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 k=4.8X107cm/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=1.8X10-5cm/s；砂土层的孔隙比e2= 0.68,土粒密度s2=2.68g/cm3,渗透系数k2=3.6X10-2cm/s。设砂土层层底 的测压管水头位于地表下1

2、.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_俏+)一 国抬+%* (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 Q=0.027m3/dXm2,Hmax=5.36m 3.某基坑施工中采用地下连续墙围护结构，具渗流流网如图220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

3、,评判基坑中ab区段的渗流稳定性。 1 .将某砂士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 k=1.2X10-3cm/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=1.2X10-2cm/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；iab=0.34,ic 0.87,渗

4、流安全 参考答案 q=4.98m3/dxm,Vab=1.44xi0-3cm/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Tsat=201kN/m3o计算粉土层底面处土的自重应力。 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。 19.00kPa、1.00kPa 3 .有一矩形均布荷载p0=250kPa,受荷面积为2.0mX6.0啪矩形面积， 分别求角点下深度为0m、2m处的附加应力值以及中心点下

5、深度为0m、2m处的附加应力值。 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 22.22kPa,0 2 .某矩形基础底面尺寸为2.00mX6.00m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 17.20kPa 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。下16

6、m处的竖向附加应力值。 19.8kPa 1 .某地基的地表为素填土，Ti=18.0kN/m3,厚度hi=1.50m;第二层为粉土，笠=19.4kN/m3,厚度h2=3.60m;第三层为中砂,丫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1.50m0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，78.5kPa 2 .已知某工程为条形基础，长度为1,宽度为bo在偏心荷载作用下，基础底面边缘处附加应力pmax=150kPa,Pmin=50kPa0计算此条形基础中心点下深度为：0,0.

7、25b,0.50b,l.0b,2.0b,3.0b处地基中的附加应力。 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 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ai-2、压缩指数cc和相应侧限压缩模量E&-2,并评价此土的压缩性 压应力 p(kPa) 50 100 200 300 孔隙比e 0.962 0.950 0.936 0924 参考答案 0.14

8、MPa-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7d=1.00m。地面以上上部荷重N=900kN0地基为粉质粘土,T=16.0kNm孔隙比eO=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 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 4 4.7cm

9、,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pi=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600 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E8-2,并评价此土的压缩性。 参考答案 0.16MPa-1,0.053,11.6MPa;中压缩性 3 .某柱基底面尺寸为4.00mX4.0

10、0m#,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，T1=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。 60mm 4 .厚度为6m的饱和粘土层，具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,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=120kPao (1)若粘土层已经在自重作用下完成固结， 然后施加

11、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 0.51 年，0.57 年 1 .已知一矩形基础底面尺寸为5.6mx4.0m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，丫1=17.5kN/m3,厚度h1=6.0m;第二层为粘土,丑=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 48mm 2 .某柱基底面积为2.00mX2.00m基

12、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/m3,厚度h1=1.50m;第二层为粉土，v=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 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eo=0.82,a=0.0002m2/kN,k=2.1cm/年。 求地基受荷

13、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 4 9.78cm,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 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

14、主应力为多少才使土样达到极限平衡状态？ 参考答案 159kPa 3 .已知地基中某一点所受的最大主应力为二600kPa,最小主应力 o3=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 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 6、最小主应力03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。 01(kPa) 145 218 310 401 03(kPa) 60 100 150

15、200 u(kPa) 31 57 92 126 参考答案 =176,c=13kPa;=3412,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 70.5kPa 2 .某干砂试样进行直剪试验,当法向压力户300kPa时，测得砂样破坏的抗剪强度200kPa。求： (1)此砂土的内摩擦角； (2)破坏时的最大主应力团与最小主应力C3; (3)最大主应力与剪切面所成的角度。 参考答案 3342;673kPa,193kPa;289 3 .某粘性土试样由固结不排水试验

16、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 510kPa 4 .条形基础下地基土体中一点的应力为：生=250kPa,以=100kPa,r 二40kPa。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？若近和也不变，tfi增大为60kPa,该点是否安全？ 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) 0 40 100 140 180 240 320 剪力(N) 0

17、6.1 56.0 110.3 169.5 233.0 125.0 (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百； (2)计算此砂土的内摩擦角。 考答案 93kPa;3148 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200kPao求： (1)最大主应力力和最小主应力03； 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 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1

18、72kPa,问总竖向压应力为多少时，试样将发生破坏？ 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 (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

19、 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：i=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 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,填土与墙背白摩擦角=15,用库仑 土压力理论计算： (1)主动土

20、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/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 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Y=18.0kN/m3,饱和重度为节at=21.0kN/m3,内摩擦角=36。求挡土墙的静止土压力Eo、主动土压力Ea和水压力Ewo 参考答案 52.0kN/m；33.8

21、kN/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，填土表面倾斜片12。，墙背摩擦角法20。墙后填土为中砂，重度Y=17.0kNm3,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/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Y=18.0kN/m3,内摩擦角=36。计算作用在此挡土墙上的静止土压力EO;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;3

22、7.4kN/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T=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T=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,66.7kPa 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 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。

23、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=18.5kN/m3,内摩擦角1=30,层厚h1=3.0m;下层为粗砂，降=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3at=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 298kN/m,80.0kN/m 1 .已知一均匀土坡，坡角=30,土的重度T=16.0kNrm3,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 12.5m 2 .某简单粘土土坡高8m,边坡坡度为1:2,土的重度T=17.2kNm,粘聚力 c=5kPa,内摩擦角。

24、，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Ko 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T=18.0kNm,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Y=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n=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 个 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，饱和重度节at=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