土力学网上作业题

东北农业大学网络教育学院土力学网上作业题绪论一、填空承受这些建筑物荷载的地层称为地基 。与地基接触并传递荷载给地基的结构物称为基础 。位于基础底面以下的第一层土称为持力层 。在持力层以下的土层统称为下卧层 。强度低于持力层的下卧层称为软弱下卧层 。第一章土的物理性质及其工程分类一、填空土的固相物质包括无机矿物颗粒 和有机质 是构成土的骨架最基本的物质称土粒 。土粒中的矿物成分分为 原生矿物 和次生矿物 。天然土是由大小不同的颗粒组成的，土粒的大小称为粒度 。工程上常用不同粒径颗粒的相对含量来描述土的颗粒组成情况这种指标称为粒度成分 。不均匀系数Cu反映大小不同粒组的分布情况，Cu<5 的土称为匀粒土级配不良大 ，表示粒组分布范围比较广，Cu>10的土级配良好。按照水与土相互作用的强弱程度，可将土中水分为结合水 和自由水 两大类。结水根据水与土颗粒表面结合的紧密程度又可分为： 吸着水（强结合水）和薄膜水（弱结合水） 。单粒结构、蜂窝结构 和絮状结构 。粘性土的界限含水量包含液限 、塑限 和缩限 。可塑性是粘性土区别于砂土的重要特征。可塑性的大小用土体处在塑性状态的含水量变化范来衡量，该范围称为塑性指数 。天然含水量与塑限之差除以塑性指数，称为粘性土的液性指数 。砂土相对密实度的表达式为：碎石土 是指粒径大于2mm的颗粒含量超过总质量的50％的土。砂土是指粒径大于2mm 的颗粒含量不超过总质量的50％而粒径大于0.075mm 颗粒含量超过总质量的的土。细粒土 是指粒径大于0.075mm的颗粒含量不超过总质量的50％的土。影响土压实性的因素有：含水量 和击实功能 。1二、判断题在残积土地基上进行工程建设时，应注意其不均匀性，防止建筑物的不均匀沉降（√）在沉积土地基上进行工程建设时，应尽量选择细颗粒土层作为基础的持力层（×）吸着水和薄膜水相同，均不能够移动，也不能够传递静水压力（×）砂土的密实程度仅取决于孔隙比（×）

3.同一土体各种重度之间的大小关系为

＞sat

＞＞（×）三、证明题

d= sd 1+e wS

n)= sr nw证明

Se +r w s1+e四、计算题r 某地基土层用体积为72c3的环刀取样测得环刀加湿土重170环刀重40烘干后土重土粒相对密度为2.70，问该土样的w、e、s、、 、 和r sat小。2一土样重20%量为多少？某土坝施工中，上坝土料的

＝2.7，ws 1

＝10％，上坝时虚土

＝12KN/m3，要求碾压后S ＝d1 r295％，

＝16.8KN/m3，若每日填土5000m3，文每日上坝虚土多少m3？共需加水多少t？d23五、简答题[1]简述击实功能对粘性土压实性的影响？第二章土中水的运动规律一、填空题存在于地基中的地下水，在一定的压力差作用下，将透过土中的这些孔隙发生流动，这种现称为渗流或渗透 。达西分析了大量的试验资料发现土中渗透的渗流量 与过水断面面积 以及水头失成正比，与断面间距 成反比。大量试验表明，当渗透速度较小时，渗透的沿程水头损失与流速的一次方 成正比。 长水头试验 适用于透水性较大（k＞10－3cm／s）的土，应用粒组范围大致为细砂到等卵石。变水头实验 适用于透水性较小k＜10－3cm／s）的粘性土等。 渗透系数 是综合反映土体渗透能力的一个指标其数值的正确确定对渗透计算有着非常要的意义。人们将渗透水流作用对土骨架产生的拖拽力称为渗透力 。当水力梯度超过一定的界限值后，土中的渗流水流会把部分土体或土颗粒冲出、带走，导致局4部土体发生位移位移达到一定程度土体将发生失稳破坏这种现象称为渗透变形 。渗透变形主要有以下两种形式：流土 和管涌 。 流土 是指在向上渗流的作用下局部土体表面隆起或者颗粒群同时起动而流失的现象主要发生在地基或土坝下游渗流逸出处 。 管涌 是在渗流过程中，土体中的化合物不断溶解，细小颗粒在大颗粒间的孔隙中移动形成一条管状通道，最后土粒在渗流逸出处冲出的一种现象。土的透水性定量评价指标是 渗透系数 ，达西定律数学表达式为二、判断题时，流速增大，渗流将过渡为紊流，渗流运动规律将不符合达西定律（√）j＞或

i（√）w土中的细粒土含量越少越容易发生管涌（×）三、证明题[1]证明i

′d 1= = sc 1+ew四、计算题层渗透系数k＝2.×13c／AB点分别位于基坑底面以干1.2m和2.6。试求：整个渗流区的单宽流量q；AB段的平均渗透速度vAB

AB点所在流网网格l=b=1.5；图中A点和B点的孔隙水压力u 与u 。A B流网网格abcA的网格长度l判断基坑中的a~b段渗流逸出处是否发生流土？（地土 =20KN/m3）sat5五、简答题简述流网的四点基本性质?流线与等势线相互正交，所构成的流网网格为曲边正方形，即任意两相邻等势线间的水头损失相等。任意两相邻流线间的单位渗流量相等。础的地下轮廓线及渗流区边界线各位一条流线。1.减小水利梯度降低水头增加渗径在渗流逸出处加设铺盖或铺设反滤层反滤层可以滤土排水你，防止细小颗粒流失，同时通畅的排除渗透水流。反滤层一般为1-3层，由砂、卵石、砾石、碎石构成、每层粒径沿着水流方向逐渐增大。在建筑物下游设置减压井、减压沟等，使渗透水流有畅通的出路。第三章土中应力分布及计算一、填空土中某点的应力按产生的原因分为两种：自重应力 和附加应力建筑物荷载通过基础传递给地基的压力称为基地压力 ，同时也是地基作用于基础底面反力，称为地基反力 。基底地基反力的分布规律主要取决于基础的刚度 和地基的变形条件 ，是二者共同作用的结果。[4]在中心荷载作用下，随着荷载的增大，地基反力将依次呈马鞍形分布 、抛物线形分布以及钟形分布 。[5]地基反力与基底处原先存在于土体中的自重应力之差称为基底附加压力 。可由深宽比和长宽比[6]查表确定。计算矩形面积角点下土中z a二、判断z

随着基础宽度的增大而减小（×）若软弱土层上有一层压缩性较低的硬壳层，上层土的压缩性低于下层土，则土中附加应力分布将发生应力集中的现象（×）在基础宽度相等、分布荷载相等的条件下，在同一深度处，平面问题的应力比空间问题大得多。（√）三、计算题p一矩形基础，宽为3m，长为4m，在长边方向作用一偏心荷载N＝F十G＝1200kN。偏心距为少时，基底不会出现拉应力？试问当 ＝0时，最大压应力为多少？pmin6一矩形基础，宽为3m，长为4m，在长边方向作用一偏心荷裁N＝FG＝1440kN，偏心距为ep＝0.7m。试问基底最大地基反力 为多?pmax四、简答题[1]图示说明集中力作用下土中应力的分布规律第四章土的压缩性与地基沉降计算一、填空我们把这种在外力作用下土体体积缩小的特性称为土的压缩性 。p土的压缩随时间增长的过程称为土的固结 。一般采用压力间隔p1

＝100kPaap至＝200kPa 时对应的压缩系数ap2 1

来评价土的压缩性。土在完全侧限的条件下竖向应力增量 p与相应的应变增量的比值称为侧线压缩模量 。土体在固结过程中所受的最大有效应力，称为前期固结压力 ，它是了解土层应力历的重要指标。我们将土层的前期固结压力pc和土层现有自重应力p0之比称为超固结比 ，当OCR=17OCR>1称为超固结土，当OCR<1称为欠固结土。在原位压缩曲线确定时，若将土样加以不同程度的扰动，所得出的不同的室内压缩e~lgp曲的直线段，都大致相交于e=0.42eo 点。0.4b自重应力的20%深度处作为沉降计算深度的限值；若在该深度以下为高压缩性土，则应取地基附加应力等于自重应力的10%深度处作为沉降计算深度的限值。根据饱和土的有效应力原理，土的强度变化和变形只取决于有效应力的变化。在某一压力作用下，饱和粘性土的固结过程也就是土体中各点孔隙水压力不断消散，有效应力相应增加的过程。饱和粘性土地基最终的沉降量从机理上来分析，是由三个部分组成的，即：瞬时沉降固结沉降和次固结沉降。根据室内侧限压缩试验，孔隙比e与压缩量H之间的关系为二、判断题（√）

（×）应力面积法实质上是一种简化并经修正的分层总和法。采用分层总和法计算地基沉降量时，分层厚度一般不宜大于0.4b为基底宽度（√）三、绘图题用经验作图法确定前期固结压力p ，并说明具体步骤。ce~lgp曲线弯处找出曲率半径最小的点A，过A点作水平线A1和切线A2；作 的平分线A3，与e~lgp曲线直线段的延长线交于B点；3.B点所对应的的有效应力即为前期固结压力。四、计算题今有两粘土层AB，土质和土层排水条件相同，两土层都受到100kPa的连续均布荷载，土层HH厚度 ：HHA

B=2：1，在A土层内孔隙比从1.060减至0.982，B土层内孔隙比从0.910减至0.850，ABAB已知当Ut=50%时所需时间tABAB

：t=5：1，试求k

：k=？8设厚度为12mp=300kPa，已知粘土层的初始孔隙比e＝0.81数k＝2cm/y＝6.3×10－8cm/s，压缩系数a＝0.025×10－2/kPa。试求：粘土层最终沉降量为多少？1年后，地基的沉降量为多少？加荷后历时多久，粘土层的固结度达到90%？五、简答题简述太沙基一维渗流固结理论的六点基本假定1.2.土层的压缩和土中水的渗流只沿竖向发生，是一维的4.K荷载是一次瞬时施加的

a6.外9第五章土的抗剪强度一、填空土的抗剪强度 是指土体对于外荷载所产生的剪应力的极限抵抗能力。工程实践和室内试验都证实了土是由于受剪 而产生破坏，剪切破坏 是土体强度破的重要特点，因此，土的强度问题实质上就是粘聚力 问题。砂土的抗剪强度是由内摩阻力 构成，而粘性土的抗剪强度则由内摩阻力 和粘聚两个部分所构成。粘聚力包括原始粘聚力 、固化粘聚力 和毛细粘聚力 。f粘性土的库仑定律表达式为 =c+tg，土的抗剪强度指标包括粘聚力 和 内摩角 。f一般来说，土的原始密度越大，其抗剪强度就越大 。二、判断（×）同一种粘性土在不同的试验方法下，其有效应力和总应力抗剪强度指标均具有唯一性（×）三、计算题＝23°c=18kPa，土中大主应力和小主应力分别为1

=200kPa，=100kPa，试用两种方法判断该土样是否达到极限平衡状态？3p＝100kP，破坏时＝57.7kPa。试问此时的大、小主应力 、1

3为多少?10某正常固结饱和粘性土试样进行UU试验，得到cu=0，u=20kPa，对同样的土进行CU试验，得到=，=3

和。1 3五、简答题简述土的抗剪强度影响因素土的矿物成分、颗粒形状和级配的影响含水量的影响原始密度的影响粘性土触变性的影响土的应力历史的影响简述直接剪切试验的优缺点程所广泛使用布不均匀，且竖向载荷会发生偏转（移3切面逐渐缩小，而在计算抗剪强度时扔按土样的原截面积计算；4.试验时不能严格控制排水条件，试验时上下盒之间的缝隙中易嵌入沙粒，使试验结果偏大。第六章土压力计算一、填空作用在挡土结构上的土压力，按挡土结构的位移方向、大小及土体所处的三种极限平衡状态可分为以下三种：静止土压力 、 主动土压力 和被动土压力 。当土体达到主动极限平衡状态 时，作用在挡土结构上的土压力称为主动土压力。挡土结构在外荷载作用下向土体方向位移使土体达到被动极限平衡状态 时的土力称为被动土压力。试验结果表明，挡土结构的位移 情况是影响土压力性质的关键因素。粘性土朗肯被动土压力作用点距离墙底 处。11二、判断[1] 土压力的计算是一个比较复杂的问题，其实质是土的抗剪强度理论的一种应用（√）三、计算题4mc＝10kPa，＝20°

＝0.66，0＝17k／3，试求在下述三种情况下，作用在墙上土压力的合力及作用点的位置1）2）挡土墙向着远离土体方向发生微小位移（3）挡土墙向着土体发生微小位移。已知一挡土墙高4m，墙背竖直光滑，墙后填土表面水平，要求填土在最佳含水率

＝20％情op况下夯实至最大干重度

dmax

＝14.5kN／m3，并测得c＝8kPa，＝22°，试求：墙底处的主动土压力强度和墙背所受主动土压力的合力；墙底处的被动土压力强度和墙背所受被动土压力的合力。12第七章土压力计算一、填空边坡由于丧失稳定性而滑动通常称为滑坡 。滑坡的实质是土坡内滑动面上的滑动力超过 了土的抗剪强度。在分析砂性土的土坡稳定时，一般均假定滑动面是平面 。而分析粘性土土坡稳定性时，般假定滑动面为圆弧面 。粘性土坡圆弧滑动面的形式一般有三种形式：坡脚圆 、坡面圆 和 中点圆 。在采用费伦纽斯条分法分析粘性土土坡稳定性时土条宽度一般可取b=0.1R 并且定不考虑 土条两侧间 的作用力，而毕肖普条分法假定不考虑 土条间竖向剪应力 。若土坡为成层土体采用条分法进行稳定分析时抗剪强度指标应按照滑动面 所在的层位置分别选用不同的c、值。二、判断[1] （√）三、简答题简述土坡滑动失稳的原因响而降低，促使土坡失稳破坏。简述土坡稳定安全系数的三种表示方法13四、绘图题用费伦纽斯方法确定＝0文字说明。答：1.BD线与坡面的夹角为β1、CD线与水平面的夹角为β2，β1、β2与坡角β有关，可查表；2.BD线及CD线的交点即为最危险滑动面圆心。五、计算题s[1]一均质无粘性土土坡，坡度为1：2，=18.4KN/m3,=20%，d=2.68，=34°,试求这个土坡的稳定安全系数K＝？若土坡有沿坡面渗流作用时，该土坡的稳定安全性降低多少？有渗流作用时，为防止发生失稳破坏，应如何设计坡角？s6m2381.4kN·m/m，滑动力矩为2468.75kN·m/m试计算压载前后边坡的安全系数。142m0.8m＝20°，c＝20kPa，；软土夹层的＝18kN/m3＝0c＝10kPa?15试计算以下几种情况下土条的稳定安全系数。（1＝17kN/3＝18c＝10kPa（（3）＝18kN/m3，c＝5kPa，24，u＝5kPa

sat

＝10kN/m3w（4）土条被浸润线和下游水位分成三部分，各部分土条高度分别为h1

＝1m，h2

＝3m，h3

＝2m，土条重度分别为＝19kN/m310kPa，10。

sat

＝20kN/m3，土条宽度b＝5m，弧长l＝5.77m＝30°c＝16（1） （2） （3） （4）17第八章土压力计算一、填空极限载荷或极限承载力开展到一定范围时相应的荷载称为临界荷载。压密阶段剪切阶段和破坏阶段剪切阶