河海大学土力学 研究生真题土力学后4章试卷及答案港航

河海大学第一学期土力学试卷（港航23级）班级学号姓名得分1简答题1.土级配不连续是什么含义？其粒径分布曲线和粒组频率曲线各有什么特征？（6分）2.粘性土有那几个状态？各状态之间是经过什么来区分？什么是塑性指数？（7分）3.什么是前期固结压力？什么样土为欠固结土？欠固结土层中一定存在超静孔隙水应力吗？欠固结土层上如不施加新压力，土层也会继续压缩吗？为何？（7分）4.分别说明下面渗流情况下两个图中土体ABCDEA上所作用力，并在图中标出。其中，图（a）以土体为研究对象，图（b）以土颗粒为研究对象（8分）。图（a）图（b）什么是库仑抗剪强度理论，什么是莫尔-库仑破坏准则，什么是土极限平衡条件？（考虑任选2问）库仑抗剪强度理论确定了砂土和粘性土抗剪强度分别为：砂土： (1分)粘性土：。 (1分)莫尔-库仑破坏准则把莫尔应力圆与库仑抗剪强度线相切时应力状态，即时极限平衡状态作为土破坏准则。 (2分)当土强度指标，为已知，若土中某点大小主应力和满足以下关系式时，则该土恰好处于极限平衡或破坏状态，该判定条件即为土极限平衡条件。，或 (2分) (2分)简述砂土液化。对于饱和疏松粉细砂，当受到突发动力荷载时，因为动剪应力作用有使体积缩小趋势，因为时间短来不及向外排水，所以就产生了很大孔隙水应力。按有效应力原理，，当动荷载引发超静孔隙水应力u达成时，则有效应力，其抗剪强度，无粘性土地基将丧失其承载力，土坡将流动塌方。土体中发生剪切破坏平面，是不是剪应力最大平面？在什么情况下，剪切破坏面与最大剪应力面是一致？在通常情况下，剪切破坏面与大主应力面成什么角度？土体中发生剪切破坏平面，通常不是剪应力最大平面。 (1分)只有当=0时，剪切破坏面才与最大剪应力面一致。 (2分)在通常情况下，剪切破坏面与大主应力面成角度 (2分)试在挡土墙位移与土压力关系坐标上，定性表示出土压力与墙身位移关系曲线示意图，并注明土体所处状态以及几个特定状态时土压力名称。 (4分)Ea:主动土压力状态，E0:被动土压力状态，Ep:静止土压力状态。(1分)扼要阐述朗肯土压力理论和库仑土压力理论主要区分。朗肯理论是依照土体中各点处于平衡状态应力条件直接求墙背上各点土压力．要求墙背光滑，填土表面水平，计算结果偏大． (2分)库仑理论是依照墙背与滑动面间楔块型处于极限平衡状态静力平衡条件求总土压力．墙背能够倾斜，粗糙填土表面可倾斜，计算结果主动压力满足要求，而被动压力误差较大． (2分)朗肯理论是考虑墙后填土每点破坏，达极限状态；库仑理论则考虑滑动土体刚体极限平衡。 (1分)主动土压力是土压力中最小值，为何在库仑土压力理论公式推导中却要找最大Ea值作为主动土压力？库仑土压力理论公式推导中，主动土压力Ea能够看作是滑动块体在自重作用下克服滑动面上摩擦力而向前滑动力，当Ea越大，块体向下滑动可能性也越大，所以产生最大Ea值滑动面就是实际发生真正滑动面。土坡发生滑动滑动面有哪几个形式？分别发生在何种情况？列举3种粘性土坡稳定安全系数计算方法？（考虑任选2问）土坡发生滑动滑动面有：圆弧、平面、复合滑动面。 (3分)圆弧滑动通常发生在较均质粘性土坡中；平面滑动通常发生在无粘性土坡中；复合滑动面发生在土坡土质很不均匀土坡中。 (3分)粘性土坡稳定安全系数计算方法有：φ＝0分析法、瑞典条分法、简化毕肖普法等。 (3分)地基破坏型式有哪几个？未修正太沙基极限承载力公式适适用于哪种破坏型式地基？利用太沙基极限承载力公式详细说明地下水位位置对承载力是怎样影响？（考虑任选2问）地基破坏型式有整体剪切破坏，局部剪切破坏和冲剪破坏． (3分)未修正太沙基极限承载力公式适适用于整体剪切破坏条形基础地基。 (2分)太沙基极限承载力公式。(2分)地下水位埋深较大时，式中第1、2项中γ均不受影响； (1分)若地下水位在基底处，则第1项中γ应用浮容重，承载力降低； (1分)若地下水位上升到地面处或以上时，则第1、2项中γ均应用浮容重，承载力深入降低。(1分)现有一砂土地基,基础埋深2m,假如土,和与含水量改变无关,问:当地下水位从很深处上升到基础底面时,对应临塑荷载和极限荷载有何改变,为何?临塑荷载不发生改变， (2分)极限荷载减小。 (2分)

2计算题1.某一取自地下饱和土试样，用环刀法测定其密度。环刀体积为60cm3，环刀质量为50g，环刀加湿土质量为170g。已知试样孔隙率为50％，土粒比重2.70。试计算该土样含水率、孔隙比、饱和密度、和干密度。（8分，水密度1g/cm3）2.某条形基础宽b=5m，埋深2m，基底压力如图所表示，地基土湿重度19kN/m3，饱和重度20kN/m3。求基础边点下M点自重应力和附加应力。(8分)表1：条形基底竖直均匀荷载及水平荷载下附加应力系数n=z/bm=x/b1.21.61.21.6-1.00.0910.11700.3750.324-0.131-0.0931.00.3750.3240.1310.0933.某砂土地基中间夹有一层厚2m粘土层，该粘土层压缩已经稳定。地下水位在地面以下2m深处。砂土层饱和重度21kN/m3，湿重度19kN/m3。粘土层天然孔隙比1.0，饱和重度20kN/m3，今从粘土层中心取土样试验，测得前期固结应力为pc=100kPa，对应pc现场压缩曲线上孔隙比0.88，压缩指数Cc=0.4，固结系数Cv=2.0×10-4cm/s。今在地面大面积堆载150kPa。（1）粘土层是属于正常固结、超固结还是欠固结土？为何？（2）试计算粘土层最终压缩量（无须分层）。（3）堆载施加30天后，粘土层压缩量为多少？（假定土层平均固结度可用确定，可取重力加速度10m/s2）（15分）

3.对一饱和正常固结土试样，为了模拟其原位受力状态，先在周围压力σｃ=100kPa作用下固结，然后再在Δσ3＝０情况下进行不排水剪试验。试样破坏时，同时测出破坏时孔隙水应力uf=50kPa，已知φcu＝25°。试求：（１）该土固结不排水强度指标Ccu各是多少?（２）该试样破坏时大主应力是多少？（３）破坏时试样有效主应力σ＇1及σ＇3；（４）破坏时孔隙水应力系数Ａf；（5）有效应力强度指标c',φ'。(14分)地基内某点大主应力为５５０kＰａ，小主应力为３００kＰａ，孔隙水应力为１００kＰａ。土有效凝聚力为c'=2０kＰａ，有效内摩擦角φ'=24°。判断该点是否达成破坏状态。б1＇＝б1-u=50-100=450kpa б3＇=б3-u=300-100=200kpa(2分)令б1f’=б1＇=450kpaб3f’＝tg2(45-ø＇／2)-2c×tg(45-ø＇2)＝450×tg2(45-24／2)-2×20×tg(45-24／2)＝450×0.422－40×0.649＝163.9kPa＜б3＇ （4分）所以该点达成破坏状态稳定． （1分）一粘土样进行固结不排水剪切试验，施加围压=200kPa，试件破坏时主应力差=280kPa。假如破坏面与水平面夹角=57，求内摩擦角及破坏面上法向应力和剪应力。=57，=24 (2分)破坏面上法向应力为==283kPa (2分)破坏面上剪应力为==127.9kPa (2分)已知地基中一点大主应力为，地基上粘聚力和内摩擦角分别为和。求该点抗剪强度。 (2分) (3分)= (2分)某完全饱和土样，已知土抗剪强度指标为=35kPa，=0;=12kPa,=12;=3kPa，=28，问：１．若该土样在＝200kPa作用下进行三轴固结不排水试验，则破坏时约为多少？２．在＝2５0kPa,=400kPa,=160kPa时土样可能破裂面上剪应力是多少？土样是否会被破坏？请计算说明。1.==334.6kPa (2分)2.=250-160=90kPa,=400-160=240kPa (2分) 破裂角=45+(28/2)=59 (2分) ==66.2kPa (2分) ==130kPa (2分) =3+130=72kPa>=66.2,不会破坏 (2分)墙背直立光滑挡土墙，墙高为10ｍ，两层填土性质指标以下列图所表示，上层粘土厚度5m，试求作用在墙背上总主动土压力大小，并绘出压力分布图（无须求土压力作用点）对第一层土， (2分)mB点以上主动土压力：ea1=r1H1’ka1－2c=20×3.43×tg232.5-2×10×tg32.5=15.1kPa(2分)B点