土力学复习题.pdf

土力学土力学 思考题及习题思考题及习题 土力学 思考题及习题 土力学土力学 1 第一章第一章 土的物理性质土的物理性质 一 思考题 1 什么是土的灵敏度 灵敏度反映土的什么性质 如何测定土的灵敏度 2 粗粒土与细粒土如何区分 3 什么叫做粒径级配累积曲线 曲线上一点代表什么意思 4 土中水分几种类型 各有什么特点 与土的状态什么关系 5 如果试验结果表明某天然砂层的相对密度 Dr 1 这是否有可能 为什么 6 什么是粘性土的最优含水量 它与击实能有什么关系 7 什么叫土的液性指数 如果试验结果表明某天然粘土层的液性指数大于 1 但该土并不 呈流动状态而仍有一定的强度 这是否可能 为什么 8 片架结构和片堆结构性质有何不同 9 已知某粘土层的天然含水量值 能否判断该土的软硬程度 为什么 二 习题 1 有一土体 测定的天然密度为 1 85g cm3 含水量为 14 土颗粒的比重为 Gs 2 67 计算其孔隙比 e 2 在某土层中用体积为 72cm3的环刀取样 经测定 土样质量为 129 1g 烘干后土样质量 为 121 5g 土粒比重为 2 7 求该土样的含水量 湿容重 饱和容重 干容重和浮容重 并 比较该土在各种情况下的容重值有何区别 3 饱和土孔隙比为 0 7 比重为 2 72 用三相草图计算干容重 饱和容重和浮容重 并求当 该土的饱和度变为 75 时的容重和含水量 4 有一湿土样质量为 200g 已知含水量为 15 要制备含水量为 20 的土样需加多少水 5 某料场的天然含水量 w 22 Gs 2 70 土的压密标准为 d 1 7g cm3 为避免过度碾压 而产生剪切破坏 压密土的饱和度不宜超过 0 85 问该料场的土料是否适合筑坝 如果不适 合应采用什么措施 6 8 度地震区要求砂压到相对密度达 0 7 以上 经试验某料场砂的最大干密度为 1 96g cm3 最小干密度为 1 46g cm3 问这类砂碾压到多大的干密度才能满足抗震的要求 砂的比重 为 2 65 7 装在环刀内的饱和土样加垂直压力后高度自 2 0cm 压缩至 1 95cm 取出土样测得其含水 量为 28 已知土粒比重为 2 7 求压缩前土的孔隙比 土力学 思考题及习题 第二章第二章 土的渗透性土的渗透性 一 思考题 1 举例说明流土发生的现象和原因 并说明工程上如何防止流土的发生 2 任何一种土只要渗透坡降足够大 就可以发生流土和管涌 这种说法是否正确 为什么 3 说明达西定律的意义及其应用范围 4 边界已定的均质地基中 流网形状与土的渗透系数有关吗 为什么 二 习题 1 图 2 1 中三层土的饱和容重都是 20kN m3 其中渗透系数 k1 1 10 6cm s k2 2 10 6cm s k3 1 10 4cm s 求 1 在各界面处的测管水头为多少 以上层土顶面为基准 2 问水头差 H 增加到多大时会发生流土 在何处发生流土 2 图 2 2 所示的基坑底面积为 20 10m2 土层渗透系数 k 1 5 10 6cm s sat 20 0kN m 1 求基坑下土层 A B C 三点的测压管水头 A h B h和 C h和单位渗透力 A j B j 和 C j 2 求 A B C 三点的总应力 A B 和 C 孔隙水压力 A u B u和 C u以及有效应力 A B 和 C 绘出总应力 孔隙水压力和有效应力沿深度的分布图 并在分布图 上注明相应的数值 3 如果忽略基坑周边水的入渗 为保持水深为 0m 时所需的单位时间抽水量 q 为多少 7 5m 2m4m 4m 粉质粘土 砂土 0 0 5m A B C 图 2 2 3 画出图 2 3 中土样 A B 段 的压强水头 位置水头和总水头沿高程的分布 设 A 点的 图 2 1 10cm 20cm 20cm H 15cm k1 k2 k3 OO AA BB CC 土力学 思考题及习题 高程为位置水头的零点高程 图 2 3 4 一种粘性土的比重 Gs 2 7 孔隙比 e 0 58 试求该土的临界水力坡降 10m 4m 5m A B 土 土力学 思考题及习题 第三章第三章 土中的应力土中的应力 一 思考题 1 说明饱和土体的有效应力原理 2 在常规三轴仪上用密砂和松砂分别进行三轴固结排水试验和三轴固结不排水试验 得到 偏差应力 1 3 体积应变 v 孔隙水压力 u 与轴向应变 1的关系曲线如图 3 1 a b 所示 试判断 a b 两组试验中哪一组是排水试验 哪一组是不排水试验 并对试验曲 线 1 2 3 和 4 的走势作出解释 a b 图 3 1 3 角点下某一深度处附加应力是否等于中点下同一深度处附加应力的 1 4 为什么 4 有效应力原理的要点是什么 并作图 3 2 所示土层中的竖向有效应力沿深度的分布 图 3 2 5 抽用地下水的地区往往会产生地面下沉现象 为什么 6 自重应力的作用方向一定是竖直的吗 为什么 7 已知一浅基础上作用一集中荷载 如何计算其在地基中产生的附加应力 分析在计算过 程中会出现哪些误差 8 土体中常见的应力状态有哪几种 试举例说明 9 角点法的基本原理是什么 什么情况下才可以用 二 习题 1 分饱和的试样在不排水条件下施加围压 3 100kN m2 测得孔压系数 B 0 7 求 u 和 3 若立即再施加50 3 kN m2 150 1 kN m2 测得孔压系数 A 为 0 5 求试样的 3 u 和 1 5m 1m w 10kN m3 sat 20kN m3 密 密 密 密 松 松 松 松 1 2 3 4 31 v 1 1 u 31 土力学 思考题及习题 2 有一均质地基 如图 3 4 所示 该地基土的土粒比重 Gs 2 70 水上天然密度 1 8g cm3 水下的含水量 26 已知 M 点的侧压力系数 侧限应力状态时 水平向和竖直向有效应 力之比 即 x z K0 0 6 在地基上施加一条形均布荷载 p 100kPa 已知 M 点竖直方向 的附加应力系数0 5 s z K 该点水平方向的附加应力0 3 xz 孔压系数 A 0 4 求 1 加荷瞬间 假定荷载在 t 0 时瞬时加上的 M 点的总应力 孔隙水压力和有效应力 2 土 层完全固结以后 M 点的总应力 孔隙水压力和有效应力 图 3 4 3 某土试样在不排水条件下施加围压 3 100kN m2 测得孔压系数 B 0 6 若立即再施加 50 3 kN m2 150 1 kN m2 测得孔压系数 A 为 0 5 求 1 判断土样的状态和特性 2 计算试样的 3 u 和 1 4 一粘土层厚 4 米 位于厚各 4 米的两层砂之间 水位在地面下 2 米 下层砂层含承压水 测压管水面如图 3 5 所示 已知粘土的饱和密度是 2 04g cm3 砂的饱和密度是 1 94g cm3 水位以上砂的密度为 1 68g cm3 求 1 不考虑毛细管升高 绘出整个土层的有效竖直应力分布 2 若毛细管升高 1 5 米 绘出整个土层的有效竖直应力分布 图 3 5 4m 2m 砂 砂 粘土 4m 4m 1 68g cm3 sat 1 94g cm3 sat 2 04g cm3 sat 1 94g cm3 2m M 4m 2m 砂砾石层 土力学 思考题及习题 第四章第四章 土的压缩性及固结土的压缩性及固结 一 思考题 1 说明粘性土压缩性的主要特点 并讨论分层总和法计算粘性土地基的沉降时 可以模拟 哪些特点 不能模拟哪些 进一步分析计算的误差及改进措施 2 什么是超固结土 欠固结土和正常固结土 3 太沙基一维固结理论的假定主要有哪些 4 已知甲 乙两条形基础如图 4 1 所示 21 HH 12 2NN 分析如何调整两基础的 H 和 B 使两基础的沉降量相接近 尽量多的提出可能的调整方案 说明理由 并从经济性 施工方便性等角度对这些方案进行比较 图 4 1 5 土在侧限压缩条件下的应力 应变关系有些什么特征 为什么在这种条件下压应力再大 也不会发生剪切破坏 6 什么叫做土的剪胀性 剪胀性与孔隙水压力有什么联系 7 沉降计算中认为自重产生的沉降已经完成 为什么还要在计算沉降时计算地基的自重应 力 二 习题 1 已知 某正常固结粘土层附加应力分布如图 4 2 双面排水土层的 CC 0 1 CV 0 0009cm2 s 3 20 sat kN m e0 0 8 求 1 按一层土计算地表的最终沉降量 2 8 天后土的孔隙比为多少 图 4 2 200kPa 3m 100kPa B1 H1 N2 N1 B2 粉土粉土 11 a 粘土粘土 1212 aa 土力学 思考题及习题 2 如图 4 3 在中砂层内地下水位由距地面 2m 下降到距地面 20m 的粘土顶面 从而引起 软粘土层的压缩 原中砂层内的水下密度值变成水上密度值 在粘土层的中点 A 取土 样 试样厚 2cm 试验得到压缩指数 Cc 0 2 初始孔隙比 e0 1 0 土颗粒比重为 2 7 对试样进行双面排水固结试验表明 在 10 分钟时达到稳定压缩量的一半 1 按一层计算软粘土层的最终压缩量 2 计算水位下降 1 年 365 天 后软粘土层的平均固结度及压缩量 图 4 3 3 如图 4 4 所示 已知某土层受无限大均布荷载 p 60kPa 土层厚 2 米 在其中点取样得 到先期固结压力为 pc 10kPa 土层的压缩指数 CC 0 108 固结系数 Cv 3 4 10 4cm2 s 饱 和容重为 20kN m3 e0 0 8 求 1 按一层计算土层固结的最终沉降量 S 2 土层固结度 U 0 7 时所需的时间和沉降量 图 4 4 下降前水位 下降后水位 18m 1 9g cm3 水上 sat 2 0g cm3 水下 中砂 2m A 2 5m 2 5m 软粘土 不透水基岩 地面 排排 水水 层层 2m sat 20kN m2 e0 0 8 p 60kPa 粗砂粗砂 土力学 思考题及习题 第五章第五章 土的抗剪强度土的抗剪强度 一 思考题 1 简述三轴固结不排水试验的主要步骤 说明试验过程中需量测哪些数据 由量测 到的数据可以整理出土的哪种强度指标 2 从正常固结粘土层地基中一定深度下取土进行三轴固结不排水试验 得到的强度包线 0 c还是0 c 为什么 3 十字板试验测得的抗剪强度相当于实验室用什么试验方法测量的抗剪强度 土中一点应 力达到极限平衡时其大小主应力与土体强度指标 c间满足的关系是什么 4 在确定土的强度参数指标时 主要有三轴试验和直剪试验两大类 而且这两类试验存在 着对应关系 试分别针对砂土和粘性土 分析各类三轴试验和直剪试验的对应关系是否成立 及理由 并指出各种试验分别主要得到哪种强度指标 5 图 5 1 给出了三轴试验的应力应变关系曲线 做出如下判断 1 该试验属于 A 固结排 水 B 固结不排水 C 不固结不排水 试验 2 试验土属于 A 正常固结土 B 超固结 土 3 由试验曲线求该土的 值 图 5 1 6 如图 5 2 在一个空心橡皮球中装满密实的饱和砂土 如果用手指捏这个橡皮球 连通管 中的水位是升高还是降低 为什么 图 5 2 7 为什么同一土层现场十字板试验测得的抗剪强度一般随深度而增加 8 根据强度理论解释正常固结土在侧限压缩条件下压应力再大也不会发生剪切破坏的原因 15 不排水剪强度包线是一条水平线 这一现象能说明土样的实际破裂面与水平方向呈 45 角吗 为什么 9 饱和原状粘性土做三轴排水试验得到的破坏包线如图 5 3 所示 试对出现折点 b 做出物 理解释 V 31 kPa100 3 0 u kPa200 1 土力学 思考题及习题 图 5 3 二 习题 1 在地基中取出饱和的粘土试样作三轴固结不排水试验 结果如下 3 50kPa 破坏时 1 3 100kPa Af 0 10 3 200kPa 破坏时 1 3 200kPa Af 0 30 1 计算固结不排水强度指标 ccu cu 2 计算有效应力强度指标 c 3 试样实际发生的破坏面的方向与大主应力面的夹角是多少 2 在饱和细砂的固结不排水三轴试验中 试样在 3 100kN m2下固结后进行不排水剪切 当增加竖向压力 1 100kN m2时测得试样中的孔隙水压力 u 20kN m2 再进一步增加竖向 压力 1 85kN m2后 试样发生破坏 假设 A 为常数 破坏时作用在试样上的孔隙水压 力 大小总应力和有效应力各有多大 并求此试样的固结不排水强度指标和有效应力强度指 标 3 进行一种粘土的三轴固结不排水试验 在围压kPa200 3 时 测得破坏时 kPa200 31 在围压kPa50 3 时 测得破坏时kPa100 31 求其固结不排水强 度指标 cu c和 cu 4 某一粘土 o kPac30 10 试样饱和进行三轴试验 先在 100kPa 的围压下固结 然后不排水加kPa40 1 测定孔压为 20kPa 让孔压完全消散后 1 再进行不排水试验 1 时 试样开始破坏 2 如果进行排水试验 1 时 试样开始破坏 b 土力学 思考题及习题 土力学土力学 2 第一章第一章 土压力土压力 一 思考题 1 什么是主动土压力 一墙背垂直光滑的挡土墙后粘性土的容重为 内摩擦角为 粘聚 力为 c 试写出该挡土墙所受到的主动土压力分布表达式 2 某深基坑边坡支护结构的变形和内力实测结果比按朗肯主动土压力理论计算的设计值小 试分析引起实测结果与设计计算值之间不一致的原因可能有哪些 二 习题 1 如图 6 1 所示 挡土墙的墙背倾角为 45 填土为砂土 内摩擦角 35 容重 18 5kN cm3 用朗肯土压力理论计算作用在墙背上的土压力大小及方向 2 有一个墙背竖直光滑的挡土墙 墙后填土分两层 见图 6 2 墙后地下水位很深 填土 表面无荷载 两层填土的部分土性指标如图所示 已知主动土压力的分布是一条连续的直线 计算上层填土的粘聚力 c1和下层土的 c2及内摩擦角 2 图 6 2 3 在砂基中开挖的一基坑 采用单锚式板桩墙支护 具体尺寸如图 6 3 砂土的容重为 18kN m3 内摩擦角为 30 锚杆水平间距为 2m 试用等代梁法求锚杆所受拉力值 主 动 土 压 力 c1 1 35 1 20kN m3 上层填土 H1 3 m c2 2 2 16kN m3 下层填土 图 6 1 H 10m 土力学 思考题及习题 图 6 3 土力学 思考题及习题 第二章第二章 土坡稳定分析土坡稳定分析 一 思考题 1 有一个砂土路堤和一个粘性土路堤 当它们由天然状态淹没在静水中时 假设它们的强 度指标都不变 砂土的内摩擦角 与粘土的粘聚力 c 和内摩擦角 在淹没前后都不变化 它 们的边坡稳定安全系数有什么变化 2 土坡稳定分析中瑞典圆弧法 0 法 和瑞典条分法 简单条分法 的基本假定和计 算方法是什么 二 习题 1 在图 7 1 中 无粘性土坝的水下上游坡面是一条等势线 流线是垂直于坡面的 已知水 力坡降 i 0 5 sat 20kN cm3 35 坡角为 45 问该上游坡是否稳定 抗滑稳定的安全 系数为多少 2 一无限长饱和砂土边坡 边坡内有渗流发生 如图 7 2 其中砂土的饱和容重 3 19 m kN sat 坡度 17 砂土的内摩擦角 35 求该砂土边坡的滑动安全系数 图 7 2 图 7 1 45 土力学 思考题及习题 第三章第三章 地基承载力地基承载力 一 思考题 1 地基破坏深度内地下水位上升 天然容重增加 承载力是提高还是降低 为什么 2 图 8 1 为甲 乙两个刚性基础的底面 甲基础底面面积为乙的四分之一 在两个基础底 面上作用着相同的竖向均布荷载 q 如果两个基础位于完全相同的地基上 且基础的埋深也相 同 问哪一个基础的极限承载力 pu更大 单位面积上的压力 为什么 哪一个基础的沉 降量更大 为什么 图 8 1 二 习题 1 如图 8 2 条形基础宽 3m 埋深 2m 地下水位上下土的容重分别为 19kN m3和 19 8kN m3 饱和容重 作用于基底上的荷载与竖直面倾角 10 地基土的内摩擦角 20 粘聚力 c 10kN m2 求地基的承载力 图 8 2 2 如图 8 3 条形基础受中心竖直荷载作用 基础宽 2 4m 埋深 2m 地下水位上下土的容 重分别为 18 4kN m3和 19 2kN m3 饱和容重 内摩擦角 20 粘聚力 c 8kN m2 试用太 沙基公式比较地基产生整体剪切破坏和局部剪切破坏时的极限承载力 图 8 3 乙基础 长 2L 宽 2b O 甲基础 长 L 宽 b A 10 地下水位 地面 D 2m 3m 2 4m D 2m P 地下水位 土力学 思考题及习题 第四章第四章 天然地基上的浅基础设计天然地基上的浅基础设计 一 思考题 1 什么是地基承载力的基本值 标准值 设计值 其主要区别与联系 2 在什么条件下可用倒梁法近似计算条形基础的内力 3 在扩展基础的冲切验算中 发现 45 冲切线落到了基础底面以外 因而就无须计算了 这说明该设计有什么问题 4 在基础设计计算中 总是假设基底的压力是直线分布的 这在什么地基模型和什么基础 条件假设下才是正确的 二 习题 1 一承重墙下条形基础及地基土层情况如图 9 1 承重墙每延米中心荷载 至设计地面 为 190kN 试验算软弱下卧层的承载力是否满足要求 该淤泥质土层的0 b 1 1 d 地基压力扩散角 可取 23 图 9 1 土力学 思考题及习题 第五章第五章 桩基础桩基础 一 思考题 1 说明文克尔 E Winkler 地基模型的基本假定及适用范围 2 为什么 建筑桩基技术规范 JGJ94 94 C 0 6 规定 当用静载荷试验法确定桩的承载 力时 从成桩到开始试验的间歇时间 在桩身强度达到设计要求的前提下 对于砂类土