土力学与基础工程复习题交通工程

1、一、基础题1.土由哪几部分组成？土中水分为哪几类？其特征如何？对土的工程性质影响如何？土体一般由固相、液相和气相三部分组成（即土的三相）。土中水按存在形态分为：液态水、固态水和气态水（液态水分为自由水和结合水，结合水分为强结合水和弱结合水，自由水又分为重力水和毛细水）。特征：固态水是指存在于颗粒矿物的晶体格架内部或是参与矿物构造的水，液态水是人们日常生活中不可缺少的物质，气态水是土中气的一部分。影响：土中水并非处于静止状态，而是运动着的。工程实践中的流沙、管涌、冻胀、渗透固结、渗流时的边坡稳定问题都与土中水的运动有关。2.说明土的天然重度、饱和重度、浮重度和干重度的物理概念和相互联系，比较同一

2、种土各重度数值的大小。 天然重度、饱和重度、浮重度和干重度分别表示单位体积的土分别在天然、饱和、湿润、干燥状态下的重量，它们反映了土在不同状态下质量的差异。 饱和重度>天然重度>干重度>浮重度3.土的三相比例指标有哪些？哪些可以直接测定？哪些通过换算求得？为换算方便，什么情况下令V=1，什么情况下令Vs=1？ 三相比例指标有：天然密度、含水量、相对密度、干密度、饱和密度、有效密度、孔隙比、孔隙率、饱和度。 直测指标：密度、含水量、相对密度。 换算指标：孔隙比、孔隙率、饱和度。 当已知相对密度ds时令Vs=1，当已知天然密度时令V=1，如若两者都已知，设V=1或Vs=1都行4.

3、反映无黏性土密实度状态的指标有哪些？采用相对密实度判断砂土的密实度有何优点？而工程上为何应用得并不广泛？ 指标：孔隙比、最大孔隙比、最小孔隙比。 优点：判断密实度最简便的方法是用孔隙比e来描述，但e未能考虑级配的因素，故引入密实度。 应用不广泛的原因：天然状态砂土的孔隙比e值难测定，此外按规程方法室内测定孔隙比最大值和孔隙比最小值时，人为误差也较大。 5.下列物理指标中，哪几项对黏性土有意义？哪几项对无黏性土有意义？ 塑性指数、液性指数对黏性土有意义。粒径级配、相对密实度对无黏土有意义A。6.无黏性土和黏性土在矿物组成、土的结构、物理状态及分类方法诸方面有何重要区别？ 物理状态：无黏性土最主要

4、物理状态指标为 孔隙比e、相对密度和标准贯入试验击数。 黏性土的物理状态指标为可塑性、灵敏度、触变性。分类方法区别：无黏性土靠密实度划分，而黏性土靠液性指数划分。7.通过固结试验可以得到哪些土的压缩性指标？如何求得？【答】 压缩系数 压缩指数 压缩模量 压缩系数        压缩指数    压缩模量28.通过现场（静）载荷试验可以得到哪些土的力学性质指标？【答】可以同时测定地基承载力和土的变形模量。9室内固结试验和现场载荷试验都不能测定土的弹性模量，为什么？【答】土的弹性模量是指土体在侧限条件下瞬时压缩

5、的应力应变模量。他的变形包括了可恢复的弹性变形和不可恢复的残余变形两部分。而室内固结实验和现场载荷试验都不能提供瞬时荷载，它们得到的压缩模量和变形模量时包含残余变形在内的。和弹性模量有根本区别。10.试从基本概念、计算公式及适用条件等方面比较压缩模量、变形模量与弹性模量【答】   土的压缩模量的定义是土在侧限条件下的竖向附加应力与竖向应变之比值。 土的压缩模量是通过土的室内压缩试验得到的，。土的变形模量的定义是土体在无侧限条件下的应力与应变的比值。 土的变形模量时现场原位试验得到的，  土的压缩模量和变形模量理论上是可以换算的：。但影响因素较多不能准确反映他们之间

6、的实际关系。  土的弹性模量的定义是土体在无侧限条件下瞬时压缩的应力应变模量。 土的弹性模量由室内三轴压缩试验确定11.什么是土的抗剪强度？什么是土的抗剪强度指标？试说明土的抗剪强度的来源。对一定的土类，其抗剪强度指标是否为一个定值？为什么？ 定义：是指土体抵抗剪切破坏的极限能力。 土的抗剪强度指标：土的黏聚力和土的内摩擦角。 抗剪强度的来源：（1）无粘性土：来源于土粒间的摩擦力（内摩擦力） （2）粘性土：除内摩擦力外，还有内聚力。 对一定的土类，其抗剪强度指标也并非常数值，均因试验方法和土样的试验条件等的不同而异，同时，许多土类的抗剪强度线并非都呈直线状12.土压力有哪几种？影响土

7、压力的各种因素中最主要的因素是什么？ 土压力类型：主动土压力、被动土压力、静止土压力。最主要因素：（1）挡土墙的位移方向和位移量（2）土的类型特定不同（3）墙体的形态不同（4）墙后土体的排水状态13试阐述主动土压力、被动土压力、静止土压力的定义和产生的条件，并比较三者数值大小。 主动土压力：挡土结构物向离开土体的方向移动，致使侧压力逐渐减小至极限平衡状态时的土压力。 被动土压力：挡土结构物向土体推移，致使侧压力逐渐增大至被动极限平衡状态时的土压力。 静止土压力：土体在天然状态时或挡土结构物不产生任何移动或转动时，土体作用于结构物的水平压应力。 主动土压力静止土压力被动土压力14.试比较朗金土压

8、力理论和库仑土压力理论的基本假定和适用条件。 朗金土压力理论基本假定：挡土墙墙背竖直、光滑，填土面水平。 适用条件：适用于墙背垂直光滑而墙厚填土坡度比较简单的情况。 库仑土压力理论基本假定：墙后填土是理想的散粒体（黏聚力C=0），滑动破裂面为通过墙踵的平面 适用条件：适用于砂土或碎石填料的挡土墙计算，可考虑墙背倾斜、填土面倾斜以及墙背与填土间的摩擦等多种因素的影响。15、人工处理地基的方法有哪些？答：对于地基土满足不了承载要求时，人工处理的方法有：碾压及夯实法，换土垫层法，排水固结法，振密挤密法，化学灌浆法，加筋法等。16、浅基础基底尺寸设计时，中心荷载作用下的求fa和b的思路是什么？答：一般

9、先假定b3，仅对地基承载力特征值作深度修正，用这一结果求得b 值，若b3，则可以作为基底宽度尺寸，若b3，则应用所求得的b值作宽度修正，用修正后的fa值重新求b值，即为初步设计值。17、基础埋置深度选择所考虑的因素有哪些？答：建筑物用途及基础构造的影响；作用于地基上荷载的大小和性质；工程地质和水文地质条件；相邻建筑物基础的埋深影响；地基土冻胀和融陷的影响。18、说出天然地基上浅基础设计的内容和一般步骤。答：选择基础的材料和类型；选择基础的埋置深度；确定地基承载力特征值；确定底板尺寸；进行必要的地基验算（变形及稳定性）；进行基础的结构和构造设计；绘制基础施工图。19、桩基础有何优点？答：将荷载传

10、至硬土层或分配到较大的深度范围，提高了承载能力；减小了沉降，从而减小沉降差；能发挥较强的抗风、抗震和抗拔作用；抗液化，有利于上部结构稳定。20、什么是地基？什么是基础？对地基和基础的总体要求是什么？答：地基是指基础底面以下，承受由基础传来的荷载的那部分土层；基础是建筑物下部结构的组成部分，也是建筑物直接与地层接触的最下部分。地基应有较高的承载力和较低的压缩性；基础应有较高的承载力和刚度。21、边坡失稳滑动的主要原因是什么？答：一是外力的作用破坏了土体内原有内力的平衡状态，导致土体失稳破坏；二是土的抗剪强度指标由于受到各种外界因素的影响而降低，导致土体失稳破坏。22、简述土、土力学的定义。答：工

11、程中的土是经岩石风化、剥蚀、搬运、沉积而形成的松散堆积物。土力学是工程力学的一个分支，是研究工程中土的应力、应变、强度、稳定性和渗透性等规律的学科。23、简述地基土自重应力分布特征。答：自重应力分布线是一条折线，转折点在土层构造层的交界处和地下水位处；自重应力随土层深度增加而增大；地下水位的升降会引起土中自重应力的变化，若长期抽取地下水而导致地下水位下降，将使地基中原地下水位以下的土的自重应力增加，造成地表大面积下沉的严重后果。24、什么是淤泥土，什么是淤泥质土？ 答：它们是粘性土的特殊状态，在静水或缓慢的流水中沉积，并经生物化学作用而成。当其天然含水率大于液限、天然孔隙比大于或等于1.5的黏

12、性土称为淤泥；当其天然含水率大于液限、天然孔隙比小于1.5但大于或等于1.0的黏性土称为淤泥质土。25、简述影响基底压应力分部的因素。 答：基底压应力的分部很复杂，它不仅与基础的刚度、尺寸平面大小、平面形状和埋置深度有关，还与作用在基础上的荷载大小、分部情况和地基土的性质有关。26、简述竖向集中荷载作用下地基附加应力的分布特征。答：在集中应力作用线上，z值随深度z增加而减小；在同一深度水平面上，在荷载轴线上的附加应力最大，向两侧逐渐减小；距地面愈深，附加应力分布在水平方向上的影响范围愈广。27、什么是土的自重应力和附加应力？答：自重应力是指土的自身重量在土中所产生的应力；附加应力是指建筑物（外

13、荷载）在地基中引起的应力。28、简述土体压缩变形产生的三大原因。答：土颗粒本身的压缩；土孔隙中不同形态的水和气体的压缩；孔隙中部分水和气体被挤出，土颗粒相互移动靠拢使孔隙体积减小。29、与其它建筑材料相比，土的主要工程特性有哪些？答：土是由固、液、气组成的三相分散体系，和其它具有连续固体介质的建筑材料相比，土具有压缩性高、强度低、透水性大的工程特性。30、什么是粘性土？粘性土是如何分类的？答：粘性土是指塑性指数的土。粘性土又分为粘土（）和粉质粘土（。）31、土体抗剪强度的影响因素有哪些？答：土颗粒的形状、土粒级配、含水量、土的扰动情况、有效应力、应力历史、试验条件等。32、常见的区域性地基有哪

14、些？答：湿陷性黄土地基、膨胀土地基、红粘土地基、冻土地基、地震区地基等。33、什么是土的抗剪强度及库仑定律？答：抗剪强度是指土体对外荷载产生的剪应力的极限抵抗能力。库仑定律是土体抗剪强度的基本定律，其方程为。34、地基岩土分类的原则是什么？建筑地基基础设计规范（GB 500072002）把地基岩土分为哪几类？答：建筑地基基础设计规范（GB 500072002）按照工程性能相似的原则，把地基岩土分为岩石、碎石土、砂土、粉土、粘性土和人工填土6类。35、什么是群桩效应？群桩基础的承载力是否等于各单桩的承载力之和？答：群桩基础由于桩侧土摩阻力的扩散作用，桩底应力相互叠加，使得桩群的工作性状与单桩显著

15、不同的现象称为群桩效应。由于群桩效应的存在，群桩基础的承载力低于各单桩承载力之和。36、毛细水的上升对工程有哪些影响？ 答：毛细水的上升引起地基（或路基）冻害的主要因素之一；对于房屋建筑，毛细水的上升会引起地下室过分潮湿；毛细水的上升可能会引起土的沼泽化和盐渍化。二.计算题1.已知某土样含水量为20%，土粒相对密度为2.7，孔隙率为50%，若将该土加水至完全饱和，问10m3该土体需加水多少？2某构筑物基础如图所示，在设计地面标高处作用有偏心荷载680KN,偏心距1.31m,基础埋深为2m,底面尺寸为4m2m。试求基底平均压力和边缘最大压力，并绘出沿偏心方向的基底压力分布图。（答案：=301KP

16、a）             3.已知土中某点的应力处于极限平衡状态，最小主应力3=200kp、作用面的法线为水平方向，土的抗剪强度指标=24，c=50kPa： 求该点的最大主应力1的大小和方向； 该点的最大剪应力值max与作用面方向； 该点剪切破坏面上的正应力与剪应力作用面方向；证明最大剪应力面不是剪切破坏面。4. 某挡土墙高5m，墙背竖直光滑，填土面水平，、。试计算：该挡土墙主动土压力分布、合力大小及其作用点位置；若该挡土墙在外力作用下，朝填土方向产生较大的位移时，作用在

17、墙背的土压力分布、合力大小及其作用点位置又为多少？解：主动土压力系数在墙底处的主动土压力强度为：临界深度：主动土压力：主动土压力作用在距墙底的距离为：被动土压力系数：在墙底处的被动土压力强度为：被动土压力：被动土压力距墙底距离为：土压力分布图如图8-2、8-3所示。5、某建筑物地基的地质资料如图所示，试计算各层交界处的竖向自重应力。解：粘土层底； 地下水位线处； 淤泥质粘土层底； 细砂层底； 粉土层底。6、某土样进行三轴剪切试验。剪切破坏时，测得，剪切破坏面与水平面夹角为60°，求土的、值。解：由题意，而，故。 将、代入极限平衡方程：或可解得。 7、某综合住宅楼底层柱截面尺寸为300

18、mm400mm，已知柱传至室内设计标高处的荷载地基土为粉质粘土，承载力修正系数，基础埋深，试确定基础底面尺寸。解：（1）、在进行地基承载力特征值修正时，基础宽度时按3取值，则。现假设，进行地基承载力特征值的修正： 。 （2）、按中心受压初步估算基底面积： 。 考虑偏心荷载的影响，将底面积增大20%，则。取长短边之比，得，故。 （3）、验算。，基底边缘最大压力 满足要求，故取，取合适。8、某粘性土的含水率=39%，液限=47.9%，=25.4%塑限试求：计算该土的塑性指数；计算该土的液性指数；确定该土的名称；按液性指数确定土的状态。解: 、 、 、由于，故该粘性土为粘土。、，该土处于可塑状态。9、某工程地基钻孔取样，进行室内压缩试验，试样初始高度为，在作用下，测得压缩量，在作用下的压缩量为。已知土样的初始孔隙比，试计