河海大學土力學 研究生真題土力學后4章試卷及答案港航

河海大學第一學期土力學試卷（港航23級）班級學號姓名得分1簡答題1.土級配不連續(xù)是什么含義？其粒徑分布曲線和粒組頻率曲線各有什么特征？（6分）2.粘性土有那幾個狀態(tài)？各狀態(tài)之間是經過什么來區(qū)分？什么是塑性指數(shù)？（7分）3.什么是前期固結壓力？什么樣土為欠固結土？欠固結土層中一定存在超靜孔隙水應力嗎？欠固結土層上如不施加新壓力，土層也會繼續(xù)壓縮嗎？為何？（7分）4.分別說明下面滲流情況下兩個圖中土體ABCDEA上所作用力，并在圖中標出。其中，圖（a）以土體為研究對象，圖（b）以土顆粒為研究對象（8分）。圖（a）圖（b）什么是庫侖抗剪強度理論，什么是莫爾-庫侖破壞準則，什么是土極限平衡條件？（考慮任選2問）庫侖抗剪強度理論確定了砂土和粘性土抗剪強度分別為：砂土： (1分)粘性土：。 (1分)莫爾-庫侖破壞準則把莫爾應力圓與庫侖抗剪強度線相切時應力狀態(tài)，即時極限平衡狀態(tài)作為土破壞準則。 (2分)當土強度指標，為已知，若土中某點大小主應力和滿足以下關系式時，則該土恰好處于極限平衡或破壞狀態(tài)，該判定條件即為土極限平衡條件。，或 (2分) (2分)簡述砂土液化。對于飽和疏松粉細砂，當受到突發(fā)動力荷載時，因為動剪應力作用有使體積縮小趨勢，因為時間短來不及向外排水，所以就產生了很大孔隙水應力。按有效應力原理，，當動荷載引發(fā)超靜孔隙水應力u達成時，則有效應力，其抗剪強度，無粘性土地基將喪失其承載力，土坡將流動塌方。土體中發(fā)生剪切破壞平面，是不是剪應力最大平面？在什么情況下，剪切破壞面與最大剪應力面是一致？在通常情況下，剪切破壞面與大主應力面成什么角度？土體中發(fā)生剪切破壞平面，通常不是剪應力最大平面。 (1分)只有當=0時，剪切破壞面才與最大剪應力面一致。 (2分)在通常情況下，剪切破壞面與大主應力面成角度 (2分)試在擋土墻位移與土壓力關系坐標上，定性表示出土壓力與墻身位移關系曲線示意圖，并注明土體所處狀態(tài)以及幾個特定狀態(tài)時土壓力名稱。 (4分)Ea:主動土壓力狀態(tài)，E0:被動土壓力狀態(tài)，Ep:靜止土壓力狀態(tài)。(1分)扼要闡述朗肯土壓力理論和庫侖土壓力理論主要區(qū)分。朗肯理論是依照土體中各點處于平衡狀態(tài)應力條件直接求墻背上各點土壓力．要求墻背光滑，填土表面水平，計算結果偏大． (2分)庫侖理論是依照墻背與滑動面間楔塊型處于極限平衡狀態(tài)靜力平衡條件求總土壓力．墻背能夠傾斜，粗糙填土表面可傾斜，計算結果主動壓力滿足要求，而被動壓力誤差較大． (2分)朗肯理論是考慮墻后填土每點破壞，達極限狀態(tài)；庫侖理論則考慮滑動土體剛體極限平衡。 (1分)主動土壓力是土壓力中最小值，為何在庫侖土壓力理論公式推導中卻要找最大Ea值作為主動土壓力？庫侖土壓力理論公式推導中，主動土壓力Ea能夠看作是滑動塊體在自重作用下克服滑動面上摩擦力而向前滑動力，當Ea越大，塊體向下滑動可能性也越大，所以產生最大Ea值滑動面就是實際發(fā)生真正滑動面。土坡發(fā)生滑動滑動面有哪幾個形式？分別發(fā)生在何種情況？列舉3種粘性土坡穩(wěn)定安全系數(shù)計算方法？（考慮任選2問）土坡發(fā)生滑動滑動面有：圓弧、平面、復合滑動面。 (3分)圓弧滑動通常發(fā)生在較均質粘性土坡中；平面滑動通常發(fā)生在無粘性土坡中；復合滑動面發(fā)生在土坡土質很不均勻土坡中。 (3分)粘性土坡穩(wěn)定安全系數(shù)計算方法有：φ＝0分析法、瑞典條分法、簡化畢肖普法等。 (3分)地基破壞型式有哪幾個？未修正太沙基極限承載力公式適適用于哪種破壞型式地基？利用太沙基極限承載力公式詳細說明地下水位位置對承載力是怎樣影響？（考慮任選2問）地基破壞型式有整體剪切破壞，局部剪切破壞和沖剪破壞． (3分)未修正太沙基極限承載力公式適適用于整體剪切破壞條形基礎地基。 (2分)太沙基極限承載力公式。(2分)地下水位埋深較大時，式中第1、2項中γ均不受影響； (1分)若地下水位在基底處，則第1項中γ應用浮容重，承載力降低； (1分)若地下水位上升到地面處或以上時，則第1、2項中γ均應用浮容重，承載力深入降低。(1分)現(xiàn)有一砂土地基,基礎埋深2m,假如土,和與含水量改變無關,問:當?shù)叵滤粡暮苌钐幧仙交A底面時,對應臨塑荷載和極限荷載有何改變,為何?臨塑荷載不發(fā)生改變， (2分)極限荷載減小。 (2分)

2計算題1.某一取自地下飽和土試樣，用環(huán)刀法測定其密度。環(huán)刀體積為60cm3，環(huán)刀質量為50g，環(huán)刀加濕土質量為170g。已知試樣孔隙率為50％，土粒比重2.70。試計算該土樣含水率、孔隙比、飽和密度、和干密度。（8分，水密度1g/cm3）2.某條形基礎寬b=5m，埋深2m，基底壓力如圖所表示，地基土濕重度19kN/m3，飽和重度20kN/m3。求基礎邊點下M點自重應力和附加應力。(8分)表1：條形基底豎直均勻荷載及水平荷載下附加應力系數(shù)n=z/bm=x/b1.21.61.21.6-1.00.0910.11700.3750.324-0.131-0.0931.00.3750.3240.1310.0933.某砂土地基中間夾有一層厚2m粘土層，該粘土層壓縮已經穩(wěn)定。地下水位在地面以下2m深處。砂土層飽和重度21kN/m3，濕重度19kN/m3。粘土層天然孔隙比1.0，飽和重度20kN/m3，今從粘土層中心取土樣試驗，測得前期固結應力為pc=100kPa，對應pc現(xiàn)場壓縮曲線上孔隙比0.88，壓縮指數(shù)Cc=0.4，固結系數(shù)Cv=2.0×10-4cm/s。今在地面大面積堆載150kPa。（1）粘土層是屬于正常固結、超固結還是欠固結土？為何？（2）試計算粘土層最終壓縮量（無須分層）。（3）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，可取重力加速度10m/s2）（15分）

3.對一飽和正常固結土試樣，為了模擬其原位受力狀態(tài)，先在周圍壓力σｃ=100kPa作用下固結，然后再在Δσ3＝０情況下進行不排水剪試驗。試樣破壞時，同時測出破壞時孔隙水應力uf=50kPa，已知φcu＝25°。試求：（１）該土固結不排水強度指標Ccu各是多少?（２）該試樣破壞時大主應力是多少？（３）破壞時試樣有效主應力σ＇1及σ＇3；（４）破壞時孔隙水應力系數(shù)Ａf；（5）有效應力強度指標c',φ'。(14分)地基內某點大主應力為５５０kＰａ，小主應力為３００kＰａ，孔隙水應力為１００kＰａ。土有效凝聚力為c'=2０kＰａ，有效內摩擦角φ'=24°。判斷該點是否達成破壞狀態(tài)。б1＇＝б1-u=50-100=450kpa б3＇=б3-u=300-100=200kpa(2分)令б1f’=б1＇=450kpaб3f’＝tg2(45-?＇／2)-2c×tg(45-?＇2)＝450×tg2(45-24／2)-2×20×tg(45-24／2)＝450×0.422－40×0.649＝163.9kPa＜б3＇ （4分）所以該點達成破壞狀態(tài)穩(wěn)定． （1分）一粘土樣進行固結不排水剪切試驗，施加圍壓=200kPa，試件破壞時主應力差=280kPa。假如破壞面與水平面夾角=57，求內摩擦角及破壞面上法向應力和剪應力。=57，=24 (2分)破壞面上法向應力為==283kPa (2分)破壞面上剪應力為==127.9kPa (2分)已知地基中一點大主應力為，地基上粘聚力和內摩擦角分別為和。求該點抗剪強度。 (2分) (3分)= (2分)某完全飽和土樣，已知土抗剪強度指標為=35kPa，=0;=12kPa,=12;=3kPa，=28，問：１．若該土樣在＝200kPa作用下進行三軸固結不排水試驗，則破壞時約為多少？２．在＝2５0kPa,=400kPa,=160kPa時土樣可能破裂面上剪應力是多少？土樣是否會被破壞？請計算說明。1.==334.6kPa (2分)2.=250-160=90kPa,=400-160=240kPa (2分) 破裂角=45+(28/2)=59 (2分) ==66.2kPa (2分) ==130kPa (2分) =3+130=72kPa>=66.2,不會破壞 (2分)墻背直立光滑擋土墻，墻高為10ｍ，兩層填土性質指標以下列圖所表示，上層粘土厚度5m，試求作用在墻背上總主動土壓力大小，并繪出壓力分布圖（無須求土壓力作用點）對第一層土， (2分)mB點以上主動土壓力：ea1=r1H1’ka1－2c=20×3.43×tg232.5-2×10×tg32.5=15.1kPa(2分)B點