同济大学课程考核试卷（A卷）2011 — 2012学年第一学期.doc

同济大学课程考核试卷（A卷）2011 2012学年第一学期命题教师签名： 审核教师签名：课号：03117 课名：土力学A 考试（ ）考查（ ）此卷选为：期中考试( )、期终考试()、重考( )试卷，开卷（ ）、闭卷（）任课老师：赵春风、蒋明镜、艾智勇、姚笑青、张宏鸣、钱建固、梁发云、冯世进、贾敏才年级 专业 学号 姓名 得分 一、选择题（20分）（ C ）1. 土的三相比例指标中，全部属于试验指标的是：A、密度，干密度；B、含水率，干密度；C、土粒比重，密度；D、土粒比重，饱和度。（ D ）2. 二种砂土相比较，孔隙比e小的砂土的密实度是：A、较密实； B、较疏松； C、密实度相同； D、不能判定。（ C ）3. 在同样荷载强度作用时，基础的宽度也相同，则荷载在基础中心点下的影响深度最大的是： A、方形基础； B、矩形基础； C、条形基础； D、都有可能。（ B ）4. 饱和土中某点的有效应力为，土颗粒间的接触应力为ss，则有：A、ss； B、ss； C、=ss； D、饱和土的有效应力公式仅适用于砂土。（ C ）5. 关于抗剪强度，下面说法正确的是：A、抗剪强度与总应力有唯一的对应关系，与有效应力之间没有唯一的对应关系；B、抗剪强度与总应力和有效应力之间都没有唯一的对应关系；C、抗剪强度与有效应力有唯一的对应关系，与总应力之间没有唯一的对应关系；D、抗剪强度与总应力和有效应力之间都有唯一的对应关系。（ D ）6已知某土样高度为L、饱和重度为gsat , 试验的水头差为h，则土样发生流砂的条件是：A、hLgsat /gw； B、h L(gsat- gw)； D、h L(gsat- gw )/gw。（ B ）7下列土的模量可通过现场载荷试验p-s曲线上求得的是：A、压缩模量； B、变形模量； C、弹性模量； D、变形模量和弹性模量。（ C ）8. 对于同一无限大的饱和粘性土地基，荷载一次施加和分次施加，则地基的最终总沉降量（假设压缩模量Es和总荷载量在两种加载方式下相同）：A、一次施加大； B、分次施加大；C、一次施加和分次施加一样大；D、与孔隙水压力消散快慢有关。（ A ）9.下列哪种计算结果的偏差使设计偏危险： A、主动土压力Ea偏小，被动土压力Ep偏大； B、主动土压力Ea偏大，被动土压力Ep偏小； C、主动土压力Ea偏小，被动土压力Ep偏小； D、主动土压力Ea偏大，被动土压力Ep偏大。（ B ）10.某粘性土简单土坡坡高为8m，土性指标g为18kN/m3、c为27kPa。若其稳定因数NS为8.0，则该土坡的稳定安全系数K为： A、0.67； B、1.5； C、2.5； D、其它答案。二、简答题（30分）1粘性土的塑性指数与液性指数是怎样确定的？并分别说明其用途？（6分）塑性指数的确定： Ip=wL-wp，用液塑限联合测定仪测出液限wL、塑限wp 后按以上公式计算；（1分）液性指数的确定：，w为土的天然含水率，其余符号同前；（1分）塑性指数综合地反映了土的物质组成，常用作粘性土的分类和评价；（2分）液性指数表征了土的天然含水率与界限含水率之间的相对关系， 可用来判别粘性土所处的软硬状态；（2分）2高度为H的铁桶内装满饱和松砂，砂土受振动液化后桶底砂粒悬浮，问此时桶底所受的孔隙水压力为多少？并简述理由（已知松砂的饱和重度为，有效重度为，水的重度为）。（6分）答：桶底孔隙水压力为(kPa)（3分）因为砂土液化前后，有效应力为0，作用在桶底上的总压力均为孔隙水压力。（3分）3假定某砂土地基，其上覆盖水深分别为1m和10000m，分别如下图(a)和(b)所示。已知砂土层的饱和重度为，水的重度为。请：(1) 分别画出图(a)和图(b)中砂土层的自重应力分布曲线；(2) 解释说明图(b)中砂土在10000m深度处是否会发生破坏？（6分）答：（1）自重应力分布 (4分)(2) 土的强度与土的有效应力有关，10000m深度处土所的有效应力与1m深度处相同，其有效应力均为0，因此，不会破坏。（注：能够用有效应力原理进行解释即算正确）(2分)4简述三轴不固结不排水试验的基本步骤。为何饱和粘土的三轴不固结不排水试验所得的强度包线是一条水平线？（6分）（1）不固结不排水试验中，土样在施加围压阶段和随后加偏压的剪切阶段不允许排水。(2分)因此，整个加载期间土样体积不发生变化（或含水量不变）。(1分)（2）体积不变，孔隙比不变，土颗粒间有效应力也不会改变（或孔隙水压力不会消散），从而土体的强度不会增加。因此，其强度包线是一条水平线。(3分)5简述条分法的基本原理，并比较费伦纽斯的简单条分法与毕肖普条分法的主要区别。（6分）答：对于非均质的土坡或比较复杂的土坡，由于圆弧滑动面上各点的法向应力不同，土的抗剪强度各点也不相同，需要采用条分法进行土坡稳定分析（1分）。取单位长度土坡按平面问题计算，将滑动土体分成许多竖向土条，任一土条上的作用力包括： (1) 土条的重力，其大小、作用点位置及方向均为已知。(2) 滑动面上的法向力及切向反力，假定作用在滑动面的中点，它们的大小均未知。(3) 土条两侧的法向力及竖向剪切力，法向力和竖向剪切力的大小未知，法向力的作用点位置也未知。因此作用在土条上的作用力有个未知数，但只能建立个平衡方程，故为静不定问题。（3分）费伦纽斯的简单条分法是不考虑土条两侧的作用力，忽略了土条间的相互作用，一般来说，这样得到的稳定安全系数是偏小的。毕肖普在求解时补充了两个假设条件：忽略土土条间的竖向剪切力作用；对滑动面上的切向力的大小做了规定，在一定程度上考虑了土条间的相互作用（2分）。三、计算题（50分）1. 某粉砂土样装满于容积为22cm3的环刀内，称得土样总质量为72.6g，经过110烘干至恒重为69g，已知环刀质量为33g，土粒比重为2.70，烘干后测定最小孔隙比为0.47，最大孔隙比为0.95，求该土样的相对密实度和饱和密度。（10分）mw =72.6g - 69g =3.6g (1分)m =72.6g - 33g=39.6g (1分)ms =39.6g - 3.6g=36g (1分) (1分)g/cm3=1.8g/cm3 (1分) (2分) (1分)g/cm3=2.03g/cm3 (2分)2. 已知粘性土的抗剪强度指标，现在该土样进行固结不排水剪试验，若保持围压=100 kPa，试确定：在固结不排水剪试验中，破坏时的孔隙水压力u=50kPa，求破坏时的最大有效主应力和最大主应力。在固结不排水试验中，破坏时=150 kPa ，求破坏时的孔隙水压力u。（12分）解：破坏时的最小有效主应力为：=50 kPa， (1分) 根据极限平衡条件，破坏时的最大有效主应力 (3分)将的值代入式(1)中，得=150kPa， (2分) 所以破坏时的最大主应力=200 kPa (1分)根据极限平衡条件，破坏时的最大有效主应力 (2) 破坏时的最小有效主应力为： (3) (2分)又 (4) (1分)将式(3)和式(4)代入式(2)，得u=25 kPa。 (2分)3 图示方形基础边长为5m，作用在基础底面中心处的荷载。3年后实测基础竖向沉降3.2 cm，求（1）3年后该粘土层的平均固结度；（2）第4年一年的基础附加沉降。（16分）提示：假设附加应力沿深度线性变化，固结度计算公式为 ，其中，和分别是粘土层顶面和底面的附加应力值; 方形均布荷载作用时，中点下竖应力系数值可查下表。深宽比m=z/b00.40.81.21.61.0000.8000.4490.2570.160解：基底附加应力为 （2 分）粘土层中点的附加应力 （1分）加载后引起最终的竖向压缩量为 （2分）3年后的固结度为： （2分）代入公式得固结因子为： （2分）经历4年的固结因子为： （2分）经历4年的固结度为： （2分）第4年期间的压缩量为 （3分）4图示挡土墙，墙后填土两层，土性参数如图中所示，试计算挡土墙上的主动土压力分布及合力（假设挡土墙墙背直立且光滑）。（12分）g120kN/m3，c1=0kPa, j1=25g218kN/m3，c2=15kPa, j2=5q=