土力学试卷及答案

附录I《土力学》模拟试卷《土力学》模拟试卷(一)一、填空题(每空1分，共10分)土的颗粒级配是指土中各粒组的含量。按分层总和法计算基础最终沉降量时，分层厚度一般取为基础宽度的倍。黏性土坡进行稳定分析时，常假设滑动面为面。在土的三相比例指标中，由试验直接测定的指标被称为指标。5•若基底压力p不变，增大基础埋置深度d,土中的附加应力将，地基的沉降也将。在大主应力(5)不变的情况下，当作用于土体上的小主应力('实际)小于极限状态下的小应力(％)时，土体处于状态。7•土的渗透系数K越大，说明土的渗透性能越，颗粒越细，含黏粒越多的土渗透系数越。8.土的e-p曲线中，某一压力段的割线斜率称为土的系数。二、单项选择题(每小题2分，共20分)1•为确定黏性土的灵敏度，需测定土的强度是()。无侧限抗拉强度(B)有侧限抗拉强度(C)无侧限抗压强度(D)有侧限抗压强度同一种土的/、/皿、/三者之间关系为()。/>/(B) /〈y(C)y<Y(D)y<ysatY sat成层土中竖向自重应力沿深度的分布规律为()。(A)逐渐增大直线变化(B)逐渐增大折线变化(C)逐渐增大曲线变化(D)逐渐减小折线变化地基无塑性变形区时所对应的荷载被称为()。(A)临塑荷载(B)临界荷载(C)极限荷载(D)界限荷载5.由于地下水的存在，会使得作用在挡土墙背上的总压力()。(A)增大(B)减小(C)不变(D)无关基础四周的地面产生较大的隆起、基础发生严重倾斜，地基发生的破坏形式为()。(A)整体剪切破坏 B、局部剪切破坏（C）刺入剪切破坏（D）冲切破坏当饱和土渗透固结变形完成时，土中的应力等于零的是（）。（A）总应力（B）有效应力（C）附加应力（D）孔隙水压力土中地下水位下降，土中自重应力将（）。（A） 增大（B）减小（C）不变（D）基本不变流砂产生的条件为（）。（A）渗流由下而上，渗流力小于土的浮重度（B） 渗流由上而下，渗流力大于土的浮重度（C） 渗流由下而上，渗流力大于土的浮重度（D） 渗流由上而下，渗流力小于土的浮重度宽度均为基底附加应力相同的基础，附加应力影响深度最大的是（）。（A）矩形基础（B）方形基础（C）圆形基础（人为直径）（D）条形基础三、 名词解释（每小题2分，共10分）1.地基承载力 2.最大干密度 3.塑性指数土压力5.压实系数四、 计算题（每题10分，共60分）1•现场取环刀试样测定土的干密度，环刀容积200cm3，环刀内湿土质量380&，从环刀内取湿土32幺，烘干后干土质量为28g,试求土的干密度为多少？同一种黏土的两个试样，进行三轴压缩试验，试样1施加的周围压力为10。成，测得破坏时的主应力差为9\kPci,孑L隙水压力为40kPa；试样2施加的周围压力为2（）0kPci,测得破坏时的主应力差为184.5灯孔隙水压力为50kPa。求：（1） 土的有效抗剪强度指标。（2） 试样1破坏面上的有效正应力及剪应力。已知高度为6m的重力式挡土墙，墙背光滑、垂直、填土面水平，地下水位距挡土墙顶面3m，墙后填土为黏土，天然重度y=\8kNU，饱和重度y汕=20kN"黏聚力c=l5kPa，内摩擦角0=22°。求：（1） 主动土压力强度并绘制其分布图。（2） 主动土压力合力大小及其作用点距挡土墙底面的距离，并在图中进行标注。己知某地基从地表往下第一层为厚度（）・9m的杂填土，其黏聚力为7kPa、内摩擦角为20。、重度为17.673/0?,第二层为厚度6〃？的粉质黏土，其黏聚力为10kPa、内摩擦角为15。、重度为\9kN3、饱和重度为20kN/ 地下水位在地表下0.9m；当条形基础的底

面宽度为2m、埋深为1/n时，求：（1）地基的临塑荷载。（2）地基发生局部剪切破坏时的极限承载力（太沙基极限承载力系数N/=1.4,N：=2.4,N=7.9）O某桥墩基础，如图1.1所示，基础尺寸h=4mI=10/77,基础埋深d=2.0m,土层f重度y=19kN/m\*用轴力耳=4000S，弯矩M二2800W-m。试计算当外力作用在基础顶上和基k础底面时的基底压力。向力标准值Fk=1167・6kN，地基情况如图1.2所示，试用应力面积法（规范法）计算基础中点下的最终沉降量。图1.2图1.2柱下独立基础剖面图土力学》模拟试卷（二）、填空题（每空1分，共10分）若某土样的颗粒级配曲线较缓，则不均匀系数数值较，其夯实后密实度较。无黏性土坡的稳定性仅取决于土坡，其值越小，土坡的稳定区性越。当渗流方向向上且水力梯度大于水力梯度时，会发生流砂现象。单向偏心荷载作用下的矩形基础，当偏心距。时，基底与地基局部脱开，产生应力重分布。压缩系数％_2数值越大，土的压缩性越。墙背倾角为10。的仰斜挡土墙，若土对墙背的外摩擦角为18。，则主动土压力与水平面的夹角为。施工速度快、排水条件不度的地基，应该采用直剪试验方法测得的抗剪强度指标进行稳定性分析。某土样取土深度22m,己知先期固结压力为350kPa,地下水位4〃？，水位以上土的密度为1.85g/g3,水位以下土的密度为1.90g/w?,则该土样的固结比OCR=。二、名词解释题(每小题2分，共10分)土的结构 2.基底附加应力3.固结度4. 主动土压力5.自然休止角三、单项选择题(每小题2分，共20分)对工程会产生不利影响的土的构造为()。(A)层理构造(B)结核构造 (C)层面构造 (D)裂隙构造2•饱和重度为203厂的砂土，在临界水力梯度玲时，动水力顶大小为()。(A)IkN/ni3(B)2kN/m3(C)10kN/(D)2GkN1吊饱和黏土的总应力b、有效应力/、孔隙水压力〃之间存在的关系为()。(A)(7=a(B)a=u-(J(C)a=(7-u(D)"=cr+"某饱和黏性土，在某一时刻的有效应力图面积与孔隙水压力图面积相等，则此时刻黏性土的固结度()。(A) 33% (B) 50% (C)67% (D) 100%当摩尔应力圆与抗剪强度包线相离时，土体处于的状态是()。(A)破坏状态(B)安全状态(C)极限平衡状态(D)主动极限平衡状态6•某中心受压条形基础，宽2m、埋深1〃？、室内外高差0.6m，埋深范围内土的重度/=17W/m\若上部结构传来荷载F=40()kNJm,基底附加应力〃。为()。(A) 203.9刷(B) 205.1如(C) 209但(D) 215如如在开挖临时边坡以后砌筑重力式挡土墙，合理的墙背形式是()。

（A）直立（B）俯斜（C）仰斜（D）背斜根据库伦土压力理论，挡土墙墙背的粗糙程度与主动土压力&的关系为（）。（A）墙背越粗糙，虬越大，E“越大（B）墙背越粗糙，K〃越小，虬越小（C）墙背越粗糙，K“越小，旦越大（D）乩数值与墙背粗糙程度无关黏性土地基上的条形基础，若埋深相同，地基的极限荷载与基础宽度、地基破坏类型之间存在的关系是（）。（A） 基础宽度大，发生整体剪切破坏比局部剪切破坏的地基极限荷载大（B） 基础宽度小，发生整体剪切破坏比局部剪切破坏的地基极限荷载大（C） 基础宽度大，发生局部剪切破坏比整体剪切破坏的地基极限荷载大（D） 基础宽度小，发生局部剪切破坏比整体剪切破坏的地基极限荷载大某黏性土的内摩擦角9=5。，坡角”与稳定因素（N、=yH«/c）的关系如下：P(°)504030207.07.99.211.7当现场土坡高度H=3.9m,黏聚力c=\0kPa,土的重度y=20kN"安全系数为1.5,土坡的稳定坡角“为（）。（A）20° （B）30° （C）40° （D）50°四、计算题（每题10分，共60分）某工程岩土工程勘察中，取不扰动土样50cmL土样质量为95.15g，烘干后质量为75.05g,土粒比重为2.67,求此土样的天然重度、干重度、饱和重度、天然含水量、孔隙比孔隙率和饱和度。己知基础底面的形状和尺寸如图I.3所示，其上作用的均布荷载为P。，利用角点法写出图中。点下深度为5〃处的竖向附加应力表达式即附加应力系数的查表依据。表1.1均布矩形荷载角点下竖向平均附加应力系数"z/b表1.1均布矩形荷载角点下竖向平均附加应力系数"z/b1.02.03.04.0Ub=\A0.23130.18750.15100.1248l/b=\.60.23260.19120.15560.1294d某饱和黏性土试样在三轴仪中进行压缩试验，q=480APq, =200kPa,土样达极限平衡状态时，破坏面与大主应力作用面的夹角%=57。，试求该土样抗剪强度指标。某长方形基础的底面尺寸为2.1初x3.0〃?,埋深为1・5m。从地表往下第一层为厚度1.0〃？的素填土，黏聚力为5KPa,内摩擦角为30。，重度为\7kN〃第二层为厚度5.0〃？的黏性土，黏聚力为IQkPA,内摩擦角为20。，重度为18.4AN//，饱和重度为19.0AN/所\（1） 按太沙基理论求地基整体剪切破坏时的极限承载力P〃（取凯二\7・3,N/73,N=y4.7）；（2） 若地下水位上升到基础底面，假定土的抗剪强度指标不变，求地基的临界荷载儿，4。—土层厚10m，单面透水，施加荷载Ap=\20kPa«己知乌=1.0，压缩系数a=0.0005kPa~x,求：（1）土层的最终变形；（2）最终变形时对应的孔隙比；（3） 若荷载施加一年后，土层孔隙比。=0.96，求此时的固结度；（4） 若土层为双面排水，求土层孔隙比。=0.96时所需的时间。某挡土墙墙高H=10.0m,墙背直立、光滑，墙后填土水平，填土上作用有均布荷载q=20kPa,墙后填土分为两层：第一层为中砂，重度万=18.5即/〃己内摩擦角必=30。，层厚4=3.0〃？；第二层为粗砂，重度/=19.0W/m3，内摩擦角代=35。，地下水位在离墙顶6.0〃？・2位置，水下粗砂的饱和重度Y=20.OkN/m计算作用在此挡土墙上的主动土压强度和水压力、sal 0绘制出土压力、水压力分布图并求主动土压力合力、水压力合力。

附录土力学》模拟试卷参考答案附录土力学》模拟试卷参考答案《土力学》模拟试卷(一)参考答案一、填空题相对2.0.43.圆弧4.基本5.减小，减小6.破坏7.强，小8压缩二、单项选择题C2.B3.B4.A5.A6.A7.D8.A9.C10.D三、 名词解释1.地基承载力：指在保证建筑物安全可靠，并符合正常使用要求的前提下，地基土在单位面积上所能承受荷载的能力，用荷载强度表示。最大干密度：击实曲线峰值点所对应的干密度为最大干密度。塑性指数：土处在塑性状态时含水量的变化范围可用来衡量土的可塑性大小，含水量变化范围愈大，说明土的可塑性愈好，这个范围称为土的塑性指数。土压力：土压力是指挡土墙后的填土因自重或外荷载作用对墙背产生的侧压力，它分为静止土压力、主动土压力和被动土压力。压实系数：现场土质材料压实后的干密度与室内试验标准最大干密度之比称为压实系数。四、 计算题解：土样质量密度p=/w/V=380/200=1.9g/cw3土样含水率co=m/m=(32-28)/28=0.143wv土样干密度p.=一°一=1・9/(1+0.143)=1.66g/cm3'1+刃解：(1)试样1：<T'=(100-40)kPa=60kPaT3CT；=(100+91-40)kPa=151kPa其极限平衡条件为151=60tan?(45。+仞‘/2)+2c,tan(45°+//2)试样2：E=(200—50)kPa=150kPa,a；=(200+184.5-50)=334.5kPa其极限平衡条件为334.5=150tai?(45。+。'/2)+2c,tan(45°+9'/2)联合求解可得：c'=10kPa9'=20。。c\伊'也可以通过作图后直接从图上量出。2)试样1破坏面上的有效正应力、剪应力为：

<=(E+<=(E+M)a2(5-/)sin2=89.94如K二(Q；a)cos'=42.76刷解：1)幻二tai?(45。一仞/2)=0.455z=0(7= =-20.24kPacilz=3m(y=yhk—2cyfk八=4.33kPa(l2x}az=6m<7.3=(%h]+yh)k-2C—J八=17.98*〃22<;C2)z二之二=2・47m0E=[ix(3-2.47)x4.33+-(4.33+17.98)x3]kN/m=34.61kN/ma22合力作用点距墙底的距离z为：_(3—2.47)x4・33/2x[3+(3—2.47)/3]+4.33x3x3/2+(17.984.— 3471=1.18/77土压力分布如下图II.1所示。土压力分布如下图II.1所示。图IIJ土压力分布图（单位：kPa）4.解：1)临塑荷载为：q= =[17.67x0.9+(20-10)x0.1]kPa=1bkPci=》(ccogq)=勿(10xc《t；+16)+]kpa=48.89四c°W+虹兀伐硕15。+国〃勿/22)极限荷载为：2P〃=[N：+qN；+0.5ybN；=[0.667x10x7.9+16x2.4+0.5x(20-10)x2xl.4]kPa=105.07的解：1)外力作用在基础顶上，基底压力为：Fk+Gk4000+4x10x2x20zn1/1A/Dp,= 七= kPa=1AOkPaAA 4x10PAWX二Pa+令T40+|28°° =140+105=245妒〃W1x42x10Pwn=140—105=35心/2)外力作用在基础底面，基底压力为：4土=100刷AA4x10M2800八b4…e=——=---=0.7/??>—=—=0.67mF4000 66k2(F・+G七 2X4。。。=346.6®Pk.max 31。 3x10x(2-07)解：G=2x3x(1.2+0.15)x20=162kNkp.=Fk+Gk=22\.6kPaAPo=p._yd=(221.6-18x1.2)kPa=200刷m〃b=\・5,zlb=A云二0.12711+q1+0.5E= L= =6MPcisa0.25s=一八—a；z.二67.79mmE,s=(ps=74.57mms土力学》模拟试卷（二）参考答案一、填空题1.大、大2.坡角、高3.临界4〉b/65、高6.8° 7.固结不排水8.1.48二、名词解释题土的结构：土粒或土粒集合体的大小、形状、相互排列与联结等综合特征。基底附加应力：基底压应力与基底标高处原土层自重应力之差。3.固结度：指地基土层在某一压力作用下，经历时间，所产生的固结变形量与最终固结变形量之比值，或孔隙水压力的消散程度。主动土压力：挡土结构在荷载作用下远离填土方向移动，当土体达到主动极限平衡状态时，作用在挡土结构上的土压力。自然休止角：砂土堆积的土坡，在自然稳定状态下的极限坡角。三、单项选择题正确答案：（D）。提示：土中裂隙的存在会大大降低土体的强度和稳定性，增大透水性，对工程会产生不利影响。正确答案：（C）。提示：动水力也称渗流力，其计算公式为：j=iy,式中：，为水w头梯度，九为水的重度。临界水头梯度妇=//乙=（7嘉-入,）/*,，式中：/为土的有效重度；乙〃为土的饱和重度。正确答案：（C）。提示：饱和土的有效应力原理为：土的总应力b等于有效应力，与孔隙水压力〃之和。正确答案：（B）。提示：竖向固结度/为某一时刻沉降量与最终沉降量之比，也可以表示为，某一时刻有效应力图面积与总应力图面积之比，而总应力图形面积等于有效应力图面积与孔隙水压力面积之和。正确答案：（B）。提示：当莫尔应力圆与抗剪强度线相离时，说明土体中任一面上所受剪应力均小于土的抗剪强度，土体处于安全状态；当摩尔应力圆与抗剪强度线相切时，说明土体在切点所对应的面上所受剪应力等于土体抗剪强度，土体处于极限平衡状态；当摩尔应力圆与抗剪强度线相交时，土体处于破坏状态。正确答案：（C）。提示：基底附加应力p.=p-yd，式中：P为基底压应力，p=（F+G）/h（对条形基础，通常取l=\m）,F为上部结构传来的荷载；G为基础及上覆土自重，G=ybd；右为基础及上覆土平均重度，一般取20W/m3，但是在地下水位以下部分取G\OkN/m\七为深度范围内土的加权平均重度：矛为基础平均埋深；。为基础宽度；d为基础埋深，从天然地面算起。本题G=2xl・3x20kN/m=52kN/m,p勿：40。 =226kPa,p()=(226T7x1)WVz=209kPaokPa正确答案：(C)。提示：作用在挡土墙上的土压力大小与墙背形式有关，在其它条件相同时，墙背俯斜时，土压力最大，墙背仰斜时，土压力最小，墙背直立时，土压力居中。正确答案：(B)。提示：根据库伦土压力理论，主动土压力系数K“是填土的内摩擦角。、土对墙背的摩擦角S、墙背倾角Q和填土面的倾角”的函数，因此作用在挡土墙上的主动土压力大小与墙背粗糙程度有关，墙背越粗糙，土对墙背的摩擦角越大，主动土压力系数数值越小，主动土压力旦越小。正确答案：(A)。提示：当地基发生整体剪切破坏时，太沙基极限承载力p“ll•算公式为：p”二CNc+*,dNq+05ybN,.当地基发生局部剪切破坏时，基极限承载力p“计算公式为：p“=(2/3)C7V： +KdM+0.5/0V；,式中：强、％、N,和说、N；、N：分别为整体剪切破坏、局部剪切破坏承载力系数，根据土的内摩擦角确定；C为持力层土的黏聚力；b为基础埋深；/、七分别为持力层土的重度、埋深范围土的加权平均重度。因为局部剪切破坏比整体剪切破坏承载力系数小，而极限承载力与基底宽度成正比，所以，基础宽度大，发生整体剪切破坏比局部剪切破坏的地基极限荷载大。正确答案：(A)。提示：泰勒图表法常用于分析简单土坡的稳定性，为简化计算，引入了稳定因素N,,N、=yHc」C,式中/——填土的重度；c 填土的黏聚力；H――土坡的极限高度，安全系数K=H/H；cr crH——土坡高度。本题H=1.5x3.9=5.85m,N.=—=11.7,查表可知(3=20°cl四、计算题1.解：(1)天然重度p=m/v=95.15/50=1.90g/cm3；y=g-p=9.81x1.90=18.6kN/m3；天然含水量co=m/m=(95.15-75・05)xl00%/75.05=26.8%；wd干重度y=g•Pd=g•p/(1+0.01w)=9.81x1・90/(1+0.01x26.8)=14・7kN/m3：d孔隙比e=p(l+0.0「)/pT=2.67x(1+0.01x26.8)/1.90-1=0.782；w孔隙率〃二ex100%/(1+g)=0.782xlOO%/(1+0.782)=43.9%；饱和重度匕二g(《+e)/(1+e)=9.81x(2.67+0.782)/(1+0.782)=19.0kN/m3；有效重度/二g・(《一1)/(1+e)=9.81x(2・67-1)/(1+0.782)=9.2kN //n3；饱和度S二ty・Jx100%/e=26.8x2・67x100%/0.782=91.5%。f•>解：0点下的竖向附加应力表达式为6=(5%+%2-2%)p根据每个矩形的长宽比、宽深比查均布的矩形荷载角点下的竖向附加应力系数表:ac]:IJb=\、 z/b=5z//?=1.67a.:Ub=3、 z/b=5解：q=45。+史/2八=(57o—45o)X2=12oX2=24°ADsin67= RD(480-200)sin24°晋(480-200)sin24°晋34燮RD==sinpsin24°CCtan(p=-= ；—ROS— (…)341.5—3401.5c=tan(px1.5=tan24°xL5=0.445xl・5=Q.668kPa该土样达极限平衡状态时的抗剪强度指标(p=24°,c=0.668RP”4.解：(1)矩形基础的极限荷载应根据/,//值进行线性内插后计算W/=2.1/3=0.7p=l.14cN,+qNq+0.43奶,