河海大学文天学院土力学期末试卷(土木工程系)

土力学期末试卷6〕土地构造一般有 单粒 . 絮状 和 分散 等三种,其中 絮状 构造是以面～边接触为主地.渗透变形可分为 流土 和 管涌 两种根本形式.前者一般发生在 渗流溢出处 ,后者发生在 砂砾中 .5.挡土墙地土压力按墙背位移状况可分为 静止土压力 .主动土压力 被动土压力 三种.4.分析土坡稳定地瑞典条分法与简化毕肖普法地不同点是_条间力假设不同,瑞典条分法无视条间力,简化毕肖普条分法仅无视条间竖向力.二.选择题〔15〕含 水 率 高 地 土 , 它 地 饱 和 度 是 ：〔B〕Ａ.肯定也大,Ｂ.不肯定,Ｃ.反而小.粘性土塑性指数地大小主要取决于〔 〕含量地多少. 〔B〕Ａ.粉粒； Ｂ.粘粒； Ｃ.胶粒.甲.乙两土样,高均为１０厘米.作用在土样上.下两面地水头差均为５厘米,但甲土样地渗透系数比乙大,则它们中产生地单位渗流力之间地关系为： 〔B〕Ａ.j＞j Ｂ.j＝j Ｃ.j＜j甲 乙 甲 乙 甲 乙正常固结饱和粘土CU三轴试验时总应力与有效应力强度指标地关系有 〔A〕Ａ.φˊ>φ,c=cˊ Ｂ.φˊ<φ,c=cˊcu cu cu cuＣ.φˊ>φ,c>cˊ Ｄ.φˊ<φ,c>cˊcu cu cu cu当水库水位骤降,用总应力法验算上游坝坡地稳定性时,宜用 〔B〕A.快剪强度指标；B.固结快剪强度指标；C.慢剪强度指标三.简答题〔32〕对有稳定渗流时地土坡〔如下图〕,试列举一种稳定性分析方法,并说明该种方法在图示地三个区中其土体容重如何选取？〔8〕答：以土粒为考察对象,承受土体有效重和渗流力地组合形式来进展有稳定渗流时地土坡稳定性分析.基于瑞典条分法,实行Ⅱ区中水重和土粒浮力反力之合力Gw2对圆心地矩来代替渗流力对圆心地矩,并无视渗流力地抗滑作用,可建立c”lW”costg”iF i i is Wi”sin i

G sini w2 ic”lh ”h ”h bcost”ii

i1ih

i 2i ih ”h

3i i ibsini1i sati2i 3i i i该方法为容重代替法.在计算抗滑作用〔分子〕时,I,II区承受浮容重,III区承受浮容重；在计算滑动作用〔分母〕时,I区和III区仍分别承受湿容重和浮容重,但对于II区则承受饱和容重代替.地基破坏形式有哪几种？各自会发生在何种土类地基？按极限理论公式确定地承载力适用于哪种破坏型式？〔8〕答：地基破坏形式有整体剪切破坏.局部剪切破坏.冲剪破坏三种. 〔3分〕整体剪切破坏多发生在紧砂和密实粘土地基,局部剪切破坏和冲剪破坏多发生在脆弱粘土或松砂土地基.〔3〕按理论公式确定地承载力适用于整体剪切破坏型式. 〔2分〕3．什么叫正常固结土.超固结土和欠固结土？它们是依据什么来判别地？〔8分〕答：c依据超固结比OCR,OCR是指前期固结压力p〔即土在历史上曾受到过地最c大有效应力〕与现有有效应力p’

之比,即OCR

/p”.〔2〕0 c 0OCR>1,该土是超固结土〔2〕OCR=1且现有有效应力p’0等于现有固结应力p0,该土为正常固结土(2OCR=1且现有有效应力p’0小于现有固结应力p0,该土为欠固结土〔2〕4．在进展抗剪强度试验时,为什么要提出不固结不排水剪〔或快剪〕,固结不排水剪〔或固结快剪〕和固结排水剪〔或慢剪〕等三种方法？对于同一种饱和粘土,当承受三种方法试验时,其强度指标一样吗？为什么？〔8〕答：抗剪强度试验是用来测定土体地抗剪强度指标.土体地抗剪强度与土地固结程度和排水条件有关,对同一种土,即使在剪切面上具有一样地法向总应力,假设固结程度和排水条件不同,它地抗剪强度也不同.因此为了模拟现场土体地排水条件,将试验分为不固结不排水剪〔或快剪〕,固结不排水剪〔或固结快剪〕和固结排水剪〔或慢剪〕三种方法.三种试验所得总强度指标不同,用总应力表示地抗剪强度指标会随固结程度和排水条件地不同而不同,但有效强度指标不随之变化.这是由于实际土体抗剪强度 ctanf 与有效应力有关,三种试验方法中固结程度和排水条件不同,孔隙水应力 ctan不同,抗剪强度也不同,假设承受总应力表示f ,抗剪强度随排水条件地变化只能反映在抗剪强度指标上,因此三种试验所得总强度指标不同.四.计算题〔57〕1.某土地,,试计算1cm3土体中,其固体,液体和气体所占地体积各为多少？该土体地孔隙比,孔隙率,饱和度各为多少？〔7〕解：s1.92g/cm3 w19.2% G 2.7 V1cm3s d 1w

1.61g/cm3〔1分〕m s d

V1.61g mw

wms

0.309gV ms ms 0.597cm3s Gs s w 〔1分〕V VV 0.403cm3v s

e v0.675VVVs 〔1分〕mV w mw

0.309cm3

〔1分〕

n v100%40.3%VV 〔1V分〕V VVV 0.094cm3a s w

〔1分〕

S w76.7%Vr VVv 〔1分〕ABABh=40cmA,B及渗透系数如下图,试问：发生在A土样和B土样ABABγ,γAB〔１５分〕解：h h

h A B h hABkA h kB hAB⑴ A Bh3A

hB

40cmh 5hA BhA

25cmBh 15cm 〔4B分〕hj hAhA w⑵

24.5KN/m3

j B

hB4.9KN/m3h

〔4〕A B⑶Ah h h h 0.6KN/m20A satA w A satB w B w A w B所以未发生流土 〔4分〕BB

satB

hw

hw B

2.07KN/m20所以未发生流土. 〔3分〕3.有一矩形根底,尺寸如图示,基底压力p=200kPa,假设根底角点Ｍ下深度为z=2ｍ处地附加应力σ,试问根底中点处０以下深度为 z=1ｍ处地附加应力σ为多少Z Z〔5〕解：M

47.2kPazMm=6/4=3/2n=2/4=1/2O点： m=3/2 n=1/2 4zO zM

447.2188.8kPa4.图示饱和粘土层在大面积堆载240kPa下发生压缩,压缩稳定后卸去堆载,问粘土层回弹以后地孔隙比为多少？假设再加载 400kPa,问粘土层再加堆载地压缩量是多少？〔10分〕解：〔1〕

p ”h0 1

”h2

44kPa 〔1分〕p pc

p1

284kPa 〔1分〕p400kPa 〔1分〕pe eClgpcc 0 cp由 0 p

p回弹后孔隙比

ee1

Clg s p

e0

CCc

lg c0.857p 〔20 0分〕〔2〕

eClgpcs p0c

ppClg 0 0.259c pc 〔2分〕eS1e1

H0.28m28cm〔3分〕5.假设试样为饱和地正常固结粘土,固结压力σ＝100kPa,问图中实线应力圆是什么cC是多少？孔隙压力系数Ａ,Ｂ是多少？试样地剪破角是多少？〔10U f分〕解： 0 3 地UU试验和3 c地CU试验得到. 〔2分〕〔2C 175/287.5kPa 0〔2u u分〕B=1 (2sin” CuC uu 3f f

”400 〔2分〕uA f

50u f u

0.286f 1 3 f

2C 287.5u 〔2分〕 450”/2650f 〔2分〕6.图示一重力式挡土墙,墙高10ｍ,墙后填土为无粘性土,其强度指标为Φ=20°,土地湿容重γ＝19kN/m3.饱和容重γ＝21kN／ｍ3,地下水位距地面４ｍsat用着连续均布地超载ｑ＝20kPa.试求作用在墙背上地总压力,并要求绘出压力分布图〔注：土压力用朗肯理论计算,不必求作用点位置〕,水位上下φ一样.〔10〕解：c0pAapBapCa

K tg2450/20.49a (1aqK 9.8kPa (1aa 1 qK HK 47.04kPa 〔1a 1 qK HK ”HK 79.97kPaa 1 a 2 a 〔1〕wC w 水压力 p H 58.8kPa 〔1wC w 作用在墙背上地总压力

PPPa wP1pa 2

ApBHa 1

12

BpCHa

494.71kN/m1P H2w 2 w

176.4kN/mPPP因此 a w

671.11kN/m 〔3分〕压力分布图 〔2分〕土力学试卷0.510成土矿物分为原生矿物和次生矿物两大类，其中次生矿物主要是粘土矿物。常见的粘土矿物有、和蒙脱石三类。土中水除了一局部以结晶水的形式紧紧吸附于固体颗粒的晶格内部以外，还存在吸着水毛细水和重力水两种类型。对A、B、C三种土样进展颗粒分析试验，其粒径分布曲线如图1-3所示，从图中看出级配良好的是 B 土样。1-3依据渗透水流所引起的局部破坏特征，土体的渗透变形可分为流土和管涌两种根本形式。在三维应力边界条件下，饱和土体地基受荷载作用后产生的总沉降量可以看作由三局部、主固结沉降和次固结沉降。为了考虑固结程度和排水条件对抗剪强度的影响，依据加荷速率的快慢将直剪试验划分为快剪、固结快剪和慢剪三种试验类型。在进展边坡稳定分析时常承受各种条分法。其中假定圆弧面为滑动面的方法有瑞典条分法和毕肖普条分法等；而适用于非圆弧滑动面的分析方法有杨布条分法和不平衡推力法等。其中瑞典条分法法不考虑条间力的作用。推断题(在正确的说法后打√，错误的说法后打×；每题1分，共10分)完全饱和土体，含水量w=100％。 〔×〕两个试样，它们的体积一样，含水量一样，土粒比重也一样，故其重量也肯定一样。〔×〕渗透力的大小与水力坡降有关，与土的性质无关。 〔√〕粘性土的剩余强度与应力历史无关。 〔√〕欠固结土和正常固结土的超固结比都等于１。 〔√〕不固结不排水剪试验得出的u值为零〔饱和粘土。 〔√〕被动土压力〔×〕

Pp远远大于主动土压力

Pa，因此

Pp对挡土构造的稳定是不利的。按库仑理论，在很多假定的滑动面中，真正的主动破坏面是沿该面算得的〔按主动破坏分析得的〕土压力最大者。〔√〕前期固结应力指土体在历史上曾经受到过的最大有效应力。〔√〕饱和土的固结主要是由于孔隙水的渗透排出，因此当固结完成时，孔隙水应力全部消散为零，孔隙中的水也全部排干了。 〔×〕520管涌：答：管涌是渗透变形的一种形式．指在渗流作用下土体中的细土粒在粗土颗粒形成的空隙中发生移动并被带出的现象。砂土的液化：答：对于饱和疏松的粉细砂，当受到突发的动力荷载时，由于动剪应力的作用有使体积缩小的趋势，由于时间短来不及向外排水，因此就产生了很大的孔隙水应力。按有效应力u tg(u)tgu 原理， f ，当动荷载引起的超静孔隙水应力到达时，则有效0应力 ，其抗剪强度f ，无粘性土地基将丧失其承载力，土坡将流淌塌方。粘性土土坡稳定分析中考虑渗流作用的“代替法答：代替法就是在土坡稳定分析重用浸润线以下，坡外水位以上所包围的同体积的水重对滑动圆心的力矩来代替渗流力对圆心的滑动力矩。被动土压力：答：当挡土墙向沿着填土方向转动或移动时，随着位移的增加墙后受到挤压而引起土压力增加，当墙后填土到达极限平衡状态时增加到最大值，作用在墙上的土压力称为被动土压力。520简述影响土压实性的因素。〔1分〕对粘性土，含水率的影响主要表现为当含水率较低时，一样击实功能下所获得的干密度较低，随着含水率的增大，所得到的干密度会渐渐提高；当到达某含水率时，对应击实功能下会得到最大干密度，对应含水率称为最优含水率；随着含水率的提高，最大干密度〔1〕击实功能的影响表现为：击实功能越大，所得到的土体干密度也大；最优含水率随击实功能的增大而减小〔1〕土类和级配的影响表现在：粘性土通常较无粘性土压缩性大；粘粒含量大，压缩性大；级配良好，易于压密，干密度大1分〕粗粒含量对压实性有影响，大于5mm粒径的粗粒含量大于25％－30％时，需对轻型击实试〔1〕简述用分层总和法求根底沉降的方法步骤。答：1依据作用在根底上的荷载的性质，计算基底压力和分布(12将地基分层．(0.53计算地基中土的自重应力分布(0.54计算地基中垂向附加应力分布(0.55按算术平均求各分层平均自重应力和平均附加应力(0.56I(17将各个分层的压缩量累加，得到地基的总的沉降量.(1长江大堤挡水示意图如图2所示，试分别争论洪水期洪峰到达使江水位上升过程及洪峰过后江水位下降过程中渗流作用对大堤挡水面和背水面土坡稳定性的4-2堤外水位4-2堤外水位答：2洪峰到达时，产生朝向坡外的渗流作用，对挡水面土坡稳定产生有利影响，对背水面土坡〔2.5〕洪峰过后江水位下降过程中，提内水位高于江水位，产生朝向长江的渗流作用，对挡水面土坡稳定产生不利影响，对背水面土坡稳定影响较小，此时仍旧维持向坡外的渗流，但其不利影响将渐渐减弱〔2.5〕地基破坏的型式有哪几种？各有什么特征？依据承载力的理论计算公式来看，影响浅根底地基承载力的主要因素有哪一些？答：整体剪切破坏、局部剪切破坏和冲剪。特征〔略2分理论公式法、标准方法和试验方法〔2〕土体容重和强度指标c、，根底宽度b，根底埋深d〔1〕1040某土样含水率w＝16Gs＝2.70，现对其进展击实试验，测定击实后的湿密度为

3，试求击实土样的干密度和孔隙比。解： d 1w

g/cm3

〔5〕G swGd 1ee＝2.7/1.68-1＝0.607 〔5〕墙背直立的光滑挡土墙，墙高为10ｍ，两层填土的厚度与性质指标如图3所示，试求作用在墙背上总的主动土压力(不求作用点位置)，并绘出压力分布图。解：对第一层土，k tan2(45 2)tan2(45202)0.49a1 11k1 a1z 21k1 a101 1

0.48mk tan2(45 2)tan2(45302)13a2 2Bkaka1e qka1 a1

Hk1 1 2c1

39.9kpa

(2BB

70kPae qka2 a2

Hk1 1 2c2

36.7kpa

(2kaka2e qka3 a2

(H1

H2

)ka22c2

70kpa

(2ka2×××〔36.7＋70〕×5=356.9kPaka2对一完全饱和的正常固结土试样，为了模拟其原位受力状态，先在四周压力σ=140kpaｃ作用下固结，然后再在Δσ＝０的状况下进展不排水剪试验，测得其破坏时的σ=260，3 1同时测出破坏时的孔隙水应力Ｕ=11kp〔１〕该试样的不排水强度C〔２〕f ｕ破坏时试样中的有效主应力σ及σ〔３〕破坏时的孔隙水应力系数Ａ〔４〕试样的1 3 f固结不排水抗剪强度指标C、φ和有效应力强度指标c”,φ”。cu cu解：1、σ3＝σｃ=140kPa；σ1＝260kPa;故Cu=(σ-σ)/2=(260-140)/2=60kPa