河海大学土力学历年试卷及答案

99级土力学试卷及标准答案一、名词解释每题3分共18分1塑限粘性土从可塑状态转变为半固体状态的界限含水率，也就是可塑状态的下限含水率。2不均匀系数定义为CUD60/D10,D10,D60分别为粒径分布曲线上小于某粒径土的土颗粒含量分别为10和60。3有效应力原理由外荷在研究平面上引起的法向总应力为，那么它必由该面上的孔隙力U和颗粒间的接触面共同分担，即该面上的总法向力等于孔隙力和颗粒间所承担的力之和，即U。4被动土压力当挡土墙向沿着填土方向转动或移动时，随着位移的增加墙后受到挤压而引起土压力增加，当墙后填土达到极限平衡状态时增加到最大值，作用在墙上的土压力称为被动土压力。5代替法代替法就是在土坡稳定分析重用浸润线以下，坡外水位以上所包围的同体积的水重对滑动圆心的力矩来代替渗流力对圆心的滑动力矩。6容许承载力地基所能承受的最大的基底压力称为极限承载力，记为FU将F除以安全系数FS后得到的值称为地基容许承载力值FA,即FAFUFS二、问答题（共35分）1何谓正常固结粘土和超固结粘土，两者的压缩特性和强度特性有何区别2分答把土在历史上曾经受到的最大有效应力称为前期固结应力，以PC表示；而把前期固结应力与现有应力PO之比称为超固结比OCR，对天然土，OCR1时，该土是超固结；（3分）当OCR1时，则为正常固结土。（3分）压缩特性区别当压力增量相同时，正常固结土压缩量比超固结土大。（3分）强度特性区别超固结土较正常固结土强度高。（3分）2简述影响土压实性的因素（8分）答土压实性的影响因素主要有含水率、击实功能、土的种类和级配以及粗粒含量等。对粘性土，含水率的影响主要表现为当含水率较低时，相同击实功能下所获得的干密度较低，随着含水率的增大，所得到的干密度会逐渐提高；当达到某含水率时，对应击实功能下会得到最大干密度，对应含水率称为最优含水率；随着含水率的提高，最大干密度反而会减小。击实功能的影响表现为击实功能越大，所得到的土体干密度也大；最优含水率随击实功能的增大而减小。（2分）土类和级配的影响表现在粘性土通常较无粘性土压缩性大；粘粒含量大，压缩性大；级配良好，易于压密，干密度大；（2分）粗粒含量对压实性有影响，大于5MM粒径的粗粒含量大于2530时，需对轻型击实试验的结果进行修正。（1分）3试比较朗肯土压力理论与库伦土压力理论的异同点与优缺点。8分答相同点都要求挡土墙的移动是以使墙后填土的剪力达到抗剪强度（极限状态下）土压力都利用莫尔库仑强度理论；（1分）不同点朗垦理论是根据土体中各点处于平衡状态的应力条件直接求墙背上各点的土压力要求墙背光滑，填土表面水平，计算结果偏大而库仑理论是根据墙背与滑动面间的楔块型处于极限平衡状态的静力平衡条件求总土压力墙背可以倾斜，粗糙填土表面可倾斜，计算结果主动压力满足要求，而被动压力误差较大朗肯理论是考虑墙后填土每点破坏，达极限状态；库仑理论则考虑滑动土体的刚体的极限平衡；3分朗肯土压力理论优点公式简单，易用；缺点对墙壁倾斜、墙后填土面倾斜情况不适用；2分库伦土压力理论优点对墙壁倾斜、墙后填土面倾斜情况适用；缺点不便考虑粘性土的情况；2分4地基破坏形式有哪几种各自会发生在何种土类地基（7分）答有整体剪切破坏，局部剪切破坏和冲剪破坏。（3分）地基破坏形式主要与地基土的性质尤其是压实性有关，一般而言，对于坚实或密实的土具有较低的压缩性，通常呈现整体剪切破坏对于软弱黏土或松沙地基具有中高压缩性，常常呈现局部剪切破坏或冲剪破坏。（4分）三、计算题（共47分）1某砂土地基中夹有一层正常固结的粘土层，如图。粘土孔隙比E010，压缩指数CC036。问1今在地面大面积堆载Q100KN/M2，粘土层会产生多大的压缩（计算不需分层）；若粘土的固结系数CV3103CM2/S，则达到80固结度时粘土层压缩量多少需多少天（U80时TV064）2压缩完成后，若地下水位下降2M，粘土层是否会产生新的压缩量若会，压缩量为多少（水位下降后的砂土容重20KN/M3）（分）解1（1）S120121982424S242421982628粘土层平均自重应力S1S2/25262分SHLGP0P/P0/1E0200036LG526100/526/110167CM3分U80时，STUS08167134CMTV064所以，TTVH2/CV064200/22/0003213106S2地下水位下降到2米以后，会产生新的压缩量2分0KPAS215269821722KPA地面地下水位1M2M2M砂土粘土层砂土SAT21KN/M3SAT20KN/M320KN/M3E0E0CCLGP0P/P00833所以SHLGP0P/PP0/1E0200LG1722/1526/10833573CM3分2设地基内某点的大主应力为K，小主应力为K，孔隙水应力为K。土的有效凝聚力为C2K，有效内摩擦角24判断该点是否达到破坏状态。7分解11U50100450KPA33U300100200KPA2分令1F1450KPA3FTG24522CTG452450TG245242220TG4524245004224006491639KPA3（4分）所以该点达到破坏状态（1分）3某正常固结饱和粘性土，经三轴固结不排水剪切试验测得CU20,CCU0及30,C0；试问在小主应力3F100KPA时，试样达到破坏的大主应力1F应当是多少此时的孔隙水应力UF是多少该土在200KPA固结应力下的不排水强度为多少13分解1F3FTG24522CTG45/2100TG245202204KPA1F3F1F3F104KPASIN1F3F/1F3F故1F3F1F3F/SIN208KPA1F156KPA3F52KPAUF1F1F20415648KPA3FC200KPA1F3FTG255408KPA所以CU1F3F/2204KPA4分4计算下图土坡复合滑动面的稳定安全系数。（2分）答假定复合滑动面的交接点在坡肩和坡脚的下端,则KATG24521/3（2分）KPTG24523（2分）PARH12KA/2181212/6432KN/MPPRH22KP/218553/2675KN/MWRA1895121224KN/M（4TCLWTG20161224TG54271KN/MFSPPT/PA255（4分）00级土力学试卷及标准答案（土木、交通类）200212一、名词解释每题3分1最优含水率对于一种土，分别在不同的含水率下，用同一击数将他们分层击实，测定含水率和密度然后计算出干密度，以含水率为横坐标，以干密度为纵坐标，得到的压实曲线中，干密度的随着含水率的增加先增大后减小在干密度最大时候相应的含水率称为最优含水率。2管涌管涌是渗透变形的一种形式指在渗流作用下土体中的细土粒在粗土颗粒形成的空隙中发生移动并被带出的现象。3前期固结应力土在历史上曾受到的最大有效应力称为前期固结应力。4被动土压力当挡土墙向沿着填土方向转动或移动时，随着位移的增加墙后受到挤压而引起土压力增加，当墙后填土达到极限平衡状态时增加到最大值，作用在墙上的土压力称为被动土压力。L5粘土的残余强度粘性土在剪应力作用下，随着位移增大，超固结土是剪应力首先逐渐增大，而后回降低，并维持不变；而正常固结土则随位移增大，剪应力逐渐增大，并维持不变，这一不变的数值即为土的残余强度。二、是非题每题1分1附加应力大小只与计算点深度有关，而与基础尺寸无关。（）2完全饱和土体，含水量W100（）3固结度是个反映土体固结特性的指标，决定于土性质和土层几何尺寸，不随时间变化。4饱和土的固结主要是由于孔隙水的渗透排出，因此当固结完成时，孔隙水应力全部消散为零，孔隙中的水也全部排干了。（）5土的固结系数越大，则压缩量亦越大。（）6击实功能（击数）愈大，土的最优含水率愈大。（）7当地下水位由地面以下某一深度上升到地面时地基承载力降低了。（）8根据达西定律，渗透系数愈高的土，需要愈大的水头梯度才能获得相同的渗流速度。（）9三轴剪切的CU试验中，饱和的正常固结土将产生正的孔隙水应力，而饱和的强超固结土则可能产生负的孔隙水应力。（）10不固结不排水剪试验得出的值为零（饱和粘土）。（）三、填空题每题3分1土的结构一般有单粒结构、蜂窝状结构和絮状结构等三种，其中絮状结构结构是以面边接触为主的。2常水头渗透试验适用于透水性强的无粘性土，变水头试验适用于透水性差的粘性土。3在计算矩形基底受竖直三角形分布荷载作用时，角点下的竖向附加应力时，应作用两点，一是计算点落在角点的一点垂线上，二是B始终指宽度方向基底的长度。4分析土坡稳定的瑞典条分法与毕肖甫法其共同点是假设滑动面是圆弧面、假定滑动体为刚体，不同点是瑞典条分法不考虑条间力。5地基的破坏一般有整体剪切破坏、局部剪切破坏和冲剪破坏等三种型式，而其中整体剪切破坏破坏过程将出现三个变形阶段。四、问答及简述题共30分1为什么说在一般情况下,土的自重应力不会引起土的压缩变形（或沉降），而当地下水位下降时，又会使土产生下沉呢10分答一般情况下，地基是经过了若干万年的沉积，在自重应力作用下已经压缩稳定了。自重应力已经转变为有效应力了，这种情况下，自重应力不会引起土体压缩。但如土体是新近沉积，自重应力还未完全转变未有效应力，则自重应力将产生压缩。（5分）当地下水位下降时，部分土层从水下变为水上，该土层原来受到浮托力作用，现该浮托力因水位下降而消失，相当于在该土层施加了一个向下的体积力，其大小等于浮托力。该力必然引起土体压缩。（5分）2简述用分层总和法求基础沉降的方法步骤。10分答1根据作用在基础上的荷载的性质，计算基底压力和分布2将地基分层3计算地基中土的自重应力分布4计算地基中垂向附加应力分布5按算术平均求各分层平均自重应力和平均附加应力6求第I层的压缩量7将各个分层的压缩量累加，得到地基的总的沉降量3土的粒径分布曲线和粒组频率曲线如何测得，有何用途对级配不连续的土，这两个曲线各有什么特征（10分）答1土的粒径分布曲线以土颗粒粒径为横坐标（对数比例尺）小于某粒径的土质量占试样的总质量的百分数为纵坐标绘制的曲线。2分根据土的粒径分布曲线可以求得土中各粒组的含量，用于评估土的分类和大致评估的工程性质某些特征粒径，用于建筑材料的选择和评价土级配的好坏。3分2粒组频率曲线以个颗粒组的平均粒径为横坐标对数比例尺，以各颗粒组的土颗粒含量为纵坐标绘得。2分土的粒径分配曲线不仅可以确定粒组的相对含量，还可以根据曲线的坡度判断土的级配的好坏。3分五、计算题共30分1某一取自地下水位下的饱和试样，用环刀法测定其容重。环刀的体积为50CM3，环刀重为80G，环刀加土重为1725G，该土的土粒比重为27，试计算该土样的天然容重、饱和容重、干容重及孔隙比。（10分）解M72580925；V50CM3饱和土SATMV92550185/CM33分RSATR185981813KN/M32分因为1SWSATGEE；SWSATSATWGE101SWDGE27/11135/CM3（4分）RD135981323KN/M3（1分）2对一完全饱和的正常固结土试样，为了模拟其原位受力状态，先在周围压力140作用下固结，然后再在3的情况下进行不排水剪试验，测得其破坏时的1260，同时测出破坏时的孔隙水应力F110KPA，试求（）该试样的不排水强度C；（）破坏时试样中的有效主应力1及3；（）破坏时的孔隙水应力系数F；（）试样的固结不排水抗剪强度指标C、CU和有效应力强度指标C,。10分解1、3C140KPA；1260KPA故CU13/2260140/260KPA2、11UF260110150KPA33UF14011030KPA3、13110092260140FFFUA4、正常固结土，CCU0C01313260140SIN03260140CUCU175131315030SIN06667150304182分3墙背直立的光滑挡土墙，墙高为10，两层填土的厚度与性质指标如下图所示，试求作用在墙背上总的主动土压力，并绘出压力分布图（10分）解KA1TG24512TG24515TG230KA2TG24522TG24517TG228因C20，需判定下层土是否出现拉应力区21102222816309020TAN2820ACHZZK下层土无拉应力区B点交界面上PA1R1H1KA1163TG23016KPAB点交界面下PA2R1H1KA22C22AK163TG22828TG2851KPAC点PA3（R1H1R2H2）KA22C22AK（163207）TG22828TG28446KPAPA05316057（51446）19795KN/M01级土力学期末试卷及标准答案一、名词解释每题2分，共12分1频率曲线粒组频率曲线以个颗粒组的平均粒径为横坐标对数比例尺，以各颗粒组的土颗粒含量为纵坐标绘得。2塑性指数液限和塑限之差的百分数（去掉百分数）称为塑限指数，用IP表示，取整数，即IPWLWP。塑性指数是表示处在可塑状态的土的含水率变化的幅度。3流土流土是指在渗流作用下局部土体表面隆起，或土粒同时启动而流失的现象。4超固结比把土在历史上曾经受到的最大有效应力称为前期固结应力，以PC表示；而把前期固结应力与现有应力PO之比称为超固结比OCR，对天然土，OCR1时，该土是超固结土，当OCR1时，则为正常固结土。5容许承载力地基所能承受的最大的基底压力称为极限承载力，记为FU将F除以安全ABCABC16KPA51KPA446KPA地下水位H测压管M地面H2H1系数FS后得到的值称在地基容许承载力值FA,即FAFUFS6砂土液化是指砂性土在循环荷载作用或者在动力荷载作用下，孔隙水应力增加有效应力为零，从而导致其抗剪强度丧失的过程。二、简答题共36分1、其它条件相同情况下，超固结粘土的沉降一定小于正常固结粘土的沉降吗为什么10分答是的。2分因为和正常固结粘土相比，超固结粘土孔隙比比正常固结土小，如果现有有效应力相同，则在某荷载增量作用下，超固结土是沿再压缩曲线压缩，而正常固结土沿压缩曲线压缩。由于同一土质，再压缩曲线肯定比压缩曲线缓，即再压缩指数比压缩指数小，因此，超固结粘土沉降比正常固结土小。8分2什么是有效应力原理图中，地基土湿重度、饱和重度和浮重度分别为、SAT和，水重度W，M点的测压管水柱高如图所示。写出M点总应力、孔隙水应力、有效应力、自重应力的计算式。8分答由外荷在研究平面上引起的法向总应力为，那么它必由该面上的孔隙力U和颗粒间的接触面共同分担，即该面上的总法向力等于孔隙力和颗粒间所承担的力之和，即U。（2分）M点总应力12ZSATHH（1分）M点孔隙水应力2WUHH（1分）M点有效应力122ZZSATWUHHHH（2分）M点自重应力12ZMHH（2分）3土坡发生滑动的滑动面有哪几种形式分别发生在何种情况没有渗流的情况下的粘性土坡的稳定安全系数可以有哪几种方法计算（10分）答土坡发生滑动的滑动面有圆弧、平面、复合滑动面。3分圆弧滑动通常发生在较均质的粘性土坡中；平面滑动通常发生在无粘性土坡中；复合滑动面发生在土坡土质很不均匀的土坡中。4分没有渗流的情况下，粘性土坡的稳定安全系数计算方法有0分析法、瑞典条分法、简化毕肖普法。3分4地基破坏的型式有哪几种未修正的太沙基极限承载力公式适用于哪种破坏型式的地基利用太沙基极限承载力公式具体说明地下水位的位置对承载力是如何的影响（8分）答有整体剪切破坏，局部剪切破坏和冲剪破坏。（3分）未修正的太沙基极限承载力公式适用于整体剪切破坏的条形基础的地基。2分太沙基极限承载力公式12RQCFBNDNCN。地下水位埋深较大时，式中第1、2项中的均不受影响；若地下水位在基底处，则第1项中的应用浮容重，承载力降低；若地下水位上升到地面处或以上时，则第1、2项中的均应用浮容重，承载力进一步降低。3分三、计算题共52分1某一取自地下的试样，用环刀法测定其密度。环刀的体积为60CM3，环刀质量为50G，环刀加湿土质量为1725G，环刀加干土质量为1520G，试计算该土样的含水率、天然密度、干密度。（6分）解M1725501225GMS1520501020GV60CM3205201102WSMWM122520460MVG/CM310217060SDMVG/CM32某砂土地基中间夹有一层厚2M的正常固结粘土层。地下水位在地面以下2M深处。砂土层的饱和重度21KN/M3，湿重度19KN/M3。粘土层的天然孔隙比10，饱和重度20KN/M3，压缩指数CC04，固结系数CV20104层CM/S。今在地面大面积堆载100KPA。（1）堆载施加瞬时，测压管水头高出地下水位多少米（2）粘土层压缩稳定后，图中H等于多少米（3）试计算粘土层的最终压缩量（不必分层）。（4）堆载施加30天后，粘土层压缩量为多少（假定土层平均固结度可用VTEU42281确定）（12分）解（1）对饱和土，B1加载瞬时，100UPKPA10010298WUHM2压缩稳定后，超孔隙水应力完全消散H03119221982604PKPA260420982808PKPA1207062PPPKPA0002706100LOG04LOG015111706CPPHSCEPM4422201030243600005182/2100VVCTTH24281029VTUESTUS02915435CM3对一完全饱和的正常固结土试样，为了模拟其原位受力状态，先在周围压力100作用下固结，然后再在3的情况下进行不排水剪试验。若该土的固结不排水强度指标CU20，破坏时的大主应力1应为多大，同时测出破坏时的孔隙水应力UF50KPA，试求（）该试样的不排水强度C；（）破坏时试样中的有效主应力1地下水位H测压管2M4M粘土层砂土层砂土层及3；（）破坏时的孔隙水应力系数F；（）有效应力强度指标C,。14分解13F100KPA；CCU0221320TAN45100TAN45416022FFKPA故CU13/2416100/2150KPA211UF41650366KPA33UF1005050KPA3131100158416100FFFUA4正常固结土CCU0C0131336650SIN07596366504944墙背直立的光滑挡土墙，墙高为10，两层填土的性质指标如下图所示，上层粘土厚度5M，试求作用在墙背上总的主动土压力大小，并绘出压力分布图（不必求土压力作用点）（12分）解对第一层土101221015720TAN325TAN452CZ105157343HHZMB点以上的主动土压力PA1R1H1KA12C1AK20343TG2325210TG325151KPAB点交界面下PA2R1H1KA22C22AK20343TG23002287KPAC点PA3（R1H1R2H2）KA22C22AKR20KN/M325,C10KPAR18KN/M330,C0KPAABC（20343185）TG23005287KPAPA05343151055（22875287）21525KN/M20052006学年第一学期土力学期末试卷（地质工程专业03级）一、填空题（每格05分，共8分）1粘土颗粒表面吸着水的厚薄受土中水的性质影响，水中阳离子浓度越_低_吸着水越_厚，离子价越_低_、吸着水越_厚_。2土中主要的粘土矿物有_高岭石_、_蒙脱石_、伊利石_3静止侧压力系数是指无侧向变形条件下水平向有效应力与竖向有效应力之比。4松砂受剪体积_缩小_紧砂受剪体积_膨胀_。5土的剪切试验按常用的试验仪器分为_直接剪切试验_、_三轴压缩试验_、_无侧限抗压强度试验_和_十字板剪切试验_四种。三、简答题（共50分）1流土与管涌有什么不同它们是怎样发生的6分答流土是指向上渗流作用下局部土体表面隆起，或土粒群同时起动而流失的现象。主要发生在地基或土坝下游渗流逸出处。2分管涌是渗透变形的另一种形式。它是指在渗流作用下土体中的细土颗粒在粗土粒形成的孔隙比孔道中发生移动并被带出的现象。常发生在砂砾中，发生在建筑物的底部2分ABC151KPA2287KPA5287KPA当土体在上下游水头差作用下产生的水力坡降大于土体临界水力坡降时，会产生流土或管涌。或者当地基为成层土时，当有由下向上的流动，粘土层的有效应力为零时，即发生流土。（2分）2基础自重应力及附加应力分布图已绘出，其形状如图所示，试判断A，B，C，D哪一个图形正确，并指出不正确的图形错在什么地方（8分）答计算地基自重应力时其深度应从地面算起，而计算附加应力时其深度应从基底算起，因此可以看出图（C）正确。（2分）图（A）错在将计算自重应力的深度从基底算起（2分）图（B）错在将计算附加应力的深度从地面算起（2分）图（D）错在将计算自重应力的深度从基础表面算起，并且错成虚线（2分）3下列说法是否正确并说明原因。“饱和土的固结主要是由于孔隙水的渗透排出，因此当固结完成时，孔隙水应力全部消散为零，孔隙中的水也全部排干了。”（6分）答该说法不正确（2分）因为饱和土体的固结过程是指土体中各点的超静孔隙水应力不断消散，附加有效应力相应增加的过程，或者说是超静孔隙水应力逐渐转化为附加有效应力的过程。固结完成是指超静孔隙水应力消散为零，并不是指总孔隙水应力，实际上总孔隙水应力包括静孔隙水应力和超孔隙水应力之和，因此即使固结完成，静孔隙水应力仍然存在，不会发生孔隙中水全部排干的现象。（4分）4何谓主动土压力、静止土压力和被动土压力在哪些实际工程中可能迁涉到上述不同的土压力（10分）答当挡土墙为刚性不动时，土体处于静止状态不产生位移和变形，此时作用在挡土墙上的土压力，称为静止土压力。（2分）如果挡土墙背离填土方向转动或移动时，随着位移量的逐渐增加，墙后土压力逐渐减小，当墙后填土达到极限平衡状态时土压力降为最小值，这时作用在挡土墙上的土压力称为主动土压力。（2分）若墙体向着填土方向转动或者移动时，随着位移量的逐渐增加，墙后土体受到挤压而引起土压力逐渐增加，当墙后填土达到极限平衡状态时增大到最大值，此时作用在挡土墙上的土压力称为被动土压力。（2分）在基坑开挖支护设计，边坡挡墙设计、隧道的侧墙、码头设计等工程中常常遇到上述土压力问题。如果挡土墙直接浇筑在岩基上，且墙的刚度很大，墙体产生的位移很小，不足以使填土产生主动破坏，此时可按静止土压力计算。如果挡土墙在墙后填土自重等作用下产生离开填土方向的位移，并且使墙后填土达到了极限平衡状态，可按主动土压力计算。如果挡土墙在外力作用下产生向着填土方向挤压的位移，并且使墙后填土达到了极限平衡状态，或其它可按被动土压力计算。（4分）4为什么要用条分法计算土坡稳定安全系数用瑞典条分法与毕肖普法计算土坡稳定时，它们有哪些共同点和不同点10分答安全系数定义为/SFF,或者定义为抗滑力矩与滑动力矩之比，因此在建立安全系数公式时，皆需用到抗剪强度F，根据摩尔库伦准则TANFC,抗剪强度与所在点的正应力有关，而滑动面上各点的正应力大小和方向皆是不同的，因此提出了条分法来解决滑动上各点抗剪强度不同的问题。（4分）瑞典条分法与毕肖普条分法共同点皆基于条分法建立计算公式，皆假定土体为不变形刚体，各土条底部安全系数相同，并皆假定滑动面形状为圆弧。（3分）不同点在建立公式时，瑞典条分法忽略了各土条之间的作用力，而毕肖普条分法考虑了各土条之间的作用力，在具体计算时瑞典条分法可以直接计算，而毕肖普条分法需进行迭代，毕肖普条分法较瑞典条分法严格。（3分）5何谓地基的极限承载力确定地基承载力的方法有哪几大类影响地基承载力的因素有那些（分）答（1）地基的极限承载力是指地基承受荷载的极限能力，也就是能承受的最大基底压力。（2）确定地基承载力的方法有三大类静载荷试验或其它原位试验，规范查表方法和理论公式方法。（3分）（3）影响地基承载力的因素有土的重度；土的凝聚力和内摩擦角；基底宽度；基础埋深。（5分）四、计算题（共42分）1今有一土样，称重120克，体积603，烘干后土重90克，若该土的液限WL28，塑限WP14，比重GS27，求该土样的含水率W，孔隙比，塑性指数P及液性指数L。（8分）解2设有一浸没于水下的粘土层，水面水位距土面2M，粘土层底部有一承压水层，粘土层厚3SLPW3SSSSSW3VSWSSSVSPLPPLLP120G,60CM,90G,28,W141209030G33CM603327CM303329008221421362MVMWMMMVGVVVMMMWMMVEVIWWWWIWW已知（分）（分）（分）（分）为4M，粘土的饱和密度SAT为2G/CM3，并测得粘土层中心处的测压管水位高出水面2M，试问（1）作用在粘土层单位土体上的渗流力为多少（2）该粘土层底部是否会发生流土现象（10分）解3今有厚的软粘土，软土性质如图示，拟进行大面积堆载预压，试计算预压后固结度时的沉降量以及所需预压加固时间（1分）【注固结度时的时间因数06】解4某正常固结饱和粘土试样，在3100KPA周围压力下固结，然后在不排水条件下施加轴向附加压力。若该土的固结不排水强度指标CU283WWWWWSAT211298KNM2422210M98KPA2498KPA0HILJIHUHU（1分）（3分）底部（2分）（1分）（2分）所以发生流土,处于临界状态（1分）STVV22V7V150CM40CM21212187510S217PSHESUSCTTHHTTC（3分）（2分）天（5分）问（）该试样所能承受的大主应力的最大值是多少（）若试样剪破时，其孔隙水应力UF60KPA，求孔隙应力系数F。（）求该土在3300KPA固结压力下的不排水强度。14分解20052006学年第一学期土力学试卷（海洋工程2003级）1填空题每空05分，共10分11成土矿物分为原生矿物和次生矿物两大类，其中次生矿物主要是粘土矿物。常见的粘土矿物有高岭石、伊利石和蒙脱石三类。12土中水除了一部分以结晶水的形式紧紧吸附于固体颗粒的晶格内部以外，还存在吸着水和自由水两大类，其中自由水又可分为毛细水和重力水两种类型。13对A、B、C三种土样进行颗粒分析试验，其粒径分布曲线如图13所示，从图中看出级配良好的是B土样。图1314按照渗透水流所引起的局部破坏特征，土体的渗透变形可分为流土和管涌两种CU2CU1F3FF13FU3CUCUUU3CU10TG45277KPA221034SIN3SIN2655KPA1SINCBUACCC（1分）（4分）（1分）（4分）（4分）基本形式。15在三维应力边界条件下，饱和土体地基受荷载作用后产生的总沉降量可以看作由三部分组成，包括瞬时沉降、主固结沉降和次固结沉降。16为了考虑固结程度和排水条件对抗剪强度的影响，根据加荷速率的快慢将直剪试验划分为快剪、固结快剪和慢剪三种试验类型。17在进行边坡稳定分析时常采用各种条分法。其中假定圆弧面为滑动面的方法有瑞典条分法和毕肖普条分法等；而适用于非圆弧滑动面的分析方法有杨布条分法和不平衡推力法等。其中瑞典条分法法不考虑条间力的作用。2判断题在正确的说法后打，错误的说法后打；每小题1分，共10分1完全饱和土体，含水量W100。（）2两个试样，它们的体积相同，含水量相同，土粒比重也相同，故其重量也一定相同。（）3渗透力的大小与水力坡降有关，与土的性质无关。（）4粘性土的残余强度与应力历史无关。（）5欠固结土和正常固结土的超固结比都等于。（）6不固结不排水剪试验得出的U值为零（饱和粘土）。（）7被动土压力PP远远大于主动土压力AP，因此PP对挡土结构的稳定是不利的。（）8按库仑理论，在许多假定的滑动面中，真正的主动破坏面是沿该面算得的（按主动破坏分析得的）土压力最大者。（）9前期固结应力指土体在历史上曾经受到过的最大有效应力。（）10饱和土的固结主要是由于孔隙水的渗透排出，因此当固结完成时，孔隙水应力全部消散为零，孔隙中的水也全部排干了。（）三名词解释每小题5分，共20分1管涌答管涌是渗透变形的一种形式指在渗流作用下土体中的细土粒在粗土颗粒形成的空隙中发生移动并被带出的现象。2砂土的液化答对于饱和疏松的粉细砂，当受到突发的动力荷载时，由于动剪应力的作用有使体积缩小的趋势，由于时间短来不及向外排水，因此就产生了很大的孔隙水应力。按有效应力原理，FTGUTG，当动荷载引起的超静孔隙水应力U达到时，则有效应力0，其抗剪强度0F，无粘性土地基将丧失其承载力，土坡将流动塌方。3粘性土土坡稳定分析中考虑渗流作用的“代替法”答代替法就是在土坡稳定分析重用浸润线以下，坡外水位以上所包围的同体积的水重对滑动圆心的力矩来代替渗流力对圆心的滑动力矩。4被动土压力答当挡土墙向沿着填土方向转动或移动时，随着位移的增加墙后受到挤压而引起土压力增加，当墙后填土达到极限平衡状态时增加到最大值，作用在墙上的土压力称为被动土压力。四、简述题每小题5分，共20分1简述影响土压实性的因素。答土压实性的影响因素主要有含水率、击实功能、土的种类和级配以及粗粒含量等。（1分）对粘性土，含水率的影响主要表现为当含水率较低时，相同击实功能下所获得的干密度较低，随着含水率的增大，所得到的干密度会逐渐提高；当达到某含水率时，对应击实功能下会得到最大干密度，对应含水率称为最优含水率；随着含水率的提高，最大干密度反而会减小。（1分）击实功能的影响表现为击实功能越大，所得到的土体干密度也大；最优含水率随击实功能的增大而减小。（1分）土类和级配的影响表现在粘性土通常较无粘性土压缩性大；粘粒含量大，压缩性大；级配良好，易于压密，干密度大；（1分）粗粒含量对压实性有影响，大于5MM粒径的粗粒含量大于2530时，需对轻型击实试验的结果进行修正。（1分）2简述用分层总和法求基础沉降的方法步骤。答8根据作用在基础上的荷载的性质，计算基底压力和分布1分9将地基分层05分10计算地基中土的自重应力分布05分11计算地基中垂向附加应力分布05分12按算术平均求各分层平均自重应力和平均附加应力05分13求第I层的压缩量，1分14将各个分层的压缩量累加，得到地基的总的沉降量1分3长江大堤挡水示意图如图2所示，试分别讨论洪水期洪峰到达使江水位上升过程及洪峰过后江水位下降过程中渗流作用对大堤挡水面和背水面土坡稳定性的影响。答洪峰到达时，产生朝向坡外的渗流作用，对挡水面土坡稳定产生有利影响，对背水面土坡稳定产生不利影响。（25分）洪峰水位图42堤外水位图2洪峰过后江水位下降过程中，提内水位高于江水位，产生朝向长江的渗流作用，对挡水面土坡稳定产生不利影响，对背水面土坡稳定影响较小，此时仍然维持向坡外的渗流，但其不利影响将逐渐减弱。（25分）4地基破坏的型式有哪几种各有什么特征根据承载力的理论计算公式来看，影响浅基础地基承载力的主要因素有哪一些答整体剪切破坏、局部剪切破坏和冲剪。特征（略）（2分）理论公式法、规范方法和试验方法。（2分）土体容重和强度指标C、，基础宽度B，基础埋深D，地下水位等。（1分）五计算题每小题10分，共40分1某土样含水率W16，土粒比重SG270，现对其进行击实试验，测定击实后的湿密度为195G/CM3，试求击实土样的干密度和孔隙比。解195/1161DW168G/CM3（5分）1SWDGE，E27/16810607（5分）2墙背直立的光滑挡土墙，墙高为10，两层填土的厚度与性质指标如图3所示，试求作用在墙背上总的主动土压力不求作用点位置，并绘出压力分布图。解对第一层土，2211TAN452TAN45202049AK1011112048ACQZMK2222TAN452TAN4530213AKB点以上的主动土压力11111112399AAAAEQKHKCKKPA2分B点交界面下22112222367AAAAEQKHKCKKPA2分C点321122222270AAAAEQKHHKCKKPA2分P（05399（5048）05（36770）53569KPA（2分）3对一完全饱和的正常固结土试样，为了模拟其原位受力状态，先在周围压力140KPA作用下固结，然后再在3的情况下进行不排水剪试验，测得其破坏时的1260，同时测出破坏时的孔隙水应力F110KPA，试求（）该试样的不排水强度C；（）破坏时试样中的有效主应力1及3；（）破坏时的孔隙水应力系数F；（）试样的固结不排水抗剪强度指标CCU、CU和有效应力强度指标C,。解1、3140KPA；1260KPA故CU13/2260140/260KPA2分2、11UF260110150KPA33UF14011030KPA2分3、13110092260140FFFUA2分4、正常固结土，CCU0C02分1313260140SIN03260140CUCU1751分AB399KPA367KPA70KPA131315030SIN0667150304181分4如图41为一堆场地基剖面，砂土层厚度3M，粘土层厚度3M，其下为不透水层。地下水位在地面以下2M。在堆场表面施加了150KPA大面积堆载。粘土层压缩EP曲线如图42所示。（1）试计算粘土层最终将产生的压缩量；（2）从粘土层中心取出一个试样做固结试验（试样厚度2CM，上下均放透水石），测得当固结度达到80时需要7MIN，求当天然粘土层的固结度达到80时需要多少天。解（1）CZ粘土中心172921921557KPAP157KPA1分P257150207KPA1分E006,E1073S07306/17330225M（2）TV1TV21分CV1CV21分0405060708091011050100150200250300350400PKPAE地基表面30M不透水层粘土层，2SAT19KN/M3砂土层，117KN/M31SAT19KN/M330M地下水位20MKPAQ150图42堤外水位1222/2TTHH1分T273002/12630000MIN4375D2分20052006学年第一学期土力学期末试卷答案与评分标准（2003级港口与航道工程专业）一、简答与简述题1土的级配不连续是什么含义其粒径分布曲线和粒组频率曲线各有什么特征（6分）答土中各种大小的粒组土粒的相对含量称为土的级配（考虑加分）土的级配不连续是指土中缺乏某种或某几种中间粒径的粒组土的级配的好坏可由土中的土粒均匀程度和粒径分布曲线（半对数坐标系）的形状来决定，而土粒的均匀程度和曲线的形状又可用不均匀系数和曲率系数来衡量。粒径分布曲线水平段（台阶）缺乏某些粒径级配不连续坡度渐变大小连续连续级配；曲线形状平缓粒径变化范围大不均匀良好；曲线形状较陡变化范围小均匀不良（考虑加分）粒组频率曲线为双峰且谷点CU，CCUC、CU，CCUC、C5当水库水位骤降，用总应力法验算上游坝坡的稳定性时，宜用（B）A、快剪强度指标；B、固结快剪强度指标；C、慢剪强度指标三、简答题（共32分）1对有稳定渗流时的土坡（如图所示），试列举一种稳定性分析方法，并说明该种方法在图示的三个区中其土体容重如何选取（8分）答以土粒为考察对象，采用土体有效重和渗流力的组合形式来进行有稳定渗流时的土坡稳定性分析。基于瑞典条分法，采取区中水重和土粒浮力反力之合力2WG对圆心的矩来代替渗流力对圆心的矩，并忽略渗流力的抗滑作用，可建立2COSSINSINIIIISIWICLWTGFWIG123123COSSINIIIIIIIIIIIISATIIIIICLHHHBTGHHHB该方法为容重代替法。在计算抗滑作用（分子）时，I区采用湿容重，II区采用浮容重，III区采用浮容重；在计算滑动作用（分母）时，I区和III区仍分别采用湿容重和浮容重，但对于II区则采用饱和容重代替。2地基破坏形式有哪几种各自会发生在何种土类地基按极限理论公式确定的承载力适用于哪种破坏型式（8分）答地基破坏形式有整体剪切破坏、局部剪切破坏、冲剪破坏三种。（3分）整体剪切破坏多发生在紧砂和密实粘土地基，局部剪切破坏和冲剪破坏多发生在软弱粘土或松砂土地基。（3分）按理论公式确定的承载力适用于整体剪切破坏型式。（2分）3什么叫正常固结土、超固结土和欠固结土它们是根据什么来判别的（8分）答根据超固结比OCR来判别，OCR是指前期固结压力PC（即土在历史上曾受到过的最大有效应力）与现有有效应力P0之比，即0/COCRPP。（2分）OCR1,该土是超固结土（2分）OCR1且现有有效应力P0等于现有固结应力P0，该土为正常固结土2分OCR1且现有有效应力P0小于现有固结应力P0，该土为欠固结土（2分）4在进行抗剪强度试验时，为什么要提出不固结不排水剪（或快剪），固结不排水剪（或固结快剪）和固结排水剪（或慢剪）等三种方法对于同一种饱和粘土，当采用三种方法试验时，其强度指标相同吗为什么（8分）答抗剪强度试验是用来测定土体的抗剪强度指标。土体的抗剪强度与土的固结程度和排水条件有关，对同一种土，即使在剪切面上具有相同的法向总应力，如果固结程度和排水条件不同，它的抗剪强度也不同。因此为了模拟现场土体的排水条件，将试验分为不固结不排水剪（或快剪），固结不排水剪（或固结快剪）和固结排水剪（或慢剪）三种方法。三种试验所得总强度指标不同，用总应力表示的抗剪强度指标会随固结程度和排水条件的不同而不同，但有效强度指标不随之变化。这是由于实际土体抗剪强度TANFC与有效应力有关，三种试验方法中固结程度和排水条件不同，孔隙水应力不同，抗剪强度也不同，若采用总应力表示TANFC，抗剪强度随排水条件的变化只能反映在抗剪强度指标上，因此三种试验所得总强度指标不同。四、计算题（共57分）1已知某土的密度为192G/CM3，含水率为192,土粒比重为270，试计算1CM3土体中，其固体,液体和气体所占的体积各为多少该土体的孔隙比，孔隙率，饱和度各为多少（7分）解3192/GCM192W27SG31VCM3161/1DGCMW（1分）161SDMVG0309WSMWMG30597SSSSSWMMVCMG（1分）30403VSVVVCM0675VSVEV（1分）30309WWWMVCM（1分）100403VVNV（1分）30094ASWVVVVCM（1分）767WRVVSV（1分）2土样A和B盛于容器中，通过土样A和B的总水头损失H40CM,土样A，B的厚度及渗透系数如图所示，试问1发生在A土样和B土样中的水头损失分别为多少2土样A和B各受多大渗流力3若土样A和B的饱和容重分别为SATA196KN/M3，SATB216KN/M3，则土样A和B是否会发生流土现象（分）解ABABABHHHHHKK4035ABHHCMHH25AHCM15BHCM（4分）3245/AAWAHJKNMH349/BBWBHJKNMH（4分）A试样底部206/0ASATAWASATBWBWAWBHHHHKNM所以未发生流土（4分）B试样底部2207/0BSATBWBWBHHKNM所以未发生流土。（3分）3有一矩形基础，尺寸如图示，基底压力P200KPA，若已知基础角点下深度为Z2处的附加应力Z472KPA，试问基础中点处以下深度为Z1处的附加应力Z为多少（5分）解472ZMKPAM点下M6/43/2N2/41/2O点M3/2N1/2444721888ZOZMKPA4图示饱和粘土层在大面积堆载240KPA下发生压缩，压缩稳定后卸去堆载，问粘土层回弹以后的孔隙比为多少若再加载400KPA，问粘土层再加堆载的压缩量是多少（10分）解（1）0112244PHHKPA（1分）01284CPPPKPA（1分）400PKPA（1分）由00LGCCCPEECP得回弹后孔隙比1000LGLG0857CCCSCSPPEECECC（2分）（2）0LGLG02590CSCCPPPECCPP（2分）1028281ESHMCME（3分）5若试样为饱和的正常固结粘土，固结压力C100KPA,问图中实线应力圆是什么试验得到的CU是多少孔隙压力系数F，是多少试样的剪破角是多少（10分）解30的UU试验和3C的CU试验得到。（2分）175/2875UCKPA0U（2分）B12分3SIN0636UFFCUCU040（2分）1350028622875FFFUFUUAC（2分）0045/265F（2分）6图示一重力式挡土墙，墙高10，墙后填土为无粘性土，其强度指标为20,土的湿容重19KN/M3。饱和容重SAT21KN3,地下水位距地面。填土表面作用着连续均布的超载20KPA。试求作用在墙背上的总压力，并要求绘出压力分布图（注土压力用朗肯理论计算，不必求作用点位置），水位上下相同。（10分）解0C2045/2049AKTG1分98AAAPQKKPA1分14704BAAAPQKHKKPA（1分）127997CAAAAPQKHKHKKPA（1分）水压力2588WCWPHKPA（1分）作用在墙背上的总压力AWPPP121149471/22ABBCAAAAAPPPHPPHKNM2211764/2WWPHKNM因此67111