiáng)度線的下方，與直線相切，可知土樣接近或達(dá)到極限平衡狀態(tài)。          4一粘性土進(jìn)行固結(jié)不排水剪切試驗(yàn)，施加圍壓。試件破壞時(shí)主應(yīng)力差，如果破壞面與水平夾角，試求內(nèi)摩擦角及破壞面上的法向應(yīng)力和剪應(yīng)力。解：  ，破裂面上的正應(yīng)力：剪應(yīng)力： 5某中砂試樣，經(jīng)試驗(yàn)測得其內(nèi)摩擦角，試驗(yàn)時(shí)圍壓，若垂直壓力達(dá)到時(shí)，試問該土樣是否被剪切？解：破裂角 破裂面上的正應(yīng)力：剪應(yīng)力：  抗剪強(qiáng)度：，

20、該點(diǎn)沒有剪壞。 6已知均布荷載條形基礎(chǔ)寬為2m，埋深為1.5m，地基為粉質(zhì)粘土，其，試求：地基的和以及當(dāng)當(dāng)時(shí)，地基內(nèi)塑性變形區(qū)的最大深度。解：1）2） 3）              第六章  天然地基承載力 1什么是地基承載力？什么是極限地基承載力？什么是地基容許承載力？    答：地基承載力是指地基上單位面積上所能承受荷載的能力。通常把地基不致失穩(wěn)時(shí)地基上單位面積上所能承受的最大荷載稱為極限地基承載力。

21、地基容許承載力是指考慮一定安全儲(chǔ)備后的地基承載力。 2地基有哪幾種破壞形式？各有什么特征？答：地基破壞形式主要有整體剪切破壞，局部剪切破壞和刺入剪切破壞。整體剪切破壞的特征是，當(dāng)荷載達(dá)到最大值后，土中形成連續(xù)滑動(dòng)面，并延伸到地面土從基礎(chǔ)兩側(cè)擠出并隆起，基礎(chǔ)沉降急劇增加，整個(gè)地基失穩(wěn)破壞。局部剪切破壞的特征是，隨著荷載的增加，基礎(chǔ)下的塑性區(qū)僅僅發(fā)展到地基某一范圍內(nèi)，土中滑動(dòng)面并不延伸到地面，基礎(chǔ)兩側(cè)地面微微隆起，沒有出現(xiàn)明顯的裂縫。刺入剪切破壞的特征是，隨著荷載的增加，基礎(chǔ)周圍附近土體發(fā)生豎向剪切破壞，使地基刺入土中，基礎(chǔ)兩邊的土體沒有移動(dòng)。 3有一條形均布荷載，寬度，埋置深

22、度土的工程性質(zhì)：，試問條形荷載底面中心線下深處的土?xí)粫?huì)發(fā)生剪切破壞？若地下水位在地表下處，試問該處的土?xí)粫?huì)發(fā)生剪切破壞？解：（1）所以，未剪切破壞（2）所以，未剪切破壞 4有一條形均布荷載，寬度，基礎(chǔ)土的工程性質(zhì)：，基礎(chǔ)底面以下土的性質(zhì)為，試求該基礎(chǔ)的安全度。（時(shí)，；時(shí)，）    解：              第七章 土壓力 1已知擋土墻高，墻背豎直光滑，墻后填土面水平，填土重度，對填土采樣進(jìn)行了兩次直接剪切試

23、驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果如下：（1），（2），試求：（1）主動(dòng)破壞時(shí)，作用在墻頂下處的土壓力和墻背上土壓力的合力。（2）被動(dòng)破壞時(shí)，作用在墻頂下處的土壓力和墻背上土壓力的合力。解：所以， ，  兩式聯(lián)立解得   （1）       主動(dòng)破壞時(shí)，    （2）       被動(dòng)破壞時(shí)，     2一擋土墻高，墻背豎直光滑，墻后填土面水平，墻后填土為中砂，含水率，孔隙比，土粒比重，。若地下水位

24、自基底處上升，假定砂的強(qiáng)度指標(biāo)，不變，試求：（1）作用在墻背上的主動(dòng)土壓力合力以及其作用點(diǎn)的位置。（2）作用在墻背上的總壓力的合力以及其作用點(diǎn)的位置。解：                            2m處，      4m處，       

25、;                                                    &#

26、160;           水壓力合力  ，作用點(diǎn)0.7m       所以                  3擋土墻高，墻背豎直光滑，墻后填土面水平，并有均布荷載，地下水位在地表下處，對填土采樣進(jìn)行了固結(jié)快剪試驗(yàn)，土樣在作用下，破壞時(shí)剪應(yīng)力，若粘聚力，水上土的重度，水下，試求：（1）墻底處的主動(dòng)土壓力；（2）墻背處主動(dòng)土壓力合力及其作用點(diǎn)位置；（3）墻背處總壓力合力及其作用點(diǎn)位置。解：總應(yīng)力           4用水土分算法計(jì)算如圖所示擋土墻上的主動(dòng)土壓力積水壓力的分布圖及其合力。已知填土為砂土，土的物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)如圖所示。        解：a點(diǎn)：   b點(diǎn)：   由于水下土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)