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第一章 土的物理性质及工程分类 思考题 1. 土由哪几部分组成？ 2. 土是如何形成的？土的结构有哪些？ 3. 土中水包括哪几种？结合水、毛细水有何特性？ 4. 土的物理性质指标有哪几个？其中哪些可以直接测定？常用测定方法是什么？ 5. 土的颗粒级配的划分依据哪两个指标？ 6. 土的颗粒级配试验有哪两种？ 7. 粘性土最主要的物理特征是什么？粘性土有哪些物理状态指标？如何测定土的塑限、 液 限？ 8. 无粘性土最主要的物理状态指标是什么？可用哪些参数来划分密实度？ 9. 理论上讲饱和度可否大于 100%？说明理由。 计算题 1. 某砂土样，其颗粒分析结果如表，确定土样名称。 粒径 mm 0.52 0.250.5 0.0750.25 0.050.075 0.010.05 0.01 粒组含量% 5.6 17.5 27.4 24.0 15.5 10.0 2. 某砂土的颗粒级配曲线， 10 d=0.07mm， 30 d=0.2mm， 60 d=0.45mm，求不均匀系数和 曲率系数，并进行土的级配判别。 3. 某土样土工试验成果如下：大于 0.075mm 累加含量为 40%， L =27%， P =19%， =22%， s G=2.7，=18 3 /mKN，确定土的名称及状态。 4. 击实筒（其体积为 1000cm3）内击实过的湿土质量为 1870g，当把这些土烘干后得干土 质量为 1677g， 已知土粒比重为 2.66。 试求其含水量、 重度、 干重度 d 、 孔隙比e、 孔隙率n、饱和重度 sat 、有效重度和饱和度 r s，并比较各重度的大小。 5. 某土的液限为 36%，塑限为 20%，含水量为 35%，求土样的塑性指数、液性指数，并 确定土样名称和状态。 6. 某砂土天然状态下的密度为 1.8 3 /cmg，含水率为 20%，土粒比重为 2.65，最大干密度 maxd =1.7 3 /cmg，最小干密度 mind =1.42 3 /cmg，求相对密度并判别密实度。 7. 某干砂试样的密度为1.66gcm3， 土粒比重 Gs2.69， 置于雨中， 若砂样体积不变， 饱和度增至 60时，试计算此湿砂的密度和含水量。 8. 已知某土样的土粒比重为 2.72，孔隙比为 0.95，饱和度为 0.37。若将此土样的饱和度提 高到 0.90 时，每 1m3的土中应加多少水? 9. 某砂土土样的密度为 1.77g/cm3，含水量为 9.8%,土粒比重为 2.67，烘干后测定最小孔隙 比为 0.461，最大孔隙比为 0.943,求该砂土的相对密实度。 第二章 渗透性及渗透变形 思考题 1.何为达西定律？其表达式如何？达西定律的适用条件是什么? 2.什么是土的渗透系数？影响土的渗透系数的原因是什么？ 3.什么叫渗透力？大小、方向如何确定？ 4.什么是管涌、流土?引起流土和管涌破坏的原因是什么？ 5.渗透变形的防治都有哪些工程措施？ 习 题 1.如图 2-16 所示，在恒定的总水头之下水自下而上透过两个土样，从土样 1 顶面溢出。 （1）以土样 2 底面 c-c 为基准面，求该面的总水头和静水头； （2）已知水流经土样 2 的水头损失是总水头差的 30%，求 b-b 面的总水头和静水头； （3）已知土样 2 渗透系数为 0.05cm/s，求单位时间内土样横截面单位面积的流量； （4）求土样 1 的渗透系数。 3030 30 加水 aa b b c c 土样1 土样2 图 2-16 习题 1（单位：cm） 2.在图 2-17 的装置中，土样的孔隙比为 0.7，颗粒比重为 2.65，求渗流的水力梯度达临界值 时的总水头差和渗透力。 25 加水 土样 h 图 2-17 习题 2-2（单位：cm） 3.某场地土层如图 2-18 所示，其中粘性土的饱和重度为 20.0kN/m3；砂土层含居压水，其水 头高出该层顶面 7.5m。 今在粘性土层内挖一深 6.0m 的基坑， 为使坑底土不致因渗流而破坏， 问坑内的水深 h 不得小于多少？ 粘性土 砂土 6.09.0 6.0 7.5 不透水层 图 2-18 习题 2-3 （单位：m） 4.将某粘土试样置于渗透仪中进行变水头渗透试验，当试验经过的时间t 为 1 小时时，测 压管的水头高度从 h1=310.8cm 降至 h2=305.6cm。已知试样的横断面积 A 为 32.2cm2，高度 l 为 3.0cm，变水头测压管的横段面积 A为 1.1cm2，求此土样的渗透系数 k 值。 5.将某砂土试样置于渗透仪中进行常水头渗透试验，已知试样的横断面积 A 为 55.2cm2，高 度 l 为 10.0cm， 水头高差为 1.6m， 达到渗流稳定后， 量得 10 分钟内流经试样的水量为 636cm， 求此土样的渗透系数 k 值。 6.在图2-19中， H1=11m， H2=2m， 板桩的入土深度是5m， 地基土的渗透系数是510-4cm/sec， 土的比重 Gs=2.69，孔隙率 n=39%。 (1) 求图中点 A 和点 B 的孔隙水压力。 (2) 求每 1m 板桩宽的透水量。 (3) 讨论板桩前发生流砂现象的可能性。 图 2-19 习题 6 第三章 地基中的应力计算 思考题 1.自重应力和附加应力是如何引起的？ 2.地下水对自重应力是否有影响？水位以下自重应力计算利用什么重度？ 3.基底压力是哪一部分受到的力？ 4.竖直偏心荷载基底压力分布形式有哪几种？ 5.什么要计算基底附加压力？ 6.附加应力沿深度方向分布有何特点？ 7.假设基底压力保持不变，若基础的埋置深度增加对土中的附加应力有何影响？ 习题 1.在地面作用一集中荷载 p =200kN，试确定： (1)在地基中 z=2m 的水平面上，水平距离 r=1、2、3 和 4m 各点的竖向附加应力 z 值， 并绘出分布图； (2)在地基中 r=0 的竖直线上距地面 z=0、1、2、3 和 4m 处各点的 z 值，并绘出分布图； (3)取 z =20、10、4 和 2kN/2，反算在地基中 z=2m 的水平面上的 r 值和在 r=0 的竖直线 上的 z 值，并绘出相应于该四个应力值的 z 等值线图。 2.今有均布荷载 P=100kN/m2，荷载面积为 2m2，如下图所示，求荷载面积上角点 A、 边点 E、中心点 O 以及荷载面积外 F 点和 G 点等各点下 z=1m 深度处的附加应力。并利用 计算结果说明附加应力的扩散规律。 习题 3-2 图 3.设半径 r=5m 的圆面积上， 作用有均布荷载 p=200kN/m2。 试确定圆心和圆周下深度 z= 2m 处 M 和 M点的附加应力。 4.柱下单独基础底面尺寸为32m2， 柱传给基础的竖向力F=1000kN， 弯矩M=180 kNm， 试按图中所给资料计算 p、 max p、 min p、 0 p，并画出基底压力的分布图。 5.柱基础底面尺寸为 1.21.0m2，作用在基础底面的偏心荷载 F+G =150kN。如果偏心 距分别为 0.1m、0.2m 和 0.3m。试确定基础底面应力数值，并绘出应力分布图。 习题 3-3 图 第四章 地基沉降计算 思考题 1.土体压缩体积减小的原因有哪些？ 2.表征土的压缩性大小的指标有哪些？简述测定方法。 3.简述应力历史对地基沉降变形的影响？ 4.分层总和法计算地基变形有哪些基本假定？ 5.试述分层总和法计算地基变形的步骤。 6.分层总和法和规范推荐法有何异同？从基本假定、分层厚度、采用指标、计算深度、 和结果修正等方面说明。 6.试述影响建筑物地基沉降的主要因素有哪些？ 7.何谓土的固结？土固结过程的特征如何？ 8.简述饱和粘性地基固结的过程和有效应力的变化。 习题 1.某原状土的室内侧限压缩试验见下表，求土的压缩系数 a1-2、压缩模量 Es1-2并判别土 1.2m 1.0m e F G+=150kN 62.5kN/m 2 187.5kN/m 2 （ ）b 250kN/m 2 （ ）c 333.3kN/m 2 （ ）d 0.9m （ ）a 习题 3-5 附图 的压缩性大小。 P(kPa) 50 100 200 400 e 0.964 0.952 0.936 0.914 2.已知某土体的初始孔隙比 e0，原始高度 H0，在 p1和 p2作用下土样稳定后的高度分别 为 H1和 H2，试用给出的符号表示 e1、e2和压缩系数 a。 3.某土层压缩系数为 0.50MPa-1，天然孔隙比为 0.8，土层厚 1m，已知该土层受到的平 均附加应力 z =60kPa，求该土层的沉降量。 4.粘性土地基的附加应力可简化为直线分布，上下层面处的附加应力分别为 300kPa 和 100kPa，粘性土的压缩性如下表所示。试计算粘土层的变形量。 p (kPa) 50 100 200 300 e 0.80 0.765 0.740 0.730 图 4-23 习题 4 附图 5.某饱和粘性土层，厚度 10.0m，孔隙比 e=0.80，压缩系数 a=0.25MPa-1，渗透系数 k=2.0cm/y，上下均为砂土层，基底压力在粘土层上下层面出引起的附加压力分别为 200kPa 和 100kPa，固结度与时间因数的关系如下表所示。求（1）加荷一年后地基的变形量， （2） 固结度达到 0.8 时所需要的时间。 Ut 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 TV 0.197 0.287 0.403 0.567 0.848 6.厚度 h=10m 的粘土层，地面上作用大面积荷载 p=157kN/m2。上覆透水层，下卧不透 水层。已知粘土层的初始孔隙比 e1=0.8，压缩系数 a=0.00025kPa-1，渗透系数 k=0.02m/y。试 求：(1)加荷一年后的沉降量 st；(2)地基固结度达 Ut=0.75 时所需要的历时 t；(3)若将此粘土 层下部改为透水层，则 Ut=0.75 时所需要历时 t。 7.在不透水地基中可压缩土层上， 填5m厚的饱和软黏土， 已知软粘土的重度为18kN/m3， 压缩模量为 1500kPa，固结系数 Cv=19.1m2/y，试求： （1）软黏土在自重作用下平均固结度 达到 0.6 时产生的沉降量； （2）当软黏土固结度为 0.6 时，在其上填筑路堤，路堤引起的附 加应力各点相等为 120kPa，即为矩形分布。求路堤填筑后 0.74 年，软土又增加了多少变形 量？（计算中不考虑施工期的固结影响，路堤为透水的。 ） 第五章 土的抗剪强度 思考题 1.写出库仑定律的表达式。 2.土的抗剪强度指标有哪些？ 3.影响土抗剪强度指标的因素主要有哪些？ 4.土的抗剪强度的构成有哪两个方面？ 5.土的抗剪强度的测定方法有哪些？ 6.地基承载力的确定方法有哪些？ 习题 1.设粘性土地基中某点的主应力KPa300 1 ,KPa75.123 3 ，土的抗剪强度指标 KPac20， 26，试问该点处于什么状态？ 2.已知地基中某点的应力状态，KPa280 1 ，KPa 5 . 73 3 ，土的抗剪强度指标 KPac1 .42， 42 。试判断该点是否产生剪切破坏？ 3.某土样进行三轴剪切试验，剪切破坏时，测得KPa005 1 ，KPa100 3 ，剪切 破坏面与水平面夹角为 60，求： （1）土的 C、； （2）计算剪切面上的正应力和剪应力。 4.某土的内摩擦角和凝聚力分别为=25 ，C=15Kpa，KPa100 3 ，求： （1）达到 极限平衡时的大主应力 1 ； （2）极限平衡面与大主应力面的夹角； （3）当KPa280 1 ， 土体是否发生剪切破坏？ 第六章 土压力 思考题 1.什么是主动土压力、被动土压力和静止土压力？三者的关系是什么？ 2.郎肯土压力理论的基本假设是什么? 3.库伦土压力理论的基本假设是什么？ 4.郎肯土压力理论和库伦土压力理论有何区别？ 习题 1.挡土墙高 6m，墙背垂直，光滑，墙后填土面水平，填土重度 18kN/m3，饱和重度为 19kN/m3，内聚力 c=0，内摩擦角=30，求： (1) 墙后无地下水时的主动土压力分布与合力； (2) 挡土墙地下水位离墙底 2m 时，作用在挡土墙上的主动土压力和水压力。 2.挡土墙高 4.5m，墙背垂直、光滑，墙后土体表面水平，土体重度=18.5kN/m3， c=10kPa，=25，求主动土压力沿墙高的分布及主动土压力合力的大小和作用点位置。 3.挡土墙高 5m， 墙背倾斜角 （俯斜）=20， 填土倾角=20， 填土重度=19.0kN/m3， c=0kPa，=25，填土与墙背的摩擦角=15，用库仑土压力理论计算： （1）主动土压力的大小、作用点位置和方向； （2）主动土压力沿墙高的分布。 第七章 土坡稳定 思考题 1. 土坡稳定分析的条分法原理是什么？ 2. 什么叫最危险圆弧滑动面？如何确定最危险圆弧滑动面？ 习题 1.某简单粘土土坡高 8m，边坡坡度为 1:2，土的重度 =17.2kNm3，粘聚力 c=5kPa，内 摩擦角=19，先确定最危险滑动面圆心位置，再用条分法计算土坡的稳定安全系数 K。 第八章 地基承载力 思考题 1.进行地基基础设计时，地基必须满足哪些条件？为什么？ 2.地基发生剪切破坏的类型有哪些？其中整体剪切破坏的过程和特征怎样? 3.确定地基承载力的方法有哪几类？ 4.确定地基极限承载力时，为什么要假定滑动面？各种公式中，你认为哪些假定较合 理？哪些假定可能与实际有较大的差异？ 5.临塑荷载 pcr的物理意义是什么？ 6.为什么地基的极限荷载有时相差悬殊？什么情况下地基的极限荷载大？什么情况下 地基的极限荷载小？极限荷载的大小取决于哪些因素？其中什么因素对极限荷载的影响最 大？ 7.试述整体剪切破坏各阶段土中应力、变形及 p-S 曲线的变化情况? 8.简述地基破坏的形式。 9.如何确定 p1/4？ 10.影响极限荷载和地基承载力的因素。 11.有一种观点认为地基承载力是一定值，即仅取决于土的类别和状态。你如何看待这 一观点？ 习题 1.某条形基础，底宽=1.5，埋深=2，地基土的重度 =19kN/m3，抗剪强度指标 为c =20kPa， =200，试求：（1）该地基的pcr和p1/4值；（2）若地下水位上升至地表下1.5 ，承载力有何变化（即p1/4又是多少）？ 2.有一条形基础，底宽b =3m，基础置于均质粉土地基中，埋深d =1m，地下水位在基底 下2m处，粉土地基重度=18kN/m3，饱和重度sat =20kN/m3，c=5kPa， =300，试分别求（并 分析这些结果的差异） （1）p1/4和p1/3； （2）按太沙基公式求极限承载力（基底光滑）； （3）按太沙基公式求极限承载力（基底完全粗糙）； （4）若地下水位上升至基底面，按太沙基公式，极限承载力变化了多少？ 3.地基条件如2题， 改基础底宽b =4m， 基础埋深d =1.5m。 另已知粉土地基含水量w=25%， 孔隙比e =0.85。 （1）按GB50007-2002规范求地基承载力设计值； （2）若取安全系数 Fs =2.5，按太沙基公式（基底完全粗糙）求承载力设计值。 4.某办公楼采用转混结构条形基础。