工程地质及土力学复习题

本文格式为Word版，下载可任意编辑——工程地质及土力学复习题p粘土?sat=20kN/m3Es=5MPa5m

2）由于大面积荷载，所以?z?p?50kPa

由于地面堆载而引起的粘土层最终压缩量为

s??zHEs?50?5?50mm5地下水位下降后，粘土层中自重应力增量为

??cz?(????)h?(18?8)?3?30kPa

因此而引起的附加沉降为

s???czH30?5??30mm

Es53）某建筑场地的地质条件为：第一层为软粘土层，厚度H=4m，自然重度?=17.5kN/m3，平均压缩模量Es=2.5MPa；其下为密实状态的粗砂层，很厚。今在地面上大面积填筑厚度为h重度?1=18kN/m3的砂土层，如不计新填砂土层及密实粗砂层的变形，欲使粘土层顶面产生30mm的沉降，那么h应为多少？3）由于?s??zHEs??1hHEs，所以h?Es?s2500?0.030??1.042mH?14?184）有一厚度为3.5m的正常固结土层，在自然状态下的平均孔隙比为0.880，在某一荷载作用下，该土层的平均孔隙比降低了0.120，试计算在该荷载作用下土层顶面的沉降量。4）Sc??eh0.120?3.5??0.223m1?e1?0.8805）某饱和粘土层，厚度为10m，竖向固结系数Cv?1.2?105cm2/年，在大面积荷载作用下最终固结沉降量为180mm，单面排水。试求：(1)加荷

?4m粗砂???sat=18kN/m31m一年时的固结沉降量；（2）固结沉降量达到90mm所需要的时间。（提醒：当平均固结度Ut小于60%时，Ut与时间因素Tv的关系为Tv?4Ut2）

Cvt1.2?105?15）（1）Tv???0.1222H(10?100)由于Tv??4Ut2，所以Ut?4Tv??0.39

Sct?UtSc?0.39?180?70mm

6

（2）Ut?Sct/Sc?90/180?0.5

2Tv??4UtTvH20.196?(10?100)2?0.196，所以t???1.63年5Cv1.2?106）设某场地地层均匀，上层为淤泥，厚10m，压缩模量Es=4MPa，下层为基岩。已知某荷载在地基中引起的附加应力如下图，求地基平均固结度达到80%时，地面的沉降量是多少？

A100kPa?zB20kPaz10m

6）淤泥层中附加应力图面积为

A??zA??zB2h?100?20?10?600kPa?m2地面的最终沉降量为

S??A600??150mmEs4当U=80%时，地面的沉降量为

S??S??U?150?0.8?120mm

第五章土的抗剪强度

1、名词解释：

1）土的抗剪强度：指土抗争剪切变形与破坏的极限能力。P1572）砂土液化：指砂土从固体状态转变成液体状态的现象。P1882、填空：

1）假使地基中某点的莫尔应力圆与抗剪强度线相离，则该点处于__弹性平衡_状态。

2）当施工速度很快、压缩土层很厚且排水条件不良时，可采用三轴仪不固结不排水剪试验得到的抗剪强度指标。P1843）已知某点的大小主应力分别为300kPa和140kPa，则该点摩尔应力圆的圆心为(0，220)。P1614）对孔隙比大于临界孔隙比的砂土样进行剪切时，其体积将减小。P1875）不同试验方法下的有效应力强度存在着唯一关系的特征。P170

6）自然土层中同一深度处竖直面上的抗剪强度在数值上要小于水平面上的抗剪强度。7）粘性土的含水量越大，则其抗剪强度越低。P173

8）在不排水剪切过程中，饱和试样的孔隙压力系数B__等于___1。P1723、单项选择题：

1）（C）某饱和粘土试样的无侧限抗压强度qu?100kPa，其不排水抗剪强度cu为P168

A．200kPaB．100kPaC．50kPaD．25kPa

2）（A）已知土的内摩擦角?>0，当其中某点处于极限平衡状态时，通过该点的剪切破坏面与大主应力作用面的夹角为P161

A．45???/2B．45???/2C．45?D．45???

3）（C）对饱和粘性土进行以下剪切试验时，在剪切过程中，孔隙水压始终为零的是P181

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A．不固结不排水剪B．固结不排水剪C．固结排水剪D．快剪

4）（A）饱和软粘土进行三轴压缩试验，在不固结不排水条件下，当所加围压为100kPa时，其孔隙水压力u的值为P172

A．100kPaB．50kPaC．90kPaD．110kPa

5）现场十字板剪切试验得到土的抗剪强度为?f，则可认为是（A）P170A．土的不排水强度cuB．固结不排水剪土的抗剪强度指标ccuC．固结排水剪土的抗剪强度指标cdD．土的有效强度指标c?

6）正常固结饱和粘性土固结排水剪切试验（CD），以下说法正确的是（C）P181A．有效应力圆在总应力圆的左侧B．有效应力圆在总应力圆的右侧C．有效应力圆与总应力圆是同一应力圆D．无法确定有效应力圆4、简答题：

1）试说明抗剪强度的来源。对一定的土类，其抗剪强度指标是否为一定值？为什么？

2）何谓土的极限平衡状态和极限平衡条件？试用摩尔-库仑强度理论推求土体极限平衡条件的表达式。

3）土体中首先发生剪切破坏的平面是否就是剪应力最大的平面？为什么？在何种状况下，剪切破坏面与最大剪应力面是一致的？在寻常状况下，剪切破坏面与大主应力面之间的夹角是多少？4）简述直剪试验和三轴试验的优缺点。

5）试比较粘性土在不同固结和排水条件下的三轴试验中，其应力条件和孔隙水压力变化有何特点？并说明所得的抗剪强度指标各自的适用范围。6）试说明在饱和粘性土的不固结不排水试验过程中不管用总应力还是有效应力表示，其摩尔应力圆的半径为何都不变？5、计算题：

1）一饱和粘性土试样在三轴仪中进行固结不排水剪切试验，施加周边压力?3=196kPa，试样破坏时的主应力差?1??3=274kPa，测得孔隙水

压力u=176kPa，已知该土样的有效内摩擦角为??=26°，试求破坏面上的有效正应力和剪应力以及试样的有效粘聚力c?。解：由于已知该土样的有效内摩擦角为??=26°，所以

?450???/2=58°

由试验得?1?274?196?470kPa,?3?196kPa

破碎面与水平面夹角成?破碎面上的正应力?和剪应力?分别为

1111(?1??3)?(?1??3)cos2??(470?196)?(470?196)cos1160?273kPa222211??(?1??3)sin2??(470?196)sin1160?123kPa

22??在破坏面上的有效正应力为??由于此时?f???u?273?176?97kPa

???c????tan??，所以，c??75.7kPa

2）已知某粘性土地基的抗剪强度指标分别为?=26°，c=20kPa，地基中某点的大小主应力分别为?1=300kPa，?3=123.75kPa，试问该点处于什么状态？

解：当土体处于极限平衡状态时?1=300kPa所对应的小主应力应满足

???3p??1tan2(450?)?2ctan(450?)22002626?300tan2(450?)?2?20tan(450?)?92kPa22而?3p

??3=123.75kPa<?1=300kPa，所以该点处于弹性平衡状态。

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3）对某砂土土样进行直剪试验，当法向压力?=100kPa时，测得抗剪强度?f问小主应力?3满足什么条件土样才不会发生剪切破坏？解：由于砂土的粘聚力c=0

所以内摩擦角??52kPa。已知同种土制备的土样承受大主应力?1?120kPa，

?arctan?f52?arctan?27.47o?100在极限平衡状态下且?1?120kPa时，?3应满足

?3p27.47o??1tan(45?)?120tan(45?)?44.24kPa

222o?2o所以当?3p<?3?46kPa??1时，土样不会发生剪切破坏。

4）条形荷载作用下地基中某点的应力经计算得：?x=120kPa，?z=60kPa，?xz=50kPa。若地基土的抗剪强度指标分别为?=18°，c=20kPa，那么该点是否已被被剪坏？解：?1,3??x??z2?148.3????z?2??xkPa???xz??2???31.72

?1f??3tan2?450??/2??2ctan?450??/2??115.1kPa

由于?1f??1，所以该点已被剪坏

5）某饱和软粘土用十字板作剪切试验，已知十字板宽度（直径）D=70mm，十字板高度H=100mm，十字板转动时，地面上给杆轴施加的力偶矩M=0.015kN·m。假设所有点竖直面和水平面上的抗剪强度均相等，试计算测点土的抗剪强度?f。解：该土的抗剪强度为：

?f?2M2?0.015??15.81kPa22?D(H?D/3)??0.07?(0.1?0.07/3)6）有一饱和粘性土，已知其有效粘聚力c’=0，有效内摩擦角??=20o，取该土试样在围压?3=100kPa下固结，然后在不排水的条件下增加竖向压力至破坏，测得破坏时的孔隙水压力为35kPa，试求孔隙水压力系数A。解：依题意得：uf?35kPa，则有：

???3?uf?100?35?65kPa?3

???3?tan2?450???/2??65tan2(45?20/2)?132.6kPa?1??uf?132.6?35?167.6kPa?1??1孔隙水压力系数

A??u35??0.52

??1???3167.6?100

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第六章土压力、地基承载力和土坡稳定

1、名词解释：

挡土墙上的土压力：土体作用在挡土墙上的压力。P192

主动土压力：若挡土墙在墙后填土压力作用下，背离填土方向移动或绕墙根转动，这时作用在墙背上的土压力将渐渐减小，当墙后土体达到主动极限平衡，并出现连续滑动面使土体下滑，这时作用在墙上的土推力减至最小值，称为主动土压力。P193

被动土压力：若挡土墙在外力作用下，向着填土方向移动或转动，这时作用在墙背上的土压力将渐渐增大，一直到土体达到被动极限平衡状态，并出现连续滑动面，墙后土体向上挤出隆起，这时作用在墙上的土抗力增至最大值，称为被动土压力。P193

静止土压力：若挡土墙具有足够的刚度，且建立在坚实的地基上，墙体在墙后土体的推力作用下，不产生任何移动或转动，则墙后土体处于弹性平衡状态，这时作用在墙背上的土压力称为静止土压力。P192整体剪切破坏：

地基承载力：指地基土单位面积所能承受荷载的能力。临塑荷载：地基发生局部剪切破坏时的压力被称为临塑荷载

地基的极限承载力：地基土从局部剪损破坏阶段进入整体破坏阶段，这时基础下滑动边界范围内的全部土体都处于塑性破坏状态自然休止角：2、填空：

1）均质砂土坡稳定的极限坡角，称为_____自然休止角______。P224

2）根据挡土墙可能的位移状况和墙后土体所处的应力状态，土压力可以分为主动土压力、静止土压力和被动土压力三种。P192-1933）用荷载试验确定地基承载力时，对同一土层，选择的试验点不宜少于3个。P222

4）库伦土压力理论的基本假定是墙后填土是均匀的无粘性土，滑动破坏面为通过墙踵的平面。P2015）当作用于挡土墙上的土压力为静止土压力时，墙后填土处于弹性平衡状态。P1926）计算地基极限承载力的太沙基理论假定基础底面是粗糙的。P2143、选择题：

1）（A）粘性土坡的稳定安全系数定义为P226

A．抗滑力矩与滑动力矩之比B．滑动力矩与抗滑力矩之比C．坡角与内摩擦角之比D．内聚力与滑动力之比2）（C）以下因素中，与挡土墙上的土压力大小无关的是P192

A．墙体的位移方向B．墙体的高度C．墙底面的粗糙程度D．墙体的位移大小3）（D）费里纽斯法分析粘性土的土坡稳定性时，土条两侧条间力之间的关系假定为P226

A．大小相等、方向一致、作用线重合B．大小不等、方向相反、作用线重合C．大小相等、方向相反、作用线距土条底部三分之一土条高度D．大小相等、方向相反、作用线重合

4）（A）对于浅基础，一般发生整体剪切破坏的地基是P211

A．硬粘性土地基B．中等密实的砂土地基C．松砂地基D．软土地基

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