土力学期末总复习

1、一、考试形式：闭卷一、考试形式：闭卷二、试题形式：二、试题形式：1、名词解说、名词解说 33=9分分2、单项选择题、单项选择题 102=20分分3、改错题、改错题 34=12分分4、简答题、简答题 25=10分分4、计算选择题（列出过程）、计算选择题（列出过程） 45=20分分5、计算题、计算题 3（29分）分）三、答疑时间：每周三下午三、答疑时间：每周三下午3：30以后以后 考试前时间安排另行通知考试前时间安排另行通知 地点：土木学院地点：土木学院 办公楼办公楼 402室室第一章：土的组成第一章：土的组成l 颗粒级配曲线及相应的指标、土的颗粒级配评价颗粒级配曲线及相应的指标、土的颗粒级配评价

2、l 土中水的形态及性质土中水的形态及性质l 粘土矿物与水土相互作用粘土矿物与水土相互作用第二章：土的物理性质及分类第二章：土的物理性质及分类l 土的三相比例指标定义、试验方法、指标间的换算关土的三相比例指标定义、试验方法、指标间的换算关系、量纲、工程应用系、量纲、工程应用l 粘性土的物理状态、稠度系数的定义、工程应用粘性土的物理状态、稠度系数的定义、工程应用l 无粘性土的物理状态、相关指标及工程应用无粘性土的物理状态、相关指标及工程应用l 土的工程分类方法（不同体系的分类方法）土的工程分类方法（不同体系的分类方法）第三章：土的渗透性及渗流第三章：土的渗透性及渗流l 渗流与渗透破坏的概念渗流与渗

3、透破坏的概念l 达西定律及其应用（不同土类）达西定律及其应用（不同土类）l 渗透试验及渗透系数的概念（均质土、成层土）渗透试验及渗透系数的概念（均质土、成层土）l 动水力、渗透破坏与控制问题动水力、渗透破坏与控制问题第四章：土中应力第四章：土中应力l 土中两种应力的概念土中两种应力的概念l 自重应力的计算（均质土、成层土、地下水、不透水自重应力的计算（均质土、成层土、地下水、不透水层）层）l 基底压力与基底附加压力的概念及计算基底压力与基底附加压力的概念及计算l 不同荷载条件下地基中附加应力的计算方法（叠加原不同荷载条件下地基中附加应力的计算方法（叠加原理）理）第五章：土的压缩性第五章：土的压

4、缩性l 压缩试验方法、压缩性指标的定义、相互关系压缩试验方法、压缩性指标的定义、相互关系l 应力历史的概念及不同固结度对土压缩性的影响应力历史的概念及不同固结度对土压缩性的影响l 压缩模量、变形模量、弹性模量的概念及相互关系压缩模量、变形模量、弹性模量的概念及相互关系第六章：地基变形第六章：地基变形l 最终沉降量的定义及概念最终沉降量的定义及概念l 分层总和法、分层总和法、规范法规范法计算地基沉降量计算地基沉降量l 有效应力的概念及渗透固结与地基压缩变形有效应力的概念及渗透固结与地基压缩变形l 固结度问题的计算与工程应用固结度问题的计算与工程应用第七章：土的抗剪强度第七章：土的抗剪强度l 土的

5、抗剪强度概念及剪切破坏土的抗剪强度概念及剪切破坏l 抗剪强度的构成及强度理论抗剪强度的构成及强度理论l 土中一点的极限平衡状态与极限平衡条件及其应用土中一点的极限平衡状态与极限平衡条件及其应用l 抗剪强度试验方法及强度指标的确定抗剪强度试验方法及强度指标的确定l 孔隙水压力系数的概念及应用孔隙水压力系数的概念及应用l 饱和粘性土的抗剪强度及其特征饱和粘性土的抗剪强度及其特征l 无粘性土的抗剪强度无粘性土的抗剪强度第八章：土压力第八章：土压力l 土压力的形成、三种土压力及其与位移的关系土压力的形成、三种土压力及其与位移的关系l 朗肯土压力理论的假定、适用条件、不同条件下的土朗肯土压力理论的假定、

6、适用条件、不同条件下的土压力计算、工程应用压力计算、工程应用l 库仑土压力理论的假定、适用条件、土压力计算库仑土压力理论的假定、适用条件、土压力计算l 两种土压力理论的对比及适用性两种土压力理论的对比及适用性第九章：地基承载力第九章：地基承载力l 地基承载力的定义及工程意义地基承载力的定义及工程意义l 地基破坏模式及其影响因素地基破坏模式及其影响因素l 临塑荷载、临界荷载的概念及其计算临塑荷载、临界荷载的概念及其计算l 地基极限承载力的概念、假定、适用性及其计算地基极限承载力的概念、假定、适用性及其计算第十章：土坡和地基的稳定性第十章：土坡和地基的稳定性l 简单土坡的定义简单土坡的定义l 无粘

7、性土坡的稳定性及稳定系数的定义、工程应用无粘性土坡的稳定性及稳定系数的定义、工程应用l 粘性土坡的稳定性计算方法（稳定数法）粘性土坡的稳定性计算方法（稳定数法）第十一章：土在动荷载作用下的特性第十一章：土在动荷载作用下的特性l 击实试验的原理及击实曲线的应用击实试验的原理及击实曲线的应用l 影响击实效果的因素影响击实效果的因素l 压实度的定义及应用压实度的定义及应用例题例题 1 有一体积为有一体积为50cm3的原状土样质量是的原状土样质量是95.15g，烘干后，烘干后质量为质量为75.05g，已知土粒比重，已知土粒比重Gs=2.67，求该土样的天然，求该土样的天然重度重度、天然含水量、天然含水

8、量及孔隙比及孔隙比e。解：解：3m03kN1910501595g/. %.782675.0575.05-95.15mmsw 7790119.03102678012.6711Gews.).()( 例题例题 2 某饱和粘性土，已知土粒比重某饱和粘性土，已知土粒比重ds=2.46，含水量，含水量=20%，试求该土的孔隙比，试求该土的孔隙比e和饱和重度和饱和重度sat。解：解：3satm4kN19104901490462490462201.0/.e1ed.deSwssr 例题例题 3 已知某土的天然密度已知某土的天然密度=1.7t/m3，土粒相对密度，土粒相对密度ds=2.70，将该土运到某工地进行填

9、筑施工，要求填筑后，将该土运到某工地进行填筑施工，要求填筑后土的干密度达到土的干密度达到1.65t/m3，则填筑，则填筑1000m3需要在取土处需要在取土处挖多少方土？挖多少方土？解：原状土体积：解：原状土体积： 填筑土体积：填筑土体积：)(e1VVs)(11e1VVs31165m)()(1111Ve1e1Ve1e1VV63601,90601)(11.de.dedwsws 例题例题 4 矩形基础矩形基础、的底面尺寸为的底面尺寸为 l1b1 和和 l2b2 ，作用，作用在基础在基础、底面的均布荷载分别为底面的均布荷载分别为 p1、p2。点。点M、N分分别位于两基础角点别位于两基础角点A1、A2下

10、深度下深度zM、zN处，附加应力分处，附加应力分别为别为zM、zN。若已知。若已知l1 / b1= l2 / b2 、 zM / b1= zN / b2 ，试，试确定：确定： 附加应力附加应力zM和和zN之间的关系。之间的关系。 若其他条件不变，若其他条件不变，M、N点移至基础底面中点下，则点移至基础底面中点下，则zM和和zN之间的关系如何？之间的关系如何？ 给定给定p1=180kPa，p2=72kPa， l1=2.4m、 b1 =1.6m， z1=3.2m，确定基础底面中点下确定基础底面中点下M、N点的附加应力点的附加应力zM、zN值。值。MA1b1NA2b2解：解： 关系不变关系不变 c2

11、c1 2c21c1zNzMpp /2zN1zMpp/ 51.l/b 4z/b36kPa2718003804p41c1zM. 94kPa10180723627pp12zMzN././ 0380c1. 例题例题 5 在图示阴影区域作用有均布荷载在图示阴影区域作用有均布荷载p=230kPa，试求出，试求出图中图中a点地面以下点地面以下2m深度处的竖向附加应力深度处的竖向附加应力z。解：解：a1m1m4m1m1m2m22600.67,1.6713602,508402,1c3c2c1.z/bl/b.z/bl/b.z/bl/b 86.71kPa2300.2)-0.1310.2260.136(0.08420

12、1,213102,3zc5c4 .,z/bl/b.,z/bl/b例题例题 6 在图示在图示4.8m4.8m的方形区域内作用有均布荷载的方形区域内作用有均布荷载p=150kPa，试求出荷载作用区域中心地面以下，试求出荷载作用区域中心地面以下6m深度深度处的竖向附加应力处的竖向附加应力z。如将均布荷载换成分别作用在。如将均布荷载换成分别作用在4个个小区域中心的小区域中心的Q=1502.42=864kN的集中荷载，试求出的集中荷载，试求出荷载中心深度为荷载中心深度为6m处的竖向附加应力并与前面的结果进处的竖向附加应力并与前面的结果进行比较。行比较。解：均布荷载解：均布荷载QQQQ4.8m2.4m4.

13、8m6kPa3615006104061052,1zc.z/bl/b 集中荷载集中荷载用用4个集中荷载代替均布荷载进行计算，附加应力增加个集中荷载代替均布荷载进行计算，附加应力增加3.3%。%3 . 336.636.6-37.88kPa.376864394. 0440.394283. 0,1.69722z误差zPr/zr例题例题 7 在厚度为在厚度为20m的粘性土地基上大面积填土，平均压力的粘性土地基上大面积填土，平均压力p=80kPa，测得粘土层沉降量达到，测得粘土层沉降量达到120mm时沉降稳定，时沉降稳定，试确定该粘土层的压缩系数试确定该粘土层的压缩系数（假定粘性土地基的初始孔（假定粘性土

14、地基的初始孔隙比隙比e0=0.8）。）。解：解：14213112kPa103751807890800.7890.8)(11020120-0.8)(.peepee1HseeHe1ees121 例题例题 8 某基础埋置深度为某基础埋置深度为1m，地下水位位于地表处，土的，地下水位位于地表处，土的饱和重度饱和重度sat=18kN/m3，孔隙比与应力之间的关系为，孔隙比与应力之间的关系为e=1.15-0.00125p。若在基底下。若在基底下4m和和6m处的附加应力分别处的附加应力分别为为80kpa，70kpa，试问在基底下，试问在基底下46m间土层的压缩变形间土层的压缩变形量是多少量是多少？解：解：4

15、0kPa85cz1 56kPa8240cz2 48kPacz 09148001250151e1.123Pa7548 9960123001250151e2.95mm8909)1(12000996)009(1)e(1)he(e121././s 例题例题 9 某饱和粘性土的室内压缩试验结果显示，当试样高某饱和粘性土的室内压缩试验结果显示，当试样高度为度为2.0cm时，达到时，达到50%压缩量所要的时间为压缩量所要的时间为45min，根，根据该试验结果，推算厚度为据该试验结果，推算厚度为4.8m的该粘性土地基的固结的该粘性土地基的固结沉降量达到沉降量达到50%所需要的时间（分别考虑单面排水与双所需要的

16、时间（分别考虑单面排水与双面排水两种情况）。面排水两种情况）。解：解：单面排水：单面排水：双面排水：双面排水：y345m010562801020502050502522/.tHTc.T.Uvvvt69y130.3454.8205022.cHTtvv3.42y0.3452.4205022.cHTtvv例题例题 10 对对A、B两种饱和粘性土进行压缩试验，当压力为两种饱和粘性土进行压缩试验，当压力为100kPa时，时，A、B两试样的孔隙比分别为两试样的孔隙比分别为0.55及及0.632，此，此时试样的高度分别为时试样的高度分别为16mm及及10mm。然后继续加压至。然后继续加压至150kPa，此时

17、试样的孔隙比分别成为，此时试样的孔隙比分别成为0.495及及0.616。同时，。同时，已知试样已知试样A达到达到50%固结度所要的时间仅为试样固结度所要的时间仅为试样B达到同达到同样固结度所要时间的样固结度所要时间的1/3。根据上述资料，试推算两试样。根据上述资料，试推算两试样的渗透系数的渗透系数k的比值（双面排水）。的比值（双面排水）。解：根据压缩模量的定义：解：根据压缩模量的定义：peee/peeEs111 3.625.1MPa100)-(150616063206320141MPa1100)-(15049505505501sAsBsBsA/EE.E.E根据时间因素的定义：根据时间因素的定义

18、：7.68583331222B2AvBvAvAvB2B2ABAHHccccHHtt根据竖向固结系数的定义：根据竖向固结系数的定义：827623687.EEcckkEkcsAsBvBvABAwsv例题例题 11 对某饱和粘性土进行固结不排水剪切试验，在固结对某饱和粘性土进行固结不排水剪切试验，在固结压力压力3=200kPa的条件下，测得破坏时的偏压力的条件下，测得破坏时的偏压力(1-3)f=400kPa，孔隙水压力，孔隙水压力uf=100kPa，试样破坏时的破裂，试样破坏时的破裂面与水平面间的夹角为面与水平面间的夹角为58。试确定孔隙水压力系数。试确定孔隙水压力系数A、有效应力强度指标有效应力强

19、度指标c、。解：解：250400100uAf31f./)/(500kPa1006001100kPa1002003245f/ 269058290-2f)/ ()/ (245tan2c245tan2312kPa76c.例题例题 12 试计算下图所示地基土中的总自重应力分布及有效试计算下图所示地基土中的总自重应力分布及有效自重应力分布，并在图中绘出总自重应力分布及有效自自重应力分布，并在图中绘出总自重应力分布及有效自重应力分布曲线并标出总自重应力及有效自重应力值。重应力分布曲线并标出总自重应力及有效自重应力值。解：解：总自重应力总自重应力有效自重应力有效自重应力砂土 sat=19.5kN/m3粉质粘

20、土 sat=19.4kN/m30.00m-2.00m-10.00m-14.00m20kPa210cz1176kPa851920cz2.6kPa2534419176cz3.76kPa89.5cz16kPa11344976cz2.例题例题 13 在公路路堤荷载作用下（平面问题），地基中某点在公路路堤荷载作用下（平面问题），地基中某点的应力状态：的应力状态：z=70kPa，x=30kPa，xz=15kPa，地基土，地基土的抗剪强度指标的抗剪强度指标c=10kPa，=20。问该点处于何种平衡。问该点处于何种平衡状态？并在图中作出库伦抗剪强度线和该点的莫尔应力状态？并在图中作出库伦抗剪强度线和该点的莫尔

21、应力园。园。解：解： 由于实际的大主应力由于实际的大主应力1=75kPa1f=79.55kPa，该点，该点处于弹性平衡状态。处于弹性平衡状态。25kPa75kPa15)23070(23070)2(2222231xzxzxz 55kPa792)2010tan(4522)20(4525tan2)2ctan(452)(45tan2231f./ 例题例题 14 某砂土的内摩擦角某砂土的内摩擦角=34，若围压，若围压3=100kPa，试确，试确定：定：使土样达到极限平衡状态时的使土样达到极限平衡状态时的1=？此时破裂面此时破裂面与大主应力平面的角度？与大主应力平面的角度？当当1=300kPa时那个平面最

22、危时那个平面最危险，在该平面上的剪应力险，在该平面上的剪应力及抗剪强度及抗剪强度f 分别为多少？分别为多少？解：解：达到极限平衡状态时的达到极限平衡状态时的1：破裂角：破裂角：当当1=300kPa时时353.7kPa34/2)(45100/2)(452231tantan 62/23445/245 f200kPa2100kPa23131 ,13f6050200100223131 ,./cos60120601802 即与大主应力作用平面成即与大主应力作用平面成60的平面最危险。的平面最危险。在该平面上：在该平面上：2kPa10134150150kPa1201002006kPa86120100.ta

23、ncos.sinf 例题例题 15 某挡土墙高某挡土墙高7m，墙后填土面水平，地面作用均布荷，墙后填土面水平，地面作用均布荷载载20kPa，填土分，填土分2层，各土层指标见图示，试确定作用层，各土层指标见图示，试确定作用在墙背总压力及作用位置，并绘出压力分布图。在墙背总压力及作用位置，并绘出压力分布图。=18kN/m3=20c=12kPasat=19.2kN/m3=26c=6kPa3m4m20kPa解：解：0.39)226-(45tanK,0.49)220-(45tanK2a22a1000kPa749012249020K2c-qKa11a1.0.794m182049018122qK2cz1a1

24、0. 46kPa1949012249020490318K2c-qKKha11a1a111a. 21.37kPa3906239020390318K2c-qKKha22a2a211a. 35.72kPa3906239020390429390318K2c-qKKhKha22a2a222a211a. 40kPa4102wwhm46kN210.794)-(319.4621/.E1a4.74m0.794)-(3314y01m114.18kN435.72)(21.3721/E2a83m1435.72)(21.37335.7221.372y02.m80kN44021/Ewm64kN21580181144621

25、EEEEwa2a1/.93m1215.6433180831181144.7421.46EyEyEyEyww02a201a10.33m1431yw.例题例题 16 某挡土墙高某挡土墙高6m，墙背直立光滑，填土面水平，墙后，墙背直立光滑，填土面水平，墙后填土指标见图示，在墙背填土指标见图示，在墙背2m处设置一平台，该平台伸出处设置一平台，该平台伸出长度为长度为1.5m，试计算作用在墙背的总土压力及作用位置。，试计算作用在墙背的总土压力及作用位置。若平台长度延长至若平台长度延长至2.5m，则相应的总土压力及作用位置，则相应的总土压力及作用位置会发生怎样的变化。会发生怎样的变化。=19kN/m3=32

26、c=0H1=2mH2=4m45+/2h1h245+/2解：土压力系数解：土压力系数平台底土压力：平台底土压力：平台以上总土压力：平台以上总土压力：作用位置：作用位置：平台下土压力分布平台下土压力分布0.307)232-(45tanK2a67kPa110.307219KHa1a. 67kN/m110.30721921KH21E2a21a1. 4.67m2314y0177m1940tan6151h94m0tan3251h21.,.35kPa0.307619HK47kPa270.3071.77)0.94(219)KhhH(48kPa50.3070.9419Khaa3a211a2a1a1 .0.62m

27、29135)(27.4733527.472y29kN/m4029135)47(2721E98m177127.47)(5.48347274852291y16kN/m2977147)27(5.4821E37m394031291771y58kN/m20.3079401921Kh21E03a403a3022a21a2. 总土压力：总土压力：总土压力作用位置：总土压力作用位置：不考虑平台设置时的总土压力：不考虑平台设置时的总土压力：设置平台后总土压力的变化：设置平台后总土压力的变化：m7kN832940162958211.67EEEEEa4a3a2a1/.74m183.7620294098116293.

28、375826746711EyEyEyEyEy04a403a302a201a10.104.99kN/m0.30761921KH21E2a2a1 %.%2820100104.9983.7-104.99Ea 平台长度平台长度2.5米时，平台伸入破裂面，土压力分两部分计米时，平台伸入破裂面，土压力分两部分计算。算。平台以上土压力：平台以上土压力：作用位置：作用位置：平台以下土压力：平台以下土压力：作用位置：作用位置：67kN/m110.30721921KH21E2a21a1. 67m4324y01./46.66kN/m0.30741921KH21E2a22a2 1.33m34y01/总土压力：总土压力

29、：作用位置：作用位置：设置平台后总土压力的变化：设置平台后总土压力的变化：m33kN58664611.67EEEa2a1/.0m258.3333166466746711EyEyEy02a201a10.%44.44100104.9958.33-104.99Ea 模拟试卷模拟试卷一、名词解说一、名词解说1、级配曲线、级配曲线2、临界水力梯度、临界水力梯度3、剪胀性、剪胀性二、单项选择题二、单项选择题1、土的颗粒级配曲线越平缓，则（土的颗粒级配曲线越平缓，则（ ）。）。A、土粒大小越均匀，级配良好、土粒大小越均匀，级配良好 B、土粒大小越不均匀，级配良好、土粒大小越不均匀，级配良好 C、土粒大小越不

30、均匀，级配不良、土粒大小越不均匀，级配不良 D. 土粒大小越均匀，级配不良土粒大小越均匀，级配不良2、下列关于渗流力的描述不正确的是：（、下列关于渗流力的描述不正确的是：（ ）。）。A.其数值与水力梯度成正比其数值与水力梯度成正比B.是一种体积力，其量纲与重度的量纲相同是一种体积力，其量纲与重度的量纲相同C.渗流力的存在对土体稳定总是不利的渗流力的存在对土体稳定总是不利的D.渗流力的方向与渗流方向一致渗流力的方向与渗流方向一致3、若某砂土的天然孔隙比与其所能达到的最大孔隙比相、若某砂土的天然孔隙比与其所能达到的最大孔隙比相等，则该土（等，则该土（ ）。）。A.处于最密实状态处于最密实状态 B.

31、外于中等密实状态外于中等密实状态C.相对密实度相对密实度 D.处于最疏松状态处于最疏松状态4、通过土粒承受和传递的应力称为（、通过土粒承受和传递的应力称为（ ）。）。A.总应力总应力 B.有效应力有效应力 C.孔隙水压力孔隙水压力 D.附加应力附加应力5、如图所示，在单向偏心荷载作用下，若基底反力呈梯、如图所示，在单向偏心荷载作用下，若基底反力呈梯形分布，则偏心距应满足（形分布，则偏心距应满足（ ） 。A.el/6 C.eb/6 D.eb/6 lbOe6、土的、土的e-p曲线越平缓，说明（曲线越平缓，说明（ ）。）。A.压缩模量越小压缩模量越小 B.压缩系数越大压缩系数越大 C.土的压缩性越低土的压缩性越低 D.土的变形越大土的变形越大7、同种饱和粘性土在单面排水情况下的固结时间为双面、同种饱和粘性土在单面排水情况下的固结时间为双面排水的（排水的（ ）。）。A.1倍倍 B.2倍倍 C.4倍倍 D.8倍倍8、在相同的均质土地基上若两基础形状、面积及基底压、在相同的均质土地基上若两基础形状、面积及基底压力相同，但埋深不同，若忽略坑