《土_力_学_及_地_基_基_础》复习指导书.doc

土 力 学 及 地 基 基 础 一、课程性质、目的、任务及说明 土力学及地基基础是工民建专业的一门重要的技术基础课。通过对本课程的学习，使学生掌握以地基强度和变形为核心的土力学基本原理及一般地基基础的设计原则和方法，培养学生初步具备解决一般的地基基础工程问题的能力，并为进一步学习和应用较复杂和较先进的地基基础知识打下了基础。 二、课程基本要求 学习本课应具备材料力学、结构力学、工程地质、钢筋混凝土结构与砌体结构的基本知识，如有可能，还应具备一定的弹性力学知识。 通过对本课程的学习，要求熟悉土的物理性质，掌握土的三项指标及其换算方法；明确地基土中各种应力的概念，会计算基底压力和附加应力；会确定土的压缩性指标，能计算地基的最终沉降量；掌握土的抗剪强度和极限平衡理论，会确定地基的临界荷载及极限承载力；明确三种土压力的概念，掌握朗肯、库仑土压力理论，会计算常见情况下的几种土压力，会进行土坡稳定性分析，能进行挡土墙设计；熟悉各类基础的特点及适应范围，掌握地基基础的设计原则、方法和步骤；会用常规方法确定地基的承载力；熟悉地基处理的原则和方法。 三、教学大纲内容 绪论土力学的概念，课程的特点和任务，学习方法简介。 第一章：土的物理性质及工程分类 土的组成，结构和构造；土的物理性质指标及三项比例指标的计算，土的物理特征；地基土的工程分类。 重点：土的物理性质指标、土的物理特征。难点：土的三项比例指标的换算。（一）单项选择题1、一种土的容重、饱和容重、浮容重和干容重的大小顺序为 。 A B C D 2、土的三个基本物理指标为土的容重、土的含水量及 。 A孔隙比 B饱和度 C土粒比 D孔隙度3、有一完全饱和土样切满环刀内，称得总重量为72.49克，经105C烘干至恒温为61.28克，已知环刀质量为32.54克，土的相对密度为2.74，其天然孔隙比为 。A. 1.088 B. 1.069 C. 1.000 D. 1.0584、某砂土试样的天然密度为1.74，含水量为20%，土粒相对密度为2.65，最大干密度为1.67,最小干密度为1.39，其相对密实度及密实程度为 。A. 松散状态 B. 中密状态C. 松散状态 D. 密实状态5、标准贯入试验时，使用的穿心锤重与穿心锤落距分别是 。A. 锤重，落距 B. 锤重，落距C锤重，落距 D. 锤重，落距6、一般土中的粘粒含量越高，土的分散程度也越大，土中亲水矿物含量增加。则 也相应增加。 A液限 B塑限 C液性指数 D. 塑性指数7、土的三个基本物理指标为土的容重、土的含水量及 。 A孔隙比 B饱和度 C土粒比 D孔隙度8、对饱和土的固结过程中的物理性质指标进行定性分析，液性指数减小，孔隙比 ，含水量 ，饱和度 ，土变 。A增大 B减小 C不变 D软 E。硬9、由某土的粒径级配曲线获得、，则该土的不均匀系数为 。A416.7 B. 4.167 C. D. 12.5310、对无粘性土的工程性质影响最大的因素是 。 A. 含水量 B. 密实度 C. 矿物成分 D. 颗粒的均匀程度11、处于天然状态的砂土的密实度一般用 试验来测定。A. 载荷试验 B. 现场十字板剪切试验C. 标准贯入试验 D. 轻便触探试验12、若某砂土的天然孔隙比与其所能达到的最大孔隙比相等，则该土 。A处于最密实的状态 B处于最疏松的状态C处于中等密实的状态 D相对密实度13、某原状土样，试验测得重度，含水量，土粒相对密度。该土样的孔隙率及浮重度分别为 。A， B，C， D，14、在某住宅地基勘察中，已知一个钻孔原状土样试样结果为：土的重度，土粒相对密度，土的含水量。则此试样每的气相体积为 。A B C D15、下列土的物理性质指标中， 是反映土的密实程度的。含水量； 土的重度； 土粒比重；孔隙比； 饱和度； 干重度A、 B、C、 D、（一）填空题1、土中 重量和 重量之比，称为土的含水量。2、砂性土的密实度可用 、 和 来判定。3、液性指数 ，工程上用来判别土的 ，越大，土越 。4、砂性土的密实度可用 、 和 来判定。5、天然状态下粘性土，通常都具有一定的结构性，当这种结构性受到破坏后，土的强度降低，压缩性增大，其强度的损失程度用 表示。6、土的三个基本指标为 、 、 。7、一般土中粘粒含量越低，土的分散程度越小，土中亲水性矿物含量减小，则 相应减小。(、)8、岩石按其成因可分为三大类： 、 和 。9、土是由 、 和 所组成的三相体系。10、土中各个土粒粒组的相对含量可通过 实验得到。11、若粒径级配曲线较陡，则表示土粒较 (均匀、不均匀)；反之，曲线较平缓，则表示土粒级配 (良好、不良)。12、土中孔隙体积与总体积之比称为土的 。13、若砂土的相对密度，则表示砂土处于 状态；若，则表示砂土处于 状态。14、砂土密实度按标准贯入试验锤击数可分为 、 、 和 四种，按相对密实度可分为 、 和 三种。15、粘性土由一种状态转到另一种状态的分界含水量称为 。粘性土由 转到 的界限含水量称为液限，由 转到 的界限含水量称为塑限。16、粘性土的状态分为 、 、 、 和流塑五种。17、砂土是指粒径大于 的颗粒不超过总质量 ，而粒径大于 的颗粒超过总质量 的土。18、粉土是指塑性指数 、粒径 的颗粒不超过总质量 的土。19、在静水或缓慢的流水环境中沉积，经 作用形成，天然含水量 ，天然孔隙比 的粘性土和 称为淤泥；当天然孔隙比 但 时称为淤泥质土。20、土中液态水可分为结合水和 两大类，结合水又可分为 和 。21、某粘性土，则该土处于 状态。22、某粘性土经试验测得，则 ， 。（二）判断改错题1、在填土工程中，若选择的土料的不均匀系数值较大，则土易于夯实。（ ）2、粘性土的塑性指数越大，说明粘性土处于可塑状态的含水量范围越小。（ ）3、粉土是指塑性指数小于或等于10、粒径大于的颗粒含量不超过总质量的土。（ ）4、土粒的粒径越粗，则透水性越强，可塑性越大。（ ）5、若土的粒径级配曲线较平缓，则表示粒径相差悬殊，土粒级配良好，用于填方工程时易于夯实。（ ）6、在填方工程施工中，常用土的干密度或干重度来评价土的压实程度。（ ）7、若某粘性土，则该土处于硬塑状态。（ ）（三）问答题1、什么是粘性土的特征含水量？常用的特征含水量哪些？ 第二章：地基土中的应力 自重应力、基底压力、基底及地基附加应力的计算；土的压缩性，基础沉降计算，地基变形随时间的变化。 重点：基底压力、基底附加应力和地基附加应力的计算；基础沉降计算。 难点：地基附加应力的计算，基础沉降计算。（一）单项选择题1、由于地下水位下降，使地基中地下水位下降部分土体的有效自重应力 。 A增大 B减小 C不变 D转化为孔隙水压力2、建筑物产生竖向变形并引起基础沉降，主要的原因是由于地基中的 。 A自重应力 B附加应力 C固结应力 D初始应力3、下列说法中，哪一条是错误的： 。A 地下水位的升降对土中自重应力有影响； B 地下水位的升降会使土中自重应力增加；C 当地层中存在有承压水层时，该层的自重应力计算方法与潜水层相同，即该层土的重度取有效重度来计算；D 当地层中有不透水层存在时，不透水层中的自重压力为零。4、基底压力直线分布的假设适用于 。A 深基础的结构计算； B. 浅基础的结构计算；C. 沉降计算； D. 基底尺寸较小的基础结构计算。5、由于地下水位下降，使地基中地下水位下降部分土体的有效自重应力 。 A增大 B减小 C不变 D转化为孔隙水压力6、一般来说，当土体正应力增大时，土的内摩擦角 。 A增大 B. 减小 C. 不变 D. 与粘聚力c成反比7、当基底压力一定时，若增大基础埋深，则基底附加应力 。A减小 B增加 C不变 D可能增加，可能减小8、建筑物基础作用于地基表面的压力，称为 。A基底压力 B基底附加压力 C基底净反力 D附加应力9、地下水位长时间下降，会使 。A地基中原水位以下的自重应力增加 B地基中原水位以上的自重应力增加C地基中的抗剪强度减小 D土中的孔隙水压力增大10、通过土粒承受和传递的应力称为 。A有效应力 B总应力 C附加应力 D孔隙水压力11、某场地表层为厚的粉质粘土，天然重度，其下为饱和重度的很厚的粘土层，地下水位在地表下处，经计算地表以下处的竖向自重应力为 。A B C D（一）填空题1、饱和粘性土所受的总压力是 和 之和，且两者之间随时处于 。2、在土层中，通过土粒(或土骨架)传递的粒间应力为 。3、计算地下水位以下土层的自重应力时，必须以 代替该土层的天然重度。4、已知地基中某点的竖向自重应力为，静止侧压力系数为。则该点的侧向自重应力为 。5、通过基础传递至地基表面的压力称为 ，由于建筑物的建造而在基础底面处所产生的压力增量称为 。6、计算基础及上回填土的总重量时，其平均重度一般取 。7、在基底压力的简化计算中，假设基底压力呈 分布。8、在偏心荷载作用下，偏心距与矩形基础长度的关系为 时，基底反力呈梯形分布。（二）判断改错题1、由于竖向自重应力沿任意竖直面均匀分布无限，所以地基在自重应力作用下，只产生竖向变形，而不产生侧向变形和剪切变形。（ ）2、地基中的自重应力一般不会引起地基新的变形，应力按非线性分布，计算从基底开始。（ ）3、在均质地基中，竖向自重应力随深度线性增加，而侧向自重应则呈非线性增加。（ ）4、若地表为一无限大的水平面，则土的重力在土中任一竖直面上所产生的剪应力为零。（ ）5、若地表为一无限大的水平面，则土的重力在土中任一平面上所产生的剪应力为零。（ ）6、增大柱下单独基础的埋深，可以减小基底的平均附加应力。（ ）7、孔隙水压力在其数值上较大时会使土粒水平移动，从而引起土体体积缩小。（ ）8、土的静止侧压力系数为土的侧向与竖向总自重应力之比。（ ）9、基底附加应力在数值上等于上部结构荷载在基底所产生的压力增量。（ ）（三）问答题（四）计算题 （一）填空题（二）判断改错题（三）问答题（四）计算题 第三章：土的压缩性（一）单项选择题1、土的 是指在侧限条件下，其竖向应力与应变的比值。 A变形模量 B弹性模量 C. 剪切模量 D. 压缩模量2、一完全饱和的地基中某点的附加应力为，在荷载作用某段时间后，侧得该点的孔隙水压力为，此时间由附加应力引起的有效应力为 。 A B. C. D. 3、在理论上，土体的变形模量总是 压缩模量。 A大于 B小于 C等于 D无关4、土的 系数是一个评价地基土压缩性高低的重要指标。A压缩 B固结 C渗透 D沉降影响5、若土的压缩曲线(曲线)较陡，则表明土的 。A压缩性较大 B压缩性较小 C密实度较大 D孔隙比较小6、室内压缩试验的排水条件为 。A单面排水 B双面排水 C不排水 D先固结，后不排水7、无粘性土无论是否饱和，其变形达到稳定所需的时间都比透水性小的饱和粘性土 。A长得多 B短得多 C差不多 D有时更长，有时更短8、在饱和土的排水固结过程中，孔隙水压力与有效应力将发生如下变化 。A不断减小，不断增加 B不断增加，不断减小C与均不断减小 D与均不断增加9、若土的压缩曲线(曲线)愈平缓，则表明土的 。A压缩模量愈小 B压缩系数愈大 C压缩性愈低 D变形愈大10、饱和粘性土层在单面排水情况下的固结时间为双面排水时的 。A1倍 B2倍 C4倍 D8倍11、某粘性土地基在固结度达到时的沉降量为，则最终沉降量为 。A B C D12、土的 是评价地基土压缩性高低的重要指标。A压缩系数 B固结系数 C滲透系数 D沉降影响系数13、某场地地表土挖去，则该场地土成为 。A超固结土 B欠固结土 C正常固结土 D弱固结土（一）填空题1、地基在任一时间的 与 之比称为固结度。2、天然土层在历史上所经受过的最大固结压力，称为 。3、根据土的压缩试验确定的压缩模量，表达了土在 条件下 和 的定量关系。4、土的压缩曲线愈陡，则土的压缩性愈 (高、低)、压缩模量愈 (大、小)、压缩系数愈 (大、小)。（二）判断改错题1、压缩性不同的土，其曲线形状也不一样，如果土的压缩性大，当压力变化大时，孔隙比也大，因而曲线也就比较陡。（ ）2、对饱和土体固结过程中的物理性质指标进行定性分析可知，液性指数减小，孔隙比减小，含水量减小，饱和度减小。（ ）3、饱和粘性土在单面排水条件下的固结时间为双面排水时间的2倍。（ ）4、在室内压缩试验过程中，土样在产生竖向压缩的同时也将产生侧向膨胀。（ ）5、所谓欠固结土是指在自重作用下还没有达到固结稳定状态。（ ）6、天然土层在历史上所经受的最大固结压力称为有效固结压力。（ ）7、在饱和土的排水过程中，孔隙水压力消散的速率和有效应力增加的速率应该是相同的。（ ）8、用分层总和法计算地基最终沉降量时，可以用各分层中心点的应力作为该层的平均应力。（ ）（三）问答题1、有效应力与孔隙水压力的物理概念是什么？在固结过程中，两者是怎样变化的？2、计算地基土最终沉降量的分层总和法和规范法有什么区别？3、什么是饱和土体的渗透固结？单向固结理论的假定有哪些？（四）计算题 第四章：土的抗剪强度和地基承载力 土的抗剪强度和极限平衡理论；抗剪强度的室内测定方法，不同排水条件时的剪切试验方法；浅基础地基的临塑荷载及塑性荷载；地基的极限承载力计算。 重点：土的抗剪强度与极限平衡理论；地基的临界荷载与极限承载力。难点：地基的临界荷载与极限承载力。（一）单项选择题1、均匀土体应力处于极限平衡状态时，最可能产生的破坏面与小主应力作用面的夹角为 。 A B C D2、当工程的地基为粘性土层，厚度不大，且上、下均有中砂层，施工速度较慢，工期长，应采用 试验测土抗剪强度指标。 A排水剪 B. 固结不排水剪 C. 不排水剪 D. 十字板剪切3、土中某点达到极限平衡状态时，通过该点可能出现一对滑动面，这时滑动面与最小主应力作用面的夹角是 。 A+ B+ C+ D+4、无侧限抗压强度试验相当于周围压力的 试验，破坏时试样所能承受的最大轴向应力称为无侧限抗压强度。 A固结不排水剪 B. 不固结不排水剪 C. 固结快剪 D. 固结排水剪5、当基底压力一定时，若增大基础埋深，则基底附加应力 。 A减小 B增加 C不变 D可能增加，可能减小6、某试样有效应力抗剪强度指标，若该试样在周围压力时进行排水剪切至破坏，破坏时可能的最大主应力为 。 A B. C. D. 7、使地基形成连续滑动面的相应的荷载该是地基的 。A. B. C. D. 8、在实用中，对于中心垂直荷载作用下，基底下塑性区最大允许深度一般控制为基宽的 。 A 一倍 B. 1/2 C. 1/3 D. 1/49、若代表土中某点应力状态的摩尔应力圆与抗剪强度包线相切，则表明土中该点 。A任一平面上的剪应力都小于土的抗剪强度B某一平面上的剪应力超过了土的抗剪强度C在相切点所代表的平面上，剪应力正好等于抗剪强度D在最大剪应力作用面上，剪应力正好等于抗剪强度10、浅基础的地基极限承载力是指 。A地基中将要出现但尚未出现塑性区时的荷载B地基中的塑性区发展到一定范围时的荷载C使地基土体达到整体剪切破坏时的荷载D使地基中局部土体处于极限平衡状态撕的荷载11、当施工进度快，地基土的透水性低且排水条件不良时，宜选择 。A不固结不排水剪 B固结不排水剪 C固结排水剪 D慢剪12、当基础相对埋深较大时，对于 ，较易发生整体剪切破坏。A高压缩性土 B中压缩性土 C低压缩性土 D软土13、当基础相对埋深较大时，对于 ，较易发生刺入剪切破坏。A中压缩性土 B低压缩性土 C密实砂土 D软土14、地基临塑荷载， 。A与基础埋深无关 B与基础宽度无关C与地下水位无关 D与地基土软硬无关15、地基界限荷载， 。A与基础埋深无关 B与基础宽度无关C与地下水位无关 D与地基土排水条件有关16、十字板剪切试验常用于现场测定 的原位不排水抗剪强度。A砂土 B粉土 C粘性土 D饱和粘性土17、饱和软粘土的不排水抗剪强度等于其无侧限抗压强度的 倍。A2 B1 C D18、均匀土体应力处于极限平衡状态时，最可能产生的破坏面与小主应力作的夹角为 。 A B C D19、均匀土体应力处于极限平衡状态时，最可能产生的破坏面与大主应力作用面的夹角为 。 A B C D20、均匀土体应力处于极限平衡状态时，最可能产生的破坏面与大主应力的夹角为 。 A B C D21、下列 不属于原位测试方法。A地基静载荷试验 B固结试验 C旁压试验 D触探试验22、淤泥或淤泥质土地基处理，检测其抗剪强度应采取 测试方法。A静载荷试验 B十字板试验 C旁压试验 D室内试验23、粘性土中某点的大主应力为，其内摩擦角，该点发生破坏时的小主应力的大小为 。A B C D24、某土样进行直接剪切试验，在法向应力为、200、300、时，测得抗剪强度分别为52、83、115、，若在土中的某一平面作用的法向应力为，剪应力为，该平面是否回剪切破坏。 A未剪损 B剪损 C处在极限平衡状态 D无法判断（一） 填空题1、地基变形三阶段通常分为 、 和 。2、土的抗剪强度指标可由 试验和 试验确定。3、均匀土体应力处于极限平衡状态时，最可能产生的破坏面与小主应力作用面的夹角为 。4、在实用中，对于中心垂直荷载作用下，基底下塑性区最大允许深度一般控制为基宽的 倍。5、对于同一种土样，分别用不同的剪切试验方法测定其抗剪强度，若不固结不排水剪，固结排水剪，固结不排水剪得到的抗剪强度分别为、，则三个抗剪指标大小顺序为 。6、粘性土的极限平衡条件是 。7、砂土的极限平衡条件时 。8、均匀土体应力处于极限平衡状态时，最可能产生的破坏面与小主应力的夹角为 。9、均匀土体应力处于极限平衡状态时，最可能产生的破坏面与大主应力作用面的夹角为 。10、均匀土体应力处于极限平衡状态时，最可能产生的破坏面与大主应力的夹角为 。11、直接剪切试验按排水条件可分为快剪、 和 三种。12、三轴压缩试验按排水条件可分为 、 和固结排水剪三种。13、由不固结不排水剪切试验得到的指标称为土的 。14、对一软土试样进行无侧限抗压强度试验，测得原状土和重塑土的无侧限抗压强度分别为和，则该土的不排水抗剪强度 ，灵敏度 。15、地基剪切破坏的型式可分为 、 和 三种。16、在太沙基极限承载力计算公式中，、和均为无量纲的承载力系数，仅与 有关。（二）判断改错题1、十字板剪切试验可以用来测定软土的不排水抗剪强度和地基承载力。（ ）2、直接剪切试验可以严格控制排水条件，而且设备简单、操作方便，因而为一般工程广泛使用。（ ）3、饱和砂土受到扰动后，其强度将下降。（ ） 4、对饱和软粘土，常用无侧限抗压强度试验代替三轴仪不固结不排水剪切试验。（ ）5、在实际工程中，代表土中某点应力状态的莫尔应力园不可能与抗剪强度包线相割。（ ）6、对均质地基来说，增加浅基础的底面宽度，可以提高地基的临塑荷载和极限荷载。（ ）7、当饱和土体处于不排水状态时，可认为土的抗剪强度为一定值。（ ）8、除土的性质外，试验时的剪切速率是影响土体抗剪强度的最重要的因素。（ ）9、对于无法取得原状土样的土类，如在自重作用下不能保持原状的软粘土，其抗剪强度的测定应采用现场原位测试方法。（ ）10、对施工速度很快的砂土地基，宜采用三轴仪不固结不排水试验或固结不排水试验的强度指标作相关的计算。（ ）11、太沙基极限承载力计算公式适用与均质地基上基底光滑的浅基础。（ ） （三）问答题1、什么是土的极限平衡条件？写出粘性土的极限平衡条件表达式。（四）计算题 第四章：土压力和土坡稳定 土压力种类，朗金土压力理论与若干常见土压力的计算；库仑土压力理论；挡土墙设计，土坡的稳定性分析。 重点：朗金土压力理论与库仑土压力理论，常见土压力的计算，挡土墙设计。 难点：朗金土压力理论与库仑土压力理论。（一）单项选择题1、重力式挡土墙后的主动土压力与墙背的形状有关，其中以 挡土墙的主动土压力为最小。A仰斜式 B. 直立式 C. 折线式 D. 俯斜式2、在相同条件下，主动土压力，被动土压力及静止土压力满足 。 A B. C. D.、=、）内摩擦角时，土坡处于安全状态。6、砂土土坡在自然稳定状态下的极限坡角，称为 。7、粘性土坡的稳定性与土体的 、 、 、 和 五个参数有密切关系。8、如果挡土墙在土压力作用下 ，则作用在墙背上的土力称为静止土压力。9、根据挡土墙的位移情况和墙后土体所处的应力状态，土压力可分为 、 和 三种。10、若挡土墙在 作用下 方向转动或移动，当位移量达到一定值时，墙背土体开始出现连续的 ，此时作用在挡土墙上的土压力称为被动土压力。11、在相同条件下，三种土压力、和之间的关系是 。12、用朗肯土压力理论计算挡土墙土压力时，适用条件是 、 和 。13、库伦土压力理论的假设是：(1) ；(2) 。14、当墙后土体处于主动朗肯状态时，破裂面与水平面的夹角为 。15、当墙后土体处于被动朗肯状态时，破裂面与水平面的夹角为 。16、根据墙背倾角的不同，重力式挡土墙可分为 、 和 三种。17、作用在重力式挡土墙墙背的主动土压力，以 式为最小， 式为最大。18、为利于排水和防止填土中细粒土流失，挡土墙墙身应设置 ，墙后常做 。19、将挡土墙墙趾做成台阶形的目的是 。20、将挡土墙墙底做成逆坡目的是 。（二）判断改错题1、朗肯土压力理论计算主动土压力时，墙后填土的破裂面与水平面的夹角为。（ ）2、墙后填土愈松散，其对挡土墙的主动土压力愈小。（ ）3、墙背与填土之间存在的摩擦力将使主动土压力减小和被动土压力增加。（ ）4、挡土墙墙背倾角愈大，主动土压力愈小。5、挡土墙墙后填土面坡角愈小，主动土压力愈大。（ ）6、将挡土墙墙趾做成台阶形，不仅可以大大提高墙体抗倾覆能力，而且可以有效提高墙体抗滑移能力。（ ）7、加大挡土墙的自重，既可以提高抗倾覆能力，又可以提高抗滑移能力。（ ）（三）问答题1、作用在挡土墙上的荷载有哪些？对挡土墙的作用是什么？当挡土墙抗水平滑移和抗倾覆稳定安全系数不足时可采取什么措施？2、什么叫主动土压力？朗肯土压力理论与库伦土压力理论的假定是什么？各自有什么优缺点？（四）计算题 第六章：浅基础设计 浅基础的类型和构造；基础埋深的选择；地基容许承载力的确定；基础底面尺寸的确定；减小不均匀沉降的措施；基础梁和板的计算。 重点：基础埋深的选择，地基容许承载力的计算及修正，基础底面尺寸的确定，基础梁和板的计算。 难点：基础容许承载力的确定；基础梁和板的计算。（一）单项选择题1、一般工业与民用建筑的墙下条形基础，进行变形验算时，通常是控制 。A沉降量 B. 沉降差 C. 倾斜 D. 局部倾斜2、到目前为止，浅基础的地基极限承载力的计算理论仅限于按 。 A冲切