土力学考试题卷

一、名词解释1.最优含水量：2.附加应力：3.地基临塑荷载：4.液限：二、填空题1.颗粒级配曲线越陡，不均匀系数越小，粒径级配越 差 。为了获得较大密实度，应该选择级配 良好 的土料作为填方或砂垫层的土料。2.土中应力按起因分为自重应力和 附加应力 。按作用原理或传递方式可分为 有效应力 和孔隙水压力。3.随荷载的增加，地基变形的三个阶段是弹性变形阶段、 局部塑性变形阶段 和破坏阶段。4.与一般建筑材料相比，土具有三个重要特点： 散体性 、 多相性 和自然变异性。5.压缩系数为0.6MPa-1的土属于 高 压缩性土。6.土发生剪切破坏时，破坏面与最大主应力面的夹角为 。 7.土的抗剪强度指标是 粘聚力 和内摩擦角。三、单项选择题1.下列地基中最容易发生整体剪切破坏的是 B 。A松砂 B紧砂 C淤泥 D淤泥质土2.从某淤泥质土测得原状土和重塑土的抗压强度分别为11kPa和1kPa，该淤泥的灵敏度为St为 D 。A 9 B 10 C 5 D 113.下列说法中，错误的是 D 。A 土的自重应力一般不会引起地基变形 B 地基中的附加应力会引起地基变形C 饱和土中的总应力等于有效应力与孔隙水压力之和 D 孔隙水压力会使土体产生体积压缩4.有两个不同的方形基础，其基底平均压力相同。问在同一深度处，下列关于基础在地基中产生的附加应力的表述正确的是 D 。A宽度大的基础产生的附加应力大 B宽度小的基础产生的附加应力大 C两个基础产生的附加应力相同 D不能确定5.在e-p压缩曲线中，压力p为 C 。A自重应力 B有效应力 C总应力 D孔隙水压力6.某房屋地基为厚粘土层，施工速度快，则在工程上地基土的抗剪强度指标宜用 A 试验确定。A固结快剪 B快剪 C慢剪 D都不行7.地下室外墙所受的土压力可视为 C 。A主动土压力 B被动土压力 C静止土压力 D静止水压力8.无侧向变形条件下，土的应力与应变的比值为 C 。 A压缩模量 B弹性模量 C变形模量 D压缩系数9.软土的特性之一是 D 。A透水性较好 B强度较高 C天然含水量较少 D压缩性较高10.用朗肯土压力理论计算挡土墙压力时，使用条件之一为 C 。A墙后填土干燥 B墙背粗糙 C墙背光滑 D墙背倾斜四、简答题1.简要说明饱和土的有效应力原理。2.土压力有哪几种？其定义分别是什么？并比较大小。3.三轴压缩试验类型？并叙述三轴剪切试验的优缺点？五、计算题1.某原状土样，试验测得基本指标如下：天然密度=1.67g/cm，含水量=12.9，相对密度ds=2.67。试按定义求其孔隙比e、孔隙率n和干密度。2.图示条形基础，基础底面以上为杂填土，其重度为16kN/m3；基底以下为粉质粘土，其重度为18kN/m3，压缩试验结果如下表所示。现采用分层总和法计算地基沉降：各分层的厚度均为1.2m，基底净压力所产生的竖向应力如图中所示，试计算第3层的压缩量。粉质粘土的ep试验结果(kPa)0204060801001201401601800.80.7650.740.7250.710.70.6910.6830.6760.6713.某饱和粘性土在三轴仪中进行固结不排水试验，C=0，=30。如果这个试件受到1=350kPa，3=250kPa，u=150kPa，试问试件是否会破坏？4. 已知某混凝土挡土墙墙高为h=6.0m，墙背竖直，墙后填土面水平，填土重度=20.0kN/m3，粘聚力C=10kPa，内摩擦角=30。计算作用在此挡土墙上的静止土压力、主动土压力、被动土压力，并画出土压力分布图。土力学试卷及参考答案一、填空题（每空1分，共10分）1 在工程中常用_标注贯入实验_试验来判别天然砂层的密实度。2 在土层中，通过土粒传递的粒间应力称为_有效应力_。3 土在侧限条件下的压缩性可以用_孔隙比_和_有效应力_的关系曲线来表示。4 地基的总沉降为_瞬时_沉降、固结沉降和_次固结_沉降三者之和。5 地基沉降计算深度下限，一般可取地基附加应力等于自重应力的 0.2 c。6 土中的液态水可分为自由水和_结合水_两大类。7 砂土和粘性土的工程分类分别按 颗粒粒径大小 和 塑性指数 进行。二、选择题（每小题1分，共10分）1建筑物基础作用于地基表面的压力，称为（ A） A、基底压力B、基底附加压力 C、基底净压力 D、附加压力2在土的三相比例指标中，直接通过试验测定的是（ B ） A、， B、， C、， D、，3地下水位长时间下降，会使（ A ） A、地基中原水位以下的自重应力增加 B、地基中原水位以上的自重应力增加 C、地基土的抗剪强度减小 D、土中孔隙水压力增大4室内压缩试验的排水条件为（ B ） A、单面排水 B、双面排水 C、不排水D、先固结，后不排水5设条形基础的宽度B，沉降量S，若基底单位面积平均附加压力相同，则（A ） A、B大S大 B、B大S小 C、B对S无影响D、无法确定6土中一点发生剪切破坏时，破裂面与小主应力作用方向的夹角 A、B、 C、D、7在外荷载作用下地基中局部剪切破坏时，基础底面单位面积上所承受的荷载为（ ）A、临塑荷载B、临界荷载C、极限荷载D、以上均不是8在地面上修建一座梯形土坝，则坝基的压力分布形状为何种形式（ B ）A、矩形 B、梯形 C、马鞍形 D、抛物线形9基底附加应力及埋深相同，但基底面积不同的两个基础，它们的沉降量有何不同（ C ）A、面积大的沉降量大 B、面积小的沉降量大 C、两基础沉降量相同 D、面积大的沉降量小10下列三个土样，液性指数均为0.25，其、如下，不属于粘性土的是（ ）A、=35%，=30% B、=30%，=26% C、=25%，=22% D、=35%，=33%三、名词解释（每小题3分，共15分）1 压缩系数2 超固结土3 相对密实度四、简述题（每小题10分，共30分）1 为什么把土中应力分为自重应力、附加应力、有效应力和孔隙水压力？并由此简述土固结的过程。2 简述分层总和法计算地基沉降的步骤。3 何谓液、塑限含水率？分别说明它们的测定方法及意义。五、计算题（共35分）1 已知某砂土试样的室内土工试验结果为：土的密度，土粒比重，土的含水率。求其余六个物理性质指标： 。（8分） l/bz/b1.02.03.04.05.01.00.17520.19990.20340.20420.20442.00.08400.12020.13140.13500.13633.00.04470.07320.08700.09310.09594.00.02700.04740.06030.06740.0712=144012 某矩形基础，长2，宽1，相关参数如图所示。计算此矩形基础底面中心点及长边中点下，深度1.0处的附加应力值。（基底水平面处的附加应力系数请查表）（9分）3 某干砂试样进行直剪试验，当=300时，测得=200。求：砂的内摩擦角；破坏时的大、小主应力；大主应力与剪切面所形成的角度。（6分）=32=16.5=30=19.253.57.0=100ABC3.54 某挡土墙的墙壁光滑（=0），直立。墙高7.0，墙后有两层填土，性质如图所示，地下水位在填土表面下3.5处，与第二层填土面平齐。填土表面作用有=100的连续均布荷载。试求作用在墙上的总主动土压力、水压力及其作用点位置。（12分）土力学试卷参考答案一、填空题1、标准贯入试验；2、有效应力；3、孔隙比和应力关系曲线（或e-p曲线）；4、瞬时沉降、次固结沉降；5、0.2；6、结合水；7、颗粒的粒径大小、塑性指数。二、选择题1、A；2、B；3、A；4、B；5、A；6、B；7、C；8、B；9、C；10、D。三、名词解释1、压缩系数a：指在单位压力增量作用下土孔隙比的减小值。即。2、超固结土：指该土层历史上曾经受过大于现有覆盖土重的前期固结压力的土。3、相对密实度：是用于判断级配不同砂土的密实程度的指标，用天然孔隙比e与一种砂土在最松散和最密实状态下的孔隙比的相对大小来描述，即四、简述题1答：地基中某一深度处的土体在上覆土体自重应力的作用下完成固结压缩后处于一种稳定状态，当地表修建建筑物后，结构物的重量通过基础传递到地基土体后产生一个额外的应力，称之为地基土体的附加应力。该附加应力由土体颗粒和土体空隙中的水来共同承担，其中土颗粒承担的部分称为有效附加应力，空隙水承担的则称为孔隙水压力。正是由于有效附加应力的作用才导致土体的压缩变形，结果使土体孔隙体积减小，孔隙中多余的水被挤压排除，孔隙水压力逐渐消散降低。因此土体固结的过程就是土体有效应力不断增大而孔隙水压力不断消散的过程，只有区分出土体的自重应力、附加应力、有效应力和孔隙水压力，才能真正把握住土体固结的本质。2答：分层总和法计算地基沉降的步骤为：（1）、按比例绘制地基土层分布剖面图和基础剖面图；（2）、计算地基土的自重应力，并将计算结果按比例绘制于基础中心线的左侧；（3）、计算基础底面的接触压力；（4）、对地基土体进行分层，每层厚度不大于0.4b，同时地下水面和不同土体的界面必须是分层面；（5）、计算基础底面的附加应力，并将计算结果按比例绘制于基础中心线的右侧；（6）、确定地基土受压层深度。一般土体中以附加应力等于自重应力的0.2倍处的深度为计算深度，对于软土则为0.1倍处深度为计算深度；（7）、计算各土层的压缩量；（8）、计算地基的最终压缩量：把地基受压层范围内各土层压缩量相加即可。3答：液限含水率是指粘性土呈塑态与半固态之间的分界含水率。测定方法为：（1）搓条法：取8-10g试样，放在毛玻璃板上用手掌滚撮，当土条撮成直径为3mm时刚好产生裂缝并开始段裂，则此时土条的含水率即为塑性含水率。（2）液、塑性联合测定仪：制备3份不同稠度的试样，试样的含水率分别接近液限、塑限和两者的中间状态，用76g质量的圆锥式液限仪分别测定三个试样的圆锥下沉深度和相应的含水率，然后以含水率为横坐标，圆锥下沉深度为纵坐标，将二者之间的关系绘制于双对数坐标纸上，并将三点连成一条直线，则圆锥下沉量为2mm所对应的含水率即为塑限含水率。液限含水率是指粘性土呈液态与塑态之间的分界含水率。测试方法为：（1）锥式液限仪法：如前所述，得到含水率和圆锥下沉深度的关系曲线后，查得圆锥下沉深度为10mm时所对应的含水率即为液限含水率。（2）碟式液限仪法：将制备好的试样铺于铜碟前半部分，用调土刀刮成水平，试样厚度为10mm。用特制的开槽器将试样划成V型槽，以每秒两转的速度转动摇柄，使铜碟反复起落，撞击底部。当击数为25次时，V型槽两边的试样合拢长度刚好为13mm时，试样的含水率就是液限含水率。测定液、塑性含水率的意义：（1）粘性土的液、塑性含水率之间的范围越大，表明该土能吸附结合水越多，土中粘粒含量高或矿物成分吸水能力强。（2）液、塑性含水率之间的差值即塑性指数，是粘性土与粉土定名的标准。五、计算题1解：假设V=1cm3，则由，得到m=1.82g1分由，得到2分由 ，得到 3分所以按照定义则有：4分6分8分2解：基底压力：1分基底附加应力： 3分基底中心点1m深处附加应力： 6分基底长边中心点下1m深处的附加应力： 9分3解：由题目条件可知：解之，得到：4解： 2分 4分 6分 8分 10分 水压力合力作用点: (距墙底) 12分 一、判断题：下列陈述是否正确，正确打，错误打。1.土的不均匀系数越小，土粒越均匀。 （）2.土的饱和度不能大于100%。 （）3.随深度增加，土的附加应力越来越小。 （）4.当土中孔隙完全被气体充填时，称为饱和土。 （）5.土的质量密度与土的比重为同一概念。 ()6.附加应力指建筑物荷载通过基础传给地基在接触面上的应力。 ()7.当e=0时，基底应力为三角形分布。 （）8.土的压缩变形主要是土中孔隙内的气体和水被挤出而产生的。 （）9.在计算地基变形深度时考虑地层情况，需要分层。 ()10.在荷载作用下，地基中只会产生附加应力，不会产生剪力。 （）二、名词解释弱结合水（薄膜水）：紧靠于强结合水的外围形成一层结合水膜。它仍然不能传递静水压力，但水膜较厚的弱结合水能向临近的较薄的水膜缓慢移动。饱和度：土中孔隙水的体积与孔隙体积之比，以百分数表示。压缩系数：表示土的压缩性大小的主要指标，压缩系数大，表明在某压力变化范围内孔隙比减少得越多，压缩性就越高。土的前期固结压力： 是指土层在过去历史上曾经受过的最大固结压力，通常用PC来表示。前期固结压力也是反映土体压密程度及判别其固结状态的一个指标。有侧限压缩（无侧胀压缩）：指受压土的周围受到限制，受压过程中基本上不能向侧面膨胀，只能发生垂直方向变形。三、简答1、简述土的压缩性及工程意义答：建筑物的荷载通过基础要全部传递到地基土上，在地基中引起附加应力。同其他任何材料样，在附加应力作用下，地基土要产生附加变形，这种变形一般包括体积变形和形状变形(畸变)，我们把这种在外力作用下土体积缩小的特性称为土的压缩性。众所周知，土体是由固体颗粒、水和气体组成的三相体。在工程上一般压力(100-600kPa)作用下，土颗粒的体积变化不及全部土体积变化的1400，可不予考虑，而土中水和气体具有流动性，在外力作用下会沿着土中孔隙排出或向远处扩散，同时存在于细颗粒土中的封闭气泡具有可压缩性，从而引起土体积减小而发生压缩变形。由于土中水和气体的排出或扩散需要时间，我们把土在荷载作用卜孔隙水压力消散、有效应力增长、土体积变形随时间发展的过程称为土的固结。对于透水性较大的碎石土、砂土等粗颗粒土体，在荷载作用下土中水和气体很快排出了，其固结过程在很短的时间内就可结束。相反地，对于黏性土等细颗粒土体，其透水性差，在荷载作用下土中水和气体只能慢慢地排出，固结过程需要较长的时间(有时需十几年或几十年)才能完成。从工程意义上来说，地基沉降有均匀沉降和不均匀沉降之分。当建筑物墓础均匀下沉时，从结构安全的角度来看，不致有什么影响，但过大的沉降将会严重影响建筑物的使用与美观，如造成设备管道排水倒流，甚至断裂等；当建筑物墓础发生不均匀沉降时，建筑物可能发生裂缝、扭曲和倾斜，影响使用和安全，严重时甚至会使建筑物倒塌。因此，在不均匀或软弱地墓上修