土力学考试题目

1、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 hi=310.8cm降至h2=305.6cm。已知试样的横断面 积A为32.2cm2，高度I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k= 4.8 x 10 cm/s2. 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 k 1.8 x 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k2二3.6 x 10-2 cm/s

2、。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：k _ (站+血)煜屁(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 HU。参考答案32Q= 0.027m /d Xm，HU= 5.36m3. 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

3、8.0m, a b点所在流网网格长度I = 1.8m，评判基坑中ab区 段的渗流稳定性。CUiab= 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I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3k= 1.2 x 10- cm/s2.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 x 10-2 cm/s，a点、b点和c点分别位于地表以 下 3.5m、3.

4、0m 和 2.0m。试求：(1) 整个渗流区的单宽流量q；ab段的平均渗透速度vab；参考答案3-3q= 4.98m/d x n, Vab = 1.44 x 10 cm/s1. 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 丫 sat=20.1kN /m3计算粉土层底面处土的自重 应力。参考答案59. 48kPa2. 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19.00kPa、1.00kPa3. 有一矩形均布荷载p=

5、250kPa,受荷面积为2.0mx 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125kPa、8.4kPa、250kPa、131.4kPa1. 已知矩形基础底面尺寸b=4m, 1=10m,作用在基础底面中心的荷载 N=400kNM=320kN m （偏心方向在短边上），求基底压力分布。参考答案22.22kPa,02.某矩形基础底面尺寸为2.00mx 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17.20kPa3.有一

6、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19.8kPa1. 某地基的地表为素填土，丫 1=18.0kN/ m，厚度E=1.50m；第二层为粉土，丫 2=19.4kN/m，厚度 h2= 3.60m；第三层为中砂，丫 3=19.8kN/nt 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？参考答案基岩顶面132.5kPa，有变化，78.5 kPa2. 已知某工程为条形基础，长度为I，宽度为b。在偏心

7、荷载作用下，基础底面边缘处附加应力pmaF150kPa, pmin=50kPa=计算此条形基础中心点下深度为：0,0.25b，0.50b，I.0 b ，2.0 b，3.0 b处地基中的附加应力。参考答案100kPa，96kPa, 82kPa，55. 2kPa ，30. 6kPa，20. 8kPa3. 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81.3kPa1. 某原状土压缩试验结果如下表所示， 计算土的压缩系数a 1-2、压缩指数cc和相 应侧限压缩模量Es-2，并评价此土的压缩性。压应力p

8、(kPa)50100200300孔隙比e0.9620.9500.9360924参考答案0.14 MPa-1, 0.047,13.9 MPa ;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，丫 =16.0kN/m,孔隙比eo=1.O ,压缩系数a=0.4Mpsi1 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68.4 mm3.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e=0.8，压 缩系数a=0.25Mpea1，渗透系数k=0.000000063cm/s，地表瞬时施加一无限分布均 布荷载p=1

9、80kP&分别求出加荷半年后地基的沉降和粘土层达到50泅结度所需的时间。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 30cm，土样与环刀总重为1.756N，环刀重0.586N。当荷载由p=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e。参考答案0.7652. 某土样的压缩试验结果如下表所示，计算其压缩系数a 1-2、压缩指数6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)50 -10

10、0200300孔隙比e0.8600.8520.8360825参考答案0.16 MPa-1，0.053,11.6 MPa ;中压缩性3.某柱基底面尺寸为4.00m x 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，丫 1=17.5kN/m，Es1=8.0MPa 厚度 h1=6.00m；第二层为粉质粘土， &2=3.33MPa 厚度 h2=3.00m； 第三层为碎石，厚度ha=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60mm4. 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

11、 结系数Cv=0.0045cm/s，丫 =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泅结度所 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0.51 年， 0.57 年1.已知一矩形基础底面尺寸为 5.6mX 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/m。地基土第一层为填土， 丫 i=17.5kN/m，厚度 hi=6.0m；第二层为粘土，丫 2=16.0kN/m,

12、ec=1.0， a=0.6MPa1，厚度h2=1.60m；第三层为卵石，巳3=25MPa试用简化方法求粘土层 的最终沉降量。参考答案48mm2.某柱基底面积为2.00mX 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，丫 1=17.0kN/m,厚度 h1=1.50m；第二层为粉土，丫 2=18.0kN/ni,巳2=3MPa 厚度 h2=4.40m；第三层为 卵石，巳3=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123.5 mm3. 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

13、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e=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

14、处是否会发生剪切破 坏？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159kPa3. 已知地基中某一点所受的最大主应力为(T i=600kPa最小主应力(T 3=100kPcb 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250kPa,45 ,225kPa,217kPa4. 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

15、试样剪损时的最大主应力T 1、最小主应力T 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。t 1（kPa）145218310401t 3（kPa）60100150200u（kPa）315792126参考答案=17 6，c=13kPa；= 34 12， c=3kPa1. 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70.5kPa2. 某干砂试样进行直剪试验，当法向压力T =300kPa时，测得砂样破坏的抗剪强度t f=200kPa 求：(1)

16、此砂土的内摩擦角；(2) 破坏时的最大主应力 T 1与最小主应力 T 3；(3) 最大主应力与剪切面所成的角度。参考答案33 42； 673kPa， 193kPa； 28 93. 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510kPa4. 条形基础下地基土体中一点的应力为： g=250kPa, cx=100kPa t =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 cz和 Cx不变，T值增大为60kPa,该点是否安全？

17、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25cm1，竖向荷载p=375N试验结果如下表。剪切位移(mm/100)040100140180240320剪力(N) 06.156.0110.3 169.5233.0125.0 (1)绘制剪应力t (kPa)与剪切位移& (mm)的关系曲线并确定砂土的抗剪强度 tf ；(2) 计算此砂土的内摩擦角考答案93kPa； 31 482.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 c 1和最小主应力 C 3；若地基土的粘聚力c=55.0kPa，内摩擦角=

18、30判断该点的平衡状态。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324kPa1.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(1) 土压力合力为 108kN/m； (2) 土压力合力为 122kN/

19、m2.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= 1 0kPa,=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Zo=1.7m,墙底 a=21kPa,合力 Ea=29.4kN/m3.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/ m， 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0,15.4kPa,4.6kPa,39.9kPa4.挡

20、土墙高5m墙背倾斜角(俯斜)=20，填土倾角=20，填土重度3=19.0kN/ m3，力理论计算：c=0kPa，=25，填土与墙背的摩擦角 =15，用库仑土压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Ka=0.862,Ea=204.7kN/m1. 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。参考答案合力为 32kN/m2. 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。砂土的重度丫 =18

21、.0kN/m3，饱和重度为 丫 sat=21.0kN/m，内摩擦角=36。求挡土墙的静止土压力 E0、主动土压力曰 和水压力 Ew。参考答案52.0kN/m ； 33.8kN m； 20.0kN/m3.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B =12,墙背摩擦角S =20。墙后填土为中砂，重度 丫 =17.0kN/m,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106kN/ m； 90.5kN / m； 55.0kN / m1. 已知某挡土墙高度4.0m,墙背竖直、光滑。墙后填土表面水平

22、。填土为干砂， 重度丫 =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57.6kN/m ； 37.4kN/m2. 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3度5m重度丫 =20.0kN/m，粘聚力c=10kPa,内摩擦角=20;第二层土为砂土， 厚度5m重度丫 =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0.0 ， 35.0kPa ， 33.3kPa ， 66.7kPa3. 某挡土墙高4m,墙背倾斜角20度,填土

23、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89.6kN/m4. 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，重度丫 1=18.5kN/m,内摩擦角1 =30 ,层厚h1=3.0m；下层为粗砂，丫 2=19. 0kN / m, 2=35。地下水位 在离墙顶6.0m位置。水下粗砂的饱和重度为 丫 sat=20.0kN/m。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298kN/m， 80.0kN/m1.已知一均匀土坡，

24、坡角 =30，土的重度丫 =16.0kN/m,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12.5m2.某简单粘土土坡高8m边坡坡度为1:2，土的重度丫 =17.2kN/吊，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K= 1.721.已知某路基填筑高度H=10.0m,填土的重度丫 =18.0kN/ mi，内摩擦角 粘聚力c=7kPa求此路基的稳定坡角。参考答案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 丫 1=18.0kN/m,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 丫 1=19.0kN/m, 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K 1.01.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，饱和重度丫 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；(2) 若基础埋深 d 不变，基底宽度 b 加大一倍，求地基临界荷载；(