成都理工大学土力学(819)考试试题(含答案)

1、成都理工大学2022年土力学819考试试题一、名词解释1. 库伦定律：将土的抗剪强度表示为剪切面上法向应力的函数，即t二c+otan式中c、分别为粘聚力和内摩擦角，该关系式即为库伦定律。2. 土的固结度：地基在某一时刻t的固结沉降量与地基最终沉降量 之比。3临塑荷载：地基中即将出现塑性区但还未出现塑性区时对应的基 底压力，即相应于塑性区的最大深度等于零时所对应的基底压力。4. 主动土压力：挡土墙受到墙后填土的作用产生离开填土方向的位 移，当位移量足够大，墙后填土土体处于极限平衡状态时，墙背上的 土压力称为主动土压力。5. 砂土液化：当饱和松砂受到动荷载作用，由于孔隙水来不及排出， 孔隙水压力不

2、断增加，就有可能使有效应力降到零，因而使砂土像流 体那样完全失去抗剪强度。二、填空题1. 某种土的密度为 1.8g/cm3，土的相对密度为 2.70, 土的含水 量为18.0%,那么每立方米土体中气体的体积为 0.16m3 。2. 挡土墙后土体处于朗肯主动土压力状态时，土体剪切破坏面与竖 直面的夹角为45 - /2 ；当墙后土体处于朗肯被动土压力状态时，土体剪切破坏面与水平面的夹角为 45- /2。3. 某柱下方形根底边长 2m，埋深d=1.5m,柱传给根底的竖向力 F=800KN地下水位在地表下 0.5m处，那么基底压力等于 220KPa。4. 某薄层天然地基，土的孔隙比为0.8,在建筑物荷

3、载作用下其压缩 稳定后的孔隙比为0.6,假设地基压缩层厚度为3m,那么该建筑物的最 终沉降量等于0.333m 。5. 影响无黏性土坡的稳定性的主要因素是内摩擦角 和 坡角。6. 饱和土的渗透固结是土中孔隙水压力消散与有效应力 相应增长的过程。7. 达西定律只适用于 层流 的情况，而反映土的透水性的强弱的指 标称之为土的渗透系数。三、简答题1. 影响基底压力分布的因素有哪些？简述将基底压力视为直线分布的理由。答：试验和理论都证明，基底压力的分布与多种因素有关，如根底的 形状、平面尺寸、刚度、埋深、根底上作用荷载的大小及性质、地基 土的性质等。精确确实定基底压力是一个相当复杂的问题，根据弹性力学中

4、的圣维南原理，根底下与底面距离大于基底尺寸的土中应力分 布主要取决于荷载合力的大小和作用点位置， 根本上不受基底压力分 布形式的影响，为了使计算简便，基底压力可以近似的按直线分布的 图形计算。2. 简述有效应力原理，并分析在对饱和黏性土样施加各向相等的压 力后，土样孔隙水压力和有效应力的变化过程。答：土骨架传递的应力称为有效应力，饱和土中任意点的总应力。总 是等于有效应力。加上孔隙水压力 U,即。=o +u为有效应力原 理的表达式。对土施加各向等压力。的一瞬间， 土样中的水来不及排 出，由于认为水和土粒不可压缩，土体积不变，那么土中有效应力/ =0,压力。全部由水来承当，所以土中孔隙水压力超孔

5、隙水压 力u=o ；施加压力后，随着时间的增长，孑L隙水在超孔隙水压力的 作用下经土孔隙逐渐排出，使原来由孔隙水承当的外力逐渐转嫁给土 骨架，使有效应力逐渐增大，有效应力。=o -u，此过程中，土体产生压缩，孔隙水压力相应消减，此时 UVo ；待到施加压力的时间 足够长久后，有效应力增大到等于此施加的压力o = o,而孔隙水 压力完全消散，U=0, 土体不再排水，渗透固结完成。3. 简述影响土体抗剪强度的主要因素。答：土粒的矿物成分、颗粒形状与级配。颗粒越粗，外表越粗糙， 其内摩擦角越大；黏土矿物成分不同，土粒外表的结合水膜和电分子 力那么不同，内聚力也就不同；胶结物质可使内聚力增大。土的原始

6、 密度。原始密度越大，土粒间的外表摩擦力和咬合力越大，即内摩擦 角越大；同时，密度越大，土粒紧密接触，土内聚力也越大。土的 含水量。当含水量增加时，水分在土粒外表形成润滑剂，使内摩擦角 减小；含水量增加也使结合水膜变厚，那么粒间电分子力减弱，内聚力 降低。土的结构。土的结构受扰动，贝S内聚力降低。试验方法和 加载速率。试验方法和加载速率不同，特别在不同试验排水条件下， 得到的抗剪强度数值是不同的。4. 典型的地基载荷试验 P-S曲线可以将土体的变形分成顺序发生的 三个阶段，简述这三个阶段的特征。采用荷载P和沉降S的关系曲线说明，如下列图，从荷载开始施加至地 基发生破坏，地基的变形经过了三个阶段

7、：压缩阶段。相应于 P-S 曲线的oa局部，由于荷载较小，地基主要产生压密变形，荷载与沉 降关系接近于直线，此时土体中各点的剪应力均小于抗剪强度，地基处于弹性平衡状态。剪切阶段。相应于 P-S曲线的ab局部，当荷 载增加到超过a点压力时，荷载与沉降之间成曲线关系，此时土中局 部范围内产生剪切破坏，即出现塑性变形区。随着荷载增加，剪切破 坏区逐渐扩大。破坏阶段。相应于 P-S曲线的be局部，在这个阶 段塑性区已经开展形成已连续的滑动面，荷载略有增加沉降便急剧增加，地基丧失稳定。相应于地基土中应力状态的三个阶段，有两个界 限荷载：前一个相当于从压缩阶段过度到剪切阶段的界限荷载Per，称为临塑荷载，

8、它是P-S曲线上a点对应的荷载；后一个相当于从剪 切阶段过度到破坏阶段的界限荷载 Pu,称为极限荷载，它是 P-S曲 线上b点对应的荷载。四、论述题1. 论述传统的和标准推荐的两种单向压缩分层总和法的异同点。答：论述要点：说明传统的单向压缩分层总和法计算地基沉降的基 本原理。说明传统的单向压缩分层总和法的分层方法；压缩层确定方法与沉降量求解计算公式。说明标准推荐的单向压缩分层总和法 所提出的三个问题：地基平均附加应力系数；地基沉降计算深度的新 标准；地基沉降经验系数。标准推荐的沉降计算公式表达与说明。两种方法的相同点：都采用侧限条件下的地基土压缩性指标， 对地 基分层线性化后进行沉降计算，计算

9、原理相同；假设沉降计算深度相 同，那么两种方法繁简程度相同。两种方法的不同点：前者按附加应 力计算，后者按附加应力图的面积计算；前者按应力比法确定压缩层 厚度，后者按变形比法确定压缩层厚度，后者采用了沉降计算经验系 数对计算值进行修正。2. 论述土坡稳定性计算的关键问题及影响土坡稳定性的主要因素。答：论述要点：土坡稳定性计算的关键问题围绕下述三个问题论述： 正确的计算参数，准确的地质剖面与合理的潜在滑动面。 影响土坡 稳定性的主要因素包括以下五个方面进行论述：a. 土坡作用力发生变 化；b. 土体抗剪强度的降低；c.地下水变化；d.静水压力的作用；e. 因坡脚开挖导致土坡高度和坡脚增大的问题。

10、五、计算题某正常固结饱和黏土试样在三轴试验中，围压。3=200KPa破坏时主 应力差。1-3=280KPa由固结不排水试验测得孔隙水压力卩=180KPa有效内摩擦角 30 有效粘聚力c69KPa试计算： 破坏面上的法向应力和剪应力，以及试样中的最大剪应力。破坏面与最大主应力作用面的夹角a f=45 +旷/2=60 (T1=1- (T 3+ a 3=480KPa破坏面上的正应力c =0.5a 1+ a 3+0.5a 1- a 3cos2 a f=270KPa剪应力 t=0.5a 1- a 3si n2 a f =121KPat ma=0.5a 1 - a 3=140KPa此时，作用方向与最大主应力作用面成 45。 破坏面为什么不是发生在最大剪应力作用面上的理由。a f=60的平面上：a = a -卩=90KPa抗剪强度 t f= a tan c =121KPa可见在a f=60的平面上的剪应力等于这个面上的抗剪强度，故试样会在此面上破坏。a f=45的平面上: