土力学期末复习习题17

1、第一章土的三相组成1- 1.取干土重5.10N ,通过筛分和水分法测得其结果如表第11题答案1- 1。要求1)绘制土的级配曲线； 2)确定不均匀系数 1Cu,并判断其级配好坏。表1-1颗粒分析成果表粒径(mm)>22-0.50.5-0.250.25-0.1<0.1<0.05<0.005重量(N)00.351.252.51.00.830.271- 2.三种土的土颗粒级配分布曲线如下图所示，回答下列说法哪些是正 确的？1) A的不均匀系数比B大；第12题答案2) A的有效粒径比B大;3) C所含的粘粒百分率最多1- 3 从干土样中称取1000g的试样，经标准筛充分过筛后称得

2、各级筛上留下来的土粒质量如下表所示。试求土中各粒组的质量的百分含量，与小 第1-3题答案 于各级筛孔径的质量累积百分含量。筛分析试验结果第2页筛孔径（mrj）2.01.00.50.250.075底盘各级筛上的土粒质量（g）100100250350100100第二章土的物理性质与工程分类32-1.某地基土试验中，测得土的干重度丫d=15.7KN/m,含水量3 =9.3%,土第2-1题答案粒比重GS=2.71。求:该土的孔隙比e、孔隙度n及饱和度Sr。2- 2.某地基土样数据如下：环刀体积为60cm,湿土质量0.1204kg，土质量0.0992kg，土粒相对密度为2.71，试计算：天然含水量3,天

3、然重度 丫，干重度丫 d，孔隙比题答案|32-3.测得砂土的天然重度丫= 17.6KN/m，含水量3= 8.6%,比重ds= 2.66， 最小孔隙比emin = 0.462，最大孔隙比emax= 0.71，试求砂土的相对密度 D。第2 - 3题答案2- 4.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。售I增加水量43.5g2-5.某工程勘察中，取原状土 60cnt重99.15g，烘干后重78.05g，比重2.67，求此土的孔隙比饱和度。丨舛建e=1.05，Sr=68.7%。2- 6.已知某地基土

4、试样有关数据如下：天然重度丫 = 18.4KN/m3;干重度丫 d= 13.2KN/m3。液限试验，取湿土 14.5g，烘干后重10.3g。搓 条试验：取湿土条5.2g，烘干后重4.1g，求：（1）确定土的天然含水量，第2页塑性指数和液性指数；（2）确定土的名称和状态。=39.4%,p=26.8%,1=40.8% , Ip=14，粉质粘土，11=0.9，软塑状态。2-7.从甲、乙两地土层中各取出土样进行试验，液限3 l=40%塑限3 p=25%但甲地的天然含水量3=45%而乙地的3 =20%是求甲、乙两地的地基土的液性指数Il各是多少？判断其状态，哪一个地基的土较好丄垂幻IIA=1.33，II

5、B=-0.33 ，乙地基好。2-8.已知某软土地基的天然含水量3=40%塑限、液限试验测得：3 L=35%3 =18% lp=17%。使用塑性图法对它们进行分类、并定出土的名称。更却I低液限粘土（ CL）。2- 9.某饱和土样，其液限3 l=42%塑限3 p=20%含水量3 =40%天然密度丫 =18.2KN/m3，求 II、e、Ps各为多少？ Ie=1.08，Il=0.9 ，Ps=2.71 。第三章 土中应力计算3- 1.某土层物理力学性质指标如下图，试计算下述两种情况下土的自重 应力。（1）没有地下水；（2）地下水在天然地面下1m位置。I （1）0，37.2，91.5kPa ; （2）0，

6、18.6，27.4，52.6kPa。3-2.试计算下图所示地基土中的自重应力分布。I彗垮赛3- 3.已知某均布受荷面积如下图所示，求深度10m处A点与O点的竖向附加应力比值。（用符号表示）1zo=O.412p°, zA=0.08p°,比值0.1943- 4.分别计算下图中O点下，z= 3m深处，不考虑相邻条基和考虑相邻条 基影响时的附加应力（基底附加压力均为150kPa）考虑z0=43.8kPa，不考虑 z0=64.8kPa。3- 5.房屋和箱基总重164000kN（见下图），基础底面尺寸为 80mX 15m，埋 深多少时，基底附加压力为 0?丨舛迭18.85m。3-6.某

7、条形基础（见下图），宽3m,求中点下0.75m、1.5m、3.0m、6.0m以及深0.75m处水平线上A、B、O B'、A点的附在力 a z（均要求列表 计算）并绘出两个方向的竖向分布图。中心点：0.75m处z=192kPa,1.5m 处 164，3.0m 处 110， 6m处 62kPa。0.75m 处水平线上 zA=100kPa, zB=180kPa, zO=192kPa, zB1=180kPa, zA1=100kPa,3-7.如下图所示，某矩形荷载 p = 200kPa作用于地表面，矩形面积尺寸为AX B= 105m。已知角点下z= 10m深处N点的a戶24kPa，求矩形中点以

8、下z = 5mM点处的竖向附加应力。埜I z=96kPa,3-8.某基础地面尺寸为20mX 10m，其上作用有24000KN竖向荷载，计算:（1）若为中心荷载，求基底压力；（2）若合力偏心距ey=0，ex=0.5m，求x轴上两端点的基底压力p=120，pmax=156kPa, pmin=84kPa。3-9. 如下图所示，求A、B二点处的总压力，有效应力，孔隙水压力心* I A 点： =95kPa,' =45 kPa, u =50kPa。B点：=209kPa,=99 kPa , u =110kPa。第四章土的压缩性和地基沉降计算4-1.已知原状土样高h=2cm,截面积A=30cm，重度丫

9、 =19.1kN/m3，颗粒比重ds=2.72，含水量3 =25%进行压缩试验，试验结果见下表，试绘制压 缩曲线，并求土的压缩系数a1-2值。，1-2=0.38MPa-1。压力P(kPa)050100200400稳定时的压缩量厶h(mm)00.4800.8081.2321.7354-2.如图所示，测得C点的前期固结压力pc = 125.4kN/m2，试判断其天 然固结状态。丨義Icz=70.8 kPavpc，属超固结土。4-3.有一高2cm,横截面积为50cm的饱和土样，压缩试验数据见下表垂直压力强度0100200(kPa)压缩量(mm)00.9261.500试验前土样饱和重量为 1.736N

10、，试验后干土重为1.166N，土颗粒G=2.70,求0100, 100200kPa间的压缩系数，与 100200kPa间的压缩模量，并判断其压缩性。丨艺IB I e 0=1.269 , ei=1.164 , e2=1.099 ,o-i=1.05MPai1,-1i-2=0.658MPa ,曰-2=3.33MPa。4-4.已知土样直径为12cm,高为3cm,在有侧限压缩仪中做压缩试验，原始孔隙比为1.35。当施加荷载pi=100kPa时，孔隙比为1.25,p 2=200kPa时, 孔隙比为1.20，试求土样在两级荷载作用下压缩变形和压缩系数。金只右 Ip1 时，s1=0.128cm，1=1.0MP

11、a-1， p2 时，s1=0.191cm，-12=0.5MPa-1。4- 5.在天然地表上作用一大面积均布荷载p = 54kPa，土层情况见下图，地下水位在地表下1m处，其上为毛细胞和带，粘土层的压缩曲线见e-p曲线图，粗砂土的压缩量可忽略不计，试求大面积荷载p作用下，地表的最终沉降量（要求采用分层总和法，按图示分层计算）。至壅!第一 层 s1=76.9mn，第二层 s2=58.1mnr，s=135mm4- 6.某中心荷载下的条形基础，宽 4m荷载及地基（为正常固结土）的初始孔隙比及压缩指数如图，试计算基础中点的沉降值。s1=201.5mm， s2=77mm s=278.5mm。4- 7.如图

12、所示，基底面积3.6mx2m基底附加压力129kPa，埋深d= 1.0m，地面以上荷重F= 900kN,地基为粉质粘土，试用规范法计算沉降量。（取Zn= 4.4m） lx I s=44.6mm。4-8.有一矩形基础，底面尺寸 4mK 8m,埋深2m,受4000kN中心荷载（包 括基础自重）的作用，地基为粉砂层，丫 = 19kN/m3,压缩资料如下表所示， 试用分层总和法计算基础的最终沉降量。至S s=81.8mm。压应力（kPa）50100150200孔隙比0.6800.6540.6350.6204- 9.厚6m的一层粘土夹于厚砂层之间，当以原状粘土试件作固结试验时，2h内固结完成了 80%，

13、试件高度为4.0cm，仅上面排水，试求此地基粘土 层固结80%所需的时间。丨诒毬J t=1.28年。4-10.某饱和粘土层厚8m,受大面积荷载p=120kPa作用，该土层初始孔隙 比e=1.0，a = 0.3MPa-1，K=18cm年，在单面排水条件下问加荷一年的沉 降量为多少？丨却畫I st=70.6mm。4-11.某地基软土层厚20m，渗透系数1 x 10-6cm/s，固结系数0.03cm7s其表面透水，下卧层为砂层。地表作用有98.1kPa的均布荷载。设荷载瞬时施加，求：（1）固结沉降完成1/4时所需时间（不计砂层的压缩）。（2）. 年后地基的固结沉降。.若软土层的侧限压缩模量增大一倍，

14、渗透系数缩小一倍，地基的固结沉降有何变化？4缶却I t=12.14天，st=60.2cm，不变。第五章土的抗剪强度5- 1. 一组直剪试验结果如下表所示，试用作图法求此土的抗剪强度指标C© 值，”卷諾 IC 201kPa,25法向应力(kPa)100200300400抗剪强度(kPa)671191612515-2. 种土，测得其 C= 9.8kPa ,©15°，当该土某点280kPa,T =80kPa时，该点土体是否已达极限平衡状态。】舞I義I f=84.8kPa=80kPa,该点处于弹性平衡状态。5- 3.有一含水量较低的粘土样，做单轴压缩试验，当压力加到90k

15、Pa时,土样幵始破坏，并呈现破裂面，此面和竖直线成35°角，试求内摩擦角©和粘聚力 C。I 義C=31.5kPa ,=20。5-4. 一粘土样进行固结不排水剪切试验，施加围压c3=200kPa，试件破坏时主应力差c i -a 2 = 280kPa,如果破坏面与水平夹角口= 57°，试求 内摩擦角及破坏面上的法向应力和剪切力。丨去I =24 ,=283kPa,=127.9 kPa。5- 5.对某饱和试样进行无侧限抗压试验，得无侧限抗压强度为160kPa,如果对同种土进行快剪三轴试验，周围压力为180kPa,问总竖向压应力为 多少，试样将发生破坏？ 亦斗虫I i=34

16、0kPa5- 6.某中砂试样，经试验测得其内摩擦角©=30 °，试验围压c 3 =150kPa,若垂直压力c i达到200kPa时，试问该土样是否被剪坏。1岭咨 未破坏。5-7.对一饱和原状土样进行固结不排水试验，破坏时测得c 3= 200kPa,c 1c 2= 400kPa，孔隙水压力u=100kPa,试样的破裂面与水平面的夹角为58°,求：孔压系数A;有效应力强度指标 C'、A=0.25 ,C =76.2kPa,' =26。5- 8.饱和粘性土试样在三轴仪中进行固结不排水剪切试验，施加的围压c 3是196kPa,试样破坏时的主应力差c ic 3

17、 = 274kPa,测得孔隙水压力 u=176kPa,如果破裂面与水平面成口= 58°角，试求破坏面上的正应力、 剪应力、有效正应力及试样中的最大剪应力。业音義I=273kPa,=123kPa,' =97kPa,=137 kPa。5- 9.某饱和粘土的有效内摩擦角为30°,有效内聚力为12kPa,取该土样作固结不排水剪切试验，测得土样破坏时c3= 260kPa,c ic 3=135kPa,求该土样破坏时的孔隙水压力。丨罐睦I u=213.3 kPa5-10.某饱和粘性土在三轴仪中进行固结不排水试验，得c' =0,©'=28°。如果

18、这个试件受到c i=200kPa和c 3=150kPa的作用，测得孔隙水 压力u=100kPa,问该试件是否被压坏？盖1未破坏。5-11.某土的压缩系数为0.16kPa-1，强度指标C=20kPa © = 30°,若作用在土样上的大、小主应力分别为350kPa和150kPa,问该土样是否破坏?为什么？若小主应力为100kPa,该土样能经受的最大主应力为多少？多空右I不破坏，1=369.3 kPa第六章挡土墙土压力计算6- 1.求下图所示挡土墙超载情况下的被动土压力及分布（用朗肯公式）心* I Ep=1251.4kN/m。6-2.已知挡土墙高 H=10m 墙后填土为中砂，丫=

19、 18kN/m3,Y = 18kN/m3,©= 30°墙背垂直、光滑，填土面水平。计算总静止土压力E0,总主动土压力Ea;当地下水位上升至离墙顶6m时，计算墙所受的Ea与水压力Pw。土翌JE0=450kN/rr, Ea=300kN/m 地下水上升后，Ea=278.7kN/m,水压 力 pw=80kn/m。6- 3.下图所示的挡土墙，墙背面倾角£= 30°，墙高5m,墙后无粘性土的比重丫 = 17.6kN/m3，内摩擦角©= 30°。试用Coulumb土压力理论计算总的主动土压力的大小、方向和作用点的位置。取e o=e = 30芬空冬

20、I Ea=147kn/m。6- 4 计算作用在下图所示挡土墙上的被动土压力分布图及其合力（墙背垂直、光滑，墙后填土面水平）。丨 吨医Ep=1281.8kN/m，合力作用点x=2.3m。6- 5.某挡土墙高7m,墙背竖直光滑，墙后填土面水平，并作用均布荷载q=20kPa,填土分两层，上层 丫 1= 18.0kN/m3，e 1= 20°， C1=12.0kPa; 下层位于水位之下，丫 sat = 19.2kN/m3， e 2=26°， C2=6.0kPa。试求墙 背总侧压力E及作用点位置，并绘制压力分布图。丨苗金务E=215.64kPa， 作用点x=1.936m。6- 6.某重

21、力式挡土墙高6m墙后填土面水平，作用在填土面上的大面积均 布荷载20kPa,墙后填土有两层，上层为粘性土并夹带部分砂、砾石，厚3m C=10kPa e= 30°, 丫 = 18.0kN/m3 ;下层为粉质粘土，厚 3m, C=11kPae= 28°，y = 17.2kN/m3。地下水位在墙顶以下 4m,试求：作用在墙背 的主动土压力、水压力和总压力，并绘图表示其分布。（合力作用点不要求）主动土压力 Ea=73.3kN/m，pw=19.6kN/m，总压力 P=92.9kN/m。6- 7.某挡土墙高5m墙背直立、光滑、墙后填土面水平，共分两层，各土层的物理力学性质指标如图所示，

22、填土面上有均布荷载q=10kPa,试求主动土压力的分布图。丨I E=104.4kN/m。6-8. 挡土墙墙背垂直光滑，填土面水平，且作用一条形均布荷载，计算 作用在墙背的主动土压力 Ea。I却唾Ea=214.74kN/m6-9.某挡土墙如图所示，已实测到挡土墙墙后的土压力合力值为64kN/m。试用朗肯土压力公式说明此时墙后土体是否已达到极限平衡状态，为什么？E0=132kM/m, Ea=56.9kN/m，实测土压力 E=64kN/m介于 Ea和E0之间，所以没有达到极限平衡状态。第七章土坡稳定性分析7- 1.计算下图中土条的滑动力距与抗滑力距(考虑渗流力作用)。其中R=100m a = 30

23、°, h1=3m h2=2m h3=1m b=5m 浸润线以上土丫= 18kN/m3, 以下丫 sat = 20kN/m3,28°，C=10kPa(丫 w= 10kN/m3)。乜违 滑动力矩 Ms=7800kN/m，抗滑力矩 Mr=16818.32kN/m。7-2.某边坡，© = 25 ° (tan ©= 0.466 )，C=15kPa 稳定计算当 R=50rg弧长 L=80m时求得工丫 hibcos a i = 3200kN/m,工丫 hibsin a i = 1620kN/m,渗流力J=750kN/m,对圆心力臂Ij=40m，求稳定安全系数

24、Fs=1.21。7- 3.已知土坡某土条滑动面上的平均孔隙水压力u=10kPa。其他数据下图所示，分别用总应力法和有效应力法求该土条下滑力Ts和抗滑力Tf,判断该土条是否稳定？ 至超盯下滑力Ts=656.25kN/m，抗滑力：总应力法Tf=771.72kN/m,有效应力法Tf' =508.17kN/m，总应力法稳定，有效应力法不稳定。参数：h1=4m, h2=5m, b=5m 丫 1 = 17.5kN/m3，丫 2= 18.5kN/m3 ;a = 30°,e 1 = i5°,e 2=20°,e = 25°,e = 30°；C1=C2=C

25、 仁C 2=20kpa。7- 4.已知土的内摩擦角=20°,粘聚力 C=5kPa重度丫= 16.0kN/m3若边坡为1： 1.5 (a = 33° 4T)，试用下图确定土坡的极限高度Ho巨1壅8.22m。7-5.某工地欲挖一基坑，已知坑深 4m 土的重度丫= 18kN/m3,粘聚力 C=10kPa内摩擦角=10°。若要求基坑边坡稳定安全系数为 k=1.20 , 试问边坡的坡度设计成多少最为合适。药g冬I坡度为1： 1o 7-6. 一均质土坡，坡高 5m坡度1： 2 (如图)，土的重度丫= 18kN/m3,粘聚力C=10kPa内摩擦角=15°试用瑞典条分法

26、计算土坡的稳定安全系数。亘壅Fs=1.518 o7- 7. 土坡的外形尺寸同上。设土体重度丫=18kN/m3,粘聚力C=10kPa内摩擦角=15°o试用简化毕肖普法计算土坡的稳定安全系数。ZmUFs=1.64。7-8. 一砂砾土坡，其饱和重度丫= 19kN/m3,内摩擦角=32°,坡比1：3。试问在干坡或完全浸水时，其稳定安全系数为多少？又问当有顺坡向渗流时土坡还能保持稳定吗？若坡比改成 1: 4,其稳定性又如何?心* 丨1.88，0.89，1.18。18.93kN/m3，粘聚力7- 9.已知有一挖方土坡，土的物理力学指标为丫 =C=11.58kPa,内摩擦角=10

27、6;。试问：(1)将坡角作成a= 60 °，在保证安全系数K= 1.5时，最大坡咼为多少?(2)如挖深6m,在保证安全系数 K=1.5时，坡角最大能作成多大?- 12.63m，18.5。C=5kPa ©= 20°丫= 16kN/m3,求土坡安7- 10.某均匀土坡坡角，土的全高度 H。H=12m第八章地基承载力计算8-1. 一条形基础宽度1m 埋深为2m，地基为砂土，其 丫 = 19.5kN/m3，©=40°，C=0,试分别求相应于基底平均压力为400kPa、500kPa、600kPa时地基内塑性变形区的最大深度。少-0.12m , 0.4m,

28、 0.92m。8- 2.已知均布荷载条形基础宽为 2m,埋深为1.5m，地基为粉质粘土，其©= 16°, C=36kPa，丫 = 19kN/m3,试求：(1)地基的 和 P/4。(2)当P=300kPa时，地基内塑性变形区的最大深度。仝汽士 pcr=248.89kPa ,p1/4=254.48kPa, Zmax=1.88m。8- 3.图示条形基础，基础底面宽b=2.0m,作用于地基处的轴向荷载 N沿基础长度方向每米200kN,地基土有关指标见图，地基为均质粘土，试判别 地基中A点是否在塑性变形区的边界线上 (土的侧压力系数 Ko假设为1.0) 宀去I没有。8- 4.有一条基础，宽度b=3m埋置深度为1.5m。地基土 丫 = 19kN/m3, 丫 sat =20kN/m3, C=10kPa ©= 10°。试求(1)地基的塑性荷载 P1/4 和 P1/3 ;(2)若地下水位上升至基础底