土力學(xué)期中考試及答案

1、土力學(xué)測(cè)試（12年11月12日上午）一、名詞解釋 1 管涌答：管涌是滲透變形的一種形式指在滲流作用下土體中的細(xì)土粒在粗土顆粒形成的空隙中發(fā)生移動(dòng)并被帶出的現(xiàn)象。2. 先期固結(jié)應(yīng)力答：土在歷史上曾受到的最大有效應(yīng)力稱為先期固結(jié)應(yīng)力。3. 塑性指數(shù)答：液限和塑限之差的百分?jǐn)?shù)（去掉百分?jǐn)?shù)）稱為塑限指數(shù)，用Ip表示，取整數(shù)，即：Ip=wLWp。塑性指數(shù)是表示處在可塑狀態(tài)的土的含水率變化的幅度。4. 靈敏度答：靈敏度為原狀試樣的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度與相同含水率下重塑試樣的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度之比。5. 超固結(jié)比答：把土在歷史上曾經(jīng)受到的最大有效應(yīng)力稱為前期固結(jié)應(yīng)力，以pc表示；而把前期固結(jié)應(yīng)力與現(xiàn)有應(yīng)力po之比稱為

2、超固結(jié)比OCR，對(duì)天然土，OCR>1時(shí)，該土是超固結(jié)土，當(dāng)OCR1時(shí)，則為正常固結(jié)土。6. 壓縮系數(shù)：?jiǎn)挝粔毫υ隽恳鸬目紫侗鹊母淖?，即壓縮曲線的割線的坡度，用于表征土的壓縮性高低。av（e1-e2）/（p1-p2），式中e為壓縮曲線上與相應(yīng)的p值對(duì)應(yīng)的孔隙比。7. 不均勻系數(shù)：不均勻系數(shù)Cud60/d10，式中：d60、d10為粒徑分布曲線上小于某粒徑的土粒含量分別為60%和10%時(shí)所對(duì)應(yīng)的粒徑。它用于衡量土中土粒的均勻程度。8. 相對(duì)密實(shí)度相對(duì)密實(shí)度Dr是用來衡量無粘性土的松緊程度，它是以該無粘性土自身最松和最密兩種極限狀態(tài)作為判別的基準(zhǔn)，其定義為。(2): 無粘性土處在最松狀態(tài)時(shí)的

3、空隙比,: 無粘性土處在最密狀態(tài)時(shí)的空隙比.9. 滲透系數(shù) 答：當(dāng)水力坡降為1的時(shí)候所對(duì)應(yīng)的流速，即中i=1時(shí)的v對(duì)應(yīng)著滲透系數(shù)二、簡(jiǎn)答題 (共26分)1. 下列說法是否正確？并說明原因?！帮柡屯恋墓探Y(jié)主要是由于孔隙水的滲透排出，因此當(dāng)固結(jié)完成時(shí)，孔隙水應(yīng)力全部消散為零，孔隙中的水也全部排干了。” （6分）答：該說法不正確 （2分）因?yàn)椋猴柡屯馏w的固結(jié)過程是指土體中各點(diǎn)的超靜孔隙水應(yīng)力不斷消散，附加有效應(yīng)力相應(yīng)增加的過程，或者說是超靜孔隙水應(yīng)力逐漸轉(zhuǎn)化為附加有效應(yīng)力的過程。固結(jié)完成是指超靜孔隙水應(yīng)力消散為零，并不是指總孔隙水應(yīng)力，實(shí)際上總孔隙水應(yīng)力包括靜孔隙水應(yīng)力和超孔隙水應(yīng)力之和，因此即使固

4、結(jié)完成，靜孔隙水應(yīng)力仍然存在，不會(huì)發(fā)生孔隙中水全部排干的現(xiàn)象。 （4分）2. 簡(jiǎn)述用分層總和法求基礎(chǔ)沉降的方法步驟。(6分)答：1 根據(jù)作用在基礎(chǔ)上的荷載的性質(zhì)，計(jì)算基底壓力和分布 2 將地基分層 3 計(jì)算地基中土的自重應(yīng)力分布 4 計(jì)算地基中垂向附加應(yīng)力分布 5 按算術(shù)平均求各分層平均自重應(yīng)力和平均附加應(yīng)力 6 求第I層的壓縮量 7 將各個(gè)分層的壓縮量累加，得到地基的總的沉降量. 3. 什么是有效應(yīng)力原理？圖中，地基土濕重度、飽和重度和浮重度分別為、和，水重度，M點(diǎn)的測(cè)壓管水柱高如圖所示。寫出M點(diǎn)總應(yīng)力、孔隙水應(yīng)力、有效應(yīng)力、自重應(yīng)力的計(jì)算式。答：由外荷在研究平面上引起的法向總應(yīng)力為，那么它

5、必由該面上的孔隙力u和顆粒間的接觸面共同分擔(dān)，即該面上的總法向力等于孔隙力和顆粒間所承擔(dān)的力之和，即=u。 M點(diǎn)總應(yīng)力： M點(diǎn)孔隙水應(yīng)力： M點(diǎn)有效應(yīng)力： M點(diǎn)自重應(yīng)力： 4.     其它條件相同情況下，超固結(jié)粘土的沉降一定小于正常固結(jié)粘土的沉降嗎？為什么？是的。因?yàn)楹驼９探Y(jié)粘土相比，超固結(jié)粘土孔隙比比正常固結(jié)土小，如果現(xiàn)有有效應(yīng)力相同，則在某荷載增量作用下，超固結(jié)土是沿再壓縮曲線壓縮，而正常固結(jié)土沿壓縮曲線壓縮。由于同一土質(zhì)，再壓縮曲線肯定比壓縮曲線緩，即再壓縮指數(shù)比壓縮指數(shù)小，因此，超固結(jié)粘土沉降比正常固結(jié)土小。三、計(jì)算題(共 47 分)1、用環(huán)

6、刀法取地下水位以下的土樣196.8g，其中環(huán)刀質(zhì)量為80g，環(huán)刀體積為60cm3，測(cè)出其土粒比重為2.70。計(jì)算土樣的飽和度、飽和重度、干重度、孔隙比和含水率。（12分）解：純土樣的質(zhì)量為m=196.8-80=116.8g V=60cm3 Gs=2.7 密度=116.8/60=1.947g/ cm3飽和重度 （2分）因?yàn)橥翗訛榈叵滤灰韵?，所以其飽和度Sr=100% （2分）又因?yàn)?所以0.947=1×(2.7-1)(1-n) 得到n=44.29%孔隙率n=44.29%, 又因?yàn)榭紫侗? 所以e=0.795 （2分）含水率 （2分）干重度 （2分）2 . 某砂土地基中間夾有一層厚2m

7、的正常固結(jié)粘土層。地下水位在地面以下2m深處。砂土層的飽和重度21kN/m3，濕重度19kN/m3。粘土層的天然孔隙比1.0，飽和重度20kN/m3，壓縮指數(shù)Cc=0.4，固結(jié)系數(shù)Cv=2.0×10-4層cm/s。今在地面大面積堆載100kPa。（1）堆載施加瞬時(shí)，測(cè)壓管水頭高出地下水位多少米？（2） 粘土層壓縮穩(wěn)定后，圖中h 等于多少米？（3）試計(jì)算粘土層的最終壓縮量（不必分層）。（4） 堆載施加30天后，粘土層壓縮量為多少？（假定土層平均固結(jié)度可用確定）（12分）解：（1）（對(duì)飽和土，B1）加載瞬時(shí)，孔隙水承擔(dān)所有附加應(yīng)力kPa m (2) 壓縮穩(wěn)定后，超孔隙水應(yīng)力完全消散 h=

8、0 (3) kPa kPa kPa m (4) St=U * S=0.29*15=4.35cm3. 地基內(nèi)某點(diǎn)的大主應(yīng)力為500KPa，小主應(yīng)力為200KPa。已知土的凝聚力為c=20Kpa，內(nèi)摩擦角=30°。判斷該點(diǎn)是否達(dá)到破壞狀態(tài)。解：1=500kpa3=200kpa 令 1f=500 kpa3ftg2(45-ø2)-2c×tg(45-ø2)500×tg2(45-302)-2×20×tg(45-302)500×0.33340×0.577143.6kPa 3f3所以該點(diǎn)穩(wěn)定 4 .有一矩形基礎(chǔ)，尺寸如圖

9、示，基底壓力p=200kPa，若已知基礎(chǔ)角點(diǎn)下深度為z=2處的附加應(yīng)力Z47.2kPa，試問基礎(chǔ)中點(diǎn)處O以下深度為 z=1處的附加應(yīng)力Z為多少解： M點(diǎn)下： m= 6 / 4=3 / 2 n=2 / 4=1 / 2 O點(diǎn)： m=3/2 n=1/2 5 . 如圖為一堆場(chǎng)地基剖面，砂土層厚度3m，粘土層厚度3m，其下為不透水層。地下水位在地面以下2m。在堆場(chǎng)表面施加了150kPa大面積堆載。粘土層壓縮e-p曲線如圖所示。（1）試計(jì)算粘土層最終將產(chǎn)生的壓縮量；（2）從粘土層中心取出一個(gè)試樣做固結(jié)試驗(yàn)（試樣厚度2cm，上下均放透水石），測(cè)得當(dāng)固結(jié)度達(dá)到80時(shí)需要7min，求當(dāng)天然粘土層的固結(jié)度達(dá)到80時(shí)需要多少天。解：（1）17.5*2+10*1+10*1.560 kPa p1=60 kPa p2=