土力学试卷1含答案.doc

一、单项选择题：（20分，每小题2分）1、土的三相比例指标中通过试验测定的指标是：A、孔隙比、含水量和饱和度； B、土的密度、含水量和土粒密度；C、孔隙率、土粒密度和土的密度； D、土粒密度、饱和度和土的密度。2、评价粘性土软硬程度的指标常用_。 A、塑限Wp； B、塑性指数Ip； C、液性指数IL； D、液限WL。3、动水力（渗透力）的大小主要取决于；A、水头梯度； B、水头差； C、渗透系数； D、流速。4、引起建筑物基础沉降的根本原因是；A、基础自重压力 B、基底总压应力 C、基底附加应力 D、建筑物活荷载5、土的压缩系数越_、压缩模量越_，土的压缩性就越大。 A、高，低； B、低，高； C、高，高； D、低，低。6、现场载荷试验得到的地基模量是_。 A、压缩模量； B、弹性模量； C、初始模量； D、变形模量。7、新近沉积的粘性土一般为_土。 A、欠固结； B、正常固结； C、超固结： D、完全固结。8、土中某点土处于剪切破坏时，与剪破面的夹角为(为内摩擦角)的是：A、大主应力作用面；B、小主应力作用面；C、大主应力方向；D、最大剪应力方向。9、对同一种土，五个重度指标的大小顺序是：A、gsat gs g gd g； B、gs gsat g gd g；C、gs gsat gd g g； D、gsat gs gd g g。10、有一10m厚的饱和软土层，双面排水，2年后固结度为80，若该土层是单面排水，要达到同样固结度，则需要的时间为：A、0.5年； B、2年； C、4年； D、8年。1-10: B C A C A D A A B D二、简答题：（20分，每题5分）1、试述：饱和粘土地基沉降的3个阶段及其特点。答：饱和粘性土地基最终的沉降量从机理上分析，由三个部分组成的，即： 。其中sd为瞬时沉降；sc为固结沉降；ss为次固结沉降。 (2分)瞬时沉降是在施加荷载后瞬时发生的，可以用弹性理论公式来分析计算瞬时沉降；固结沉降是在荷载作用下，孔隙水被逐渐挤出，孔隙体积逐渐减小而引起的沉降，是粘性土地基沉降最主要的组成部分，可采用分层总和法等计算固结沉降；次固结沉降是指超静孔隙水压力消散为零，在有效应力基本上不变的情况下，随时间继续发生的沉降量。 (3分)2、试述：有效应力原理。答：有效应力公式，为总应力，为有效应力，为孔隙水压力。 (2分)由此得到重要的有效应力原理，它包含下述两点： 1.土的有效应力等于总应力减去孔隙水压力； (1分)2.土的有效应力控制了土的变形及强度性能。 (2分)3、朗肯土压力理论和库仑土压力理论的基本假定有何不同，在什么条件下两者可以得到相同的结果？答：朗肯土压力理论假设墙背直立、光滑、墙后填土水平，忽略了墙背与填土之间摩擦的影响；库仑土压力理论假设填土是无粘性土，考虑了墙背与土之间的摩擦力，并可用于墙背倾斜，填土面倾斜的情况，不能用库仑理论直接计算粘性土的土压力。 (3分)朗肯土压力理论和库仑土压力理论根据不同的假设，以不同的分析方法计算土压力，只有在墙背直立、光滑、墙后填土水平的无粘性土中两种理论计算结果才相同。 (2分)4、土坡稳定分析中的简单条分法和毕肖普方法的基本假定有何不同？答：作用在土条i的作用力中有5个未知数，但只能建立3个平衡方程，故为静不定问题。 为了求得Ni、Ti值，必须对土条两侧作用力的大小和位置作适当的假定。 (1分)简单条分法是不考虑土条两侧的作用力，也即假设Ei和Xi的合力等于Ei+1和Xi+1的合力，同时它们的作用线也重合，因此土条两侧的作用力相互抵消。 (2分)毕肖普条分法在求解时补充了两个假设条件： (1) 忽略土条间的竖向剪切力Xi及Xi+1作用；(2) 对滑动面上的切向力Ti的大小作了规定。 (2分)三、计算题：（60分）1、 已知某原状土的物理性质指标：含水量w=28.1%，重度g=18.76kN/m3，土粒比重ds=2.72 ，试求该土的孔隙比e，干重度gd，饱和重度gsat，并求当土样完全饱和时的含水量w。(12分)解：设土的体积等于1m3，则土的重量kN。土粒重量与水的重量之和等于土的重量，即。水的重量与土的重量之比等于含水量w，则w0.281，可求得土粒重量14.64kN，4.12kN。 (2分)土粒体积可由土粒比重和土粒重量求得，=0.55m3，孔隙的体积Vv则为0.45m3，水的体积由水的重度和水的重量求得，其值为0.42m3。 (2分)根据三相指标定义可计算孔隙比、干重度的数值： (2分) (2分)饱和重度gsat：kN/m3 (2分)土样完全饱和时的含水量w： (2分)2、某矩形基础的底面尺寸为4m2m，基础埋深为1m，计算资料见附图。试按应力面积法计算基础底面中点沉降量，地基承载力fk=110kPa。(15分)附：L/B=2情况下角点下平均竖向附加应力系数az/B0.00.40.81.21.62.0a0.25000.24840.24030.22680.21130.1958z/B2.42.83.23.64.05.0a0.18120.16800.15620.14560.13620.1169g=18kN/m3填土粉质粘土Es=5000kPaEs=2500kPa淤泥质粘土不可压缩层F=920kN解：(1) 基底附加应力：=117kPa (2分)(2) 分层厚度按自然土层划分，计算过程如下表。(6分) (3) 确定沉降计算深度zn，zn在不可压缩层顶面。 (2分)应力面积法计算最终沉降z(m)L/Bz/bzizi- zi-1Esi(MPa)(mm)(mm)0201.0000-2210.78321.56641.56645.036.6536.654220.54482.17920.61282.528.6865.33(4) 确定：=3.90MPa 当p0fk，查表得到。 (3分)(5) 基础中点沉降：85.36mm。 (2分)3、某饱和粘性土在三轴仪中进行固结不排水试验，得c=5kPa，j=28，如果这个试件受到s1=200kPa和s3=150kPa的作用，测得孔隙水压力u=100kPa，问该试件是否会破坏？(8分)解：根据有效应力原理，可求得 kPa； 。 (3分)根据土的极限平衡条件，可求得 =167kPa (3分) ，该试样不会破坏。 (2分)4、某一挡土墙，墙背光滑垂直、墙后填土面水平，填土面上受均部荷载q=15kPa，填土分两层，如图所示。第一层土：118kN/m3，c1=10kPa, j1=20, 第二层土：219.8kN/m3，c2=15kPa，j2=15。试按水土分算法求解：挡土墙的主动土压力、水压力，并绘出土压力强度沿墙高的分布图。(15分)解：(1)本题符合朗肯土压力公式的应用条件，采用朗肯土压力公式计算。(1分) (2) 各层土的主动土压力系数： (2分)第一层土：第二层土：2=10 kN/m3(3) 计算墙顶处的主动土压力强度pa1 (4分)A点： B点(上)：B点(下)：C点：(4)计算临界深度z0 (2分) (m)(5)计算主动土压力值 (2分)主动土压力值按分布面积计算如下： (6)作用在挡土墙的水压力 (2分)B点水压力为0，C点水压力：kPa。水压力的合力：kN/m，作用点位置在离墙底1m处。(7)土压力强度沿墙高的分布如图。 (2分)5、某厚度