土力学考试题目概要

1、1. 将某粘土试样置于渗透仪中进行变水头渗透试验，当试验经过的时间At为1小时时，测压管的水头高度从 h1=310.8cm降至h2=305.6cm。已知试样的横断面 积A为32.2cm2，高度I为3.0cm，变水头测压管的横段面积 A% 1.1cm2，求此土 样的渗透系数k值。参考答案k= 4.8 X 10 7 cm/s2. 基坑开挖剖面如下图所示。其中粉质粘土夹粉砂层的孔隙比 e1= 1.10 ，土粒 密度馬=2.75g/cm3,渗透系数 匕=1.8 X 10-5 cm/s;砂土层的孔隙比e2= 0.68， 土粒密度隹2 = 2.68g/cm3，渗透系数k? = 3.6 X 10-2 cm/

2、s。设砂土层层底的测压管 水头位于地表下(1)若将基坑底面以下土层内的渗流视为垂直单向渗流，试证明坑底下粉质粘 土夹粉砂层与砂土层的平均等效渗透系数 kz为：(2) 当开挖深度H= 5.0m时,求每昼夜基坑内单位面积的渗流量 Q;(3) 求不发生流土破坏的最大开挖深度HLaxo参考答案QJ= 0.027m3/d Xm Hnax= 5.36m3.某基坑施工中采用地下连续墙围护结构，其渗流流网如图 2-20所示。已知 土层的孔隙比e = 0.96，土粒密度B = 2.70g/cm3，坑外地下水位距离地表1.2m,基坑开挖深度为8.0m, a、b点所在流网网格长度I = 1.8m，评判基坑中ab区

3、段的渗流稳定性。iab= 0.34 , ic= 0.87，渗流安全1. 将某砂土试样置于渗透仪中进行常水头渗透试验，已知试样的横断面积A为55.2cm2，高度l为10.0cm，水头高差为1.6m，达到渗流稳定后，量得10分钟内 流经试样的水量为636cm求此土样的渗透系数k值。参考答案k= 1.2 X 10-3 cm/shi =1.8m,坑内水位h2=0.6m,渗流流网如图中-2X 10 cm/s, a点、b点和c点分别位于地表以2. 如下图所示的基坑，坑外水位 所示。已知土层渗透系数k = 1.2下 3.5m、3.0m 和 2.0m。试求：(1) 整个渗流区的单宽流量q；ab段的平均渗透速度

4、vab；I参考答案3q= 4.98m /d X m,-3Vab = 1.44 X 10 cm/s1. 某地基为粉土，层厚4.80m。地下水位埋深1.10m,地下水位以上粉土呈毛细 管饱和状态。粉土的饱和重度 丫 sat=20.1kN /m3计算粉土层底面处土的自重 应力。参考答案59. 48k Pa2.已知矩形基础底面尺寸b=4m, l=10m,作用在基础底面中心的荷载 N=400kN M=240kN m （偏心方向在短边上），求基底压力最大值与最小值。参考答案 19.00kPa、1.00kPa3.有一矩形均布荷载p0=250kPa,受荷面积为2.0mX 6.0m的矩形面积，分别求角 点下深度

5、为Om 2m处的附加应力值以及中心点下深度为 Om 2m处的附加应力值。参考答案 125kPa、8.4kPa、250kPa、131.4kPa1. 已知矩形基础底面尺寸b=4m, 1=10m,作用在基础底面中心的何载 N=400kNM=320kN m （偏心方向在短边上），求基底压力分布。参考答案 22.22k Pa,02.某矩形基础底面尺寸为2.00mX 6.00m。在基底均布何载作用下，基础角点下10.00m深度处的竖向附加应力为4.30kPa，求该基础中心点下5.00m深度处的附 加应力值。参考答案17.20k Pa3. 有一个环形烟囱基础，外径 R=8m内径r= 4m。在环基上作用着均布

6、荷载 100kPa,计算环基中心点0下16m处的竖向附加应力值。参考答案19.8k Pa1.某地基的地表为素填土，丫 1=18.0kN/ m，厚度h1=1.50m；第二层为粉土，丫 2=19.4kN/m，厚度 h2= 3.60m；第三层为中砂，丫 3=19.8kN/m。厚度 h3= 1.80m； 第四层为坚硬整体岩石。地下水位埋深 1.50m。计算地基土的自重应力分布。若第四层为强风化岩石，基岩顶面处土的自重应力有无变化？参考答案基岩顶面132.5kPa，有变化，78.5 kPa2. 已知某工程为条形基础，长度为I，宽度为b。在偏心荷载作用下，基础底面边缘处附加应力pmaF150kPa, pm

7、in=50kPs。计算此条形基础中心点下深度为：0,0.25b，0.50b，I.0 b ，2.0 b，3.0 b处地基中的附加应力。参考答案100kPa，96kPa, 82kPa，55. 2kPa ，30. 6kPa，20. 8kPa3.某条形基础宽度为6.0m，承受集中荷载P=2400kN/m偏心距e=0.25m。计算 基础外相距3.0m的A点下深度9.0m处的附加应力。参考答案81.3k Pa1. 某原状土压缩试验结果如下表所示，计算土的压缩系数a 1-2、压缩指数cc和相应侧限压缩模量ES1-2 ,并评价此土的压缩性。压应力p(k Pa)50100200300孔隙比e0.9620.950

8、0.9360924参考答案0.14 MPa1，0.047,13.9 MPa；中压缩性2.某工程矩形基础长度3.60m,宽度2.00m，埋深d=1.00m。地面以上上部荷重N=900kN地基为粉质粘土，丫 =16.0kN/ni,孔隙比e0=1.0 ,压缩系数a=0.4Mpa1。 试用应力面积法计算基础中心 0点的最终沉降量。参考答案68.4 mm3. 厚度为8m的粘土层，上下层面均为排水砂层，已知粘土层孔隙比e0=0.8，压 缩系数a=0.25Mpa1，渗透系数k=0.000000063cm/s，地表瞬时施加一无限分布均 布荷载p=180kPa分别求出加荷半年后地基的沉降和粘土层达到50泅结度所

9、需的时间。参考答案14.7cm , 0.22 年1. 一饱和粘土试样在压缩仪中进行压缩试验，该土样原始高度为 20mm面积为 30cm, 土样与环刀总重为1.756N，环刀重0.586N。当荷载由p1=100kPa增加至 P2=200kPa时，在24小时内土样的高度由19.31mm减少至18.76mm试验结束后 烘干土样，称得干土重为0.910N。求土样的初始孔隙比e。参考答案0.765a 1-2、压缩指数cc和相2. 某土样的压缩试验结果如下表所示，计算其压缩系数 应侧限压缩模量Esi-2 ,并评价此土的压缩性。压应力p(k Pa)501002003001孔隙比e0.8601 0.8521

10、0.8360825参考答案0.16 MPa-1，0.053,11.6 MPa；中压缩性3.某柱基底面尺寸为4.00m X 4.00m,基础埋深d=2.00m。上部结构传至基础顶 面中心荷载N=4720kN地基分层情况如下：表层为细砂，丫 1=17.5kN/m，Es1=8.0MPa 厚度 h1=6.00m；第二层为粉质粘土， 2=3.33MPa 厚度 h2=3.00m； 第三层为碎石，厚度h3=4.50m, Es3=22MPa用分层总和法计算粉质粘土层的沉降 量。参考答案60mm4. 厚度为6m的饱和粘土层，其下为不可压缩的不透水层。已知粘土层的竖向固 结系数Cv=0.0045cm/s，丫 =1

11、6.8kN/m3。粘土层上为薄透水砂层，地表瞬时施加 无穷均布荷载P=120kPa(1) 若粘土层已经在自重作用下完成固结，然后施加P,求达到50泅结度所 需的时间。(2) 若粘土层尚未在自重作用下固结，自重固结同时施加P,求达到50泅结 度所需的时间。参考答案0.51 年，0.57 年1.已知一矩形基础底面尺寸为 5.6mX 4.0m,基础埋深d=2.0m。上部结构总荷重 P=6600kN,基础及其上填土平均重度取 20kN/m。地基土第一层为填土， 丫 1=17.5kN/m，厚度 h1=6.0m；第二层为粘土，丫 2=16.0kN/m, e0=1.0 ,a=0.6 MP a1，厚度h2=1

12、.60m；第三层为卵石，巳3=25 MPa试用简化方法求粘土层 的最终沉降量。参考答案48mm2.某柱基底面积为2.00mX 2.00m,基础埋深d=l.50m。上部结构中心荷载作用 在基础顶面N=576kN地基土分层为：第一层杂填土，丫 1=17.0kN/曲 厚度h1=1.50m；第二层为粉土， 丫 2=18.0kN/m,巳=3MPa 厚度 h2=4.40m；第三层为 卵石，E3=20MPa厚度h3=6.5m。用应力面积法计算柱基最终沉降量。参考答案123.5 mm3. 地基为正常饱和粘土，其厚度为12m在外荷作用下产生的附加应力沿土层 深度分布可简化为梯形。上为透水层，下为不透水层，透水面

13、附加应力为180kPa, 不透水面附加应力为120kPa。设eo=O.82，a=0.0002m /kN，k=2.1cm/年。求地 基受荷1年时的沉降量和地基完成沉降90渐需要的时间。参考答案19.78cm, 6.52 年1. 某高层建筑地基取原状土进行直剪试验，4个试样的法向压力P分别为100,200, 300, 400kPa,测得试样破坏时相应的抗剪强度为 青分别为67, 119, 162, 216kPa。试用作图法，求此土的抗剪强度指标 C、W值。若作用在此地基中某平 面上的正应力和剪应力分别为 225k Pa和105k Pa,试问该处是否会发生剪切破 坏？参考答案c=18kPa ,4 2

14、6 ° 20，不会发生剪切破坏2. 已知某土样粘聚力c=8kPa、内摩擦角为32°。若将此土样置于三轴仪中进行 三轴剪切试验，当小主应力为40kPa时，大主应力为多少才使土样达到极限平衡 状态？参考答案159kPa3.已知地基中某一点所受的最大主应力为(T 1=600kPa,最小主应力(T 3=100kPa= 绘制摩尔应力圆； 求最大剪应力值和最大剪应力作用面与大主应力面的夹角； 计算作用在与小主应力面成30°的面上的正应力和剪应力。参考答案250kPa,45 ° ,225kPa,217kPa4. 某地基为饱和粘土，进行三轴固结不排水剪切试验，测得4个试

15、样剪损时的最大主应力(T 1、最小主应力(T 3和孔隙水压力U的数值如下表。试用总应力法 和有效应力法，确定抗剪强度指标。(T 1(kP a)145218310401(T 3(k Pa)601001501 200u(k Pa)315792126参考答案#17° 6'，c=13kPa; 牡 34 ° 12'，c=3kPa1.已知某土样粘聚力c=8kPa、内摩擦角为32度。若将此土样置于直剪仪中作 直剪试验，当竖向应力为100k Pa时，要使土样达到极限平衡状态，需加多少水 平剪应力？参考答案70.5k Pa2. 某干砂试样进行直剪试验，当法向压力(T =300

16、kPa时，测得砂样破坏的抗剪强度 T f=200kPa 求：(1) 此砂土的内摩擦角(2) 破坏时的最大主应力(T 1与最小主应力(T 3；(3) 最大主应力与剪切面所成的角度。参考答案33° 42； 673kPa, 193kPa； 28° 9'3. 某粘性土试样由固结不排水试验得有效抗剪强度指标 ：有效内聚力24kPa,有 效内摩擦角22° ,如果该试样在周围压力200kPa下进行固结排水试验至破坏，试 求破坏时的大主应力。参考答案510kPa4.条形基础下地基土体中一点的应力为： (T z=250kPa, g=100kPa, t =40kPa= 已知地

17、基为砂土，土的内摩擦角 护=30°。问该点是否发生剪剪切破坏？若 (Tz和 (T x不变，T值增大为60kPa,该点是否安全？参考答案未破坏；剪切破坏1. 取砂土试样进行直剪试验，试样水平面积为 25cmi，竖向荷载P=375N试验 结果如下表。剪切位移(mm/100) L厂剪力(N)4061100560180240320169.5233.0125.0140110.3(1) 绘制剪应力T (kPa)与剪切位移£ (mm)的关系曲线并确定砂土的抗剪强度tf ；(2) 计算此砂土的内摩擦角 叭考答案93kPa； 31 ° 48'2.已知地基中某点处两个相互垂直

18、平面上的正应力分别为800kPa和300kPa,剪应力均为200kPa。求：(1) 最大主应力(T 1和最小主应力(T 3；若地基土的粘聚力c=55.0kPa，内摩擦角W=30°判断该点的平衡状态。参考答案870kPa , 230kPa；稳定平衡3. 饱和土样进行无侧限抗压试验，得无侧限抗压强度为152kPa,如果对同种土进行不固结不排水三轴试验，周围压力为172k Pa,问总竖向压应力为多少时，试样将发生破坏？参考答案324kPa1.挡土墙高6m,墙背垂直，光滑,墙后填土面水平，填土重度18kN/m3，饱和重度 为19kN/m3,内聚力c=0,内摩擦角单=30° ,求：(

19、1) 墙后无地下水时的主动土压力分布与合力；(2) 挡土墙地下水位离墙底2m时，作用在挡土墙上的土压力土压力和水压力。 参考答案(1) 土压力合力为 108kN/m； (2) 土压力合力为 122kN/m2.挡土墙高4.5m,墙背垂直、光滑，墙后土体表面水平，土体重度7=18.5kN/m，c=10kPa, W =25°，求主动土压力沿墙高的分布及主动土压力合力的大小和 作用点位置。参考答案Zo=1.7m,墙底 ca=21kPa,合力 Ea=29.4kN/m3. 挡土墙高6m墙背垂直、光滑，墙后土体表面水平，第一层土为砂土，厚度,求主动土压力强度,2m, 土层物理力学指标为：Y=19.

20、0kN/ m，弟1=25°,第二层为粘性土，厚度4m 土层物理力学指标为：%=18.0kN/m, C2=10kPa, 2=20° 并绘出主动上压力沿墙高的分布。参考答案0,15.4k Pa,4.6k Pa,39.9k PaP=20°，填土重度左15，用库仑土压4. 挡土墙咼5nr,墙背倾斜角(俯斜)名=20，填土倾角 Y=19.0kN/ m , c=0kPa ,=25°,填土与墙背的摩擦角 力理论计算：(1) 主动土压力的大小、作用点位置和方向；(2) 主动土压力沿墙高的分布。参考答案Ka=0.862,Ea=204.7kN/m1.挡土墙高5m,墙背竖直,

21、光滑,墙后填土面水平,填土重度19kN/m3,c=10kPa, 内摩擦角430° ,求墙后主动土压力分布和主动土压力的合力。参考答案合力为32kN/m2. 某挡土墙高4.0m，墙背竖直、光滑。墙后填土表面水平。墙后填土为砂土， 填土中的地下水位位于离墙顶 2.0m处。砂土的重度丫 =18.0kN/m3，饱和重度为 丫 sat=21.0kN/m，内摩擦角436°。求挡土墙的静止土压力 E)、主动土压力曰 和水压力Ewo参考答案52.0kN/m ; 33.8kN / m 20.0kN/m3.已知某挡土墙咼H=5.0m,墙顶宽b=1.5m,墙底宽B=2.5m。墙面竖直，墙背 倾斜

22、，填土表面倾斜P =12°,墙背摩擦角S =20°。墙后填土为中砂，重度 丫 =17.0kN/ m,内摩擦角护=30°。求作用在此挡土墙背上的主动土压力Ea和E的水平分力与竖直分力。参考答案106kN/ m； 90.5kN / m 55.0kN / m1.已知某挡土墙高度4.0m,墙背竖直、光滑。墙后填土表面水平。填土为干砂， 重度丫 =18.0kN/m3，内摩擦角申=36°。计算作用在此挡土墙上的静止土压力 E。; 若墙向前移动后产生主动上压力 Ea，计算主动上压力Ea的大小。参考答案57.6kN/m ; 37.4kN/m2. 挡土墙高10m墙背垂直、

23、光滑，墙后填土面水平，第一层土为粘性土，厚 度5m重度丫 =20.0kN/m3，粘聚力c=10kPa,内摩擦角20°第二层土为砂土， 厚度5m重度丫 =20.0kN/m3,粘聚力c=10kPa,内摩擦角9=30°。作出主动土压 力强度分布图。参考答案0.0，35.0kPa，33.3kPa，66.7kPa3.某挡土墙高4m,墙背倾斜角20度,填土面倾角10度,填土重度20kN/m3,内聚 力0,内摩擦角30度,填土与墙背摩擦角15度,则主动土压力大小为多少？参考答案89.6kN/m4. 某挡土墙高度10.0m，墙背竖直、光滑，墙后填土表面水平。填土上作用均 布荷载q=20kP

24、a墙后填土分两层：上层为中砂，重度丫 1=18.5kN/m,内摩擦角W=30°,层厚h1=3.0m；下层为粗砂，丫 2=19. 0kN /m,申2=35°。地下水位 在离墙顶6.0m位置。水下粗砂的饱和重度为 丫 sat=20.0kN/m。计算作用在此挡 土墙上的总主动土压力和水压力。参考答案298kN/m, 80.0kN/m1.已知一均匀土坡，坡角P=30°, 土的重度 粘聚力c=5kPa。计算此粘性土坡的安全高度丫 =16.0kN/m,内摩擦角矩20 °H o参考答案12.5m土的重度丫 =17.2kN/ m，粘聚力2.某简单粘土土坡高8m边坡坡度为

25、1:2，c=5kPa,内摩擦角申=19 °，先按费伦纽斯近似法确定最危险滑动面圆心位置, 再用条分法计算土坡的稳定安全系数 Ko参考答案K= 1.721.已知某路基填筑高度H=10.0m,填土的重度丫 =18.0kN/m，内摩擦角申三0 °, 粘聚力c=7kPa求此路基的稳定坡角Po参考答案35°2.某高层住宅基坑开挖深度H=6.0m, 土坡坡度为1:1o地基土分两层：第一层 为粉质粘土，天然重度 丫 1=18.0kN/m,内摩擦角W 1=20°,粘聚力C1=5.4kPa, 层厚 h1=3.0m；第二层为粘土，重度 丫 1=19.0kN/01,2=16°, C2=10kPa, h2=10.0m。 试用圆弧法计算此土坡的稳定安全系数。参考答案K 1.01.某条形基础基底宽度b=3.00m,基础埋深d=2.00m,地下水位接近地面。地基 为砂土，饱和重度丫 sat=21.1kN/m3，内摩擦角W=30°,荷载为中心荷载。求：(1)丫 sat地基的临界荷载；若基础埋深d不变，基底宽度b