专本套读习题讲解2013.doc

问答题1. 何谓达西渗流定律？其应用条件和适用范围是什么？根据达西定律计算出的流速和土中水的实际流速是否相同？为什么？【答】 应用条件和适用范围：饱和砂土、层流状态；根据达西定律计算出的流速不是土中水的实际流速；因为计算渗流速度v的面积不是实际的过水面积，而是整个断面。2. 简述用于粘性土坡稳定分析的条分法的基本原理。根据一个滑裂面能求出边坡的安全系数吗？为什么？【答】 先假定一系列可能的滑裂面，然后将每个滑裂面以上的土体分成若干个垂直土条，对作用于各土条上的力进行平衡分析，求出在极限平衡状态下土体稳定的安全系数，其中最小的安全系数即为土坡的稳定安全系数。根据一个滑裂面不能求出边坡的安全系数，因为该滑裂面不见得就是最危险的滑裂面。3. 简述在工程上岩石和岩体两者含义的区别。【答】 岩体和岩石的概念不同，岩石可以理解为一种材料，工程上指完整的块体，其性质可用岩块来表征，岩体包括岩块和结构面；岩体和岩石的工程性质不同，岩体的工程性质虽然和组成岩体的岩石性质有关，但首先取决于其中结构面的性质及其组合形式。4. 简述风化作用的类型及其对岩石性质的影响。【答】风化作用包括：物理风化、化学风化、生物风化。岩石风化后形成新的风化矿物，其化学成分和结构发生改变，因此加大了岩石的空隙裂隙或形成一些新的微裂隙，这会影响岩石的弹性性能，易于产生塑性变形，降低其强度，增加透水性。5. 简述库伦土压力理论的计算原理和假定。【答】 原理：库伦土压力理论根据挡墙后土楔体处于极限平衡状态时力的平衡条件得出。假定：（1）墙后填土为理想的散粒体；（2）滑动面为通过墙角的平面；（3）墙背和滑裂面间的楔形土体视为刚体。6. 什么叫做泥石流？什么情况下会产生泥石流？防止泥石流的原则是什么？【答】 是山区特有的一种不良地质现象，它是由暴雨或上游冰雪消融形成的携带有大量泥土和石块的间歇性洪流。 形成条件：形成泥石流必须具备丰富的松散泥石物质来源、陡峻的山坡和较大的沟谷及能大量集中水源的地形、地质和水文气象条件。 防止原则：以防为主，采取避“强”制“弱”、局部防护、重点处理和综合治理的原则。计算题1. 对某土样进行常水头渗透试验，试样的长度为L = 15 cm，截面面积为A = 30 cm2，试样两端的水头差为h = 50 cm，经过t = 6分钟流过试样的水量为V = 80 cm3，试求在此条件下土的渗透系数。【解】 cm/s 2. 对某土样进行室内渗透试验，土样长度为25 cm，试验水头差为30 cm，土粒比重，孔隙比。水自下而上渗流，试判断土样是否发生流土现象。【解】 临界水头梯度 实际水头梯度 由于，会发生流土现象。 3. 某天然土层为两层，第一层为粗砂，厚度4.0 m，重度，饱和重度；第二层为粘土层，厚度5.0 m，饱和重度，其下为基岩；地下水位在地面下1.0 m。（1）试计算粘土层底部的自重应力和孔隙水压力；（2）如地下水位下降到粘土层顶面，试求粘土层底部的自重应力。【解】 地下水位下降前粘土层底面的自重应力和孔隙水压力分别为 kPa kPa 地下水位下降后 kPa4. 对一粘土试样进行侧限压缩试验，测得当压力和时，土样的孔隙比分别为和，试计算该土样的压缩系数和压缩模量，并判定该土的压缩性。【解】 由于，所以该土属于中压缩性土。5. 有一厚度为2.0m的地基土层，在荷载作用下该土层压缩变形稳定前后的平均孔隙比分别为：e1=0.990，e2=0.870。试计算该地基土层的压缩变形量。 【解】 6. 某超固结粘土层厚2.0 m，先期固结压力pc = 300 kPa，平均自重应力p0 = 100 kPa，建筑物对该土层产生的平均附加应力为 = 400 kPa。已知土层的压缩指数Cc = 0.4，回弹指数Ce = 0.1，初始孔隙比e0 = 0.8，求该土层的最终压缩量。 【解】 =151.6 mm 7. 对某砂土土样进行直剪试验，当法向压力=100 kPa时，测得抗剪强度，试计算该土的抗剪强度指标。【解】 由于砂土的粘聚力c = 0 所以内摩擦角8. 某砂土地基的，c=0，如在均布条形荷载p作用下，经计算得到土中某点的应力kPa，kPa，问该点是否破坏？【解】固定 kPa，计算极限平衡时的大主应力为 kPa 由于，所以，该点处于弹性平衡状态。9. 某建筑物地基土层厚度为10 m，初始孔隙比，压缩系数，土层上表面作用的附加应力为240 kPa，下表面作用的附加应力为160 kPa。试计算该地基的最终沉降量（不需分层）。【解】 10. 某粘性土地基上条形基础的宽度b = 2 m，埋置深度 d = 1.5 m，粘性土重度 = 18.79 kN/m3，内聚力c = 10 kPa，内摩擦角 = 20，试计算该地基的界限荷载。提示：塑性区最大深度计算公式为：【解】 将代入塑性区最大深度计算公式，可得地基的界限荷载公式 将参数代入可得 kPa 11. 有一饱和粘性土，已知其有效内聚力=0，有效内摩擦角=30，取该土试样，在围压下固结，然后在不排水的条件下增加竖向应力至破坏，测得破坏时的孔隙压力为35 kPa, 试求孔隙压力系数A为多少？ （提示： ）【解】 破坏时的有效大主应力为 kPa 孔隙压力系数12. 某饱和粘土层的厚度为10 m，土层的侧限压缩模量Es = 5 MPa，渗透系数k = 18mm/a，其下为基岩，求在大面积荷载p0 = 90 kPa作用下地基达到90 mm所需的时间。已知应力图形为矩形且单面排水时固结度Ut与时间因素Tv的关系见下表。（10分）Ut /%0102030405060708090Tv0.0000.0080.0310.0710.1260.1970.2870.4030.5670.848【解】大面积荷载，则 地基的最终沉降量为 竖向固结系数 沉降量达90 mm时的固结度为 查表得 13. 某饱和粘土层，厚度为4m，上下层面均为排水砂层，竖向固结系数，压缩模量，地表瞬时施加一大面积均布荷载，试求固结沉降量达到100 mm所需的时间。（已知：平均固结度Ut与时间因数Tv的关系为）。【解】 大面积荷载，则 最终沉降量 平均固结度 时间因素 达到100mm所需