土力学试题及答案-

1、 1. 2. 3. 4. 5. 第1章 .填空题 颗粒级配曲线越平缓，不均匀系数越大，颗粒级配越好。为获得较大密实度，应选择级 配良好的土料作为填方或砂垫层的土料。 粘粒含量越多，颗粒粒径越小，比表面积越大，亲水性越强，可吸附弱结合水的含量越 多，粘土的塑性指标越大一一 塑性指标Ip =Wl - Wp，它表明粘性土处于可塑状态时含水量的变化范围，它综合反 映了粘性、可塑性等因素。因此规范规定：10 :： I p乞17为粉质粘土，I p 17为 粘土 对无粘性土，工程性质影响最大的是土的密实度，工程上用指标 在粘性土的物理指标中，对粘性土的性质影响较大的指标是塑性指数 土的物理性质与工程分类 D

2、r来衡量。 I 6. 决定无粘性土工程性质的好坏是无粘性土的相对密度，它是用指标Dr来衡量。 W wp 7. 粘性土的液性指标IL，它的正负、大小表征了粘性土的软硬状态，规范 WL Wp 按Il将粘性土的状态划分为坚硬、硬塑、可塑、软塑、流塑。 10某砂层天然饱和重度sat = 20 kN/m3，土粒比重G 2.68，并测得该砂土的最大干重 度dmax -17.1 kN/m3，最小干重度 dmin -15.4 kN/m3,则天然孔隙比e为0.68，最大孔隙 比 emax =0.74，最小孔隙比 emin =0.57。 11. 砂粒粒径范围是 0.0752mm，砂土是指大于 2mm粒径累计含量不

3、超过全重 50%，而大 于0.075mm粒径累计含量超过全重50%。 12. 亲水性最强的粘土矿物是蒙脱石，这是因为它的晶体单元由两个硅片中间夹一个铝片组 成，晶胞间露出的是多余的负电荷，因而晶胞单元间联接很弱，水分子容易进入晶胞之间， 而发生膨胀。 二问答题 说明三相草图中 1 e 和的物理概念。 1 e 1 e 1 答： 丄代表单元土体中土骨架所占有的体积, 1 +e 体积。 液限仪测定。 1.说明土的天然重度 并比较同一土中的 代表孔隙在单元土体中所占有的 1 e 答： =mg V sat d -。 四、计算题 1.某地基土样数据如下：环刀体积 ，饱和重度 sat，浮重度 sat、 I

4、d的数值大小。 msVv V 和干重度 d的物理概念和相互关系， sat w ms-Vs% g， =g， ms r。 60cm 相对密度为2.71，试计算：天然含水量 3 ，湿土质量0.1204kg，土质量 w，天然重度 ，干重度d 0.0992kg，土粒 ，孔隙比e。 二加營 10720N/cm3 巴 g-002 10 = 0.01 6N/cm3 V 60 mw w 二 ms 0.1024-0.0992 0.0992 100% =11.3% ms Vs Gs 咤卫3二36 2.71 e讣导=喙皿9 Vs 2若原状土样的天然密度t =2.1t/m3，含水量w = 15%，土颗粒相对密度 Gs=

5、2.71，试 计算孔隙比e. 3 答：设 Vs =1m，ms mGsS =2.71 t mw = w ms = 0.15* 2.71 = 0.407 t ms +miw V 二 271.407 = 1.484 m3 2.1 VvV -Vs e = Vs Vs 弊二=0.484 3 测得沙土的天然重度 3 = 17.6kN /m，含水量 w 二 8.6%，土粒相对密度 Gs 二 2.66 , 最小孔隙比emin =0.462，最大孔隙比emax =0.71，试求沙土的相对密度。 答：设 Vs =1cm3 则 ms =VsGs 几=266g mw = wms = 0.086 2.66 = 0.22

6、9 g V- /g Vv V -Vs e = Vs ms mw266 .229.641cm3 1.76 Vs emax emin 卩341 丸.278 0.710.462 4.某干沙土样重度为 饱和度增加到40% , 3 16.6KN/m，土粒相对密度 Gs =2.69，置于雨中，若砂样体积不变, 求砂样在雨中的孔隙比。 答：设 Vs =1cm3 心吨乂=2.699 一苛=希|=1.62卅 e 乂 =1=0.62 VsVs 5某工地进行基础施工时，需在土中加水以便将土夯实，现取 土样1000g，测其含水量为20%，根据施工要求，将土的含水量增加20%，问应在土样内加 多少水？答：由 w =匹

7、100% 得 ms 二 m1 w) = 1000心 0.2) = 833g ms mw 二 m-ms =167g需加水量为 mw = 0.4msmw = 0.4* 833-167 = 166g 3 6.某工程地质勘察中，取原状土60cm ,重99.15g,烘干后重78.05g, Gs =2.67，求此土 的孔隙比和饱和度。答：mw =m-ms =99.15 -78.05 =20.65g Vw = mw / :w 二 20.65cm3 ms Gs 78.05 2.67 =29.23cm Vv e = Vs V -Vs Vs 60 -29.23 29.23 = 1.053 SV 20.65 60

8、-29.23 = 0.671 7某土样的干重度d =15.4kN/m3，含水量w = 19.3%，土粒相对密度ds = 2.73，求 饱 和 度 Sr 。 答 Vs = 1cm3 , 则m$ = GsVsw = 2.73g mw = wms = 0.193 2.73 =0.527g ms V s ms d /g 273 = 1.773cm3 1.54 mw Vw 二 w oVw Sr Vv 100%Vw100% V -Vs 0.527 68.2% 1.773-1 第二章地基土 的应力与变形 14.什么是基底压力？ 答：建筑物的荷载是通过自身基础传给地基的。基底压力是作用于基础底面上的荷载效应,

9、 它与荷载的大小和分布、基础的刚度、基础的埋深以及地基土的性质等多种因素有关。 16.地基变形按其特征分为哪几种？其定义是什么？ 答：分为瞬时沉降、固结沉降和次压缩沉降。 四、计算题 1. 土层分布如图，计算土层的自重应力，并绘制自重应力的分布图。 解：（1） 砂土： 设Vs1 =，则 ms1 =Vs1：wGs1 =2.65g mw1 = w1ms1 = 0.1 * 2.65 = 0.265 g mw1 Vw1 ： w =0.265 cm3 逛=0.699康 0.379 Sr 暮ms1 _ VsV w 1 g Vs1Vv1 (2)黏土 设 Vs2 -1 则m$2 二Vs2Gs2w =270g

10、= 1g=9.71KN/m3 10.699 mw2 =w2ms2 = 0.2* 2.70 =0.54 g 、，m$2 +mw2 V2 2 t 2.7+0.543 =1.76 cm 18.4/10 ms2-Vs2w 2.7-13 2g9.66 kN/m 2V a 1.76 2.某粉土地基 如图，测得 天然含 水量w=24% ,干密度 3 二 1.54t/m , 土粒比重 Gs =2.73，地面及地下水位高程分别为 35.00及30.00m，汛期水位将上升到 35.5m高程。 试求25.00高程处现在及汛期时的土的自重应力。当汛期后地下水下降到30.00高程（此时 土层全以饱和状态计）、25.00

11、m处的自重应力是多少？ 解：Vs =1, ms 二VsGsw =2.731 mw 二 wms 二 0.24 * 2.73 = 0.6 5 1. 解: V =匹=22 = 1.772 m3 Pd1.54 .ms -Vs 5 g V 曽 ms * mw g 二 2.73-13 g = 9.8 kN/m 1.772 2.73 0.655 g =19.1 kN/m V1.772 sat = w = 19.8 kN/m 3 现在的自重应力 Gm =260kPa 所以该点未剪损。 某饱和土样做三轴固结不排水剪切试验，测得剪切破坏时大主应力 二1、小主应力：3和 超孔隙水压力U,如下表所示，试用有效应力法和

12、总应力法确定C、-及c、。 (1)将二1、匚3代入粘性土的极限平衡条件 45。 2 2 -；3ta n J + 2ctan450显【得方程组 145=60 ta n2(450 +/2) +2cta n(450 +/2) J 223=100 tan2(450/2)+2ctan(450 +/2) 解得 =18.790 , c=9.99kPa. 将有效应力二；丁 1 -U、二3二二3 -u代入极限平衡 (kPa) 145 223 6 (kPa) 60 100 条件得u 41 59 2 104=19tan2(450 72) 2c tan(45 : /2) 彳 164=41 ta n2(450 +72)

13、 +2cta n( 450 +7 2) 彳 164=41 tan (45 解得* = 27.61, c = 1580kPa。 160kPa，如果对同种土进 3.对某饱和土试样进行无侧限抗压试验，得无侧限抗压强度为 行不固结不排水三轴试验，周围压力为180kPa，问总竖向压应力为多少，试样将发生 破坏？ 解: 总竖向压应力为；一 -；3亠乙宀=180 - 160 =340kPa时，试样发生破坏。 地基容许承载力； = Pu /k = 580.25/2 = 290.125kPa 而地基承受的均布荷载Pk =250kPa ：二=290.125kPa,所以地基处于稳定状 态。 第5章挡土墙的土压力计算

14、及稳定性分析 2 某挡土墙，墙背垂直光滑，墙高6m，墙后填土面水平，其上作用着连续均布荷载 q=25kPa, 填土分两层，第一层土为粗砂，天然重度！ =18.5kN/m3，内摩擦角 = 300，厚度 30 m =2m，第二层土为细砂，天然重度2 =19kN/m，内摩擦角 = 20，厚度h 4m。 地下水位距挡土墙基底 2m，饱和重度 sat =20kN/m3，试求： a) 绘出主动土压力和水压力分布图； b) 总的侧压力(土压力和水压力之和)的大小； 解：第一层填土顶面和底面的土压力强度为 =qKai =25 tan2(450 -300 /2) =8.33kPa 61 =(q1h1)Ka (25 18.5 2) tan2(45 -30 /2) =20.67kPa 第二层填土顶面的土压力强度为 ；a1 =(q1h1)Ka(25 18.5 2)tan2(45 - 20/2) 30.40kPa 水位面处的土压力强度为 a2 =(q +丫山 +Y2h2)Ka2 =(25+18.5汉2+19汉2廿曰n (450 丁 200 / 2) 8.83kPa