土力學遠程教育之二試題及答案

1、 土 質(zhì) 學 與 土 力學 試 題（ a卷 ）滿分： 100 分一、選擇題（每題3 分，計 24 分）1 某土樣進行直剪試驗，在法向應力為100 kpa ， 200 kpa ，300 kpa，400 kpa時，測得抗剪強度f分別為 52 kpa，83 kpa，115 kpa ，145 kpa， 若在土中的某一平面上作用的法向應力為 260 kpa ， 剪應力為92kpa，該平面是否會剪切破壞？（）（a）破壞（b）不破壞（c）處于極限平衡狀態(tài)2計算自重應力時，對地下水位以下的土層采用( )。(a) 濕重度 (b)有效重度 (c)飽和重度 (d)天然重度3 前期固結壓力小于現(xiàn)有覆蓋土層自重應力的土

2、稱為( )。(a) 欠固結； (b)次固結 (c)正常固結 (d)超固結。4 下列說法正確的是（）（a）土的滲透系數(shù)越大，土的透水性和土中的水力梯度并不一定也越大（b）任何一種土只要滲透坡降足夠大就可能發(fā)生流土和管涌（c）土中一點滲透力大小取決于該點孔隙水總水頭的大小（d）地基中產(chǎn)生滲透破壞的主要原因是因為土粒受滲流力作用引起的。5 地下室外墻所受的土壓力可視為（）（a）主動土壓力（b）被動土壓力（ c）靜止土壓力（ d）靜止水壓力6下列說法中，錯誤的是（）（a）土的自重應力一般不會引起地基變形（b）地基中的附加應力會引起地基變形（c）飽和土中的總應力等于有效應力與孔隙水壓力之和（d）孔隙水壓

3、力會使土體產(chǎn)生體積變形7當雙層地基上硬下軟時（）（a）產(chǎn)生應力擴散現(xiàn)象（b）產(chǎn)生應力集中現(xiàn)象（c）附加應力不隨深度變化（d）附加應力分布與雙層地基無關8下列說法正確的是（）（a）土的抗剪強度是常數(shù)（b）土的抗剪強度與金屬的抗剪強度意義相同（c）砂土的抗剪強度僅由內(nèi)摩擦力組成（d）粘性土的抗剪強度僅由內(nèi)摩擦力組成二、闡述題（每題6 分，計 36 分）1 簡述土的有效應力原理。2 比較直接剪試驗與三軸試驗的優(yōu)缺點。3 闡述太沙基的極限荷載理論？4 土坡失穩(wěn)的原因有哪些？5 何謂主動土壓力、靜止土壓力和被動土壓力？三者之間有何關系？6 什么是土的抗剪強度指標？測定抗剪強度指標有何工程意義？三、計算題

4、（前兩題每題各15 分，第 3 題 10 分，計 40 分）1 有一矩形均布荷載p0=250kpa，受荷面積為2.0m 6.0m 的矩形面積，分別求角點下深度為 0m、2m 處的附加應力值以及中心點下深度為0m、2m 處的附加應力值。2. 某擋土墻高度10 m，墻背垂直、光滑，墻后填土面水平，填土上作用均布荷載q=20 kpa，墻后填土分兩層：上層為中砂，重度1=18.5 kn/m3，內(nèi)摩擦角1=30，層厚h1=3.0m；下層為粗砂，重度2=19.0kn/m3，內(nèi)摩擦角2=35，地下水位在離墻頂6.0 m 位置，水下粗砂的飽和重度為sat=20.0kn/m3。計算作用在此擋土墻上的總主動土壓力

5、和水壓力。3. 粘性土地基上條形基礎的寬度mmb5.1,2埋深，地下水位在基礎底面處。地基土的比 重80.070.070.2rsseg，水位以上飽和度，孔隙比， 土 的 抗 剪 強 度 指 標2010，kpac，求地基的承載力crppp,3/14/1。土質(zhì)學與土力學試題（a 卷）參 考 答 案一、選擇題1 （ b）2. （b）3. （ a）4. （a）5. （c）6. （d ）7. （a）8. （c）二、闡述題1. 答 飽和土體的總應力由兩部分構成，即作用在土顆粒骨架上的有效應力和土孔隙中的孔隙水壓力 u, 即u2. 答直剪試驗：優(yōu)點：構造簡單，操作方便缺點：剪切破壞面不是最薄弱面；剪切面上應

6、力分布不均勻，邊緣處出現(xiàn)應力集中現(xiàn)象；剪切過程中土樣剪切面積小，但計算抗剪強度按原面積計算，影響計算精確度；不能嚴格控制排水條件，無法測定孔隙水壓力，尤其對飽和粘性土不理想。三軸試驗：優(yōu)點： 能嚴格控制排水條件及測定孔隙水壓力；破壞面為最弱面；可測定土的其它力學性質(zhì)。結果比較可靠，適合于一般工程實際需要。缺點：試件中主應力1= 3，而實際上土的受力狀態(tài)并非都是軸對稱的。3.答太沙基極限荷載理論基本假設： 假設基底與土之間的摩擦力阻止了在基底處剪切位移發(fā)生，因此直接在基底以下的土不發(fā)生破壞面處于彈性平衡狀態(tài)，破壞時，它象“彈性核”隨基礎一起向下移動。太沙基認為淺基礎的地基極限承載力可近似假設為以

7、下三種情況計算結果總和：（1）土是無質(zhì)量的，有粘聚力和內(nèi)摩擦角，沒有超載；（2）土是沒有質(zhì)量的，無粘聚力有內(nèi)摩擦角，有超 載 ； （ 3） 土 是 有 質(zhì) 量 的 ， 沒 有 粘 聚 力 ， 但 有 內(nèi) 摩 擦 角 ， 沒 有 超 載 。 表 達 式 ：bnqncnpqcu21，nc，nq，n為承載力因數(shù)。4.答土坡失穩(wěn)一般有以下幾種原因：a)土坡作用力發(fā)生變化。例如： 由于在坡頂堆放材料或建筑物使坡頂受荷，或由于打樁、車輛行使、爆破、地震等引起的振動改變了原來的平衡狀態(tài)。b)土抗剪強度降低。例如：土中含水量或孔隙水壓力的增加。c)靜水壓力的作用。例如： 雨水或地面水滲入土坡中的豎向裂縫，對土

8、坡產(chǎn)生側向壓力，從而促使土坡的滑動。d)地下水在土壩或基坑等邊坡中滲流所引起的滲流力是邊坡失穩(wěn)的重要因素。5.答靜止土壓力 :當擋土墻靜止不動時,墻面土體由于墻的側限作用而處于靜止狀態(tài),此時作用在墻背上的土壓力稱為靜止土壓力. 主動土壓力 :當擋土墻在墻后土壓力作用下向前移動,墻后土體隨之向前移動,當達到極限平衡狀態(tài)時,作用在墻背上的土壓力表現(xiàn)為墻后土體的主動推力,將之稱為主動土壓力。被動土壓力:當擋土墻在外力作用下向后移動推向填土時,填土受到擠壓,被動作用在墻背上的土壓力增大,達到平衡時的土體被動地作用在墻上的壓力稱為被動土壓力。在數(shù)量上三者有如下關系:paeee06. 答 （1）土的抗剪強

9、度指標為土的內(nèi)聚力c，土的內(nèi)摩擦角（2）土的抗剪強度指標可用來計算地基承載力、評價地基穩(wěn)定性以及計算擋土墻土壓力等，它是土的重要力學性能指標。三、計算題1.答 125kpa ，8.4kpa ，250kpa ，131.4kpa2.答 將地面的均布荷載換算成填土的當量土層厚度mqh08.15 .18/201h 第一層土土壓力強度土層頂kpakhaa67.623045(tan202111）土層底kpakhhaa17.2523045(tan)2035.18()(21112）第二層土土壓力強度土層頂kpakhhaa45.2023545(tan)2035.18()(22112）地下水位面處主動土壓力kpa

10、khhhaa9 .3523045(tan)3192035.18()(2222113）墻底處主動土壓力kpakhaaa7.4623545(tan109 .3522334）墻底處誰壓力kpahw404103總土壓力mknea/49.2974)7.469.35(2/13)9.3545.20(2/13)17.2567.6(2/1總水壓力1/2 404=80 kn/m 3. 答 kpapkpapkpapcr98.15546.15246.1423/14/1土質(zhì)學與土力學試題（b 卷）滿分： 100 分一、選擇題（每題3 分，計 24 分）1土的強度指（）（a）抗剪強度（b）抗壓強度（c）抗拉強度（ d）抗

11、彎強度2到目前為止，淺基礎的地基承載力的計算理論僅限于按（）推導出來（a）整體剪切破壞（b）局部剪切破壞（ c）沖切破壞3無粘性土坡的穩(wěn)定性應（）(a)與坡高有關，與坡角無關(b)與坡角有關，與坡高無關(c)與坡高和坡角都無關(d)與坡高和坡角都有關4成層土水平方向的平均滲透系數(shù)（）垂直方向的平均滲透系數(shù)。（a）等于（ b）大于（c）小于5提高擋土墻后填土質(zhì)量，使土的抗剪強度增大，將使作用于墻背的（） 。（a）主動土壓力減小（b）主動土壓力增大（c）被動土壓力減?。╠）被動土壓力不變6只有 ( )才能引起地基的附加應力和變形。(a) 基底壓力； (b)基底附加壓力； (c)有效應力； (d)有

12、效自重應力7地基中附加應力x的影響范圍（） 。（a）在基礎的邊緣（b）在基礎兩側（c）較深（ d）較淺8粘性土的內(nèi)摩擦角=20，c=10 kpa， 當土中某點的最大主應力1=400 kpa 時，該點發(fā)生破壞時的最小主應力3為（）（a） 294 kpa （b）266 kpa （c） 210 kpa （d）182 kpa 二、闡述題（每題6 分，計 36 分）1 用達西定律計算出的滲流速度是否是土中的真實滲流速度，它們在物理概念上有什么區(qū)別？2 十字板剪切試驗測得的抗剪強度相當于實驗室用什么方法測得的抗剪強度？有何優(yōu)點？3 何謂地基承載力？地基破壞的形勢有哪幾種？4 土坡穩(wěn)定分析圓弧法的安全系數(shù)的

13、含義是什么？用條分法分析土坡穩(wěn)定時，最危險滑動面如何確定？5 試述分層總和法的假定條件。6 通常用哪一種試驗方法測定土的有效強度指標c 、?用固結排水剪測得的cd、d，與c 、是否一致？三、計算題（前兩題每題各15 分，第 3 題 10，計 40 分）1 某飽和黏土層的厚度為10 m，在大面積（ 20 m20 m）荷載p0=120 kpa 作用下，土層的初始孔隙比e=1.0，壓縮系數(shù)=0.3 mpa-1， 滲透系數(shù)k=18 mm/y 。按黏土層在單面和雙面排水條件下分別求：（1）加荷載一年時的沉降量（2）沉降量達 140 mm 所需時間2 室內(nèi)常水頭滲透試驗中，土樣長12cm，截面積 a=6c

14、m2，進水端水位cmh601，出水端水位cmh152， 試驗中測得2min 流經(jīng)土樣的水量q=200cm3， 試求土樣的滲透系數(shù)。3 一矩形基礎，長10 m，寬 6 m，作用均布荷載p0=100 kpa。求基礎中心下1，3，5 m 處的附加應力。土質(zhì)學與土力學試題（b 卷）參 考 答 案一、選擇題1 （ a）2. （a）3. （b）4. （b）5. （a）6. （b）7. （d ）8. （d ）二、闡述題1. 答 不是。達西定律計算出的滲流速度是單位時間內(nèi)流過一單位土截面的水量。其中的截面面積包括土粒骨架的面積和孔隙面積；而真實的過水面積小于計算面積。所以實際流速一般大于計算流速。2. 答（

15、1） 十字板剪切試驗在現(xiàn)場測土的抗剪強度，屬于不排水剪切試驗條件，結果與實驗室無側限抗壓強度試驗結果接近。（2）適用于飽和軟粘土，特別適合于難于取樣或試樣在自重下不能保持原形狀的軟粘土，具有結構簡單，操作方便，試驗對土的結構擾動性小等優(yōu)點。3. 答（1）地基承載力是指在保證強度、變形和穩(wěn)定性能滿足設計要求的條件下，地基土承受荷載的能力。（2）地基破壞形式：地基整體剪切破壞；地基局部剪切破壞；地基沖切破壞。4. 答（1）土坡的安全系數(shù)可以定義為滑動面上抗滑力矩與滑動力矩之比，即mmkf（或抗滑力 tf與滑動力t 之比ttkf） ， 或?qū)嵱械目辜魪姸萬與土坡中最危險滑動面上產(chǎn)生的剪應力的比值fk。

16、（2）最危險滑動面的確定是選擇若干滑弧圓心，分別計算相應的穩(wěn)定安全系數(shù)，與最小安全系數(shù)相應的圓弧即為最危險滑弧。5. 答分層總和法的假定條件：（3）基底附加壓力是作用在地表的局部柔性荷載；（4）只計算豎向附加應力z 作用使土層壓縮變形導致地基沉降，而剪應力忽略不計；土層壓縮時不發(fā)生側向變形。6. 答 （1）通常用固結不排水方法測c 、 。（2）cd、d，與c 、很接近，由于固結排水時間長，故通常用c 、代替cd、d。但二者試驗條件有差別，固結不排水試驗在剪切過程中不排水，試樣體積不變， 而固結排水試驗在剪切過程中排水，體積一般要變化，通常cd、d略大于c 、 。三、計算題1. 答（1）在大面積荷載下粘土層中附加應力沿深度均勻分布，即 p=p0=120 kpa 粘土層最終沉降量mmphehepss180101012011103134豎向固結系數(shù)ymekcwv/121