工程地质与土力学试题库计算题02404

1、工程地质与土力学试题库（计算题）1、用体积为72cm3的环刀取得某原状土样重132g,烘干后土重122g, ds=2.72,试计算该土样的e sr、sat、（'答案:KN/m3,d,并比较各重度的大小。8.2% , e 0.61, Sr16.89 KN/m3, gsat36.6% ,18.33 KN/m3,sat20.68 KNg10.68解：（1）土的密度（2）含水量132。一一=1.83 g/cm3,重度 =10X1.83=18.3 KN/m372132 122=8.2%(3)天然孔隙比122ds(1) we 2.72 (1 0.082)1 =101 =0.61(5)d 11ds

2、esat(6)sat(7)18.3=16.9 KN/m0.082=20.68 KN/m3 we=10.68 KN/m3 w- ds饱和度sr= -s0.082 2.72 =36.6%18.32、0.86;e各重度之间大小关系为：某土样处于完全饱和状态,= 19kN / m3）0.61sat土粒比重为d2.68,含水量为32.0%,试求该土样的孔隙比e和重度（答案：e3、某完全饱和的土样，经测得其含水率30%, 土粒比重ds=2.72o试求该土的孔隙比e、密度 和干密度d 一解：（1）根据土样饱和Srs =1.0,r e得孔隙比 e= ds=0.3X 2.72=0.816ds(1) w (2)由

3、 e 1,得ds(1) w=2.72 (1。3) 11 e1 0.8161.95 g/cm3一 、1.95一(3)干密度 d = =1.5 g/cm311 0.34、某干砂试样密度=1.66g/cm3, 土粒比重ds =2.69,置于雨中，若砂样体积不变，饱和度增至40%时，此砂在雨中的含水量为多少？解：（答案：=9.2%）5、某原状土，=32%,L =30%, P =18%,确定土的名称与物理状态。解：（1）定名：I P LP =30-18=12,大于10小于17,故该土样为粉质黏土。.P 32 18 口 一（2）确定状态：土的液性指数IL =1.17>1,属于流塑状态。l p 30

4、186、某砂土的颗粒级配曲线,d10 =0.07mm,d30 =0.2mm,d60 =0.45mm,求不均匀系数和曲率系数，并进行土的级配判别。解：不均匀系数Cud60d100.45=6.4,0.07曲率系数Cccd30d60d100.2 0.2=1.27,满足 Cu 050.07 0.45且C=13时，故属于级配良好。 c7、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%, Qs=2.7,3=18 KN / m ，确te土的名称及状态。解：(1)定名：大于0.075mm累加含量为40%,不超过50%,属于细粒土。 I P L P =27-19

5、=8<10,故该土样为粉土。22 19(2)确定状态：土的液性指数I L - = =0.35 ,属于可塑状态l p 27 198、某土样湿土重120g,烘干至恒重为100g, 土的比重ds=2.74,天然重度=18 KN /m3 ，求天然孔隙比。一、一 120 100解：(1)含水量 =20.0%ds(1) w 2.74 (1 0.2) 10(2)天然孔隙比 e 1 = 1 =0.83189、在击实筒(其体积为1000cm3)内装有击实过的湿土 1870g,当把这些土烘干后得干土重为1677g,已知土粒相对密度为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sa

6、t、有效重度 和饱和 度sr解：已知 V =1000cm3, m=1870g,ms=1677g,mw=1870 1677=193g ,所以含水率 e=3=11.5%,密度虫=型0=1.87 g /cm3ms 1677V 10003重度g =18.7KN /m ,孔隙比 eds(1) w 1=2.66 (1 0.115) 1 1 0.5861.87e 0 586孔隙率 n = = =36.9%1 e 1 0.586干重度 d = -187 =16.8 KN / m311 0.115饱和重度 sat=J w66 10=20.5KN/m1 e 1 0.5863有效重度=sat- w=20.5-10=

7、10.5KN/m饱和度 sr=0.115 2.66 =52.2% e 0.58610、某土样测得重量为1.87N,体积为100cm3,烘干后重量为1.67N,已直土的相对密度为2.66。求土的w、 e、sat ' sr311、某土的体积为72 cm , 土样质量为129g，干土质量为120g，土的相对密度为2.70,求含水量、重度、饱和重度、浮重度、干重度。12、某饱和粘土的含水量为35%,相对密度为2.72,求孔隙比和干重度。13、某土的液限为36%,塑限为20%,含水量为35%,求土样的塑性指数、液性支书，并确定土样名称和状态。314、例某砂土天然状态下的密度为1.8 g/cm ,

8、含水率为20%,颗粒比重为2.65,最大干密度d max=1.7g/cm3，最小干密度 dmin=1.42g/cm3,求相对密度并判别密实度。 u m axd min解：-e y，1二产1=0.767wGS( 1 2.65(2)最大孔隙比 emax 1 = 1 =0.866dmin 1.42(3)最小孔隙比eminwGsd max1=L25 1=0.5591.7(4)相对密度Dremax e0.8660.767=0.322<0.33,可知该砂样处于松散状态。emax emin0.8660.559计算P、Pmax、Pmin、Po，并画出基底压力的分布图.1解d - 2 2.62.3 m2G

9、 3 2 1.2 20 1.1 10 210 kN1000 2103 2201.7 kPa18012100.149(m)l c ，、6 0.5(m)6e6 0.149PmaxP 1 201.71 261.8(kPa)l3Pmin6e201.76 0.1493PminP 1 201.7l6 0.1493141.6(kPa)141.6(kPa)P。cd201.7 18 0.9 19 10 1.1 175.6 kPa金砂T 室内设计地面室外设计地面，林；15、某砂土样，其颗粒分析结果如表，确定土样名称。粒径mm0.520.250.50.0750.250.050.0750.010.05<0.01

10、粒组含量%5.617.527.424.015.510.016、柱下单独基础底面尺寸为3X2m2,柱传给基础的竖向力F=1000kN,弯矩M=180 kN m ,试按图中所给资料0.952 0.9360.16 MPa0.2 0.117、某原状土的室内侧限压缩试验见表，求土的压缩系数a1 2、压缩模量Es1 2并判别土的压缩性大小。P(kpa)50100200400e0.9640.9520.9360.914土的压缩试验解:ai 2 =1 e 1 0 952Es1 2= 一1112.2MPa ，为中等压缩性。a1 20.16118、某土层压缩系数为0.50MPa，天然孔隙比为0.8, 土层厚1m,已

11、知该土层受到的平均附加应力z=60Kpa,求该土层的沉降量。.ai _ ,0.5 60 10 解： si = i zihi = 1000mm 16.7mm ，也可以先求出该土层的压缩模量1 e1i1 0.8Es - = -3.6MPa ,计算 si =-zi- hi =1 16.7mm。s a 0.5si Esi i 3.619、设粘性土地基中某点的主应力1300KPa , 3123.75KPa ,土的抗剪强度指标c 20KPa ,1326 ,试问该点处于什么状态？2解：由式：31tg （45 ） 2c tg（45 一）22可得土体处于 极限平 衡状态 而最大 主应力 为1时所对应的最小主应力

12、为2， _、1tg (452)2c tg(45-)90 KPa故：可判定该点处于稳定状态。或：由 13tg2(452 2c tg (45得 1f 320 KPa',1f20、已知地基中某点的应力状态,1280KPa ,73.5KPa，土的抗剪强度指标c 42.1KPa ，为:24 。试判断该点是否产生剪切破坏?解：由式：123tg2(45 j) 2c tg (45）可得土体处于极限平衡状态时的最大主应力1f22 , _3tg (45万)2ctg(45 万)=73.5Xtg2 (452424 )+2X42.1x tg(45)2=303kPa,则 1V1f ,故该点没有产生剪切破坏。21、

13、某土样进行三轴剪切试验，剪切破坏时，测得 1 500KPa ， 3 100KPa ，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。22、某土的内摩擦角和凝聚力分别为 =25 , C=15Kpa,3 100KPa，求：（1）达到极限平衡时的大主应3力1 ；（2）极限平衡面与大主应力面的夹角；（3）当1 280KPa ， 土体是否发生剪切破坏?23、某多层砖混结构住宅建筑，筏板基础底面宽度 b=9.0m,长度l=54.0m,基础埋深d=0.6m,埋深范围内土的平 均重度m=17.0kN/m3,地基为粉质粘土，饱和重度sat=19.5kN/m3,内摩擦角标准

14、值k =18 ,内聚力标准值q=16.0kPa,地下水位深0.6m,所受竖向荷载设计值F=58000.0kN,计算地基的承载力。承载力系数：Mb=0.43, Md =2.72, Mc =5.31 o解：1）计算基底压力5800020 0.6 131.3kPa9.0 54.02）计算地基承载力特征值fak基础底面宽度b=9.0m,大于6.0m时按6.0m考虑，持力层在地下水位以下取浮重度，=9.5kN/m3fa Mb b Md mdM 40.43 9.5 6.0 2.72 17.0 0.6 5.31 16.0 137.2kPa。24、已知某承重墙下钢筋混凝土条形基础宽度 b=2.2m,埋置深度为

15、1.5m,埋置深度范围内土的重度 m=17.0kN/m3,基础下为黏土层，重度 =18.2 KN / m3 ，内摩擦角 =22 , C=25Kpa,地基承载力特征值fak。承载力系数:Mb=0.61, Md =3.44, Mc =6.04。解：fa M b b M d md M cck =0.61 x 18.2X2.2+3.44X 17X 1.5+1.5 X6.04 x 25=263.14 kPa。25、挡土墙符合朗肯土压力条件，H 10m, C=18Kpa,=15= 17.02)=tg2(4515)0.59 2KN /m3 ,求主动土压力Ea及作用点位置。.、. .一 .一2 一解：主动土压

16、力系数ka tg2 （45Z=o, Pazka 2c. ., ka =02 180.5927.6kpaZ=H, PaHka 2cjka=1710 0.59 2180.5972.7kpa,故存在土压力零点，土压力零点位置Zo2c ka2 180.59Ea作用点位置,ka(H离墙底17 0.592.76m ,Z0)2ka=1 17 (10 2.76)2H Z010 2.762.41m主动土0.59压力大小：263KN / m,由公式（6.7）得：26、挡土墙符合朗肯土压力条件,6m ， C=20Kpa,=30=18.0 KN /m3,填土面作用有均布荷载21Kpa,求主动土压力。解：主动土压力系数

17、kaa2tg2(45,)=tg2(45在墙顶处Z =0:Pa12c ka2116.1kpa <0底处 Z=H :pa2qka2c ka212 2013.9kpa>0故存在Z02c ka qka2 20Ea(Hka.3118 -321 1二=2.68m27、挡土墙高H 一 3sat =20 KN / m ,-7 x2 ,_ 1Z0) ka =2218 (5 2.68)216.1KN/m 。8m,墙背垂直、光滑、填土水平，墙后填土为中砂，重度=18.0 KN,3/m ,饱和重度解：主动土压力系数=30,地下水位为4m,求主动土压力和水压力。katg2(452)=tg2(45土压力强度分

18、布：地下水位处:pa1 = 1 h1 ka = 18 4墙底处：pa2=（ 1儿h2)ka=(18 410 4)24kpa，总土压力Ea a24 4(2437.3)37.3kpa170.6KN /m总水压力Ew104280KN /m28、某挡土墙H 5m ,墙背倾斜角10 （俯斜），填土面水平，墙背外摩擦角15 ，填土为砂性土,3C=0 , =30 ,=19.0 KN /m ，求作用于墙上王动土压力 Ea、土压力分力，王动土压力系数 ka =0.378。1 212解：主动土压力系数 ka=0.378, Ea H 2ka = - 19 52 0.378 89.78KN/m2 2Eax = Ea cos( ) = 89.78 cos(10 15 ) 81.36KN /mEay = Ea sin( ) =89.78 sin(10 15 ) 37.94KN/mH 5Ea的作用点位置距墙底面为