大工2017年春土力学与地基基础期末考试复习题详解

1、机密启用前大连理工大学网络教育学院2017年春土力学与地基基础期末考试复习题 注意事项：本复习题满分共：400分。一、单项选择题：1、处于天然状态的砂土的密实度一般用哪一种试验来测定？ （C ）A.荷载试验B.现场十字板剪切试验C.标准贯入试验D.轻便触探试验2、评价下列说法的正误。（D ）土的渗透系数越大，土的透水性也越大，土中的水力梯度也越大任何一种土，只要水力梯度足够大，就可能发生流土和管涌土中一点渗流力的大小取决于该点孔隙水总水头的大小渗流力的大小不仅取决于水力梯度，还与其方向有关A.对B.对C.和对D.全不对3、通过土粒承受和传递的应力称为（A ）。A.有效应力B.总应力C.附加应力

2、D.孔隙水压力C ）。4、当各土层中仅存在潜水而不存在毛细水和承压水时，在潜水位以下土自重应力为（A.静水压力B.总应力C.有效应力，不等于总应力D.有效应力，等于总应力5、所谓土的固结，主要是指（ B ）。A .总应力引起超孔隙水压力增长的过程B.超孔隙水压力消散，有效应力增长的过程2017年春季土力学与地基基础课程期末复习题第1页 共15页C.总应力不断增加D.总应力和有效应力不断增加的过程6、下列说法中正确的是（ B ）。A . 土抗剪强度与该面上总正应力直接相关B. 土抗剪强度与该面上有效正应力成正比C.剪切破裂面发生在最大剪应力作用面上D.破裂面与小主应力作用面夹角为45°

3、 +中/27、挡土墙向离开土体方向偏移至土体达到极限平衡状态，作用在墙上的土压力为（A ）。A.主动土压力B.被动土压力C.静止土压力D.静水压力8、对于（ D ）,较易发生冲切剪切破坏。A.低压缩性土B.中压缩性土C.密实砂土D.软土9、瑞典条分法在分析时忽略了（ A ）。A. 土条间作用力B. 土条间法向作用力C. 土条间切向作用力D. 土条间应力和应变10、按地基承载力确定基础底面积时，传至基础底面上的荷载效应（A ）。A.按正常使用极限状态下荷载效应标准组合B.按正常使用极限状态下荷载效应的准永久组合C.应按承载能力极限状态下荷载效应基本组合，采用相应分项系数D.应按承载能力极限状态下

4、荷载效应基本组合，其分项系数均为1.01、饱和单轴极限抗压强度值（ A ）的岩石被称为硬质岩石，常见的硬质岩石有花岗岩、石灰岩等。A. > 30MPaB. > 40MPaC. v 30MPaD. v 40MPa2、对无粘性土的工程性质影响最大的因素是（B ）。A.细度模数B.密实度C.矿物成分D.颗粒的均匀程度3、土透水性的强弱可用土的哪一个指标来反映？ （D ）A.弹性模量B 固结系数C.压缩模量D 渗透系数4、地下水位长时间下降，会使（A ） 。A.地基中原水位以下的自重应力增加B 地基中原水位以上的自重应力增加C.地基土的抗剪强度减小D 土中孔隙水压力没有变化5、墙下条形基础

5、底宽1m,埋深1m,承重墙传来的竖向荷载为 150kN/m ,则基底压力为（ C ）。A 100kPaB 120kPaC 170kPaD 150kPa6、计算土中自重应力时，地下水位以下的土层应采用（C ） 。A.湿重度B 饱和重度C.浮重度D 天然重度7、若代表土中某点应力状态的摩尔应力圆与抗剪强度包线相切，则表明土中该点（C ） 。A.任一平面上的剪应力都小于土的抗剪强度B 某一平面上的剪应力超过了土的抗剪强度C.在相切点代表平面上，剪应力等于抗剪强度D 在最大剪应力作用面上，剪应力等于抗剪强度8、挡土墙后的填土处于主动极限平衡状态时，挡土墙（B ） 。A.在外荷载作用下推挤墙背土体B 被

6、土压力推动而偏离墙背土体C.被土体限制而处于原来的位置D 受外力限制而处于原来的位置9、地基稳定性分析中，如果采用。=0分析法，这时土的抗剪强度指标应该采用（ C ）方法测定。A.三轴固结不排水试验B 直剪试验慢剪C.现场十字板试验D 标准贯入试验10、计算地基变形时，传至基础底面上的荷载效应（B ） 。A.按正常使用极限状态下荷载效应标准组合B 按正常使用极限状态下荷载效应准永久组合C.应按承载能力极限状态下荷载效应基本组合，采用相应分项系数D 应按承载能力极限状态下荷载效应基本组合，其分项系数均为1.01、当挡土墙向土体方向偏移至土体达到极限平衡状态时，作用在墙上的土压力称为（A ） 。A

7、.被动土压力B.主动土压力C.静止土压力D.静止水压力2、对于（ C ）,较易发生整体剪切破坏。A.高压缩性土B.中压缩性土C.低压缩性土D.软土3、由于建筑物的建造而在基础底面处所产生的压力增量称为（C ）。A.基底压力B.基底反力C.基底附加压力D.基底净反力4、计算基础及其上回填土的总重量时，其平均重度一般取（C ） kN/m3。A. 17B. 18C. 20D. 225、在饱和土的排水固结过程中，若外荷载不变，则随着土中有效应力的增加，（A ）。A.孔隙水压力相应增加B.孔隙水压力相应减少C.总应力相应增加D.总应力相应减少6、当施工进度快、地基土的透水性低且排水条件不良时，宜选择（A

8、 ）试验。A.不固结不排水剪B.固结不排水剪C.固结排水剪D.慢剪7、取自同一土样的三个饱和试样进行三轴不固结不排水剪切试验，其围压03分别为50、100、150kPa,最终测得的强度有何区别？ （ C ）A, 3越大，强度越大B, （3越大，孔隙水压力越大，强度越小C,与03无关，强度相似D.以上说法都不正确8、某粘性土的液性指数为Il =0.6 ,则该土的状态为（ B ）。A.硬塑2017 年春季土力学与地基基础课程期末复习题第5 页 共 15 页B.可塑C.软塑D.流塑9、淤泥属于（ B ）。A.粉土B.粘性土C.粉砂D.细砂10、计算挡土墙压力时，荷载效应（ D ）。A.按正常使用极限

9、状态下荷载效应标准组合B.按正常使用极限状态下荷载效应准永久组合C.按承载能力极限状态下荷载效应的基本组合，采用相应的分项系数D.按承载能力极限状态下荷载效应的基本组合，但其分项系数均为1.0二、填空题：1、如果土层在自重作用下的固结过程尚未完成，即土层中还存在未消散完的超孔隙水压力，则称该土层处在 状态。2、粘性土由一种状态转到另一种状态的分界含水量称为 。粘性±由 转到 的界限含水量称为液限。3、已知某土样的压缩系数 a17=0.4MPa，则该土属 土，若该土样在自重应力作用下的孔隙比为ei =0.806 ,则该土样的压缩模量为 4、土的抗剪强度需由试验确定。试验可分为 和5、饱

10、和软粘土的灵敏度可以用 试验或 试验求得。答案解析：1、欠固结可塑态 液态4.515室内试验十字板剪切2、界限含水量3、中压缩性4、现场试验5、无侧限压缩6、如果土层在自重作用下的固结过程已经完成，而且历史上也未承受过比自重应力大的应力，则称该土层处在 状态。7、土是由 、和 三相所组成的松散颗粒集合体。8、某粘性土经试验测得 3=55%, COL = 50% , COp=31.5%,则 I P =, IL= 。9、士抗剪强度由试验确定，一般来讲室内试验有 、和 等。10、含水量不变，原状土不排水强度与彻底扰动后重塑土不排水强度之比称为饱和软粘土的。答案解析：6、正常固结7、固相 液相 气相8

11、、18.51.279、直剪试验三轴剪切试验无侧限压缩试验10、灵敏度11、如果土层过去承受过比现在自重应力大的应力（例如冰川覆盖），后来应力降低（例如冰川后退），土层膨胀，则称该土层处在 状态。12、粘性土由一种状态转到另一种状态的分界含水量称为 。粘性土由 转到 的界限含水量称为缩限。13、中心荷载作用下，基底压力近似呈分布，在单向偏心荷载作用下，当偏心距e，时，基底压6力呈 分布；当 时，基底压力呈三角形分布。14、地基承受荷载的能力称为地基承载力，通常区分为两种承载力，分别是 和。15、含水量不变，土经扰动之后强度下降，经过静置它的强度可随时间而逐渐得到部分恢复的现象称为粘 性土的。答案

12、解析：11、超固结12、界限含水量固态 半固态13、均匀梯形 e=L614、极限承载力容许承载力15、触变性三、简答题：1、分层总和法的含义是什么？2、朗肯土压力理论与库伦士压力理论之间的异同点是什么？3、1958年某地抢修铁路，在一段原来为水塘的地段（塘底为软粘土）填筑路基，填筑速度很快，不久发现填土面明显降低，而在路基外的洼地隆起，试说明产生这一现象的原因。4、土的自重应力在任何情况下都不会引起土层的变形吗？为什么？1）内摩擦角 中变大；（2）外摩擦角§5、分别指出下列变化对主动土压力及被动土压力各有什么影响？（ 变小；（3）填土面倾角P增大。6、试根据土中应力理论，阐述均布条形

13、荷载下地基中附加应力的分布规律。7、某地基土渗透系数很小，若在其上修建建筑物，需验算不同时期的稳定性，试问：（1）若采用快速施工，验算竣工时地基稳定性应采用什么试验方法确定土的抗剪强度指标？为什么？ （2）若采用慢速施工,验算竣工时地基稳定性应采用什么试验方法确定土的抗剪强度指标？为什么？8、分别指出下列变化对主动土压力及被动土压力各有什么影响？（1）内摩擦角变大；（2）外摩擦角变小;（3）填土面倾角增大。9、土骨架包括哪几部分结构，为什么把结合水划入土骨架结构中？1、分层总和法，即在地基沉降计算深度范围内划分为若干分层，计算各分层的压缩量，然后求其总 和。地基沉降计算深度是指自基础底面向下需

14、要计算压缩变形所达到的深度，亦称地基压缩层深度。通常 假定地基土压缩时不考虑侧向变形，采用侧限条件下的压缩性指标。2、（1）两种理论分别根据不同的假设，以不同的分析方法计算土压力，只有在最简单的情况下，两 种计算结果才相同，否则将得出不同的结果。（2）朗肯土压力理论应用半空间中的应力状态和极限平衡理论，为了满足边界条件，必须假定墙背是直立的、光滑的，墙后填土是水平的。该理论忽略了墙背与填土 之间的摩擦影响，使计算的主动土压力偏大，被动土压力偏小。（3）库伦理论根据墙后土楔的静力平衡条件推导出计算公式，并可用于墙背倾斜，填土面倾斜的情况。假定填土是无粘性土，不能直接计算粘性土 和粉土的土压力。库

15、伦理论假定破坏是一平面，实际上破坏面是一曲面。3答：粘性地基强度性状是很复杂的。对于同一种土，强度指标与试验方法以及试验条件都有关。路 基填筑速度很快，说明加载速率大，且软粘土的透水性不良，因此填土荷载产生的孔隙水压力无法消散， 土体中剪应力超过了饱和软粘土不固结不排水抗剪强度，形成了一连续的滑动面，地基发生整体剪切破坏。其特征是填土面下沉，路基外的洼地隆起。4、土中自重应力在有些情况下会引起土层的变形。这是因为对于成土年代长久，土体在自重应力作 用下已经完成压缩固结， 土自重应力不会引起土层的变形。对于欠固结土，由于沉积后经历年代时间不久，其自重固结作用尚未完成，自重应力会引起土层的变形。地

16、下水位下降，使地基中有效自重应力增加，从 而也会引起土层的变形。5、（1）根据库伦士压力理论，在 G保持不变的情况下，当 中增加时，。一平减小，其所对应的边也减小，可知主动土压力减小。同理，被动土压力增加。（2）外摩擦角6变小，主动土压力减小。被动土压力增加。（3）填土面倾角P增大，主动土压力增加。6、（1）%不仅发生在荷载面积之下，而且分布在荷载面积以外相当大的范围之下，这就是所谓地基附加应力的扩散分布；（2）在离基础底面（地基表面）不同深度 z处各个水平面上，以基底中心点下轴线处的丐为最大，随着距离中轴线愈远愈小；（3）在荷载分布范围内之下任意点沿垂线的仃z值，随深度愈向下愈小。7、某地基

17、土的渗透系数很小，则可判定为粘性土。粘性土强度性状是很复杂的，不同的试验方法以 及试验条件会导致不同的强度指标。（1）采用快速施工时，地基土的透水性较差，故可采用不固结不排水试验或直剪试验来确定强度指标。（2）慢速施工时，地基荷载增长速率较慢，但地基土透水性较差，故可考虑采用固结不排水或固结快剪试验来确定强度指标。8、（1）根据库伦士压力理论，在 G保持不变的情况下，当 中增加时，。一中减小，其所对应的边也减 小，可知主动土压力减小。同理，被动土压力增加。（2）外摩擦角6变小，主动土压力减小。被动土压力增加。（3）填土面倾角p增大，主动土压力增加。9、土骨架是指土的固体颗粒、结合水及其他胶结物

18、质的总和。把结合水划入土骨架，是因为它受土 粒表面引力作用而不服从水力学规律的支配，并且它能在土粒之间传递法向力和切向力。因此，从受力角 度，可以把它与土颗粒划在一起。五、计算题1、从某土层中取原状土做试验，测得土样体积为50cm3,湿土样质量为98g,烘干后质量为77.5g, 土粒相对密度为2.65。计算土的天然密度P、干密度Pd、饱和密度Psa有效密度P'、 天然含水量»、孔隙比e、孔隙率n及饱和度Sr。解：已知 m = 98g, V=50cm3, ms = 77.5g, ds=2.65m 983:-=一 =1.96g/cmV 50ms _Vds：、w77.5503= 1

19、.55g/cm 2.65 1-1 = -1 = 0.711.55：satds e ： _ 2.65 0.715 « w1 e d 1 ds pw 1 e01 0.712.65 0.711 =1.96g/cm3=mw 100% =1 0.7198-77.531 = 0.96g/cm100% u 26.45%msVVe100% =77.5V ds Sr =e0 71”“100%=100%= 42%1 0.7126.45% N65 100% =98.7%0.712、某砂土土样的密度为1.77g/cm3,含水量为9.8%, 土粒相对密度为2.67,烘干后测定最小孔隙比为0.461,最大孔隙比

20、为0.943,试求孔隙比e和相对密实度Dr,并评定该砂土的密实度。2017年春季土力学与地基基础课程期末复习题第17页 共15页2.67 (1 0.098) 1 _i= 0.6561.77Dr =emax - eemax - emin0.943-0.6560.943 0.461= 0.5951c -2 一 ：二 Dr = 0.595 二一33.所以该砂土的密实度为中密。3、一个体积为50cm3的原状土样，具湿土质量为 0.1kg,烘干后质量为0.07kg, 土粒相对 密度为2.7, 土的液限8l =50% ,塑限外=30%。求：(1)土的塑性指数Ip和液性指数Il,并确定该土的名称和状态。(2

21、)设土粒相对密实度为2.7,求土样压缩稳定后的孔隙比和饱和度解：(1)已知 m = 0.1kg, ms= 0.07kg, V = 50cm3mw =m-ms =0.1-0.07 = 0.03kg:二 mw 100% =43% ms1P =&L - P-50-30-20 17p 0.43 - 0.3I l = = = 0.65,0.25 :二 0.65 :二 0.75l - p 0.5-0.3ms 0.07 10003(2)压存刖干自度 Pd = - =-=1.4kg/m, d。P由 e = d_1 得：:d压密前孔隙比：e1 =2-1 =0.91.4、一 一，2 7 1压密后孔隙比：e

22、2 =-1=0.61.7孔隙比减少：e = e1 -e2 = 0.9 -0.6 = 0.34、有一砂层，其天然饱和重度 4at =20.3kN/m3, 土粒相对密度为2.7,试验测得此砂最 松时装满1000 m3容积需干砂1450g,最密实状态时需要干砂1750go求相对密实度是多少?解:由九凯=()九，得 20.3 = 父10,得 e = 0.65 1 e1 e砂最松时, 砂砾体积 Vsmin=msmn = 537cm3：wds1 2.7砂最密时，砂砾体积:Vs maxms max:?wds17501 2.7二648cm3VV1000 - 648 Cemin = - = = 0.54Vsma

23、x6481000-537537= 0.86Demax -e r 二emax - eminG -e21 e0.88 - 0.83 8001 0.88=21.3cmVv emax - V smin0.86-0.65 : 0.660.86 - 0.545:已知某工程地基为饱和粘土层，厚度为8.0m,顶部位薄砂层，底部为不透水的岩层，如图2所示，基础中点。下的附加应力：在基底处为240KPa,基岩顶面为160KPa。粘土地基的 孔隙比e =0.88, e2 =0.83。渗透系数k =0.6Ml0"cm/s。求地基沉降量与时间的关系。透水砂层pq 240kPaI （ J I m:I160kPa

24、不透水岩层图2地基示意图解：1、土层的最终沉降量为:2、附加应力的比值为:240=1.5 1603、假定地基平均固结度分别为 25%、50%、75%和90%4、计算时间因子Tv由U与a查图（书P125）曲线横坐标可得TV =0.04, 0.175, 0.45, 0.845、计算相应的时间t地基土的压缩系数：e1 -e20.24 0.160.88-0.830.200.050.20一 _ 4= 0.25MPa渗透系数单位换算:k =0.6 10%m/s 3.15 107 =0.19cm/年计算固结系数:k(1 e)Cv 二0.1.0.88 0.83、0.19(1)2=14100cm/年0.1 0.

25、25 0.001时间因子:TV =Cvt _14100tH 28002640000t = 心=45.5TV14100计算相应时间 列表计算:U%系数a时间因子TV时间t/年沉降量s/cm251.50.041.825.32501.50.175810.64751.50.4520.415.96901.50.8438.219.17得到s-1关系曲线如图3所示:6、某矩形地基，长度2.0m,宽度为1.0m,作用有均布荷载P=100kPa,如图6所示。计 算此矩形面积的角点A、边点E、中心点O,以及矩形面积外F点和G点下，深度z=1.0m处 的附加应力。0.5mDICAEB图6计算基底压力图解：1、计算角

26、点A下的应力仃zA=2.0 =2.0, Z=L°=1.0,查表得应力系数Uc =0.1999。所求应力为：b 1.0b 1.0czA = ： cp =0.1999 100 20kPa2、计算边点E下的应力仃ze作辅助线IE,将原来矩形ABCD划分为两个相等的小矩形EADI和EBCI。在矩形EADI中：l 10z 10: 一 二 =1.0 , = = 1.0,查行应力系数ctc = 0.1752 。所求应力为：b 1.0b 1.0二zA=2Lp=2 0.1752 100 ： 35kPa3、计算中心点。下的应力仃zo作辅助线JOk和IOE ,将原来矩形ABCD划分为四个相等的小矩形 OE

27、AJ、OJDI、OICK 和 OKBE。在小矩形OEAJ中：；L=10=2.0 ,且=m=2.0 ,查得应力系数% = 0.1202。所求应力为：b 0.5b 0.5-zA =2： cp = 4 0.1202 100 48.1kPa4、计算矩形面积外F点下的应力仃zf作辅助线JKF、HFG、CH和BG，将原来矩形ABCD划分为两个长矩形FGAJ、FJDH 和两个/、矩形FGBK、 FKCH。在长矩形FGAJ中：；L=25=5.0, z =幼=2.0,查得应力系数 =0.1363。b 0.5 b 1.0在小矩形FGBK中：:°=坂=1.0,2=. =2.0,查得应力系数 sc = 0.

28、0840。b 0.5 b 1.0所求应力为：仃 za =2( 口 ci "c2)p = 2(0.13630.0840) 乂 100= 10.5kPa5、计算矩形面积外G点下的应力azG作辅助线BH、HG和CH,将原来矩形ABCD划分为一个大矩形GADH和一个小矩形GBCHo在大矩形GADH中：L =竺=5.0 , z =10 = 1.0 ,查得应力系数 ac =0.2016。 b 0.5 b 1.0在小矩形GBCH中：L= 10 =2.0, z = W = 2.0,查得应力系数 etc =0.1202。b 0.5 b 0.5所求应力为：;za =(： ci - ： c2)p-(0.2

29、016-0.1202) 1008.1kPa7、某土压缩系数为0.16MPa-1,强度指标c = 20kPa,中=30仙 若作用在土样上的大小主应力分别为350kPa和150kPa ,问：(1)该土样是否破坏？ ( 2)若小主应力为100kPa ,该土样能经受的最大主 应力为多少？30解(1)破裂角 a =45 + =45 + 必=60*221 ,、 1 ,c 二一(01 :3) 7 : 1 _；:3)cos2-i2 21 1_二一 (350 150)(350 -150)cos2 60 =200kPa2 21 1_(二1 -；:3)sin 2(350 -150)sin 2 60 =86.6kPa

30、2 2k"二c 二 tan = 20 200 tan30 ' =135.5kPa 86.6kPa由上面的计算，可以得到该土样不会发生破坏。(2)若最小主应力为100kPa ,则该土样经受的最大主应力为：二1 - ； 3tan2(45 -) 2ctan(45 一)2223030二100 tan (45-) - 2 20 tan(45 ) 369.3kPa10、已知：地基土的抗剪强度指标c=10kPa,平=30口。求：当地基中某点的最大主应力 仃1=400kPa,而小主应力 仃3为多少时，该点刚好发生剪切破坏？解根据题意得到：2.o3-；1tan2(45 -) -2ctan(45 -)2293030=400 tan2(45 -)-2 10 tan(45 -)=121.8kPa228:已知地基土中某点的最大主应力为 5=600kPa,最小主应力为 =200k