土力学试题及答案

1、百度文库- 让每个人平等地提升自我第 1 章土的物理性质与工程分类一填空题1 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。2 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3 塑性指标 I p wLw p ，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 17 为粉质粘土， I p17 为粘土4 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e、 D r 来衡量。5 在粘性土的物理指标中，对粘性土的性质影响较大

2、的指标是塑性指数I p 。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D r 来衡量。7 粘性土的液性指标 I LwwpwL，它的正负、 大小表征了粘性土的软硬状态，规范wp按 I L 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sat20 kN/m 3，土粒比重 G s2.68 ，并测得该砂土的最大干重度d max17.1 kN/m 3，最小干重度d min15.4 kN/m 3，则天然孔隙比e 为，最大孔隙比emax，最小孔隙比emin。11砂粒粒径范围是2mm ，砂土是指大于2mm 粒径累计含量不超过全重50%，而大于0.075mm 粒径累计

3、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和e的物理概念。1e1e答：1代表单元土体中土骨架所占有的体积，e代表孔隙在单元土体中所占有的1e1e体积。液限仪测定。11百度文库- 让每个人平等地提升自我1 说明土的天然重度，饱和重度sat ，浮重度和干重度d 的物理概念和相互关系，并比较同一土中的、sat 、 d的数值大小。答 ：m g，satmsVVwg，msVs w g，dms。VVVVsatd。四、计算题1 某地基土

4、样数据如下：环刀体积60cm3,湿土质量0.1204kg，土质量0.0992kg，土粒相对密度为，试计算：天然含水量w，天然重度，干重度 d ，孔隙比 e 。m0.1204103ms0.09923g600.020N / cmdVg60100.0165N / cmVwmw0.10240.0992100%11.3%ms0.0992Vsms0.0992 1033Gs2.7136.6cmeVvVVs60 36.6VsVs0.63936.62若原状土样的天然密度2.1t / m3 ，含水量 w15% ，土颗粒相对密度G s =，试计算孔隙比 e.答：设 Vs1m 3， ms G s w2.71tmwwm

5、s0.15 * 2.710.407 tVmsmw2.710.4071.484 m32.1eVvVVs1.484 10.484VsVs13测得沙土的天然重度17.6kN / m3，含水量 w8.6% ，土粒相对密度G s2.66，最小孔隙比 emin0.462 ，最大孔隙比 emax0.71 ，试求沙土的相对密度Dr 。22百度文库- 让每个人平等地提升自我答： 设 Vs1cm3则 ms Vs Gs w 2.66 gmwwms0.0862.660.229 gVmmsmw2.660.2291.641cm3/ g1.76eVvVVs1.6411VsVs10.641D remaxe0.710.641e

6、maxemin0.710.2780.4624某干沙土样重度为m3,土粒相对密度 G s2.69 ，置于雨中，若砂样体积不变，饱和度增加到 40%，求砂样在雨中的孔隙比。答：设 Vs1cm3msw GsVs 2.69gVms2.691.62 cm3d1.66VvVVs0.625.某工地进行基础施工时，需在土中加水以便将土夯实，现取eVsVs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mw多少水？答：由 w 100% 得 ms m /(1 w) 1000 /(1 0.2) 833g msmwmms167 g需加水量为mw0.4msmw0.4 * 83

7、3167166g6. 某工程地质勘察中，取原状土60cm 3 ,重 99.15g，烘干后重78.05g， G s2.67 ，求此土的孔隙比和饱和度。答： mw mms99.15 78.05 20.65gVwmw /w20.65cm3Vsms78.0529.23cm3G s2.67wVvVVs6029.231.053Vw20.650.671eVs29.23Sr60VsVv29.237某土样的干重度d15.4kN / m3 ，含水量 w 19.3% ，土粒相对密度d s2.73 ，求饱和度Sr。答：设Vs1cm3，则 msG sVsw 2.73 g33百度文库- 让每个人平等地提升自我mw wms

8、0.193 2.730.527gmsms2.733Vd / g1.773cmd1.54mw0.5273Vw0.527cmw1VwVw100%0.52768.2%第三章地基土Sr100%1.773 1VvV Vs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，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 Vs11 ，则ms1

9、Vs1w Gs12.65 gmw1w1ms10.1* 2.650.265 g2mw110 %, d s12.65, Sr 37 .9%m2Vw1mw10.265 cm3ww120 %, d s12 .70,18.4kN / m3Vw10.2654mVv13Sr0.3790.699 cmm2ms1Vs1wg2.65 131Vs1Vv11g9.71KN/m0.699（2）黏土设 Vs2 1则ms 2Vs 2G s2 w2.70 gmw 2w2ms20.2* 2.70 0.54 gV2ms2mw 22.70.541.76 cm318.4 / 1044百度文库- 让每个人平等地提升自我ms2Vs2 w

10、g2.7 19.66 kN/m 32V1.762.某 粉土 地基 如图 ， 测得 天 然含 水量 w24% ，干密度d 1.54t / m 3，土粒比重G s 2.73 ，地面及地下水位高程分别为及30.00m，汛期水位将上升到35.5m 高程。试求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高程（此时土层全以饱和状态计）、 25.00m 处的自重应力是多少？解： Vs1， msVsG s w2.73 tmwwms0.24 * 2.730.655 tVms 2.7331.772 md 1.54msVs wg2.731 g9.8 kN/m3V1.772msmwg2.730.6553V1

11、.772g19.1 kN/msatw19.8kN/m 3现在的自重应力c19.1* 59.8 * 5 144.5 kPa,汛期时的自重应力c9.8*1098kPa地下水下降后19.8* 59.8 * 5 148kPa1 图所示基础基底尺寸为4m2m ，试求基底平面平均压力心方向的基底压力分布图。解：基底平面平均压力为F G680 20 *2*2* 4p2 * 4A125kN / m2汛期水位粉土现在水位细砂p 和 pmax 及 pmin ，绘出沿偏0.35mF680kNG2mNGF2042680840kN4mM(F )0.356800.35238kN meM2380.28m20.33N8406

12、149.6360.3755百度文库- 让每个人平等地提升自我PmaxNM840238105 44.63kN/m 38有一矩形基础，AW2 41min4226底面尺寸 4m 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，19kN / m 3 ，压缩资料如表所示，试用分层总和法计算地基最终陈降量。解：略。9如图， 已知基础长 42.5m，宽 13.3m，基础底面附加压力 p0240kPa 基础底面铺有水砂层，地基为粉质黏土层，压缩模量Es 7.5Mpa ，渗透系数 k0 0.610 6 cm / s ，土层厚 8m，底部基岩处附加应力为 160Pa，试计算：（

13、 1）地基的最终沉降量， （ 2）计算地基的固结系数。解： spp0p1H2401608213.33mmH2E2* 7.5*103E土的竖向固结系数cvkEs /w0.610 67.5 103 /104.510 2cm2/s10.饱和黏土层厚8m，受大面积荷载 p120kPa 作用，该土层初始孔隙比e1.0 ，压缩系数 a0.3MPa1 k18cm / a ，在单面排水条件下问加荷一年的沉降量为多少？解： 粘土层的压缩模量为1e11.0MPaEsa0.310 66.67粘土层的最终沉降量为sz H12010008000143.93mmEs6.67106竖向固结系数k(1 e)18 10 2(1

14、1)m2acvwa100000.310 6120/对于单面排水条件下：竖向固结时间因数Tvcvt120 11.875，查表得固结度接近100% ，所以加荷H 282一年的沉降量为143.93mm。11.某饱和粘土层厚8m，受大面积荷载p120 kPa 作用，该土层初始孔隙比为e1.0 ，a0.3MPa -1， k1.8cm/a，单面排水，问沉降达140mm 所需的时间。解：粘土层的压缩模量为Es1 e11.06.67MPaa0.310 666百度文库- 让每个人平等地提升自我粘土层的最终沉降量为 szH12010008000 143.93mmEs6.67106竖向固结系数k(1 e)1.8 1

15、0 2 (11)m2acvwa100000.310 612/平均固结度将为U zst1400.973s143.93根据 U z 查得 Tv0.93Tv H 20.9382，在单向排水条件下：tcv124.96 年。四、计算题1 某条形基础下地基土体中某点的应力z250kPa ，x 100kPa ， xz40kPa ，已知土的300， c0 ，问该点是否剪损。2解：1 =zxzxxz2 = 260kPa32290kPa破坏可能性判断1 f3m tan 2 45 02c tan 4502290 tan245030002270kPa >1m260 kPa所以该点未剪损。2 某饱和土样做三轴固结

16、不排水剪切试验，测得剪切破坏时大主应力1 、小主应力3 和超孔隙水压力u，如下表所示，试用有效应力法和总应力法确定c 、及 c 、。解： (1) 将 1、3 代入粘性土的极限平衡条件13tan 2 4502c tan 450得方程组2277百度文库- 让每个人平等地提升自我1 (kPa)145223145=60 tan 2 (450/ 2)2c tan(45 0/ 2)3 (kPa)60100223=100 tan2 (45 0/ 2)2c tan(450/ 2)u4159解得18.790， c=.(2) 将有效应力 11 u 、33u 代入极限平衡条件得104=19 tan 2 (450/

17、2)2c tan(45 0/ 2)164=41 tan 2 (450/ 2)2c tan(450/ 2)解得27.610 ， c15.80kPa 。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160kPa，如果对同种土进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131180160340kPa 时，试样发生破坏。地基容许承载力 pu / k580.25 / 2290.125kPa而地基承受的均布荷载pk250 kPa 290.125kPa，所以地基处于稳定状态。第 5 章挡土墙的土压力计算及稳定性分析2某挡土墙， 墙背垂直

18、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1 18.5kN / m 3 ，内摩擦角 1300 ，厚度h1 2m ，第二层土为细砂， 天然重度219kN / m3 ，内摩擦角 2 20 0 ，厚度 h2 4m 。地下水位距挡土墙基底2m，饱和重度sat20kN / 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a0qK a125tan2 (450300/ 2)8.33kPaa1(q1h )Ka1(2518.52) tan2 (450300 / 2)1=88百度文库- 让每个人平等地提升自我第二层填土顶面的土压力强度为