土力學(xué)網(wǎng)上作業(yè)題

東北農(nóng)業(yè)大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院土力學(xué)網(wǎng)上作業(yè)題緒論一、填空承受這些建筑物荷載的地層稱為地基 。與地基接觸并傳遞荷載給地基的結(jié)構(gòu)物稱為基礎(chǔ) 。位于基礎(chǔ)底面以下的第一層土稱為持力層 。在持力層以下的土層統(tǒng)稱為下臥層 。強(qiáng)度低于持力層的下臥層稱為軟弱下臥層 。第一章土的物理性質(zhì)及其工程分類一、填空土的固相物質(zhì)包括無機(jī)礦物顆粒 和有機(jī)質(zhì) 是構(gòu)成土的骨架最基本的物質(zhì)稱土粒 。土粒中的礦物成分分為 原生礦物 和次生礦物 。天然土是由大小不同的顆粒組成的，土粒的大小稱為粒度 。工程上常用不同粒徑顆粒的相對含量來描述土的顆粒組成情況這種指標(biāo)稱為粒度成分 。不均勻系數(shù)Cu反映大小不同粒組的分布情況，Cu<5 的土稱為勻粒土級配不良大 ，表示粒組分布范圍比較廣，Cu>10的土級配良好。按照水與土相互作用的強(qiáng)弱程度，可將土中水分為結(jié)合水 和自由水 兩大類。結(jié)水根據(jù)水與土顆粒表面結(jié)合的緊密程度又可分為： 吸著水（強(qiáng)結(jié)合水）和薄膜水（弱結(jié)合水） 。單粒結(jié)構(gòu)、蜂窩結(jié)構(gòu) 和絮狀結(jié)構(gòu) 。粘性土的界限含水量包含液限 、塑限 和縮限 ?？伤苄允钦承酝羺^(qū)別于砂土的重要特征?？伤苄缘拇笮∮猛馏w處在塑性狀態(tài)的含水量變化范來衡量，該范圍稱為塑性指數(shù) 。天然含水量與塑限之差除以塑性指數(shù)，稱為粘性土的液性指數(shù) 。砂土相對密實(shí)度的表達(dá)式為：碎石土 是指粒徑大于2mm的顆粒含量超過總質(zhì)量的50％的土。砂土是指粒徑大于2mm 的顆粒含量不超過總質(zhì)量的50％而粒徑大于0.075mm 顆粒含量超過總質(zhì)量的的土。細(xì)粒土 是指粒徑大于0.075mm的顆粒含量不超過總質(zhì)量的50％的土。影響土壓實(shí)性的因素有：含水量 和擊實(shí)功能 。1二、判斷題在殘積土地基上進(jìn)行工程建設(shè)時，應(yīng)注意其不均勻性，防止建筑物的不均勻沉降（√）在沉積土地基上進(jìn)行工程建設(shè)時，應(yīng)盡量選擇細(xì)顆粒土層作為基礎(chǔ)的持力層（×）吸著水和薄膜水相同，均不能夠移動，也不能夠傳遞靜水壓力（×）砂土的密實(shí)程度僅取決于孔隙比（×）

3.同一土體各種重度之間的大小關(guān)系為

＞sat

＞＞（×）三、證明題

d= sd 1+e wS

n)= sr nw證明

Se +r w s1+e四、計算題r 某地基土層用體積為72c3的環(huán)刀取樣測得環(huán)刀加濕土重170環(huán)刀重40烘干后土重土粒相對密度為2.70，問該土樣的w、e、s、、 、 和r sat小。2一土樣重20%量為多少？某土壩施工中，上壩土料的

＝2.7，ws 1

＝10％，上壩時虛土

＝12KN/m3，要求碾壓后S ＝d1 r295％，

＝16.8KN/m3，若每日填土5000m3，文每日上壩虛土多少m3？共需加水多少t？d23五、簡答題[1]簡述擊實(shí)功能對粘性土壓實(shí)性的影響？第二章土中水的運(yùn)動規(guī)律一、填空題存在于地基中的地下水，在一定的壓力差作用下，將透過土中的這些孔隙發(fā)生流動，這種現(xiàn)稱為滲流或滲透 。達(dá)西分析了大量的試驗(yàn)資料發(fā)現(xiàn)土中滲透的滲流量 與過水?dāng)嗝婷娣e 以及水頭失成正比，與斷面間距 成反比。大量試驗(yàn)表明，當(dāng)滲透速度較小時，滲透的沿程水頭損失與流速的一次方 成正比。 長水頭試驗(yàn) 適用于透水性較大（k＞10－3cm／s）的土，應(yīng)用粒組范圍大致為細(xì)砂到等卵石。變水頭實(shí)驗(yàn) 適用于透水性較小k＜10－3cm／s）的粘性土等。 滲透系數(shù) 是綜合反映土體滲透能力的一個指標(biāo)其數(shù)值的正確確定對滲透計算有著非常要的意義。人們將滲透水流作用對土骨架產(chǎn)生的拖拽力稱為滲透力 。當(dāng)水力梯度超過一定的界限值后，土中的滲流水流會把部分土體或土顆粒沖出、帶走，導(dǎo)致局4部土體發(fā)生位移位移達(dá)到一定程度土體將發(fā)生失穩(wěn)破壞這種現(xiàn)象稱為滲透變形 。滲透變形主要有以下兩種形式：流土 和管涌 。 流土 是指在向上滲流的作用下局部土體表面隆起或者顆粒群同時起動而流失的現(xiàn)象主要發(fā)生在地基或土壩下游滲流逸出處 。 管涌 是在滲流過程中，土體中的化合物不斷溶解，細(xì)小顆粒在大顆粒間的孔隙中移動形成一條管狀通道，最后土粒在滲流逸出處沖出的一種現(xiàn)象。土的透水性定量評價指標(biāo)是 滲透系數(shù) ，達(dá)西定律數(shù)學(xué)表達(dá)式為二、判斷題時，流速增大，滲流將過渡為紊流，滲流運(yùn)動規(guī)律將不符合達(dá)西定律（√）j＞或

i（√）w土中的細(xì)粒土含量越少越容易發(fā)生管涌（×）三、證明題[1]證明i

′d 1= = sc 1+ew四、計算題層滲透系數(shù)k＝2.×13c／AB點(diǎn)分別位于基坑底面以干1.2m和2.6。試求：整個滲流區(qū)的單寬流量q；AB段的平均滲透速度vAB

AB點(diǎn)所在流網(wǎng)網(wǎng)格l=b=1.5；圖中A點(diǎn)和B點(diǎn)的孔隙水壓力u 與u 。A B流網(wǎng)網(wǎng)格abcA的網(wǎng)格長度l判斷基坑中的a~b段滲流逸出處是否發(fā)生流土？（地土 =20KN/m3）sat5五、簡答題簡述流網(wǎng)的四點(diǎn)基本性質(zhì)?流線與等勢線相互正交，所構(gòu)成的流網(wǎng)網(wǎng)格為曲邊正方形，即任意兩相鄰等勢線間的水頭損失相等。任意兩相鄰流線間的單位滲流量相等。礎(chǔ)的地下輪廓線及滲流區(qū)邊界線各位一條流線。1.減小水利梯度降低水頭增加滲徑在滲流逸出處加設(shè)鋪蓋或鋪設(shè)反濾層反濾層可以濾土排水你，防止細(xì)小顆粒流失，同時通暢的排除滲透水流。反濾層一般為1-3層，由砂、卵石、礫石、碎石構(gòu)成、每層粒徑沿著水流方向逐漸增大。在建筑物下游設(shè)置減壓井、減壓溝等，使?jié)B透水流有暢通的出路。第三章土中應(yīng)力分布及計算一、填空土中某點(diǎn)的應(yīng)力按產(chǎn)生的原因分為兩種：自重應(yīng)力 和附加應(yīng)力建筑物荷載通過基礎(chǔ)傳遞給地基的壓力稱為基地壓力 ，同時也是地基作用于基礎(chǔ)底面反力，稱為地基反力 ?；椎鼗戳Φ姆植家?guī)律主要取決于基礎(chǔ)的剛度 和地基的變形條件 ，是二者共同作用的結(jié)果。[4]在中心荷載作用下，隨著荷載的增大，地基反力將依次呈馬鞍形分布 、拋物線形分布以及鐘形分布 。[5]地基反力與基底處原先存在于土體中的自重應(yīng)力之差稱為基底附加壓力 ?？捎缮顚挶群烷L寬比[6]查表確定。計算矩形面積角點(diǎn)下土中z a二、判斷z

隨著基礎(chǔ)寬度的增大而減?。ā粒┤糗浫跬翆由嫌幸粚訅嚎s性較低的硬殼層，上層土的壓縮性低于下層土，則土中附加應(yīng)力分布將發(fā)生應(yīng)力集中的現(xiàn)象（×）在基礎(chǔ)寬度相等、分布荷載相等的條件下，在同一深度處，平面問題的應(yīng)力比空間問題大得多。（√）三、計算題p一矩形基礎(chǔ)，寬為3m，長為4m，在長邊方向作用一偏心荷載N＝F十G＝1200kN。偏心距為少時，基底不會出現(xiàn)拉應(yīng)力？試問當(dāng) ＝0時，最大壓應(yīng)力為多少？pmin6一矩形基礎(chǔ)，寬為3m，長為4m，在長邊方向作用一偏心荷裁N＝FG＝1440kN，偏心距為ep＝0.7m。試問基底最大地基反力 為多?pmax四、簡答題[1]圖示說明集中力作用下土中應(yīng)力的分布規(guī)律第四章土的壓縮性與地基沉降計算一、填空我們把這種在外力作用下土體體積縮小的特性稱為土的壓縮性 。p土的壓縮隨時間增長的過程稱為土的固結(jié) 。一般采用壓力間隔p1

＝100kPaap至＝200kPa 時對應(yīng)的壓縮系數(shù)ap2 1

來評價土的壓縮性。土在完全側(cè)限的條件下豎向應(yīng)力增量 p與相應(yīng)的應(yīng)變增量的比值稱為側(cè)線壓縮模量 。土體在固結(jié)過程中所受的最大有效應(yīng)力，稱為前期固結(jié)壓力 ，它是了解土層應(yīng)力歷的重要指標(biāo)。我們將土層的前期固結(jié)壓力pc和土層現(xiàn)有自重應(yīng)力p0之比稱為超固結(jié)比 ，當(dāng)OCR=17OCR>1稱為超固結(jié)土，當(dāng)OCR<1稱為欠固結(jié)土。在原位壓縮曲線確定時，若將土樣加以不同程度的擾動，所得出的不同的室內(nèi)壓縮e~lgp曲的直線段，都大致相交于e=0.42eo 點(diǎn)。0.4b自重應(yīng)力的20%深度處作為沉降計算深度的限值；若在該深度以下為高壓縮性土，則應(yīng)取地基附加應(yīng)力等于自重應(yīng)力的10%深度處作為沉降計算深度的限值。根據(jù)飽和土的有效應(yīng)力原理，土的強(qiáng)度變化和變形只取決于有效應(yīng)力的變化。在某一壓力作用下，飽和粘性土的固結(jié)過程也就是土體中各點(diǎn)孔隙水壓力不斷消散，有效應(yīng)力相應(yīng)增加的過程。飽和粘性土地基最終的沉降量從機(jī)理上來分析，是由三個部分組成的，即：瞬時沉降固結(jié)沉降和次固結(jié)沉降。根據(jù)室內(nèi)側(cè)限壓縮試驗(yàn)，孔隙比e與壓縮量H之間的關(guān)系為二、判斷題（√）

（×）應(yīng)力面積法實(shí)質(zhì)上是一種簡化并經(jīng)修正的分層總和法。采用分層總和法計算地基沉降量時，分層厚度一般不宜大于0.4b為基底寬度（√）三、繪圖題用經(jīng)驗(yàn)作圖法確定前期固結(jié)壓力p ，并說明具體步驟。ce~lgp曲線彎處找出曲率半徑最小的點(diǎn)A，過A點(diǎn)作水平線A1和切線A2；作 的平分線A3，與e~lgp曲線直線段的延長線交于B點(diǎn)；3.B點(diǎn)所對應(yīng)的的有效應(yīng)力即為前期固結(jié)壓力。四、計算題今有兩粘土層AB，土質(zhì)和土層排水條件相同，兩土層都受到100kPa的連續(xù)均布荷載，土層HH厚度 ：HHA

B=2：1，在A土層內(nèi)孔隙比從1.060減至0.982，B土層內(nèi)孔隙比從0.910減至0.850，ABAB已知當(dāng)Ut=50%時所需時間tABAB

：t=5：1，試求k

：k=？8設(shè)厚度為12mp=300kPa，已知粘土層的初始孔隙比e＝0.81數(shù)k＝2cm/y＝6.3×10－8cm/s，壓縮系數(shù)a＝0.025×10－2/kPa。試求：粘土層最終沉降量為多少？1年后，地基的沉降量為多少？加荷后歷時多久，粘土層的固結(jié)度達(dá)到90%？五、簡答題簡述太沙基一維滲流固結(jié)理論的六點(diǎn)基本假定1.2.土層的壓縮和土中水的滲流只沿豎向發(fā)生，是一維的4.K荷載是一次瞬時施加的

a6.外9第五章土的抗剪強(qiáng)度一、填空土的抗剪強(qiáng)度 是指土體對于外荷載所產(chǎn)生的剪應(yīng)力的極限抵抗能力。工程實(shí)踐和室內(nèi)試驗(yàn)都證實(shí)了土是由于受剪 而產(chǎn)生破壞，剪切破壞 是土體強(qiáng)度破的重要特點(diǎn)，因此，土的強(qiáng)度問題實(shí)質(zhì)上就是粘聚力 問題。砂土的抗剪強(qiáng)度是由內(nèi)摩阻力 構(gòu)成，而粘性土的抗剪強(qiáng)度則由內(nèi)摩阻力 和粘聚兩個部分所構(gòu)成。粘聚力包括原始粘聚力 、固化粘聚力 和毛細(xì)粘聚力 。f粘性土的庫侖定律表達(dá)式為 =c+tg，土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)包括粘聚力 和 內(nèi)摩角 。f一般來說，土的原始密度越大，其抗剪強(qiáng)度就越大 。二、判斷（×）同一種粘性土在不同的試驗(yàn)方法下，其有效應(yīng)力和總應(yīng)力抗剪強(qiáng)度指標(biāo)均具有唯一性（×）三、計算題＝23°c=18kPa，土中大主應(yīng)力和小主應(yīng)力分別為1

=200kPa，=100kPa，試用兩種方法判斷該土樣是否達(dá)到極限平衡狀態(tài)？3p＝100kP，破壞時＝57.7kPa。試問此時的大、小主應(yīng)力 、1

3為多少?10某正常固結(jié)飽和粘性土試樣進(jìn)行UU試驗(yàn)，得到cu=0，u=20kPa，對同樣的土進(jìn)行CU試驗(yàn)，得到=，=3

和。1 3五、簡答題簡述土的抗剪強(qiáng)度影響因素土的礦物成分、顆粒形狀和級配的影響含水量的影響原始密度的影響粘性土觸變性的影響土的應(yīng)力歷史的影響簡述直接剪切試驗(yàn)的優(yōu)缺點(diǎn)程所廣泛使用布不均勻，且豎向載荷會發(fā)生偏轉(zhuǎn)（移3切面逐漸縮小，而在計算抗剪強(qiáng)度時扔按土樣的原截面積計算；4.試驗(yàn)時不能嚴(yán)格控制排水條件，試驗(yàn)時上下盒之間的縫隙中易嵌入沙粒，使試驗(yàn)結(jié)果偏大。第六章土壓力計算一、填空作用在擋土結(jié)構(gòu)上的土壓力，按擋土結(jié)構(gòu)的位移方向、大小及土體所處的三種極限平衡狀態(tài)可分為以下三種：靜止土壓力 、 主動土壓力 和被動土壓力 。當(dāng)土體達(dá)到主動極限平衡狀態(tài) 時，作用在擋土結(jié)構(gòu)上的土壓力稱為主動土壓力。擋土結(jié)構(gòu)在外荷載作用下向土體方向位移使土體達(dá)到被動極限平衡狀態(tài) 時的土力稱為被動土壓力。試驗(yàn)結(jié)果表明，擋土結(jié)構(gòu)的位移 情況是影響土壓力性質(zhì)的關(guān)鍵因素。粘性土朗肯被動土壓力作用點(diǎn)距離墻底 處。11二、判斷[1] 土壓力的計算是一個比較復(fù)雜的問題，其實(shí)質(zhì)是土的抗剪強(qiáng)度理論的一種應(yīng)用（√）三、計算題4mc＝10kPa，＝20°

＝0.66，0＝17k／3，試求在下述三種情況下，作用在墻上土壓力的合力及作用點(diǎn)的位置1）2）擋土墻向著遠(yuǎn)離土體方向發(fā)生微小位移（3）擋土墻向著土體發(fā)生微小位移。已知一擋土墻高4m，墻背豎直光滑，墻后填土表面水平，要求填土在最佳含水率

＝20％情op況下夯實(shí)至最大干重度

dmax

＝14.5kN／m3，并測得c＝8kPa，＝22°，試求：墻底處的主動土壓力強(qiáng)度和墻背所受主動土壓力的合力；墻底處的被動土壓力強(qiáng)度和墻背所受被動土壓力的合力。12第七章土壓力計算一、填空邊坡由于喪失穩(wěn)定性而滑動通常稱為滑坡 ?；碌膶?shí)質(zhì)是土坡內(nèi)滑動面上的滑動力超過 了土的抗剪強(qiáng)度。在分析砂性土的土坡穩(wěn)定時，一般均假定滑動面是平面 。而分析粘性土土坡穩(wěn)定性時，般假定滑動面為圓弧面 。粘性土坡圓弧滑動面的形式一般有三種形式：坡腳圓 、坡面圓 和 中點(diǎn)圓 。在采用費(fèi)倫紐斯條分法分析粘性土土坡穩(wěn)定性時土條寬度一般可取b=0.1R 并且定不考慮 土條兩側(cè)間 的作用力，而畢肖普條分法假定不考慮 土條間豎向剪應(yīng)力 。若土坡為成層土體采用條分法進(jìn)行穩(wěn)定分析時抗剪強(qiáng)度指標(biāo)應(yīng)按照滑動面 所在的層位置分別選用不同的c、值。二、判斷[1] （√）三、簡答題簡述土坡滑動失穩(wěn)的原因響而降低，促使土坡失穩(wěn)破壞。簡述土坡穩(wěn)定安全系數(shù)的三種表示方法13四、繪圖題用費(fèi)倫紐斯方法確定＝0文字說明。答：1.BD線與坡面的夾角為β1、CD線與水平面的夾角為β2，β1、β2與坡角β有關(guān)，可查表；2.BD線及CD線的交點(diǎn)即為最危險滑動面圓心。五、計算題s[1]一均質(zhì)無粘性土土坡，坡度為1：2，=18.4KN/m3,=20%，d=2.68，=34°,試求這個土坡的穩(wěn)定安全系數(shù)K＝？若土坡有沿坡面滲流作用時，該土坡的穩(wěn)定安全性降低多少？有滲流作用時，為防止發(fā)生失穩(wěn)破壞，應(yīng)如何設(shè)計坡角？s6m2381.4kN·m/m，滑動力矩為2468.75kN·m/m試計算壓載前后邊坡的安全系數(shù)。142m0.8m＝20°，c＝20kPa，；軟土夾層的＝18kN/m3＝0c＝10kPa?15試計算以下幾種情況下土條的穩(wěn)定安全系數(shù)。（1＝17kN/3＝18c＝10kPa（（3）＝18kN/m3，c＝5kPa，24，u＝5kPa

sat

＝10kN/m3w（4）土條被浸潤線和下游水位分成三部分，各部分土條高度分別為h1

＝1m，h2

＝3m，h3

＝2m，土條重度分別為＝19kN/m310kPa，10。

sat

＝20kN/m3，土條寬度b＝5m，弧長l＝5.77m＝30°c＝16（1） （2） （3） （4）17第八章土壓力計算一、填空極限載荷或極限承載力開展到一定范圍時相應(yīng)的荷載稱為臨界荷載。壓密階段剪切階段和破壞階段剪切階