土力學習題集及詳細解答

1、土力學第六章習題集及詳細解答第6章土中應(yīng)力一填空題1 .分層總和法計算地基沉降量時，計算深度是根據(jù)應(yīng)力和應(yīng)力的比值確定的。2 .飽和土的有效應(yīng)力原理為：總應(yīng)力o=有效應(yīng)力/+孔隙水壓力u,土的和只隨有效應(yīng)力而變。地下水位上升則土中孔隙水壓力有效應(yīng)力。3 .地基土層在某一壓力作用下，經(jīng)歷時間t所產(chǎn)生的固結(jié)變形量與最終固結(jié)變形量之比值稱為。二選擇題1.對非壓縮性土，分層總和法確定地基沉降計算深度7X的標準是（D）。（A），*°匕；（B）3'。.2仃£；©缶，"肛；）qQ,2c2 .薄壓縮層地基指的是基底下可壓縮土層的厚度H與基底寬度b的關(guān)系滿足（B）

2、。（A）二；（B）二.；（C）/二一；（D）匚二口3 .超固結(jié)比的土屬于（B）。（A）正常固結(jié)土；（B）超固結(jié)土；（C）欠固結(jié)土；（D）非正常土4 .飽和黏性土層在單面排水情況下的固結(jié)時間為雙面排水的（C）。（A）1倍；（B）2倍；（C）4倍；（D）8倍5 .某黏性土地基在固結(jié)度達到40%時的沉降量為100mm,則最終固結(jié)沉降量為（B）。（A）400mm;（B）250mm;（C）.200mm;（D）140mm76 .對高壓縮性土，分層總和法確定地基沉降計算深度x的標準是（C）。(A)（B）-二一二；(C)(D)7.計算時間因數(shù)7時，若土層為單面排水，則式中的H取土層厚度的（A）一半；（B）1倍

3、；（C）2倍；（D）4倍78.計算地基最終沉降量的規(guī)范公式對地基沉降計算深度”耳的確定標準是（C）。(A)匕.(B)*02q；(B)%£0a<0,015As；9 .計算飽和黏性土地基的瞬時沉降常采用（C）。（A）分層總和法；（B）規(guī)范公式；（C）彈性力學公式；10 .采用彈性力學公式計算地基最終沉降量時，式中的模量應(yīng)?。ˋ）（A）變形模量；（B）壓縮模量；（C）彈性模量；（D）回彈模量11 .采用彈性力學公式計算地基瞬時沉降時，式中的模量應(yīng)取（C）。（A）變形模量；（B）壓縮模量；（C）彈性模量；（D）回彈模量12 .當土處于正常固結(jié)狀態(tài)時，其先期固結(jié)壓力Pe與現(xiàn)有覆蓋土重A的

4、關(guān)系為（B）。（A）氏為】；（B）Ph;（C）以Q】；13 .當土處于欠固結(jié)狀態(tài)時，其先期固結(jié)壓力Pr與現(xiàn)有覆蓋土重P1的關(guān)系為（C）。（A）''"l;（B）'-1;（C）1一1;14 .已知兩基礎(chǔ)形狀、面積及基底壓力均相同，但埋置深度不同，若忽略坑底回彈的影響，則（C）。（A）兩基礎(chǔ)沉降相同；（B）埋深大的基礎(chǔ)沉降大；（C）埋深大的基礎(chǔ)沉降?。?5 .埋置深度、基底壓力均相同但面積不同的兩基礎(chǔ)，其沉降關(guān)系為（B）。（A）兩基礎(chǔ)沉降相同；（B）面積大的基礎(chǔ)沉降大；（C）面積大的基礎(chǔ)沉降小16 .土層的固結(jié)度與所施加的荷載關(guān)系是（C）。（A）荷載越大，固結(jié)度也越

5、大（B）荷載越大，固結(jié)度越?。–）固結(jié)度與荷載大小無關(guān)17 .黏土層在外荷載作用下固結(jié)度達到100%時，土體中（D）。（A）只存在強結(jié)合水；（B）只存在結(jié)合水（C）只存在結(jié)合水和毛細水；（D）有自由水18 .有兩個黏土層，土的性質(zhì)相同，土層厚度與排水邊界條件也相同。若地面瞬時施加的超荷載大小不同，則經(jīng)過相同時間后，兩土層的平均孔隙水壓力（A）。（A）超荷載大的孔隙水壓力大；（B）超荷載小的孔隙水壓力大；（C）一樣大三、判斷改錯題1. .X,改“偏大”為“偏小”。2. X,改“角點”為“中心點”3. x,4應(yīng)取與土層自重應(yīng)力平均值q相對應(yīng)的孔隙比4. X,對一般土，應(yīng)為%"犯；在該深度

6、以下如有高壓縮性土，則應(yīng)繼續(xù)向下計算至。*40屹處。5. X,壓縮模量應(yīng)按實際應(yīng)力段范圍取值。6. V7. X,沉降偏大的原因時因為彈性力學公式時按均質(zhì)的線性變形半空間的假設(shè)得到的，而實際上地基常常是非均質(zhì)的成層土。8. V9. X,土的軟硬與其應(yīng)力歷史五必然聯(lián)系。10.,11.X,有效應(yīng)力不斷增加，而孔隙水壓力不斷減小。1.1,13. X,改“120”為“75。13.1,1 .按分層總和計算法計算地基最終沉降時，假定地基土壓縮時不產(chǎn)生側(cè)向變形，該假定使計算出的沉降量偏大14. 2.按分層總和計算法計算地基最終沉降時，通常取基礎(chǔ)角點下的地基附加應(yīng)力進行計算。3 .在分層總和法計算公式1+耳中，

7、肉通常取土的初始孔隙比4 .分層總和法確定地基沉降計算深度的標準是5 .按規(guī)范公式計算最終沉降量時，壓縮模量的取值所對應(yīng)的應(yīng)力段范圍可取%=10怏產(chǎn)逐上=20QW%界6 .規(guī)范公式確定地基沉降計算深度的標準是一15. 7.采用彈性力學公式計算得到的地基沉降常偏大，原因是由荷載試驗得到的變形模量值常偏小。8 .在無限均布荷載作用下，地基不會產(chǎn)生瞬時沉降9 .較硬的土通常時超固結(jié)土16. 10.飽和黏性土地基在外荷載作用下所產(chǎn)生的起始孔隙水壓力分布與附加應(yīng)力分布是相同的17. 11.在飽和土的固結(jié)過程中，若總應(yīng)力保持不變，則有效應(yīng)力不斷減小，而孔隙水壓力不斷增加。12.采用分層總和法計算得到的地基

8、沉降量實質(zhì)上是固結(jié)沉降18. 13.某飽和黏土地基在固結(jié)度達到40%時的沉降量為30mm,則最終沉降量為120mm。19. 當土層的自重應(yīng)力小于先期固結(jié)壓力時，這種土稱為超固結(jié)土四簡答題1 .成層土地基可否采用彈性力學公式計算基礎(chǔ)的最終沉浸量？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？3 .有一個基礎(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？4 .兩個基礎(chǔ)的底面面積相同，但埋置深度不同，若低級土層為均質(zhì)各

9、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？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？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？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？8 .簡述有效應(yīng)力原理的基本概念。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？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10 .何謂土層的平均固結(jié)度？如何確定一次瞬時加載、一級加載和多級加載時的地基平均固結(jié)度？五計算題20. 1.從一黏土層中取樣做室內(nèi)壓縮試驗，試樣成果列于表59中。試求

10、：21. (1)該黏土的壓縮系數(shù)“1源及相應(yīng)的壓縮模量總口修，并評價其壓縮性；22. (2)設(shè)黏土層厚度為2m,平均自重應(yīng)力=此,試計算在大面積堆載P"=的作用下,黏土層的固結(jié)壓縮量。23,黏土層壓縮試驗資料表5924.P(kPa)25.026.5027.10028.20029.40030.e31.0.85032.0.76033.0.71034.0.65035.0.64036.2.底面尺寸為5mx5m,埋深1.5m,上部結(jié)構(gòu)傳給基礎(chǔ)的軸心荷載?二3700上獷。從地表起至基底下2.5m為黏土層，719斤?W譚,黏土層下為卵石層(可視為不可壓縮層)，黏土層的壓縮試驗資料見5-9所示。試計

11、算基礎(chǔ)的最終沉降量。37.3.某場地自上而下的土層分布依次為：中砂，厚度2m,膽=19小”/切；淤泥，厚度3m,_；：一，一：-;黏土。初始地下水位在地表處。若地下水位自地表下降2m,試計算由此而引起的淤泥層的最終壓縮量。設(shè)地下水位下降后中砂的重度Y二18處"湘14,某飽和黏土層厚度6m,壓縮模量怎二5MP0,試計算在大面積何載=1°0上?a作用下的最終沉降量。當沉降量達到30mm時黏土層的固結(jié)度為多少？5 .某基石長4.8m,寬3m,埋深1.8m,基底平均壓力p=170kPa,地基土為黏土，/=1跳陽,陽出二°上,壓縮系數(shù)號二。一25MRT基底下1.2m處為不可

12、壓縮的巖層。試計算基礎(chǔ)的最終沉降量。6 .某地基中一飽和黏土層厚度為4m,頂、底面均為粗砂層，黏土層的平均豎向固結(jié)系數(shù)q=9,64x1加缶，壓縮模量&二482孫覆。若在地面上作用大面積均布荷載Po=200上必,試求：（1）黏土層的最終沉降量；（2）達到最終沉降量之半所需的時間；（3）若該黏土層下臥不透水層，則達到最終沉降量之半所需的時間又是多少？7.某場地均勻填筑大面積填土，填土前從厚度H=2m的正常固結(jié)黏土層的中部取高度h=20mm的試樣進行室內(nèi)壓縮試驗（固結(jié)試驗），測得土的前期固結(jié)壓力P”120kF/壓縮指數(shù)。二016,初始孔隙比4二。-85。若在填土荷載作用下黏土層的最終壓縮量為

13、38.6mm,求該土層中部的總應(yīng)力p（自重應(yīng)力與附加應(yīng)力之和）等于多少？（2）若試樣在某級豎向壓力作用下固結(jié)穩(wěn)定時的壓縮量為0.34mm,且壓縮量到達0.17mnW所需的時間為t,試估計在填土荷載作用下，黏土層處于單面排水條件、且固結(jié)度達到50%寸所需的T為t的多少倍。8 .某飽和黏性土試樣的土粒的相對密度為2.68,試樣的初始高度為2cm,面積為30（7W?.在壓縮儀上做完試驗后，取出試樣稱重為109.44g,烘干后重88.44g，試求：（1）試樣的壓縮量是多少？（2）壓縮前后試樣的空隙比改變了多少？（3）壓縮前后試樣的重度改變了多少？9 .某地基地表至4.5深度內(nèi)為砂土層，4.59.0m為

14、黏土層，其下為不透水頁巖。地下水位距地表2.0m。已知水位以上砂土的平均空隙比為0.52,平均飽和度為37%黏土的含水量為42%砂土和黏土的相對密度均為2.65?，F(xiàn)設(shè)計一基礎(chǔ)，基礎(chǔ)底面位于地表以下3m處。建筑物荷載在黏土層頂面和底面產(chǎn)生的附加應(yīng)力分別為100kPa和40kPa,從固結(jié)試驗中得知黏土層對應(yīng)于50、100、200kPa固結(jié)壓力的空隙比分別為1.02、0.922、0.828。試求該黏土層可能產(chǎn)生的最終沉降量。10 .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)力分別為色二和工二160尸。，頂?shù)酌嫱杆ㄒ妶D6-34）,土層平均上二02湘/

15、年，=0.88,a=039A&二4.82財。試求該土層的最終沉降量；當達到最終沉降量之半所需的時間；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1230mm沉降所需的時間。第四章參考答案一填空題1 .附加應(yīng)力、自重應(yīng)力2 .總應(yīng)力k有效應(yīng)力/+孔隙水壓力u、變形、強度、增大、減小3 .固結(jié)度（固結(jié)比、固結(jié)百分數(shù)）二選擇題1.D2,B3.B4.C5.B6.C7.B8.C9.C10.A11.C12.B13.C14.C15.B16.C17.D18.A三判斷改錯題1. .X,改“偏大”為“偏小”。2. X,改“角點”為“中心點”3. x,為應(yīng)取與土層自重應(yīng)力平均值q相對

16、應(yīng)的孔隙比4. X,對一般土，應(yīng)為；在該深度以下如有高壓縮性土，則應(yīng)繼續(xù)向下計算至生°屹處。5. X,壓縮模量應(yīng)按實際應(yīng)力段范圍取值。6. V7. X,沉降偏大的原因時因為彈性力學公式時按均質(zhì)的線性變形半空間的假設(shè)得到的，而實際上地基常常是非均質(zhì)的成層土。8. V9. X,土的軟硬與其應(yīng)力歷史五必然聯(lián)系。10.,11.X,有效應(yīng)力不斷增加，而孔隙水壓力不斷減小。12.,13.X,改“120”為“75。14.,四簡答題1 .【答】不能。利用彈性力學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。因為丸的不同。2 .【答】固結(jié)變形有效自重應(yīng)力引起。3 .【答】當基礎(chǔ)埋置在透水的

17、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)力增量人心，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?，沉降不變。地下水位上升，沉降不變? .【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。=1+(20-%)d因而當基礎(chǔ)面積相同時，其他條件也相同時。基礎(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。

18、5 .【答】在研究沉積土層的應(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。超固結(jié)比值等于1時為正常固結(jié)土6 .【答】不相同，因為壓縮性指標不同。7 .【答】或是在深處可壓縮壓縮土層中當壓力增量比(指對于軟粘土，尤其是土中含有一些有機質(zhì),較小的情況下，此壓縮沉降必須引起注意。其它情況可以不土中附加應(yīng)力與自重應(yīng)力之比)考慮次壓縮沉降。8 .【答】飽和土中任一點的總應(yīng)力b總是等于有效應(yīng)力加上孔隙水壓力；或是有效應(yīng)力是等于總應(yīng)力減去孔隙水壓力。力。9.【答】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)(3)的；(4)(5)(6)一維固結(jié)理論的基本假設(shè)如下：(1) 土層是均質(zhì)

19、、各向同性和完全飽和的；(2) 土粒和孔隙水都是不可壓縮的土中附加應(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土中水的滲流服從于達西定律在滲透固結(jié)中，土的滲透系數(shù)k和壓縮系數(shù)口都是不變的常數(shù)外荷是一次驟然施加的，在固結(jié)過程中保持不變土體變形完全是由土層中超孔隙水壓力消散引起的du建立一維固結(jié)微分方程二必然后、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。10.【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;荷載一次瞬時施加情況的平均固結(jié)度:81冽一/Q爾一丁引4,i-i一級或多級加載時的平均

20、固結(jié)度:五計算題1.解:1)工二匹竺組06師小1-20,2-0138.1+07100.62.8Wa39.40.(2)該土屬高壓縮性土。Pi二凡=50好4%=0.7641.%=15°=。6842.s=W"二筆逐"2000=90.加43.44.2.解:基底附加壓力:45.3700pq=p_%=_+20xl.5-19xL5=149.55x546.47.粘土層的平均自重應(yīng)力：Pi二4=19x(1,5+25/2)=52.25加48.49.平均自重應(yīng)力與附加應(yīng)力之和：P?二Po+%=149.5+52.25=2QL乃切a50.查表5-9根據(jù)內(nèi)插法計算得1=0758,%=0.65

21、051.52.基礎(chǔ)最終沉降量：S二fLlflw二°,乃9二x2500二153一6而切1+0.75253.2.解：未下降前淤泥層的平均自重應(yīng)力:54.=(19-10)x2+(17-10)x1.5=28,555.水位下降2m后淤泥層的平均自重應(yīng)力:56.0=18x2+(17-10)x15=46.557.58.自重應(yīng)力增量：一二%-%=46,5-2&5=18尸也59.淤泥層的最終壓縮量:60.高為?1.0x0,018s=H=x3000=1Zmm1+田11+2.061.62. 4.解：皿一63.二蟲丹二膽x6000=120加加Es500064.65.66. 5.解Po=p-七二口。-

22、18x13=1376"。67.s=嘰R=025x01376x2oo=1+01+08s=-H=加°乂40。0=166第掇68.6.解：(1)紇482069.(2)因為中50%根據(jù)平均固結(jié)度與時間因數(shù)的關(guān)系曲線70.71.72.3196TH0.196x2?t=0.8krCv0.964,工出0.196/4?t-3,23g(3),1廣、一拓二力二120KFa7.解：(1)因為屬于正常固結(jié)土，所以黏土層的平均自重應(yīng)力-74.75.ps(l+e0)38,6(1+0.85)-=一小g2000x0.16=0.22376.77.p=pr10=120x1671=200,5m78.（2）試樣的固

23、結(jié)度=,在固結(jié)試驗中試樣為雙面排水，最遠排水距離用二82二1Q用那；而黏土層處于單面排水，最遠排水距離79.為二H二2陰，附加應(yīng)力為矩形分布，=,故有81.82.83.?芻二岑41。，1038.解：試樣壓縮前:試樣體積：，=2x30=60m32_莖80.THl84.85.孔隙比:網(wǎng)88.4411Pd=414glcfn干密度：V60d3+g2.68+0.81811凸4一3向心二=xl=L924g/cM飽和密度：-一.一】一86.試樣質(zhì)量：梆二%八1924煩=1184他87.88.89.試樣壓縮后：擠出水的質(zhì)量："44-10944=6g90.仃,A/6.3囁=6c海*1擠出水的體積：91.88.44=L638g/c蘇92.孔隙比:警士探-696.(2)=0.818-0.636=01821