土力学考试题目

1 将某粘土试样置于渗透仪中进行变水头渗透试验 当试验经过的时间 t 为 1 小时时 测压管的水头高度从 h1 310 8cm 降至 h2 305 6cm 已知试样的横断面 积A为 32 2cm2 高度 l 为 3 0cm 变水头测压管的横段面积 A 为 1 1cm2 求此 土样的渗透系数 k 值 参考答案参考答案 k 4 8 10 7 cm s 2 基坑开挖剖面如下图所示 其中粉质粘土夹粉砂层的孔隙比 e1 1 10 土 粒密度 s1 2 75g cm3 渗透系数k1 1 8 10 5 cm s 砂土层的孔隙比 e2 0 68 土粒密度 s2 2 68g cm3 渗透系数k2 3 6 10 2 cm s 设砂土层层底 的测压管水头位于地表下 1 5m 处且保持不变 基坑开挖过程中坑内水位与坑底 齐平 1 若将基坑底面以下土层内的渗流视为垂直单向渗流 试证明坑底下粉质粘 土夹粉砂层与砂土层的平均等效渗透系数kz为 2 当开挖深度H 5 0m 时 求每昼夜基坑内单位面积的渗流量Q 3 求不发生流土破坏的最大开挖深度Hmax 参考答案参考答案 Q 0 027m3 d m2 Hmax 5 36m 3 某基坑施工中采用地下连续墙围护结构 其渗流流网如图 2 20 所示 已知 土层的孔隙比 e 0 96 土粒密度 s 2 70g cm3 坑外地下水位距离地表 1 2m 基坑开挖深度为 8 0m a b 点所在流网网格长度 l 1 8m 评判基坑中 a b 区段的渗流稳定性 iab 0 34 ic 0 87 渗流安全 1 将某砂土试样置于渗透仪中进行常水头渗透试验 已知试样的横断面积A 为 55 2cm2 高度 l 为 10 0cm 水头高差为 1 6m 达到渗流稳定后 量得 10 分 钟内流经试样的水量为 636cm 求此土样的渗透系数 k 值 参考答案参考答案 k 1 2 10 3 cm s 2 如下图所示的基坑 坑外水位 h1 1 8m 坑内水位 h2 0 6m 渗流流网如图 中所示 已知土层渗透系数k 1 2 10 2 cm s a 点 b 点和 c 点分别位于地 表以下 3 5m 3 0m 和 2 0m 试求 1 整个渗流区的单宽流量q 2 ab 段的平均渗透速度vab 参考答案参考答案 q 4 98m3 d m vab 1 44 10 3cm s 1 某地基为粉土 层厚 4 80m 地下水位埋深 1 10m 地下水位以上粉土呈毛细 管饱和状态 粉土的饱和重度 sat 20 1kN m3 计算粉土层底面处土的自重 应力 参考答案参考答案 59 48kPa 2 已知矩形基础底面尺寸 b 4m l 10m 作用在基础底面中心的荷载 N 400kN M 240kN m 偏心方向在短边上 求基底压力最大值与最小值 参考答案参考答案 19 00kPa 1 00kPa 3 有一矩形均布荷载 p0 250kPa 受荷面积为 2 0m 6 0m 的矩形面积 分别求 角点下深度为 0m 2m 处的附加应力值以及中心点下深度为 0m 2m 处的附加应 力值 参考答案参考答案 125kPa 8 4kPa 250kPa 131 4kPa 1 已知矩形基础底面尺寸 b 4m l 10m 作用在基础底面中心的荷载 N 400kN M 320kN m 偏心方向在短边上 求基底压力分布 参考答案参考答案 22 22kPa 0 2 某矩形基础底面尺寸为 2 00m 6 00m 在基底均布荷载作用下 基础角点下 10 00m 深度处的竖向附加应力为 4 30kPa 求该基础中心点下 5 00m 深度处的 附加应力值 参考答案参考答案 17 20kPa 3 有一个环形烟囱基础 外径 R 8m 内径 r 4m 在环基上作用着均布荷载 100kPa 计算环基中心点 O 下 16m 处的竖向附加应力值 参考答案参考答案 19 8kPa 1 某地基的地表为素填土 1 18 0kN m3 厚度 h1 1 50m 第二层为粉土 2 19 4kN m3 厚度 h2 3 60m 第三层为中砂 3 19 8kN m3 厚度 h3 1 80m 第四层为坚硬整体岩石 地下水位埋深 1 50m 计算地基土的自重应 力分布 若第四层为强风化岩石 基岩顶面处土的自重应力有无变化 参考答案参考答案 基岩顶面 132 5kPa 有变化 78 5 kPa 2 已知某工程为条形基础 长度为 l 宽度为b 在偏心荷载作用下 基础底面 边缘处附加应力pmax 150kPa pmin 50kPa 计算此条形基础中心点下深度为 0 0 25b 0 50b l 0 b 2 0 b 3 0 b 处地基中的附加应力 参考答案参考答案 100kPa 96kPa 82kPa 55 2kPa 30 6kPa 20 8kPa 3 某条形基础宽度为 6 0m 承受集中荷载P 2400kN m 偏心距 e 0 25m 计 算基础外相距 3 0m 的 A 点下深度 9 0m 处的附加应力 参考答案参考答案 81 3kPa 1 某原状土压缩试验结果如下表所示 计算土的压缩系数 a1 2 压缩指数 cc和 相应侧限压缩模量 Es1 2 并评价此土的压缩性 压应力 50100200300 p kPa 孔隙比 e 0 9620 9500 9360924 参考答案参考答案 0 14MPa 1 0 047 13 9MPa 中压缩性 2 某工程矩形基础长度 3 60m 宽度 2 00m 埋深d 1 00m 地面以上上部荷重 N 900kN 地基为粉质粘土 16 0kN m3 孔隙比 e0 1 0 压缩系数 a 0 4Mpa 1 试用应力面积法计算基础中心 O 点的最终沉降量 参考答案参考答案 68 4mm 3 厚度为 8m 的粘土层 上下层面均为排水砂层 已知粘土层孔隙比 e0 0 8 压缩系数 a 0 25Mpa 1 渗透系数 k 0 000000063cm s 地表瞬时施加一无限分 布均布荷载p 180kPa 分别求出加荷半年后地基的沉降和粘土层达到 50 固结 度所需的时间 参考答案参考答案 14 7cm 0 22 年 1 一饱和粘土试样在压缩仪中进行压缩试验 该土样原始高度为 20mm 面积 为 30cm2 土样与环刀总重为 1 756N 环刀重 0 586N 当荷载由 p1 100kPa 增 加至 p2 200kPa 时 在 24 小时内土样的高度由 19 31mm 减少至 18 76mm 试验 结束后烘干土样 称得干土重为 0 910N 求土样的初始孔隙比 e0 参考答案参考答案 0 765 2 某土样的压缩试验结果如下表所示 计算其压缩系数 a1 2 压缩指数 cc和 相应侧限压缩模量 Es1 2 并评价此土的压缩性 压应力 p kPa 50100200300 孔隙比 e 0 8600 8520 8360825 参考答案参考答案 0 16MPa 1 0 053 11 6MPa 中压缩性 3 某柱基底面尺寸为 4 00m 4 00m 基础埋深d 2 00m 上部结构传至基础 顶面中心荷载 N 4720kN 地基分层情况如下 表层为细砂 1 17 5kN m3 Es1 8 0MPa 厚度 h1 6 00m 第二层为粉质粘土 Es2 3 33MPa 厚度 h2 3 00m 第三层为碎石 厚度 h3 4 50m Es3 22MPa 用分 层总和法计算粉质粘土层的沉降量 参考答案参考答案 60mm 4 厚度为 6m 的饱和粘土层 其下为不可压缩的不透水层 已知粘土层的竖向 固结系数 Cv 0 0045cm2 s 16 8kN m3 粘土层上为薄透水砂层 地表瞬时 施加无穷均布荷载p 120kPa 1 若粘土层已经在自重作用下完成固结 然后施加p 求达到 50 固结度所 需的时间 2 若粘土层尚未在自重作用下固结 自重固结同时施加p 求达到 50 固结 度所需的时间 参考答案参考答案 0 51 年 0 57 年 1 已知一矩形基础底面尺寸为 5 6m 4 0m 基础埋深d 2 0m 上部结构总荷 重P 6600kN 基础及其上填土平均重度取 20kN m3 地基土第一层为填土 1 17 5kN m3 厚度 h1 6 0m 第二层为粘土 2 16 0kN m3 e0 1 0 a 0 6MPa 1 厚度 h2 1 60m 第三层为卵石 Es3 25MPa 试用简化方法求粘土层的最终沉降量 参考答案参考答案 48mm 2 某柱基底面积为 2 00m 2 00m 基础埋深d l 50m 上部结构中心荷载作用 在基础顶面 N 576kN 地基土分层为 第一层杂填土 1 17 0kN m3 厚度 h1 1 50m 第二层为粉土 2 18 0kN m3 Es2 3MPa 厚度 h2 4 40m 第三层 为卵石 Es3 20MPa 厚度 h3 6 5m 用应力面积法计算柱基最终沉降量 参考答案参考答案 123 5mm 3 地基为正常饱和粘土 其厚度为 12m 在外荷作用下产生的附加应力沿土层 深度分布可简化为梯形 上为透水层 下为不透水层 透水面附加应力为 180kPa 不透水面附加应力为 120kPa 设 e0 0 82 a 0 0002m2 kN k 2 1cm 年 求地基受荷 1 年时的沉降量和地基完成沉降 90 所需要的时间 参考答案参考答案 19 78cm 6 52 年 1 某高层建筑地基取原状土进行直剪试验 4 个试样的法向压力p分别为 100 200 300 400kPa 测得试样破坏时相应的抗剪强度为 f分别为 67 119 162 216kPa 试用作图法 求此土的抗剪强度指标c 值 若作用 在此地基中某平面上的正应力和剪应力分别为 225kPa 和 105kPa 试问该处是 否会发生剪切破坏 参考答案参考答案 c 18kPa 26 20 不会发生剪切破坏 2 已知某土样粘聚力 c 8kPa 内摩擦角为 32 若将此土样置于三轴仪中进 行三轴剪切试验 当小主应力为 40kPa 时 大主应力为多少才使土样达到极限 平衡状态 参考答案参考答案 159kPa 3 已知地基中某一点所受的最大主应力为 1 600kPa 最小主应力 3 100kPa 绘制摩尔应力圆 求最大剪应力值和最大剪应力作用面与大主应力面的夹角 计算作用在与小主应力面成 30 的面上的正应力和剪应力 参考答案参考答案 250kPa 45 225kPa 217kPa 4 某地基为饱和粘土 进行三轴固结不排水剪切试验 测得 4 个试样剪损时的 最大主应力 1 最小主应力 3和孔隙水压力u的数值如下表 试用总应力法 和有效应力法 确定抗剪强度指标 1 kPa 145218310401 3 kPa 60100150200 u kPa 315792126 参考答案参考答案 17 6 c 13kPa 34 12 c 3kPa 1 已知某土样粘聚力 c 8kPa 内摩擦角为 32 度 若将此土样置于直剪仪中作 直剪试验 当竖向应力为 100kPa 时 要使土样达到极限平衡状态 需加多少水 平剪应力 参考答案参考答案 70 5kPa 2 某干砂试样进行直剪试验 当法向压力 300kPa 时 测得砂样破坏的抗剪 强度 f 200kPa 求 1 此砂土的内摩擦角 2 破坏时的最大主应力 1与最小主应力 3 3 最大主应力与剪切面所成的角度 参考答案参考答案 33 42 673kPa 193kPa 28 9 3 某粘性土试样由固结不排水试验得有效抗剪强度指标 有效内聚力 24kPa 有 效内摩擦角 22 如果该试样在周围压力 200kPa 下进行固结排水试验至破坏 试求破坏时的大主应力 参考答案参考答案 510kPa 4 条形基础下地基土体中一点的应力为 z 250kPa x 100kPa 40kPa 已知地基为砂土 土的内摩擦角 30 问该点是否发生剪剪切破坏 若 z和 x不变 值增大为 60kPa 该点是否 安全 参考答案参考答案 未破坏 剪切破坏 1 取砂土试样进行直剪试验 试样水平面积为 25cm2 竖向荷载p 375N 试验 结果如下表 剪切位移 mm 100 040100140180240320 剪力 N 06 156 0110 3169 5233 0125 0 1 绘制剪应力 kPa 与剪切位移 mm 的关系曲线并确定砂土的抗剪强度 f 2 计算此砂土的内摩擦角 考答案考答案 93kPa 31 48 2 已知地基中某点处两个相互垂直平面上的正应力分别为 800kPa 和 300kPa 剪应力均为 200kPa 求 1 最大主应力 1和最小主应力 3 2 若地基土的粘聚力 c 55 0kPa 内摩擦角 30 判断该点的平衡状态 参考答案参考答案 870kPa 230kPa 稳定平衡 3 饱和土样进行无侧限抗压试验 得无侧限抗压强度为 152kPa 如果对同种 土进行不固结不排水三轴试验 周围压力为 172kPa 问总竖向压应力为多少时 试样将发生破坏 参考答案参考答案 324kPa 1 挡土墙高 6m 墙背垂直 光滑 墙后填土面水平 填土重度 18kN m3 饱和重度 为 19kN m3 内聚力 c 0 内摩擦角 30 求 1 墙后无地下水时的主动土压力分布与合力 2 挡土墙地下水位离墙底 2m 时 作用在挡土墙上的土压力土压力和水压力 参考答案参考答案 1 土压力合力为 108kN m 2 土压力合力为 122kN m 2 挡土墙高 4 5m 墙背垂直 光滑 墙后土体表面水平 土体重度 18 5kN m3 c 10kPa 25 求主动土压力沿墙高的分布及主动土压力 合力的大小和作用点位置 参考答案参考答案 Z0 1 7m 墙底 a 21kPa 合力 Ea 29 4kN m 3 挡土墙高 6m 墙背垂直 光滑 墙后土体表面水平 第一层土为砂土 厚 度 2m 土层物理力学指标为 1 19 0kN m3 1 25 第二层为粘性土 厚 度 4m 土层物理力学指标为 2 18 0kN m3 c2 10kPa 2 20 求主动土 压力强度 并绘出主动上压力沿墙高的分布 参考答案参考答案 0 15 4kPa 4 6kPa 39 9kPa 4 挡土墙高 5m 墙背倾斜角 俯斜 20 填土倾角 20 填土重度 19 0kN m3 c 0kPa 25 填土与墙背的摩擦角 15 用库仑土压 力理论计算 1 主动土压力的大小 作用点位置和方向 2 主动土压力沿墙高的分布 参考答案参考答案 Ka 0 862 Ea 204 7kN m 1 挡土墙高 5m 墙背竖直 光滑 墙后填土面水平 填土重度 19kN m3 c 10kPa 内摩擦角 30 求墙后主动土压力分布和主动土压力的合力 参考答案参考答案 合力为 32kN m 2 某挡土墙高 4 0m 墙背竖直 光滑 墙后填土表面水平 墙后填土为砂土 填土中的地下水位位于离墙顶 2 0m 处 砂土的重度 18 0kN m3 饱和重度为 sat 21 0kN m3 内摩擦角 36 求挡土墙的静止土压力E0 主动土压力Ea 和水压力Ew 参考答案参考答案 52 0kN m 33 8kN m 20 0kN m 3 已知某挡土墙高H 5 0m 墙顶宽b 1 5m 墙底宽B 2 5m 墙面竖直 墙背 倾斜 填土表面倾斜 12 墙背摩擦角 20 墙后填土为中砂 重度 17 0kN m3 内摩擦角 30 求作用在此挡土墙背上的主动土压力 Ea和 Ea的水平分力与竖直分力 参考答案参考答案 106kN m 90 5kN m 55 0kN m 1 已知某挡土墙高度 4 0m 墙背竖直 光滑 墙后填土表面水平 填土为干 砂 重度 18 0kN m3 内摩擦角 36 计算作用在此挡土墙上的静止土压 力 E0 若墙向前移动后产生主动上压力 Ea 计算主动上压力Ea的大小 参考答案参考答案 57 6kN m 37 4kN m 2 挡土墙高 10m 墙背垂直 光滑 墙后填土面水平 第一层土为粘性土 厚 度 5m 重度 20 0kN m3 粘聚力 c 10kPa 内摩擦角 20 第二层土为砂 土 厚度 5m 重度 20 0kN m3 粘聚力 c 10kPa 内摩擦角 30 作出主 动土压力强度分布图 参考答案参考答案 0 0 35 0kPa 33 3kPa 66 7kPa 3 某挡土墙高 4m 墙背倾斜角 20 度 填土面倾角 10 度 填土重度 20kN m3 内聚 力 0 内摩擦角 30 度 填土与墙背摩擦角 15 度 则主动土压力大小为多少 参考答案参考答案 89 6kN m 4 某挡土墙高度 10 0m 墙背竖直 光滑 墙后填土表面水平 填土上作用均 布荷载q 20kPa 墙后填土分两层 上层为中砂 重度 1 18 5kN m3 内摩 擦角 1 30 层厚 h1 3 0m 下层为粗砂 2 19 0kN m3 2 35 地下 水位在离墙顶 6 0m 位置 水下粗砂的饱和重度为 sat 20 0kN m3 计算作用 在此挡土墙上的总主动土压力和水压力 参考答案参考答案 298kN m 80 0kN m 1 已知一均匀土坡 坡角 30 土的重度 16 0kN m3 内摩擦角 粘聚力c 5kPa 计算此粘性土坡的安全高度H 参考答案参考答案 12 5m 2 某简单粘土土坡高 8m 边坡坡度为 1 2 土的重度 17 2kN m3 粘聚力 c 5kPa 内摩擦角 先按费伦纽斯近似法确定最危险滑动面圆心位置 再用条分法计算土坡的稳定安全系数 K 参考答案参考答案 K 1 72 1 已知某路基填筑高度H 10 0m 填土的重度 18 0kN m3 内摩擦角 粘聚力c 7kPa 求此路基的稳定坡角 参考答案参考答案 35 2 某高层住宅基坑开挖深度H 6 0m 土坡坡度为 1 1 地基土分两层 第一层 为粉质粘土 天然重度 1 18 0kN m3 内摩擦角 1 20 粘聚力 c1 5 4kPa 层厚 h1 3 0m 第二层为粘土 重度 1 19 0kN m3 2 16 c2 10kPa h2 10 0m 试用圆弧法计算此土坡的稳定安全系数 参考答案参考答案 K 1 0 1 某条形基础基底宽度b 3 00m 基础埋深d 2 00m 地下水位接近地面 地 基为砂土 饱和重度 sat 21 1kN m3 内摩擦角 30 荷载为中心荷载 求 1 地基的临界荷载