河海复试土力学题试卷05答案

2005- 年度第一学期《土力学》期末试卷船舶与海洋工程专业2003班 学 得分说明：(1)考卷中的所有计算过程中遇到小数都保留2位(2)g一、（10分，每题2分Cud60d10。（1分）d10、d6010％和60％。（1分答：土在击实过程中，当土样含水率较低时，击实后干密度随含水率的增加而增大；（1分）干密度达到一定的数值后，含水率的增加反导致干密度的减小，此时对应的含水率为最优含水率。（1分）答：指在某一固结应力作用下，经某一时 后，土体发生固结或孔隙水应力消散的程度（2分在无侧向变形条件下（0.5分）侧向(水平向)有效应力（0.5分）重应力(竖向有效应力)（0.5分）之比（0.5分）。所能承受的最大基底压力称为极限承载力（1分）求出地基极限承载力后除以一个安全系数，即为容许承载力（1分），可用为承载力的设计值使用二、填空题（18分，每空1分土的结构一般有单粒结构、分散结构和絮凝结构等三种，其中絮凝结构结构是以面～边接触为主的。渗透变形可分为流土和管涌前期固结压力是 土历史上曾受到过的最大有效应 根据－破坏准则，当土体处于极限平衡状态时，则应力圆必然与抗剪强度线相切。根据几何关系，可以得到剪切破坏面与大主应力面的夹角为4525、松砂受剪体积减小、紧砂受剪体积增大6无粘性土土坡稳定的安全系数表示为

tg；当有顺坡渗流逸出 7整体剪切破坏局体剪切破坏冲剪破坏三、选择题（20分，每题2分土粒级配曲线越平缓，说明（C B、土粒均匀，级配良好； 土的三项通过试验测定的物理指标是（DA、天然重度、天然含水量和相对密度；B、孔隙比、相对密度和密度； D、含水率、密度和土粒含水率的意义是：（CA、单位体积土体内所含水的质量 D土中所含水的体积与土体总体积之比加应力大？（B）A、宽度小的基础产生的附加应力大；B、宽度小的基础产生的附加应力小；C、宽度大的基础产生的附加应力小；D、两个基础产生的附加应力相等；双面排水，其固结度同样为0.5时所需时间为（A）A、1年 B、2年 C、4年 D、8年超固结土是指土体：（B 灵敏度是用来反映（A）A土体结构受到扰动后强度降低程度 D土体强度超过峰值后降低程度当水库水位骤降，用总应力法验算上游坝坡的稳定性时，宜用（BA、快剪强度指标 关于土坡稳定分析瑞典条分法，下列条目中只有（A）D、对粘性土坡算得的安全系数与土体的容重（或密度）无关关于地基稳定分析的下列几个概念中，有一个是错的，它是（B）D、基础埋置深度愈大，地基愈稳定四、简答题（25分，每题5分孔隙水应力、有效应力和总应力之间的关系。（5分）答：有效应力原理：（2分土体中的总应力等于土体的有效应力和孔隙水应力之和。浸没在水下的饱和土体，至水面的距离h1，土下深度为h2处平面的总应力为：（1分）wh1sath2孔隙水应力因水头损失而减小：（1分根据有效应力原理，平面上的有效应力为：（ 分 固结计算问题？（5分）答：（1）已知土层的最终沉降量S，求某一固结历时t的沉降量St（1.5分）对于这类问题，首先根据土层的k、av、e1、H和给定的t，算出土层固结系数Cv（也可由固结试验结果直接求得，）和时间因数Tv，然后，利用平均固结度与时间因数之间的曲线查出相应的固结度U，再由土的平均固结度公式求得St（1分）（2）已知土层的最终沉降量S，求土层产生某一沉降量St所需的时间t（1.5分）对于这类问题，首先求出土层平均固结度U=St/S，然后从平均固结度与时间因数之间的曲线上查得相应的时间因Tv，再按t=H2Tv/Cv求出所需的（1分）在进行抗剪强度试验时，为什么要提出不固结不排水剪（或快剪），固结不排（或固结快剪（或慢剪当采用三种方法试验时，其强度指标相同吗？为什么？（5分）答：土体特别是粘性土的抗剪强度受固结程度、排水条件等的影响十分明显，因此土样经过固结及排水与否，得到的抗剪强度不同，所以要采用上述三种不同方法（2分）即使对同一种饱和粘土，其性质也受初始孔隙比和有效应力的影响，故采用不同方法，得到的强度指标不同（2分）而当采用有效应力强度指标时，三种剪切试验会得到基本相同的强度包线和十分接近的有效应力强度指标。（1分）试比较土压力理论与土压力理论的优缺点。（5分答：理论基于土单元体的应力极限平衡条件建立的。其假定墙背竖直、光滑、填土面水平。（0.5分）其特点是简单、直观、易用、好掌握；缺点是有一定误差偏保守，主动土压力偏大、土压力偏小，且适用范围受限(墙背竖直、光滑、填土面水平)（2分）理论基于滑动块体的静力平衡条件建立的，其假定破坏面为平面。 分优点是其适用性要广一些(墙背不要求竖直、光滑、填土面也不要求水平)，但当墙背与填土间的磨擦角较大时，会产生较大的误差。（2分）分答：毕肖普法假定滑动面为圆弧面，它考虑了土条侧面的作用力(简化方法可令侧向切力相等)，并假定土条底部滑动面上的抗滑安全系数均相同，即等于滑动面的平均安全系数。（2分）任取一土条，其上作用力包括：①土条自重，②作用于土条底面的切向抗剪力和③有效法向反力，④孔隙水压力，⑤土条两侧的法向作用力和⑥切向作用力（2分）其平衡条件有二：竖直方向力的平衡，整个滑动土体(各土条)对圆心的力矩平衡。（1分）五、计算题（27分某地基土试验中，测得土的干重度d15.7kNm3，含水量19.3%，土粒相及状态。（7分）解：（1）e为：（2分eGsw12.711.011.731 孔隙n为：（1分n 1

1

饱和Sr为：（1分SGs

19.3%2.71（2）该土的塑性指数IP为：（1分IpLp28.316.711.60液性指数IL为：（1分 p0.1930.1670.22

该土处于可塑状态（1分B，设在开挖以后地面以下土体允许发生充分回弹的情况下，再在现地0.97Cs0.08，Cc0.38（7分）解：粘土层中心点先期固结应力为：（1分pc202201.5102101土层现有有效应力为：（1分p0201.5102101由于大面积堆载，因此：（1分p由于粘土层先期固结应力大于现有有效应力，因此该土为超固结土，由超固结土的沉降计算公式得：（4分） pc p0pS1eCs Cc 0 p0100 1 0.38lg 17.81cm

60 （6分解：先计算有效大小主应力 分计算极限平衡条件的应力指标（2分 )1 或))))3 或()f来判断判断与结论（2分）该点处于平衡状态，尚未达到破坏。7米，墙背垂直光滑，墙后填土下部为粘性土，高5m，m=20kN/m3，c=10kPa，=20°，上部为矿渣，高2m，=18动土压力之大小。（7分）解：计算土压力系数（2分

tg(4510.33， a

tg(452)2计算土压力分布（3分eAKa1q