《土力學(xué)答案》word版

1、第 30 頁 共 30 頁第一章1-1.砂類土和粘性土各有那些典型的形成作用？   【答】土在其形成過程中有各種風化作用共同參與，它們同時進行。砂類土主要是由于溫度變化、波浪沖擊、地震引起的物理力使巖體崩解、破碎形成。粘性土主要是巖體與空氣、水和各種水溶液相互作用形成。1-2.請分析下列幾組概念的異同點：黏土礦物、黏粒、黏性土；粒徑、粒度和粒組?！敬稹筐ね令w粒（黏粒）的礦物成分主要有黏土礦物和其他化學(xué)膠結(jié)構(gòu)物或有機質(zhì)，其中黏土礦物的結(jié)晶結(jié)構(gòu)特征對黏性土的工程性質(zhì)影響較大。黏土礦物實際上是一種鋁-硅酸鹽晶體，是由兩種晶片交互層疊構(gòu)成的。 黏土礦物顆粒一般為

2、扁平狀（或纖維狀），與水作用后扁平狀顆粒的表面帶負電荷，但顆粒的（斷裂）邊緣，局部卻帶有正電荷。 黏性土由黏粒與水之間的相互作用產(chǎn)生，黏性土及其土粒本身大多是由硅酸鹽礦物組成。 自然界中土一般都是由大小不等的土?；旌隙M成的，也就是不同大小的土顆粒按不同的比例搭配關(guān)系構(gòu)成某一類土，比例搭配（級配）不一樣，則土的性質(zhì)各異。土顆粒大小，通常以其直徑大小表示，簡稱粒徑，單位為mm。所謂土的顆粒大小組合情況在工程上就是按土顆粒（粒徑）大小分組，稱為粒組。每個粒組都以土粒直徑的兩個數(shù)值作為其上下限，并給以適當?shù)拿Q，簡言之，粒組就是一定的粒徑區(qū)段，以毫米表示。土顆粒的大小是以其直徑來

3、表示，稱為粒徑(或粒度)，其單位一般采用毫米。1-3.簡述土中粒度成分與礦物成分的關(guān)系?！敬稹看诸w粒土往往是巖石經(jīng)物理分化形成的原巖碎屑，是物理化學(xué)性質(zhì)比較穩(wěn)定的原生礦物顆粒；細小土粒主要是化學(xué)風化作用形成的次生礦物顆粒和生成過程中有機物質(zhì)的介入，次生礦物的成分、性質(zhì)及其與水的作用均很復(fù)雜，是細粒土具有塑性特征的主要因素之一，對土的工程性質(zhì)影響很大。1-4.粒組劃分時,界限粒徑的物理意義是什么?【答】界限粒組的物理意義是劃分粒組的分界尺寸1-5.粘土顆粒為什么會帶電？【答】研究表明，片狀粘土顆粒的表面，由于下列原因常帶有布平衡的負電荷。離解作用：指粘土礦物顆粒與水作用后離解成更微小的顆粒，離解

4、后的陽離子擴散于水中，陰離子留在顆粒表面；吸附作用：指溶于水中的微小粘土礦物顆粒把水介質(zhì)中一些與本身結(jié)晶格架中相同或相似的離子選擇性地吸附到自己表面；同晶置換：指礦物晶格中高價的陽離子被低價的離子置換，常為硅片中的Si4+ 被Al3+置換，鋁片中的Al3+被Mg2+置換，因而產(chǎn)生過剩的未飽和的負電荷。邊緣斷裂：理想晶體內(nèi)部是平衡的，但在顆粒邊緣處，產(chǎn)生斷裂后，晶體連續(xù)性受到破壞，造成電荷不平衡。1-6.毛細現(xiàn)象對工程有何影響？毛細帶內(nèi)為什么孔隙水壓力為負值？【答】自由水是存在于土粒表面電場影響范圍以外的水。按其移動所受作用力的不同，可分為重力水合毛細水。 重力水是存在于地下

5、的透水土層中的地下水，它是在重力或水頭壓力作用下運動的自由水，對土粒有浮力作用。重力水的滲流特征，是地下工程排水合防水工程的主要控制因素之一，對土的應(yīng)力狀態(tài)和開挖基槽、基坑以及修筑地下構(gòu)筑物有重要影響。毛細水是存在于地下水位以上，受到水與空氣交界處表面張力作用的自由水。在工程中，毛細水的上升高度和速度對于建筑物地下部分的防潮措施和地基土的浸濕、凍脹等有重要影響。 在水、氣界面上，由于彎液面表面張力的存在，以及水與土粒表面的浸潤作用，孔隙水的壓力亦將小于孔隙內(nèi)的大氣壓力。于是，沿著毛細彎液面的切線方向?qū)a(chǎn)生迫使相鄰粒擠緊的壓力，這種壓力稱為毛細壓力，毛細壓力的存在使水內(nèi)的壓力小于大氣壓

6、力，即孔隙水壓力為負值。1-7. 粘土的活動性為什么有很大差異？ 【答】粘土顆粒（粘粒）的礦物成分主要有粘土礦物和其他化學(xué)膠結(jié)物或有機質(zhì)，而粘土礦物是很細小的扁平顆粒，顆粒表面具有很強的與水相互作用的能力，表面積（比表面）愈大，這種能力就愈強，由于土粒大小而造成比表面數(shù)值上的巨大變化，必然導(dǎo)致土的活動性的極大差異，如蒙脫石顆粒比高嶺石顆粒的比表面大幾十倍，因而具有極強的活動性。1-8. 研究土的結(jié)構(gòu)性有何工程意義，如何研究土的微觀結(jié)構(gòu)【答】土的微觀結(jié)構(gòu)，簡稱土的結(jié)構(gòu)，是指土粒的原位集合體特征，是由土粒單元的大小、礦物成分、形狀、相互排列及其聯(lián)結(jié)關(guān)系，土中水性質(zhì)及孔隙特征等因素形成的綜

7、合特征。首先通過對顯微照片信息的提取，采用割補法畫出的幾何圖形來近似代表復(fù)雜的結(jié)構(gòu)單元體形態(tài)，從簡化的圖形中找出能夠代表土微觀結(jié)構(gòu)的每個結(jié)構(gòu)單元體的長軸方向和短軸方向的兩個長度量數(shù)，運用四個角點的坐標求出長、短軸，用長軸和短軸之積來近似地代替結(jié)構(gòu)單元體的幾何面積，然后進行土顆粒的定向研究。第二章2-2、有一飽和的原狀土樣切滿于容積為21.7cm3的環(huán)刀內(nèi)，稱得總質(zhì)量為72.49g，經(jīng)105烘干至恒重為61.28g，已知環(huán)刀質(zhì)量為32.54g，土粒比重為2.74，試求該土樣的濕密度、含水量、干密度及孔隙比（要求匯出土的三相比例示意圖，按三相比例指標的定義求解）。解：2-3、某原狀土樣的密度為1.

8、85g/cm3，含水量為34%，土粒相對密度為2.71，試求該土樣的飽和密度、有效密度和有效重度（先推導(dǎo)公式然后求解）。解：（1） 設(shè) （2）（3）或 2-4、某砂土土樣的密度為1.77g/cm3，含水量9.8%，土粒相對密度為2.67，烘干后測定最小孔隙比為0.461，最大孔隙比為0.943，試求孔隙比e和相對密實度Dr，并評定該砂土的密實度。解：（1）設(shè)整理上式得 （2）（中密）2-5、某一完全飽和黏性土試樣的含水量為30%，土粒相對密度為2.73，液限為33%，塑限為17%，試求孔隙比、干密度和飽和密度，并按塑性指數(shù)和液性指數(shù)分別定出該黏性土的分類名稱和軟硬狀態(tài)。解： 查表，定名為粉質(zhì)粘

9、土 查表，確定為軟塑狀態(tài)第三章3-1. 試解釋起始水力梯度產(chǎn)生的原因?！敬稹科鹗妓μ荻犬a(chǎn)生的原因是，為了克服薄膜水的抗剪度0(或者說為了克服吸著水的粘滯阻力)，使之發(fā)生流動所必須具有的臨界水力梯度度。也就是說，只要有水力坡度，薄膜水就會發(fā)生運動，只是當實際的水力坡度小于起始水力梯度時，薄膜水的滲透度V非常小。只有憑借精密儀器才能觀測到。因此嚴格的講，起始水力梯度I0是指薄膜水發(fā)生明顯滲流時用以克服其抗剪強度0的水力梯度。3-2. 為什么室內(nèi)滲透試驗與現(xiàn)場測試得出的滲透系數(shù)有較大差別【答】室內(nèi)試驗和現(xiàn)場試驗滲透系數(shù)有較大差別，主要在于試驗裝置和試驗條件等有關(guān)，即就是和滲透系數(shù)的影響因素有關(guān)，（

10、1）土的粒度成分及礦物成分。土的顆粒大小、形狀及級配，影響土中孔隙大小及其形狀，因而影響土的滲透性。土顆粒越粗，越渾圓、越均勻時，滲透性就大。砂土中含有較多粉土及粘土顆粒時，其滲透系數(shù)就大大降低。（2）結(jié)合水膜厚度。粘性土中若土粒的結(jié)合水膜厚度較厚時，會阻塞土的孔隙，降低土的滲透性。 （3）土的結(jié)構(gòu)構(gòu)造。天然土層通常不是各向同性的，在滲透性方面往往也是如此。如黃土具有豎直方向的大孔隙，所以豎直方向的滲透系數(shù)要比水平方向大得多。層狀粘土常夾有薄的粉砂層，它在水平方向的滲透系數(shù)要比豎直方向大得多。（4）水的粘滯度。水在土中的滲流速度與水的容重及粘滯度有關(guān)，從而也影響到土的滲透性。3-3.

11、 拉普拉斯方程適應(yīng)于什么條件的滲流場？  【答】當滲流場中水頭及流速等滲流要素不隨時間改變時，這種滲流稱為穩(wěn)定滲流，而拉普拉斯方程是指適用于平面穩(wěn)定滲流的基本方程。3-5.為什么流線與等勢線總是正交的？  【答】在穩(wěn)定滲流場中，取一微單元體，并假定水體不可壓縮，則根據(jù)水流連續(xù)原理，單位時間內(nèi)流入和流出微元體的水量應(yīng)相等，（式3-22）即dqe=dqo。從而得到：即為二維滲流連續(xù)方程，從中由數(shù)學(xué)知識，可知流線和等勢線正交。3-6.流砂與管涌現(xiàn)象有什么區(qū)別和聯(lián)系？  【答】在向上的滲流力作用下，粒間有效應(yīng)力為零時，顆粒群發(fā)生懸浮

12、、移動的現(xiàn)象稱為流砂(土)現(xiàn)象。這種現(xiàn)象多發(fā)生在顆粒級配均勻的飽和細、粉砂和粉土層中，一般具有突發(fā)性、對工程危害大。 在水流滲透作用下，土中的細顆粒在粗顆粒形成的孔隙中移動，以至流失；隨著土的孔隙不斷擴大，滲流速度不斷增加，較粗的顆粒也相繼被水逐漸帶走，最終導(dǎo)致土體內(nèi)形成貫通的滲流管道，造成土體塌陷，這種現(xiàn)象稱為管涌。它多發(fā)生在砂性土中，且顆粒大小差別大，往往缺少某種粒徑，其破壞有個時間發(fā)展過程，是一種漸進性質(zhì)破壞。具體地再說，管涌和流砂的區(qū)別是：（1）流砂發(fā)生在水力梯度大于臨界水力梯度，而管涌發(fā)生在水力梯度小于臨界水力梯度情況下；（2）流砂發(fā)生的部位在滲流逸出處，而管涌發(fā)生的部位可

13、在滲流逸出處，也可在土體內(nèi)部；（3）流砂發(fā)生在水流方向向上，而管涌沒有限制。3-7. 滲透力都會引起哪些破壞？ 【答】滲流引起的滲透破壞問題主要有兩大類：一是由于滲流力的作用，使土體顆粒流失或局部土體產(chǎn)生移動，導(dǎo)致土體變形甚至失穩(wěn)；二是由于滲流作用，使水壓力或浮力發(fā)生變化，導(dǎo)致土體和結(jié)構(gòu)物失穩(wěn)。前者主要表現(xiàn)為流砂和管涌，后者主要則表現(xiàn)為岸坡滑動或擋土墻等構(gòu)造物整體失穩(wěn)。3-8、某滲透試驗裝置如圖3-23所示。砂的滲透系數(shù)；砂的滲透系數(shù)，砂樣斷面積A=200cm2，試問：（1）若在砂與砂分界面出安裝一測壓管，則測壓管中水面將升至右端水面以上多高？（2）砂與砂界面處的單位滲水量

14、q多大？解：（1） 整理得 所以，測壓管中水面將升至右端水面以上：60-40=20cm（2）3-9、定水頭滲透試驗中，已知滲透儀直徑D=75mm，在L=200mm滲流途徑上的水頭損失h=83mm，在60s時間內(nèi)的滲水量Q=71.6cm3，求土的滲透系數(shù)。解：3-10、設(shè)做變水頭滲透試驗的黏土試樣的截面積為30cm2，厚度為4cm，滲透儀細玻璃管的內(nèi)徑為0.4cm，試驗開始時的水位差145cm，經(jīng)時段7分25秒觀察水位差為100cm，試驗時的水溫為20，試求試樣的滲透系數(shù)。解：3-11、圖3-24為一板樁打入透水土層后形成的流網(wǎng)。已知透水土層深18.0m，滲透系數(shù)，板樁打入土層表面以下9.0m，

15、板樁前后水深如圖中所示。試求：（1）圖中所示a、b、c、d、e各點的孔隙水壓力；（2）地基的單位滲水量。解：（1）（2）第四章4-1何謂土中應(yīng)力？它有哪些分類和用途？  【答】土體在自重、建筑物荷載及其它因素的作用下均可產(chǎn)生土中應(yīng)力。一般來說土中應(yīng)力是指自重應(yīng)力和附加應(yīng)力。土中應(yīng)力按其起因可分為自重應(yīng)力和附加應(yīng)力兩種。自重應(yīng)力是指土體在自身重力作用下產(chǎn)生的尚未完成的壓縮變形，因而仍將產(chǎn)生土體或地基的變形。附加應(yīng)力它是地基產(chǎn)生變形的的主要原因，也是導(dǎo)致地基土的強度破壞和失穩(wěn)的重要原因。    土中應(yīng)力安土骨架和土中孔隙的分擔作用可分為有

16、效應(yīng)力和孔隙應(yīng)力兩種。土中有效應(yīng)力是指土粒所傳遞的粒間應(yīng)力。它是控制土的體積（變形）和強度兩者變化的土中應(yīng)力。土中孔隙應(yīng)力是指土中水和土中氣所傳遞的應(yīng)力。4-2怎樣簡化土中應(yīng)力計算模型？在工程中應(yīng)注意哪些問題？  【答】我們把天然土體簡化為線性彈性體。即假設(shè)地基土是均勻、連續(xù)、各向同性的半無限空間彈性體而采用彈性理論來求解土中應(yīng)力。 當建筑物荷載應(yīng)力變化范圍比較大，如高層建筑倉庫等筒體建筑就不能用割線代替曲線而要考慮土體的非線性問題了。 4-3地下水位的升降對土中自重應(yīng)力有何影響？在工程實踐中，有哪些問題應(yīng)充分考慮其影響？  【答】地

17、下水下降，降水使地基中原水位以下的有效資中應(yīng)力增加與降水前比較猶如產(chǎn)生了一個由于降水引起的應(yīng)力增量     ，它使土體的固結(jié)沉降加大，故引起地表大面積沉降。    地下水位長期上升（如筑壩蓄水）將減少土中有效自重應(yīng)力。 (1)、若地下水位上升至基礎(chǔ)底面以上，它對基礎(chǔ)形成浮力使地基土的承載力下降。 (2)、地下水位上升，如遇到濕陷性黃土造成不良后果（塌陷） (3)、地下水位上升，粘性土濕化抗剪強度降低。4-4基底壓力分布的影響因素有哪些？簡化直線分布的假設(shè)條件是什么？ 

18、;【答】基底壓力的大小和分布狀況與荷載的大小和分布、基礎(chǔ)的剛度、基礎(chǔ)的埋置深度以及地基土的性質(zhì)等多種因素。假設(shè)條件：剛性基礎(chǔ)、基礎(chǔ)具有一定的埋深，依據(jù)彈性理論中的圣維南原理。4-5如何計算基底壓力和基底附加壓力？兩者概念有何不同？  【答】基地壓力P計算：P= (中心荷載作用下)，P=                  (偏心荷載作用下)   基地附加壓力計算：Po=

19、P-基地壓力P為接觸壓力。這里的“接觸”，是指基礎(chǔ)底面與地基土之間的接觸，這接觸面上的壓力稱為基底壓力?；赘郊訅毫樽饔迷诨A(chǔ)底面的凈壓力。是基底壓力與基底處建造前土中自重應(yīng)力之差，是引起地基附加應(yīng)力和變形的主要原因。 4-6土中附加應(yīng)力的產(chǎn)生原因有哪些？在工程實用中應(yīng)如何考慮？  【答】由外荷載引起的附加壓力為主要原因。需要考慮實際引起的地基變形破壞、強度破壞、穩(wěn)定性破壞。4-7在工程中，如何考慮土中應(yīng)力分布規(guī)律？  【答】 由于附加應(yīng)力擴散分布，他不僅發(fā)生在荷載面積之下，而且分布在荷載面積相當大的范圍之下。所以工程中： 

20、;  (1)、考慮相鄰建筑物時，新老建筑物要保持一定的凈距，其具體值依原有基礎(chǔ)荷載和地基土質(zhì)而定，一般不宜小于該相鄰基礎(chǔ)底面高差的1-2倍；   (2)、同樣道理，當建筑物的基礎(chǔ)臨近邊坡即坡肩時，會使土坡的下滑力增加，要考慮和分析邊坡的穩(wěn)定性。要求基礎(chǔ)離開邊坡有一個最小的控制距離a.   (3)、應(yīng)力和應(yīng)變時聯(lián)系在一起的，附加應(yīng)力大，地基變形也大；反之，地基變形就小，甚至可以忽略不計。因此我們在計算地基最終沉降量時，“沉降計算深度Zm”用應(yīng)力比法確定。 4-8、某建筑場地的地層分布均勻，第一層雜填土厚1.

21、5m，；第二層粉質(zhì)黏土厚4m，地下水位在地面下2m深處；第三層淤泥質(zhì)黏土厚8m，；第四層粉土厚3m，；第五層砂巖未鉆穿。試計算各層交界處的豎向自重應(yīng)力，并繪出沿深度分布圖。解：（1）求由上式得：，（2）求自重應(yīng)力分布4-9、某構(gòu)筑物基礎(chǔ)如圖4-30所示，在設(shè)計地面標高處作用有偏心荷載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，并繪出沿偏心方向的基底壓力分布圖。解：（1）全力的偏心距e （2）因為 出現(xiàn)拉應(yīng)力故需改用公式（3）平均基底壓力 （理論上） 或（實際上）4-10、某矩形基礎(chǔ)的底面尺寸為4m×2.4m，

22、設(shè)計地面下埋深為1.2m（高于天然地面0.2m），設(shè)計地面以上的荷載為1200kN，基底標高處原有土的加權(quán)平均重度為18kN/m3。試求基底水平面1點及2點下各3.6m深度M1點及M2點處的地基附加應(yīng)力值。解：（1）基底壓力 （2）基底附加壓力 （3）附加應(yīng)力 M1點 分成大小相等的兩塊 查表得 則 M2點 作延長線后分成2大塊、2小塊 大塊 查表得小塊 查表得 則 4-11、某條形基礎(chǔ)的寬度為2m，在梯形分布的條形荷載（基底附加壓力）下，邊緣（p0）max=200kPa，（p0）min=100kPa，試求基底寬度中點下和邊緣兩點下各3m及6m深度處的值。解：中點下 3m處 ，查表得 6m處

23、，查表得 邊緣，梯形分布的條形荷載看作矩形和三角形的疊加荷載 3m處 ：矩形分布的條形荷載 ，查表 三角形分布的條形荷載 ，查表 所以，邊緣左右兩側(cè)的為6m處 ：矩形分布的條形荷載 ，查表 三角形分布的條形荷載 ，查表 所以，邊緣左右兩側(cè)的為第五章5-1通過固結(jié)試驗可以得到哪些土的壓縮性指標？如何求得？   【答】 壓縮系數(shù)， 壓縮指數(shù)， 壓縮模量    壓縮系數(shù)           &

24、#160;  壓縮指數(shù)                   壓縮模量5-2通過現(xiàn)場（靜）載荷試驗可以得到哪些土的力學(xué)性質(zhì)指標？   【答】 可以同時測定地基承載力和土的變形模量。5-3室內(nèi)固結(jié)試驗和現(xiàn)場載荷試驗都不能測定土的彈性模量，為什么？  【答】土的彈性模量是指土體在側(cè)限條件下瞬時壓縮的應(yīng)力應(yīng)變模量。他的變形包括了可恢復(fù)的彈性變形和不可恢復(fù)的

25、殘余變形兩部分。而室內(nèi)固結(jié)實驗和現(xiàn)場載荷試驗都不能提供瞬時荷載，它們得到的壓縮模量和變形模量時包含殘余變形在內(nèi)的。和彈性模量由根本區(qū)別。5-4試從基本概念、計算公式及適用條件等方面比較壓縮模量、變形模量與彈性模量，它們與材料力學(xué)中楊氏模量有什么區(qū)別？   【答】土的壓縮模量Es的定義是土在側(cè)限條件下的豎向附加應(yīng)力與豎向應(yīng)變之比值。 土的壓縮模量是通過土的室內(nèi)壓縮試驗得到的。Es=    土的變形模量Eo的定義是土體在無側(cè)限條件下的應(yīng)力與應(yīng)變的比值。土的變形模量時現(xiàn)場原位試驗得到的。 Eo= 土的壓縮模量和變形模量理

26、論上是可以換算的：Eo=·Es ，但影響因素較多不能準確反映他們之間的實際關(guān)系。 土的彈性模量E的定義是土體在無側(cè)限條件下瞬時壓縮的應(yīng)力應(yīng)變模量。 土的彈性模量由室內(nèi)三軸壓縮試驗確定。5-5根據(jù)應(yīng)力歷史可將土（層）分為那三類土（層）？試述它們的定義。   【答】正常固結(jié)土（層） 在歷史上所經(jīng)受的先期固結(jié)壓力等于現(xiàn)有覆蓋土重。      超固結(jié)土（層）  歷史上曾經(jīng)受過大于現(xiàn)有覆蓋土重的先期固結(jié)壓力。    

27、   欠固結(jié)土（層）  先期固結(jié)壓力小于現(xiàn)有覆蓋土重。5-6何謂先期固結(jié)壓力？實驗室如何測定它？   【答】天然土層在歷史上受過最大固結(jié)壓力（指土體在固結(jié)過程中所受的最大豎向有效應(yīng)力），稱為先期固結(jié)壓力，或稱前期固結(jié)壓力。 先進行高壓固結(jié)試驗得到   e-lg p       曲線，用卡薩格蘭德經(jīng)驗作圖法求得。5-7何謂超固結(jié)比？如何按超固結(jié)比值確定正常固結(jié)土？   【答】在研

28、究沉積土層的應(yīng)力歷史時，通常將先期固結(jié)壓力與現(xiàn)有覆蓋土重之比值定義為超固結(jié)比（OCR）。OCR=1為正常固結(jié)土。5-8何謂現(xiàn)場原始壓縮曲線？三類土的原始壓縮曲線和壓縮性指標由實驗室的測定方法有河不同？   【答】現(xiàn)場原始壓縮曲線是指現(xiàn)場土層在其沉積過程中由上覆蓋土重原本存在的壓縮曲線，簡稱原始壓縮曲線。室內(nèi)壓縮試驗所采用的土樣與原位土樣相比，由于經(jīng)歷了卸荷的過程，而且試件在取樣、運輸、試件制作以及試驗過程中不可避免地要受到不同程度的擾動，因此，土樣的室內(nèi)壓縮曲線不能完全代表現(xiàn)場原位處土樣的孔隙比與有效應(yīng)力的關(guān)系。施黙特曼提出了根據(jù)土的室內(nèi)壓縮試驗曲線進行修正得到土

29、現(xiàn)場原始壓縮曲線。5-9.應(yīng)力歷史對土的壓縮性有何影響?如何考慮?【答】歷史應(yīng)力打會使土體壓縮，前期壓縮大，后期應(yīng)力平衡后就不會繼續(xù)產(chǎn)生壓縮。工程中應(yīng)注意的是當荷載卸除后要考慮土體的回彈。尤其是歷史應(yīng)力較大的地區(qū)施工時涉及到土體開挖。第六章6-1成層土地基可否采用彈性力學(xué)公式計算基礎(chǔ)的最終沉浸量？ 【答】不能。利用彈性力學(xué)公式估算最終沉降量的方法比較簡便，但這種方法計算結(jié)果偏大。因為Eo不同。6-2在計算基礎(chǔ)最終沉降量（地基最終變形量）以及確定地基壓縮層深度（地基變形計算深度）時，為什么自重應(yīng)力要用有效重度進行計算？ 【答】 固結(jié)變形由有效自重應(yīng)力引起。6-3有一

30、個基礎(chǔ)埋置在透水的可壓縮性土層上，當?shù)叵滤簧舷掳l(fā)生變化時，對基礎(chǔ)沉降有什么影響？當基礎(chǔ)底面為不透水的可壓縮性土層時，地下水位上下變化時，對基礎(chǔ)有什么影響？ 【答】當基礎(chǔ)埋置在透水的可壓縮性土層上時： 地下水下降，降水使地基中原水位以下的有效資中應(yīng)力增加與降水前比較猶如產(chǎn)生了一個由于降水引起的應(yīng)力增量cz ，它使土體的固結(jié)沉降加大，基礎(chǔ)沉降增加。 地下水位長期上升（如筑壩蓄水）將減少土中有效自重應(yīng)力。是地基承載力下降，若遇見濕陷性土會引起坍塌。當基礎(chǔ)埋置在不透水的可壓縮性土層上時：當?shù)叵滤幌陆担两挡蛔?。地下水位上升，沉降不變?-4兩個基礎(chǔ)的底面面積相同，但埋

31、置深度不同，若低級土層為均質(zhì)各向同性體等其他條件相同，試問哪一個基礎(chǔ)的沉降大？為什么？ 【答】引起基礎(chǔ)沉降的主要原因是基底附加壓力，附加壓力大，沉降就大。   （m<20） Po=Pm·d=F/A+20dm·d=F/A+（20m）d  因而當基礎(chǔ)面積相同時，其他條件也相同時?；A(chǔ)埋置深的時候基底附加壓力大，所以沉降大。 當埋置深度相同時，其他條件也相同時，基礎(chǔ)面積小的基底附加應(yīng)力大，所以沉降大。6-5何謂超固結(jié)比？在實踐中，如何按超固結(jié)比值確定正常固結(jié)土？ 【答】在研究沉積土層的應(yīng)力歷史時

32、，通常將先期固結(jié)壓力與現(xiàn)有覆蓋土重之比值定義為超固結(jié)比。 超固結(jié)比值等于1時為正常固結(jié)土6-6正常固結(jié)土主固結(jié)沉降量相當于分層總和法單向壓縮基本公式計算的沉降量，是否相等？ 【答】不相同，因為壓縮性指標不同。6-7采用斯肯普頓-比倫法計算基礎(chǔ)最終沉降量在什么情況下可以不考慮次壓縮沉降？ 【答】對于軟粘土，尤其是土中含有一些有機質(zhì)，或是在深處可壓縮壓縮土層中當壓力增量比（指土中附加應(yīng)力與自重應(yīng)力之比）較小的情況下，此壓縮沉降必須引起注意。其它情況可以不考慮次壓縮沉降。6-8簡述有效應(yīng)力原理的概念。在地基土的最終變形量計算中，土中附加應(yīng)力是指有效應(yīng)力還是總應(yīng)力？

33、60;【答】飽和土中任一點的總應(yīng)力總是等于有效應(yīng)力加上孔隙水壓力；或是有效應(yīng)力總是等于總應(yīng)力減去孔隙水壓力。此即飽和土中的有效應(yīng)力原理。土中的附加應(yīng)力是指有效應(yīng)力。6-9一維固結(jié)微分方程的基本假設(shè)有哪些？如何得出解析解？【答】一維固結(jié)理論的基本假設(shè)如下： （1）土層是均質(zhì)、各向同性和完全飽和的；（2）土粒和孔隙水都是不可壓縮的 （3）土中附加應(yīng)力沿水平面是無限均勻分布的，因此土層的固結(jié)和土中水的滲流都是豎向的； （4）土中水的滲流服從于達西定律（5）在滲透固結(jié)中，土的滲透系數(shù) k和壓縮系數(shù)都是不變的常數(shù) （6）外荷是一次驟然施加的，在固結(jié)過程中

34、保持不變 （7）土體變形完全是由土層中超孔隙水壓力消散引起的 建立一維固結(jié)微分方程（式6-56）               然后根據(jù)初始條件和邊界條件求解微分方程得出解析解。6-10何為土層平均固結(jié)度？如何確定一次瞬時加載、一級加載和多次加載時的地基平均固結(jié)度？【答】對于豎向排水情況，由于固結(jié)變形與有效應(yīng)力成正比，所以某一時刻有效應(yīng)力圖面積和最終有效應(yīng)力圖面積之比值稱為豎向平均固結(jié)度Uz荷載一次瞬時施加情況的平均固結(jié)度：（p176）一

35、級或多級加載時的平均固結(jié)度：（式6-71）6-11、某矩形基礎(chǔ)的底面尺寸為4m×2m，天然地面下基礎(chǔ)埋深為1m，設(shè)計地面高出天然地面0.4m，計算資料見圖6-33（壓縮曲線用例題6-1的）。試繪出土中豎向應(yīng)力分布圖（計算精度；重度（kN/m3）和應(yīng)力（kPa）均至一位小數(shù)），并分別按分層總和法的單向壓縮基本公式和規(guī)范修正公式計算基礎(chǔ)底面中點沉降量（）。解：1、分層總和法單向壓縮基本公式（1） 求又已知，粉質(zhì)黏土的，和淤泥質(zhì)黏土的，所以 分別為 和（2） 地基分層基底面下第一層粉質(zhì)黏土厚4m，第二層淤泥質(zhì)黏土未鉆穿，均處于地下水位以下，分層厚度取1m。（3）地基豎向自重應(yīng)力的計算0點：

36、1點：2點：3點：4點：5點：6點：（4）地基豎向附加應(yīng)力的計算基礎(chǔ)及其上回填土的總重 基底平均壓力 基底處的土中附加應(yīng)力 計算基礎(chǔ)中心點下由基礎(chǔ)荷載引起的附加應(yīng)力，基礎(chǔ)中心點可看作是四個相等小矩形荷載的公共角點，其長寬比，取深度z=0、1、2、3、4、5、6m各計算點的。點l/bz/mz/b01.6000.25094.811.610.80.21581.521.621.60.14053.131.632.40.08833.441.643.20.05822.051.654.00.04015.261.664.80.02911.0（5）地基分層自重應(yīng)力平均值和附加應(yīng)力平均值的計算，見表1。（6）地基各

37、分層土的孔隙比變化值的確定，見表1。（7）地基壓縮層深度的確定 按確定深度下限：5m深處，；6m深處，可以。表1 分層總和法單向壓縮公式計算的沉降量（8）基礎(chǔ)的最終沉降量如下：2、規(guī)范修正公式計算（分層厚度取1m）（1）計算 同分層總和法一樣，（2） 分層壓縮模量的計算（3） 計算豎向平均附加應(yīng)力系數(shù)當z=0時，z=0計算z=1m時，基底面積劃分為 四個小矩形，即 ，查表6-5有基底下1m范圍內(nèi)詳見下表。Z(m)l/bz/bz(z)i-( z)i-1Esi11.60.80.9580.9580.9582.68343421.61.60.83161.66320.7052.50276131.62.40

38、.70282.10840.4452.30187941.63.20.59882.39520.2872.77108951.64.00.51762.5880.1932.5779661.64.80.45442.72640.1382.356102（4） 確定計算深度由于周圍沒有相鄰荷載，基礎(chǔ)中點的變形計算深度可按下列簡化公式計算：（5） 確定計算深度范圍內(nèi)壓縮模量的當量值：查表（當時）得：（6） 計算地基最終沉降量6-12、由于建筑物傳來的荷載，地基中某一飽和黏土層產(chǎn)生梯形分布的豎向附加應(yīng)力，該層頂面和底面的附加應(yīng)力分別為，頂?shù)酌嫱杆ㄒ妶D6-34），土層平均。試求：該土層的最終沉降量；當達到最終沉降量

39、之半所需的時間；當達到120mm沉降所需的時間；如果該飽和黏土層下臥不透水層，則達到120mm沉降所需的時間。解：求最終沉降 （雙面排水，分布1）查圖6-26得 所以 當時 查圖6-26得 當下臥層不透水，時 與比較，相當于由雙面排水改為單面排水，即 ，所以 第七章7-1. 土的抗剪強度指標實質(zhì)上是抗剪強度參數(shù)，也就是土的強度指標，為什么？ 【答】土的抗剪強度可表達為： f=tan+C ；，C  稱為抗剪強度指標，實質(zhì)上它就是抗剪強度參數(shù)。7-2. 同一種土所測定的抗剪強度指標是有變化的，為什么？ 【答】對于同一種

40、土，抗剪強度指標與試驗方法以及實驗條件都有關(guān)系，不同的試驗方法以及實驗條件所測得的抗剪強度指標是不同。7-3. 何謂土的極限平衡條件？粘性土和粉土與無粘性土的表達式有何不同？【答】（1）土的極限平衡條件： 即（式：7-8，7-9）土處于極限平衡狀態(tài)時破壞面與大主應(yīng)力作用面間的夾角為f=45°+ /2（2）當為無粘性土（C=0）時，（式：7-10,7-11）                 

41、0;         7-4. 為什么土中某點剪應(yīng)力最大的平面不是剪切破壞面？如何確定剪切破壞面與小主應(yīng)力作用方向夾角？ 【答】因為在剪應(yīng)力最大的平面上，雖然剪應(yīng)力最大max，但是它小于該面上的抗剪強度 f，所以該面上不會發(fā)生剪切破壞。剪切破壞面與小主應(yīng)力作用方向夾角f=45°+ /2 7-5. 試比較直剪試驗和三軸壓縮試驗的土樣的應(yīng)力狀態(tài)有什么不同？并指出直剪試驗土樣的大主應(yīng)力方向。 【答】直剪試驗土樣的應(yīng)力狀態(tài)：3=0，10；三軸試驗土樣的應(yīng)

42、力狀態(tài)：30，10。直剪試驗土樣的大主應(yīng)力作用方向與水平面夾角為90°。7-7. 根據(jù)孔隙壓力系數(shù)A、B的物理意義，說明三軸UU和CU試驗中求A、B兩系數(shù)的區(qū)別。 【答】孔隙壓力系數(shù)A為在偏應(yīng)力增量作用下孔隙壓力系數(shù)，孔隙壓力系數(shù)B為在各向應(yīng)力相等條件下的孔隙壓力系數(shù)，即土體在等向壓縮應(yīng)力狀態(tài)時單位圍壓增量所引起的孔隙壓力增量。      三軸試驗中，先將土樣飽和，此時B=1，在UU試驗中，總孔隙壓力增量為u=3+A（13），在CU試驗中，由于試樣在3作用下固結(jié)穩(wěn)定，故3=0，于是總孔隙壓力增量為：u=u

43、1=A（13）7-8、某土樣進行直剪試驗，在法向壓力為100、200、300、400kPa時，測得抗剪強度考分別為52、83、115、145kPa，試求：（a）用作圖法確定土樣的抗剪強度指標c和；（b）如果在土中的某一平面上作用的法向應(yīng)力為260kPa，剪應(yīng)力為92 kPa，該平面是否會剪切破壞？為什么？解： （a）用作圖法土樣的抗剪強度指標c=20kPa和（b） 所以， 為破壞。7-9、某飽和黏性土無側(cè)限抗壓強度試驗的不排水抗剪強度，如果對同一土樣進行三軸不固結(jié)不排水試驗，施加周圍壓力，試問土樣將在多大的軸向壓力作用下發(fā)生破壞？解： 7-10、某黏土試樣在三軸儀中進行固結(jié)不排水試驗，破壞時的

44、孔隙水壓力為，兩個試件的試驗結(jié)果為：試件：試件：試求：（a）用作圖法確定該黏土試樣的；（b）試件破壞面上的法向有效應(yīng)力和剪應(yīng)力；（c）剪切破壞時的孔隙水壓力系數(shù)A。解：（a）用作圖法確定該黏土試樣的（c）在固結(jié)不排水試驗中，于是 7-11、某飽和黏性土在三軸儀中進行固結(jié)不排水試驗，得，如果這個試件受到和的作用，測得孔隙水壓力，問該試件是否會破壞？為什么？解：，所以，不會破壞。7-12、某正常固結(jié)飽和黏性土試樣進行不固結(jié)不排水試驗得，對同樣的土進行固結(jié)不排水試驗，得有效抗剪強度指標，如果試樣在不排水條件下破壞，試求剪切破壞時的有效大主應(yīng)力和小主應(yīng)力。解： 解得： 7-13、在7-12題中的黏土層

45、，如果某一面上的法向應(yīng)力突然增加到200kPa，法向應(yīng)力剛增加時沿這個面的抗剪強度是多少？經(jīng)很長時間后這個面抗剪強度又是多少？解：當 時，瞬間相當于不排水條件 這時，任何面的抗剪強度均為當時，相當于排水條件 該面必然滿足7-14、某黏性土試樣由固結(jié)不排水試驗得出有效抗剪強度指標，如果該試件在周圍壓力下進行固結(jié)排水試驗至破壞，試求破壞時的大主應(yīng)力。解：第八章8-1. 靜止土壓力的墻背填土處于哪一種平衡狀態(tài)？它與主動、被動土壓力狀態(tài)有何不同？  【答】 靜止土壓力時墻背填土處于彈性平衡狀態(tài)，而主動土壓力和被動土壓力時墻背填土處極限平衡狀態(tài)。8-2. 

46、;擋土墻的位移及變形對土壓力有何影響？  【答】擋土墻在側(cè)向壓力作用下，產(chǎn)生離開土體的微小位移或轉(zhuǎn)動產(chǎn)生主動土壓力；當擋土墻的位移的移動或轉(zhuǎn)動擠向土體產(chǎn)生被動土壓力。8-3. 分別指出下列變化對主動土壓力和被動土壓力各有什么影響？（1）內(nèi)摩擦角變大；（2）外摩擦角變??；（3）填土面傾角增大；（4）墻背傾斜（俯斜）角減小。8-4. 為什么擋土墻墻后要做好排水設(shè)施？地下水對擋土墻的穩(wěn)定性有何影響？  【答】如果擋土墻墻后沒有考慮排水設(shè)施或因排水不良，就將使墻后土的抗剪強度降低，導(dǎo)致土壓力的增加。此外，由于墻背積水，又增加了水壓力。這是造成

47、擋土墻倒塌的主要原因。8-5、某擋土墻高5m，墻背直立、光滑、墻后填土面水平，填土重度，試確定：（1）主動土壓力強度沿墻高的分布；（2）主動土壓力的大小和作用點位置。解：在墻底處的主動土壓力強度按郎肯土壓力理論為主動土壓力為 臨界深度 主動土壓力Ea作用在離墻底的距離為： 8-6、某擋土墻高4m，墻背傾斜角，填土面傾角，填土重度，填土與墻背的摩擦角，如圖8-25所示，試按庫侖理論求：（1）主動土壓力大小、作用點位置和方向；（2）主動土壓力強度沿墻高的分布。解：根據(jù)、，查表得，由土壓力作用點在離墻底 處土壓力強度沿墻高成三角形分布，墻底處 8-7、某擋土墻高6m，墻背直立、光滑、墻后填土面水平，

48、填土分兩層，第一層為砂土，第二層為粘性土，各層土的物理力學(xué)性質(zhì)指標如圖8-26所示，試求：主動土壓力強度，并繪出土壓力沿墻高分布圖。解：計算第一層填土的土壓力強度第二層填土頂面和底面的土壓力強度分別為8-8、某擋土墻高6m，墻背直立、光滑、墻后填土面水平，填土重度，試確定：（1）墻后無地下水時的主動土壓力；（2）當?shù)叵滤浑x墻底2m時，作用在擋土墻上的總壓力（包括水壓力和土壓力），地下水位以下填土的飽和重度為19kN/m3。解：（1）墻后無地下水時 （2）當?shù)叵滤浑x墻底2m時8-9、某擋土墻高5m，墻背直立、光滑、墻后填土面水平，作用有連續(xù)均布荷載，土的物理力學(xué)性質(zhì)如圖8-27所示，試求主動

49、土壓力。解：將地面均布荷載換算成填土的當量土層厚度為 在填土面處的土壓力強度為臨界點距離地表面的深度總土壓力第九章9-1.地基破壞模式有幾種?發(fā)生整體剪切破壞時p-s曲線的特征如何?【答】 在荷載作用下地基因承載力不足引起的破壞，一般都由地基土的剪切破壞引起。試驗表明，淺基礎(chǔ)的地基破壞模式有三種：整體剪切破壞、局部剪切破壞和沖切剪切破壞。 地基整體剪切破壞的主要特征是能夠形成延伸至地面的連續(xù)滑動面。在形成連續(xù)滑動面的過程中，隨著荷載(或基底壓力)的增加將出現(xiàn)三個變形階段：即彈性變形階段、彈塑性變形階段以及破壞(或塑性流動)階段。即地基在荷載作用下產(chǎn)生近似線彈性(p-s曲線首

50、段呈線性)變形；當荷載達到一定數(shù)值時，剪切破壞區(qū)(或稱塑性變形區(qū))逐漸擴大，p-s曲線由線性開始彎曲；當剪切破壞區(qū)連成一片形成連續(xù)滑動面時，地基基礎(chǔ)失去了繼續(xù)承載能力，這時p-s曲線具有明顯的轉(zhuǎn)折點。9-2.何為地基塑性變形區(qū)？如何按地基塑性區(qū)開展深度確Pcr、P1/4？【答】 地基土中應(yīng)力狀態(tài)在剪切階段，又稱塑性變性階段。在這一階段，從基礎(chǔ)兩側(cè)底邊緣開始，局部區(qū)域土中剪應(yīng)力等于該處土的抗剪強度，土體處于塑性極限平衡狀態(tài)，宏觀上p-s曲線呈現(xiàn)非線性的變化，這個區(qū)域就稱為塑性變形區(qū)。隨著荷載增大，基礎(chǔ)下土的塑性變形區(qū)擴大，但塑性變形區(qū)并未在基礎(chǔ)中連成一片。9-3.何為地基極限承載力(或

51、稱地基極限荷載)？比較各種Pu公式的異同點？【答】 地基極限承載力是指地基剪切破壞發(fā)展即將失穩(wěn)時所能承受的極限荷載，亦稱地基極限荷載。它相當于地基土中應(yīng)力狀態(tài)從剪切破壞階段過渡到隆起階段時的界限荷載。 或者說是指地基中將要出現(xiàn)但尚未出現(xiàn)完全破壞時，地基所能承受的極限基底壓力(或地基從彈塑性變形階段轉(zhuǎn)變?yōu)樗苄云茐碾A段的臨界壓力)，以 Pu 表示。9-4. 一條形基礎(chǔ)，寬1.5m，埋深1.0m。地基土層分布為：第一層素填土，厚0.8m，密度1.80g/cm3,含水量35%；第二層黏性土，厚6m，密度1.80g/cm3，含水量38%，土粒相對密度2.72，土的

52、黏聚力10kpa，內(nèi)摩擦角13°。求該基礎(chǔ)的臨塑荷載Pcr，臨界荷載P1/3和P1/4。若地下水上升到基礎(chǔ)底面，假定土的抗剪強度指標不變，其Pcr，P1/3，P1/4相應(yīng)為多少？【答】9-7.某條形基礎(chǔ)寬1.5m，埋深1.2m，地基為黏性土，密度18.4g/cm3，飽和密度1.88g/cm3，土的黏聚力8kPa,內(nèi)摩擦角15°。試按太沙基理論計算：     (1) 整體剪切破壞時地基極限承載力為多少？取安全系數(shù)為2.5，地基容許承載力為多少？     (2)

53、0;分別加大基礎(chǔ)埋深至1.6、2.0m，承載力有何變化？     (3) 若分別加大基礎(chǔ)寬度至1.8、2.1m，承載力有何變化？ (4) 若地基土的內(nèi)摩擦角為20°，黏聚力為12Kpa，承載力有何變化？     (5) 比較以上計算成果，可得出那些規(guī)律？【答】 (5) 比較上述計算結(jié)果可以看出，地基極限承載力隨著基礎(chǔ)埋深、基礎(chǔ)寬度和土的抗剪強度指標的增加而增大，影響最大的是土的抗剪強度指標，其次是基礎(chǔ)埋深。9-8. 試從式（9

54、-15）推導(dǎo)，對于中心荷載作用下無埋深的條形基礎(chǔ)，當土的內(nèi)摩擦角為0°時，其地基極限承載力Pu=（2）Cu?！敬稹繉τ谥行暮奢d作用下無埋深的條形基礎(chǔ)，魏錫克極限承載力公式可寫成：Pu=c·Nc+q·Nq+(1/2) b Nr (式中q為地面超載)。當土的內(nèi)摩擦角為0°時，Nc=2+,Nq=1,N=0, 故若地面超載q=0,則Pu=（2+）Cu。第十章10-1. 土坡穩(wěn)定有何實際意義？影響土坡穩(wěn)定的因素有哪些?【答】 山區(qū)的天然山坡，江河的岸坡以及建筑工程中因平整場地、開挖基坑而形成的人工斜坡，由于某些外界不利因素的影響，造成邊坡局部土體滑動而喪

55、失穩(wěn)定性，邊坡的坍塌常造成嚴重的工程事故，并危及人身安全，因此，應(yīng)選擇適當?shù)倪吰陆孛?，采取合理的施工方法，必要時還應(yīng)驗算邊坡的穩(wěn)定性以及采取適當?shù)墓こ檀胧?，以達到保證邊坡穩(wěn)定。減少填挖土方量、縮短工期和安全節(jié)約的目的。 影響邊坡穩(wěn)定的因素一般有一下幾個方面：   （1）土坡作用力發(fā)生變化。例如由于在坡頂堆放材料或建造建筑物使坡頂受荷，或由于打樁、車輛行駛、爆破、地震等引起的震動改變了原來的平衡狀態(tài)。   （2）土體抗剪的強度的降低。例如土體中含水量或孔隙水壓力的增加。   （3）靜水壓力的作用。例如雨水或地面水流入土坡中的豎向裂縫，對土坡產(chǎn)生側(cè)向壓力，從而促進捅破的滑動。   （4）地下水在土壩或基坑等邊坡中的滲流