2006年港航专业土力学试卷及答案

2006～2007学年第1学期土力学期末试班 学 成绩（120分测定土中各粒组颗粒质量分布的试验称为颗粒大小分析试验。常用的实验方法有筛分法、 土的级配的好坏可由土级配曲线的形状来衡量，衡量的参数包括不均匀系数和曲率系数。反应土体渗流 定律表达式为：vk描述土的压缩性的曲线有e～p曲线 和e～lgp曲线 参数，主要有压缩系数、压缩指数。粘土的蠕变：在剪切过程中土的蠕变是指在恒定剪应力作用下土体变形 随时间而增长的室内常用的确定土强度指标的试验有：直剪试验、三轴压缩试验、 试验。地基中剪切破坏的形式有整体剪切破坏、局部剪切破坏、冲剪破 三种二、（每题2分，共12分答：液限和塑限之差的百分数值(去掉百分号)称为塑性指数相对密实答：相对密实度 是用来衡量无粘性土的松紧程度，它是以该无粘性土自身最松和最密两极限状态作为判别的基准，其定义为Dr emaxe0emaxemax:无粘性土处在最松状态时的空隙比管

emin:无粘性土处在最密状态时的空隙比答：管涌是指在渗流作用下土体中的细土粒在粗土粒形成的孔隙通道中发生移动并被带出的象p而把前期固结应力与现有有效应力'之比定义为超固结比，[OCR表示]p0答：灵敏度为原状试样的无侧限抗压强度与相同含水率下重塑试样的无侧限抗压强度之比答：使地基土由线性变形阶段过渡到塑性变形阶段的基底压力为临塑荷载三、问答题（26分土中水的状态有哪几种？简述土中不同状态的水对相应土的力学性质的影响。 分答：土中水的状态有结晶水、吸着水和自由水，其中自由水又可分为毛细管水(毛管水、毛细 [][吸着水比普通水有较大的粘滞性，较小的能动性和大牢固地结合在土颗粒表面其性质接近于固体不能传递压力弱吸着水呈粘滞状态不能传递压力也不能在孔隙中自由流动]吸着水的存在使土具有塑性粘性影响土的压缩性和强度，并使土的透水性变小。 （2分自由水离开土颗粒表面较远，不受土颗粒电分子引力作用，且可自由移动，它的性质与普通水无异，能传递静水压力，有溶解能力 （1分[毛细管水与土中孔隙的大小和形状，土粒的矿物成分以及水的性质有关。在潮湿的粉、细砂中孔隙水仅存在于土粒接触点周围，彼此是不连续的。]孔隙中的压力将小于大气压力。将引起迫使相邻土粒相互挤紧的压力。毛管水压力的存在，增加了粒间错动的摩擦阻力。产生假粘聚力。（1分）蚀或析出土中的水溶盐改变土的工程性质当它在土孔隙中流动时对所流经的土体施加渗流力，计算中应考虑其影响。 （2分）[的压缩性很小，在通常所遇到的压力范围内，它的压缩量可忽略不计。]一软土地段公路修筑需要经过一个小山坡，现经人工开挖与坡脚相平。试用土的应力历史与（8分）（1分）至D（2分）而Ⅱ区将沿AB压缩曲线至D点回结稳（2分P变化，但两者的孔隙比变化是不同，即两地基土的压缩量也是不同的，所以整段软土地现计算一均质粘性土坝（下游无水位）的边坡稳定安全系数，问在（正常运行期间）上游位处于高水位、低水位以及水位快速下降期间土的相关物理力学参数（重度、强度指 c体上游部分为非饱和。10分）答：参见p260-高水位和低水位发生稳定渗流情况，属于有效应力范畴，应采用有效应力强度指标c''或排水剪强度指标 （3分 （2分 水位快速下降，水来不及排出，采用固结不排水强度指标ccu、cu。 （2分）水位快速下降，水来不及排出，土体饱和，用浮重度指标 （1分安全系数：高水位＞低水位＞水位快速下降期(考虑渗透力 （2分四、计算题（42分用环刀法取水位以下的土样196.8g，其刀质量为80g，环刀体积为60cm3，测出其土粒为2.70。计算土样的饱和度、饱和重度、干重度、孔隙比和含水率。（10分）解：纯土样的质量为m=196.8- 密度m=116.8/60=1.947g饱和重度

g1.9471019.47kN （2分 因为土样为水位以下，所以其饱和度 （2分1.94710.947g/ nn=44.29%,又因为孔隙比e

1

,所以 （2分1 （2分干重度gGswg2.7 1015.04kN/ （2分 1 1均匀粘土层（γ=18kN/m3）厚3米，下部为基岩面。取原状土样在试验室内做压缩试验，得到初始孔隙比为0.8，CC=0.4，CS=0.05。已知土层上部在历史上曾经有2m厚的杂填土（γ=18kN/m3100kPa的大面积均布荷载，试计算粘土层表层的最终沉降量。（10分）解平均自重应力为 （1分前期固结应力Pc=27+18×2=63

（1分eC(lgPlgP)

c

（2分 Cslg(P0 e2Cc[lg127lg63]0.4ee1e2

127

（2分（2分SeH0.09831.8 （2分1一水位以下的正常固结粘土层，内部某点受大主应力为350kPa，小主应力为200kPa，土的有效应力强度指标c'为0，φ'为30°，试分别在如下两种条件下判断此点是否破坏：（1）存解1350kPa,3200kPa,'30,c'存在100kPa超孔隙水应力1u100kPa,则'350-100 (1分13'200-100 (1分3' tg2(45 tg(45- 250tg230 (2分 ) 而实际上''，故该点处于稳定状 (1分 u则 tg2(45--2)tg(45-3)50tg230 (2分 而实际上31，故该点处于稳定状 (1分请计算如下图所示挡土墙上的主动土压力和水压力分布以及土压力合力（不必求作用点位置，两层土厚度分别为2m、4m，墙后水位在两层间（12分）γγ=18

tg2(45

tg230 (1分(ea)B上1820.33 (2分在交界面B点之下的主动土压力(ea)B(z)Bka2 tg245 ( )

35 (ea)B1820.49C点位于水面以下，主动土压力

(2分(e)()