级土力学复习题

1、10级土力学复习题一、填空1土的结构分为单粒结构、蜂窝结构和絮凝结构三种。2土的基本指标包括土的密度、土粒相对密度和土的含水量，在试验室中分别用环刀法、比重瓶法和烘干法来测定。3土的密度是质量与单位体积之比。4颗粒级配曲线越 平缓（陡） ，不均匀系数越 大（小） ，颗粒级配越 好（差） 。为获得较大密实度，应选择级配 良好 的土粒作为填方。5室内压缩试验时,土样是在完全侧限情况下受压,通过试验可测得压缩系数、压缩模量和变形模量等压缩性指标。6计算基础沉降时是以基底中心点以下土中附加应力为代表值。地基为厚粘土层，施工速度快，应选择 快剪 抗剪强度指标。77塑性指标 ，它表明粘性土处于可塑状态时含

2、水量的变化范围，它综合反映了粘粒的量、粘土矿物等因素。因此规范规定： 10Ip17 为粉质粘土， Ip17 为粘土。8粘性土的液性指标，它的正负、大小表征了粘性土的软硬状态。规范按IL将粘性土的状态划分坚硬、硬塑、可塑、软塑、流塑。9.影响挡土墙土压力大小的最主要因素是挡土墙位移量和位移方向 .10.当墙后填土处于主动朗金状态时,破裂面与水平面的夹角是 .当处于被动朗金状态时，破裂面与水平面的角是 。11、固结度是指地基在固结过程中任一时刻的固结沉降量与其最终沉降量之比。12、地基极限承载力是指使地基发生剪切破坏失去 整体稳定 时的基底压力，是地基所能承受的 基底压力极限值。13、影响挡土墙土

3、压力大小的最主要因素是挡土墙位移量和位移方向 .14、在荷载作用下，建筑物地基的破坏通常是由于承载力不足而引起的剪切破坏，地基剪切破坏的型式可分为整体剪切破坏、局部剪切破坏和冲剪破坏三种。15、朗肯(Rankine)土压力理论基本假定为 挡土墙的墙背垂直 、挡土墙的墙后填土表面水平、挡土墙的强背光滑。16、在一定压实机械的功能条件下，土最易于被压实，并能达到最大密度时的含水量，称为最优含水量wop，相应的干密度则称为最大干密rdmax。17、作为建筑地基的岩土，可分为岩石、碎石土、砂土、粉土、粘性土和人工填土六大类；18、大量工程实践表明，用临塑荷载Pcr作为地基承载力设计值是比较保守和不经济

4、的。即使地基中出现一定范围的塑性区，也不致危及建筑物的安全和正常使用。即工程中允许塑性区发展到一定范围，一般偏心受压基础可取 1/3b(基础宽度) ，中心受压基础可取 1/4b(基础宽度) ，与此相应的地基承载力用P1/3、P1/4表示，称为临界荷载。19 、淤泥为在静水或缓慢的流水环境中沉积，并经生物化学作用形成，其天然含水量大于液限、天然孔隙比大于或等于1.5的粘性土。当天然含水量大于液限而天然孔隙比小于1.5但大于或等于1.0的粘性土或粉土为淤泥质土。20、压缩系数a= -de/dp ,a1-2表示压力范围p1= 100KPa ，p2= 200KPa 的压缩系数，工程上常用a1-2来评价

5、土的压缩性的高低。当 a1-20.1Mpa-1 属低压缩性土，当 0.1a1-20.5Mpa-1 时属中等压缩性土，当 a1-20.5Mpa-1 时属高压缩性土。21、饱和粘土的沉降由 瞬时沉降、固结沉降、次固结沉降组成，计算这几部分沉降时，其压缩性指标要分别采用弹性模量、压缩模量、次压缩系数。22、地基为厚粘土层，施工速度快，应选择 快剪 抗剪强度指标。23、某工程施工工期较长，能固结排水，当工程完工后，使用荷载短期内突增，宜选择 固结不排水 试验的抗剪强度。24、挡土墙常见的形式有重力式，悬臂式，扶臂式，拉锚式等，采用的材料有块石，素混凝土，钢筋混凝土等。25、一般情况下， 自重 应力不引

6、起地基沉降， 附加 应力引起地基沉降，但自重应力在欠固结土层、地下水位下降、大面积堆土等情况下也会引起地面沉降。26、超固结比OCR指的是 先期固结压力 和 现在土的自重应力 之比；根据OCR的大小可把粘性土分为正常固结土、超固结土、欠固结土三类；OCR<1大粘性土属 欠固结 土。27、土体中的剪应力等于土的抗剪强度时的临界状态称之为土的 极限平衡 状态。28、计算被动土压力时，库仑理论假设破裂面为一 平面 ，实际为一 曲面 ，因此计算结果误差较大，而用朗肯土压力计算值 大 ，偏于 安全 ，因此一般采用朗肯理论。二、选择题1当外界条件相同时主动土压力 B 被动土压力;主动土压力 B 静止

7、土压力;被动土压力_ A_静止土压力。A:大于; B:小于; C:等于; D:无法判断 2砂土土坡的坡角最大只能_ C_内摩擦角时,土坡才可以稳定(处于极限平衡状态)A:大于; B:小于; C:等于; D:无法判断 3. 在建筑工程上，我们将结构所承受的各种作用传递到地基上的结构组成部分称为 A 。A.基础 B.地基 C.持力层 D.下卧层 4 饱和土的物质组成体系是 B 相体系。A.一 B.二 C.三 D.四 5 粘土的粒径范围为 C 。A.20.075 B.0.0750.005 C.0.005 D.202 6. 粘性土的塑性指数为大于 B 的土。A.17 B.10 C.7 D.3 7. 我

8、们把灵敏度大于 A 的土称为高灵敏度土。A.4 B.3 C.2 D.1 8. 对于偏心受压基础，当el/6时，应力分布为 A 。A.三角形 B.梯形 C.矩形 D.钟形 9. 土粒粒组划分土层时，粒组名称有： ABCD 。 A.块石 B.碎石 C.砂粒 D.粉粒10. 人工填土根据其组成和成因，可分为： ABC 。 A.素填土 B.杂填土 C.冲填土 D.建筑垃圾11.当基底地基土中即将出现塑性开裂区时，相应的基底载荷为 D 。A、 B、 C、 D、三、名词解释题：（共 5 小题，共 15分）1有效应力：即粒间接触应力，由土骨架所传递的压力。 2有效应力原理：饱和土体的有效应力原理就是土体中的

9、总应力在任一时刻有效应力和孔隙水压力之和始终应等于饱和土体中的总应力。3土的压缩模量：又称侧限变形模量，土体在侧限条件下竖向压应力与竖向总应变之比。4固结度：指地基在固结过程中任一时刻的固结沉降量与其最终沉降量之比。 5地基承载力：指使地基发生剪切破坏失去整体稳定时的基底压力，是地基所能承受的基底压力极限值。6土的颗粒级配：土颗粒的大小及其组成情况，通常以土中土颗粒各个粒组的相对含量（各粒组占土粒总量的百分数）来表示。7砂土液化由于孔隙水压力上升,有效应力减小所导致的砂土从固态到液态的变化,饱水的疏松粉、细砂土在振动作用下突然破坏而呈现液态的现象。8地基容许承载力：工程上，为了保证建筑物的安全

10、可靠，在基础设计时，必须把基底压力限制在某一范围之内，以pa表示，可由地基极限承载力pu除以安全系数K确定，即pa 是具有一定安全储备的地基承载力。安全系数K与上部结构的类型、荷载性质、地基土类以及建筑物的预期寿命和破坏结果等因素有关,尚无统一标准,一般取23,但不得小于2。四、简答题1. 墙后积水对挡土墙有何危险？没有采取排水措施，或者排水措施失效，是挡土墙倒塌的重要原因之一，因为挡土墙无排水措施或者排水措施失效，必然会导致雨天地表水流入填土中而排不出去，从而使填土的抗剪强度降低，并产生水压力的作用，使作用在挡土墙上的侧压力增大，使挡土墙失稳。2简述太沙基一维固结理论的基本假设？答：（1）土

11、是均质、各向同性和完全饱和；（2）土粒和孔隙水都是不可压缩的；（3）外荷载是在一次在瞬间施加的；（4）土中附加应力沿水平面是无限均匀分布的，因此土层大压缩和土中水的渗流都是一维的；（5）土中水的渗流服从达西定律；（6）在渗透固结中，土的渗透系数k和压缩系数a都是不变的。3砂土与粘性土的抗剪强度表达式有何不同？同一土样的抗剪强度是不是一个定值？为什么？答：砂土的抗剪强度表达式为： 粘性土的抗剪强度表达式为：对于无粘性土，其抗剪强度仅仅是粒间的磨擦力，而对于粘性土，其抗剪强度由粘聚力和磨擦力两部分组成。同一土样的抗剪强度不是一个定值，因为库仑抗剪强度定律表明，土的抗剪强度是剪切面上的法向总应力的线

12、性函数。4试阐述主动，静止、被动土压力的定义和产生的条件，并比较三者的数值大小。（1）.静止土压力：挡土墙在压力作用下不发生任何变形和位移，墙后填土处于弹性平衡状态时，作用在挡土墙背的土压力产生的条件：墙体不发生任何位移（2）.主动土压力：在土压力作用下，挡土墙离开土体向前位移至一定数值，墙后土体达到主动极限平衡状态时，作用在墙背的土压力产生的条件：土体挤墙，墙后土体达到主动极限平衡状态（3）被动土压力：在外力作用下，挡土墙推挤土体向后位移至一定数值，墙后土体达到被动极限平衡状态时，作用在墙上的土压力产生的条件：墙挤土体，墙后土体达到被动极限平衡状态对同一挡土墙，在填土的物理力学性质相同的条件

13、下有以下规律：n 1. Ea Eo Epn 2. p a5、 简述土中水的存在方式及其特性自由水：是指存在于土粒表面电场影响范围以外的土中水。性质和普通水一样，能传递静水压力，冰点为0，有溶解盐类的能力。分为毛细水和重力水。结合水：是指水受电分子吸引力作用吸附于土粒表面的土中水。分为强结合水和弱结合水。重力水：存在于地下水位以下，土颗粒电分子引力范围以外的水，在重力作用下运动。毛细水：受到水与空气交界面处表面张力的作用、存在于地下水位以上的透水层中自由水。强结合水：紧靠土粒表面，性质接近于固体，密度为1.21.4g/cm3,冰点为-78，不传递静水压力，具有极大的粘滞度、弹性和抗剪强度。弱结合

14、水：在强结合水以外，电场作用范围以内，电场作用力随远离颗粒而减弱，是一种粘滞水膜，受力时能由水膜较厚处缓慢转移到水膜较薄处;能产生变形，但不因重力作用而流动，与土的可塑性、土的冻胀有关。6、何谓土的极限平衡状态及根限平衡条件？以无粘性土为例，试用莫尔-库仑强度理论推求土体极限平衡条件的表达式。土的强度破坏通常是剪切破坏。当土体的剪应力等于土的抗剪强度时的临界状态称为“极限平衡状态”。到达极限平衡时土的应力状态和土的抗剪强度指标之间的关系,称为土的极限平衡条件。如果给定了土的抗剪强度参数j和c以及土中某点的应力状态，则可将抗剪强度包线与莫尔应力圆画在同一张坐标图上。如下图中的应力圆与强度曲线相切

15、，在A点所代表的平面上剪应力正好等于抗剪强度 ，该点处于极限平衡状态。对于无粘性土，其强度曲线通过原点，处于极限平衡状态时应力圆与强度曲线相切， 无粘性土：得分阅卷人可求得：7、何谓土的不均匀系数？写出其表达式并加以解释。其工程意义如何？不均匀系数是指工程上用来反映颗粒级配的不均匀程度的一个量，一般用 CC表示。其计算表达式为：CC=d60/d10式中：d60小于某粒径的土粒质量占土总质量60%时的粒径，该粒径称为限定粒径；d10小于某粒径的土粒质量占土总质量10%时的粒径，该粒径称为有效粒径。工程上，把CC<5的土看作均匀的，即级配不好，把CC>10的土看作不均匀，即级配良好。在

16、填土工程中，可根据不均匀系数CC值来选择土料，CC较大的土，颗粒不均匀，可获得较大的密实度，也易于夯实。8、为什么可以说土的压缩变形实际上是土的孔隙体积大减小？土体由固体颗粒、水、气体三部分组成，在外界压力作用下，土颗粒发生相对位移，土中水和气体从孔隙中排出，使孔隙体积减小，从而使土体发生压缩变形，可见，土的压缩变形实际上是土的孔隙体积大减小。9、试比较直剪试验和三轴试验的优缺点？直剪试验：优点：直剪仪构造简单，操作简单，在一般工程中应用广泛。缺点：a.不能严格控制排水条件，不能量测试验过程中试样的孔隙水压力。b.剪切面不是沿土样最薄弱的面剪切破坏。c.剪切过程中剪切面上的剪应力分布不均匀，剪

17、切面积随剪切位移的增加而减小。三轴试验：优点：a. 能严格控制排水条件，从而量测试验过程中试样的孔隙水压力，以测定获得土中有效应力的变化情况。 b. 试样中的应力分布不均匀，所以，试验效果比直剪试验成果更可靠、准确。缺点：a.试验仪器较复杂，操作技术要求高，且试样制备比较麻烦。 b.试验是在轴对称情况下进行的。10、为什么规范法计算地基最终沉降量比分层总和法所得结果更接近实际值？分层总和法在计算中假定地基土无侧向变形，这只有当基础面积较大，可压缩土层较薄时，才较符合上述假设。一般情况下，将使计算结果偏小。另一方面，计算中采用基础中心点下的附加应力，并把基础中心点大沉降作为整个基础的平均沉降，又

18、会使计算结果偏大。再加上许多其它因素造成的影响，如土层非均匀性对附加应力的影响等等。规范法引入经验系数对各种因素造成的沉降计算误差进行修正，以使结果更接近实际值。所以，规范法计算地基最终沉降量比分层总和法所得结果更接近实际值五、分析计算题1、某方形基础如下图所示，其压缩试验结果见下表，试按分层总和法计算地基的最终沉降量。（注：、淤泥质粘土为土样2，粉质粘土为土样1） 2、一饱和粘性土试样在三轴试验仪中进行固结不排水试验，施加周围压力 =200，试件破坏时的主应力差 =300，测得孔隙水压力=175，整理试验结果得有效内摩擦角 =300，有效粘聚力 =72.3，试求破坏面上的法向应力和剪应力以及

19、试件中的最大剪应力，并计算说明为什么破坏面不发生在最大剪应力大作用面上。解：依题意，作试验的有效应力圆及其有效强度线如下：则：OA=（+-2）/2=（200+300+200-2×175）/2=175AC=（）/2=300/2=150OE= =72.3EDO= =300ACB=300，=OB=OA-AB=175-150*sin300=175-75=100()=AC*cos300=150*129.9()法向应力=+=275kpa；129.9()；由图，显然 =（）/2=150；根据摩尔-库仑强度理论，试样抗剪强度包线为斜直线，其与极限应力圆切点并不在根限应力圆的顶点，即破坏面不发生在最大

20、剪应力大作用面上此题也可由公式法进行求解（略）3、某基础平面图形呈T形截面,作用在基底的附加压力 =150。试求A点下10m深处的附加应力。附：均布的矩形荷载角点下的竖向附加应力系数 1.01.21.41.61.82.03.04.05.06.010.02.40.0640.0730.0810.0880.0930.0980.1110.1160.1180.1180.1192.60.0570.0650.0720.0790.0840.0890.1020.1070.1100.1110.112解:如右上图示,A点位于竖向矩形的中点及横向矩形右端线中点,且图形对称,故:设为荷载面积Abcf的应力系数,=10/

21、4=2.5,=20/4=5,=0.114为荷载面积Adga的应力系数, =10/4=2.5,=12/4=3,=0.106为荷载面积Aaef的应力系数, =10/4=2.5,=4/4=1,=0.061为荷载面积Admn的应力系数, =10/4=2.5,=12/4=3,=0.106=2(+-+)=150()*2(0.114+0.106-0.061+0.106)=79.77()4、某矩形基础下一土层其平均自重应力 =30，平均附加应力 =45，层厚1m，其压缩试验参数见下表，试求该土层的变形量。（）0501001501.00.920.840.80解：=30，对应的=（50-30）×（1.0

22、-0.92）/50+0.92=0.952=30+45=75,对应的=(100-75) ×(0.92-0.84)/50+0.84=0.88=(0.952-0.88)/(1+0.952) ×1000=36.9()5、某构筑物基础如图所示，在设计地面标高出作用有偏心荷载680KN，偏心距1.31m，基础埋深为2m，底面尺寸为4m*2m，试求基底平均压力p和边缘最大压力Pmax，并绘制沿偏心方向的基底压力分布图。参考答案：p=125KN；Pmax=483.1KN6、某地基中一饱和粘土层厚4m，顶底面均为粗砂层，粘土层的平均竖向固结系数Cv=9.64*103cm2/年，压缩系数Es=4.82Mpa,若在地面上作用大面积均布荷载p0=200kpa, 双面排水，已知Tv=0.1952，试求：（1）粘土层的最终沉降量（2）达到最终沉降量之半所需的时间（3）若该粘土层下卧不透水层，则最终沉降量之半所需的时间又是多少？参考答案：s=166mm；t=0.81年；t2=3.24年7、某一施工现场需要填土，基坑的体积为2000m3，土方来