土力学本科复习题

第一章绪论.二、填空题1.土的三相组成包括（气相、液相、固相）。2.1925年，美国（太沙基）发表了第一本《土力学》专著。3.基础按埋置深度可分为（浅基础、深基础）。第二章土的物理性质一、选择题.用粒径级配曲线法表示土样的颗粒组成情况时，若曲线越陡，则表示土的（颗粒级配越差）.判别粘性土软硬状态的指标是（液性指数）.对工程会产生不利影响的土的构造为：（裂隙构造）.土的结构为絮状结构的是:（粘粒）.土粒均匀，级配不良的砂土应满足的条件是（CU为不均匀系数，CC为曲率系数）：（CU<5）.不能传递静水压力的土中水是：（结合水）.下列土中，最容易发生冻胀融陷现象的季节性冻土是：（粉土）.当粘性土含水量减小，土体积不再减小，土样所处的状态是：（固体状态）.同一土样的饱和重度Ysat、干重度Yd、天然重度Y、有效重度Y’大小存在的关系是：（Ysat>Y>Yd>Y'）.已知某砂土的最大、最小孔隙比分别为0.7、0.3，若天然孔隙比为0.5，该砂土的相对密实度Dr为：（0.5 ）.亲水性最弱的粘土矿物是：（高岭石）.土的三相比例指标中需通过实验直接测定的指标为：（土粒比重、含水量、密度）.细粒土进行工程分类的依据是：（塑性指数）.下列指标中，哪一指标数值越大，密实度越小。（孔隙比）.土的含水量w是指：（土中水的质量与土粒质量之比）.土的饱和度Sr是指：（土中水的体积与孔隙体积之比 ）.粘性土由半固态转入可塑状态的界限含水量被称为：（塑限）.某粘性土样的天然含水量3为20%，液限3L为35%，塑限3p为15%，其液性指数IL为：（0.25）.根据《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）进行土的工程分类，砂土为:（粒径大于2mm的颗粒含量W全重的50%、粒径大于0.075mm的颗粒含量>全重的50％的土）.根据规范GB50007进行土的工程分类，粘土是指：（塑性指数大于10的土）.某土样的天然重度Y=18kN/m3，含水量w=20%，土粒比重ds=2.7，则土的干密度pd为：（1.5g/m3）.受水浸湿后，土的结构迅速破坏，强度迅速降低的土是：（湿陷性黄土）.下列矿物质中，亲水性最强的是：（蒙脱石 ）.不均匀系数大于10时,（级配良好）.在下列指标中，不可能大于1的指标是（饱和度）。.区分粉质粘土与粘土的指标是（塑性指数）.《规范》规定砂土的密实度用（标准贯入锤击数）来划分。.烘干法用于测定土的（天然含水量 ）.如下土的四个密度指标中，常被用来评价夯实质量的是（干密度pd）.采用搓条法测定塑限时，土条出现裂纹并开始断裂时的直径应为（3mm ）二、填空题1..土的颗粒级配曲线愈陡，其不均匀系数Cu值愈（小）。.人工填土包括素填土、冲填土、压实填土和（杂填土）。.若某土样的颗粒级配曲线较缓，则不均匀系数数值较（大），其夯实后密实度较（大）。.级配良好的砂土是指不均匀系数三（5）且曲率系数为（Cc=1-3）的土。.利用（土的颗粒级配）曲线可确定不均匀系数例；为了获得较大密实度，应选择Cu值较（大）的土作为填方工程的土料。.能传递静水压力的土中水是（重力）水和（毛细）水。.影响压实效果的土中气是与大气（隔绝）的气体，对工程性质影响不大的土中气是与大气（相连通）的气体。.对于粒径小于0.075mm的颗粒分析应采用（筛分）法，对于粒径大于0.075mm的颗粒分析应采用（沉降分析）法。.粘性土越坚硬，其液性指数数值越（小），粘性土的粘粒含量越高，其塑性指数数值越（大）。.小于某粒径土的质量占土总质量10%的粒径，称为（有效）粒径，小于某粒径土的质量占土总质量60%的粒径，称为（限定）粒径。.处于半固态的粘性土，其界限含水量分别是（塑限、缩限）。.根据塑性指数，粘性土被分为（粉质黏）土及（粘）土。.淤泥是指孔隙比大于（1.5）且天然含水量大于（WL）的土。.无粘性土根据土的（颗粒级配）进行工程分类，碎石土是指粒径大于2mm的颗粒超过总质量（50%）的土。.冻胀融陷现象在（季节）性冻土中易发生，其主要原因是土中水分向冻结区（迁移积聚）的结果。.粘性土的灵敏度越高，受（外力扰动作用）后其强度降低就越（低），所以在施工中应注意保护基槽，尽量减少对坑底土的（结构外力）扰动。.通常可以通过砂土的（相对）密实度或标准贯入锤击试验的（锤击数N）判定无粘性土的密实程度。.土的结构有（单粒结构、蜂窝结构、絮凝结构）三种基本类型。五、实验题.有关含水量实验数据的处理土样盒的质量（g）盒+土样的质量（g）盒+干土的质量（g）125.2156.8123.3225.3168.5132.1325.1161.2126.5土1：W1=(156.8-123.3)/(123.3-25.2)*100%=34.1%土2：W2=（168.5-132.1）/（132.1-25.3）*100%=34.1%土3：W3=（161.2-126.5）/（126.5—25.1）*100%=34.2%.土体击实实验有哪些步骤？答：1.制取取样；2.取出击实筒，在其内面涂抹润滑油，并称其质量；3.放土击实，分三次放土，第一次放2/3击实筒高，第二次加土至筒高，第三次加土至护筒高，每次击25次；4.称量击实后土与筒的质量；5.测定含水量3.击实实验需要注意哪些事项？答：1、试验用土：一般采用风干土做试验，也有采用烘干土做试验的。2、加水及湿润：加水方法有两种，即体积控制法和称重控制法，其中以称重法效果为好。洒水时应均匀，浸润时间应符合有关规定4.测定击实实验需要哪些器材？答：1)击实仪；2)天平；3)台秤；4)推土器；5)筛：孔径为5mm；6)其它:喷水设备、碾土设备、修土刀、小量筒、盛土盘、测含水率设备及保温设备等。5.酒精燃烧法的实验步骤？答：1、取代表性试样，放入称量盒内，称湿土质量。2、用滴管将酒精注入放有试样的称量盒中，直至盒中出现自由液面为止。为使酒精在试样中充分混合均匀，可将盒底在桌面上轻轻敲击。3、点燃盒中酒精，燃至火焰熄灭。4、将试样冷却数分钟，按2、3方法重新燃烧两次。5、待第三次火焰熄灭后，盖好盒盖，立即称干土质量，准确至0.01g。六、计算题.在对某地基土进行试验时，以环刀切取土样。土样高度2cm，上、下底面积为50cm2,称得原状土样质量为190g，烘干后土样质量为150g。试计算土样的密度和含水量。若该土样处于饱和状态，试计算土样的孔隙比。答：p=m/v=190/(50+50)=1.9g/cm33二mw/ms*100%=(190-150)/150*100%=26.7%e=Vv/Vs=Vv/(V-Vv)=Vw/(V-Vw)=(190-150)/(100-(190-150))=66.7%.某土样重180g，相对密度为2.7,烘干后重135g。若将该土样压密，使其干密度达到1.5g/cm3,饱和度为100%，试求此时土样的天然重度、含水量、孔隙比。答：m=180gms=135gmw=m—ms=45gVs=ms/ds=50cmVw=mw=45cmVv=Vw/(Vw/Vs)=50cmV=ms/(Vs/Vw)=90cmmw=Vw=V-Vs=40gm=ms+mw=175gY=m/v*g=19.4kN/m33=mw/ms*100%=30%e=mw/Vv=0.83.某宾馆地基土的试验中，用体积为72cm3的环刀测得原状土样重129.5g，烘干后土重121.5g，土的比重为2.7，计算w,e,Sr,丫,丫sat,丫’，丫d。答：V=72cm3 m=129.5gms=121.5gds=2.7mw=m-ms=8.0gVw=8.0cm3Vs=ms/ds=45cm3Vv=V-Vs=27cm33=mw/ms=6.58%e=Vv/Vs=0.6Sr=Vw/Vv*100%=29.6%Y=m/v*g=17.99kN/m3Ysat=(ms+Vvpw)/V*g=20.63kN/m3Y’=Ysat-Yw=10.63kN/m3 Yd=ms/v*g=16.88kN/m3Ysat>Y>Yd>Y’.一工厂车间地基表层为杂填土厚1.2m，第2层为粘土厚5m，地下水位深1.8m。在粘性土中部取土做试验，测得天然密度为1.84g/cm3，土粒比重Gs为2.75。试求此地基土的天然含水率，浮密度，干密度，孔隙比和孔隙率。答：p=1.84ds=2.753=Sre/dsSr=100%口e=wdsE=ds（1+w）pw/e-1口wds=ds（1+w）pw/e-W1.84w=（1+w）-1.84口w=39.4p'=（ds—1）e/ds（1+w）=0.84g/cm3pa=p/1+w=1.32g/cm3e=dspw/pa-1=1.08因为Sr=wpa/npw=1所以n=wpa/pw=52%.某砂土土样的密度为1.77g/cm3,含水率为9.8%,土粒比重Gs为2.67。烘干后测得最小孔隙比为0.461，最大孔隙比为0.943.试求孔隙比和相对密实度，并评定该土的密实度。答：由e=ds（1+w）Pw/P-1=0.963Dr=emax-e/emax-emin=0.943-0.963/0.943-0.461=0.595因为0.67口0.595>0.33所以该砂土的密实度为中密.某砂土的含水率为28.5%、土的天然重度为19kN/m3、土粒相对密度为2.68,颗粒分析结果如下表。土样颗粒分析结果土粒组的粒径范>2围（mm）2~0.50.5〜0.250.25〜0.075<0.075粒组占干土总质9.4量的百分数（％）18.621.037.513.5求：（1）确定该土样的名称;答:粒径大于0.075mm的颗粒为9.4%+18.6%+21.0%+37.5%=86.9%超过全重的50%，因此为细砂（2）计算该土的孔隙比和饱和度；答：e=ds（1+3）pw/p-1=0.81Sr=3ds/e*100%=94.3%（3）确定该土的湿度状态；答：因为Sr=94>80，所以饱和（4）如该土埋深离地面3m以内，其标准贯入试验锤击数为14,试确定该土的密实度。答：因为10<N=14<15，所以稍密.某粘性土的含水率为36.4%,液限为48%,塑限为35.4%。（1）计算该土的塑性指数和液性指数；（2）确定该土的名称及状态。答：3=36.4%3L=48%3p=35.4%Ip=3L-3p=12.6IL=（3-3p）/Ip=0.08（2）因为10<Ip=12.6<17,所以属于粉质粘土；0<IL=0.08<0.25,所以硬塑状态.某湿土重180g,已知其含水率为18%，现需配置含水率为25%的土样，需加水多少？答：m1=180g31=18%32=25%

m2=m32/ms*100%=25%m32=0.25*152.54=38.14g需加水38.14-27水6=10.7g.由试验测得某原状土样的天然重度Y=18kN/m3,含水量3=30%,土粒相对密度d=2.7。试计算该土样的孔隙比和干重度。（水的重度Yw=10kN/m3）答：e=Ywds（1+3）/丫—1=0.95yd=Y/（1+3）=13.85kN/m3.如图所示，边长为1.0m的正立方体土的三相草图中，土粒质量m=1650kg,土粒所占高度h=0.62m,土中水所占高度h=0.25m。试计算该土的质量密度p和孔隙比e的值。s（水的质量密度p=1000kg/m3）答：mw=1000*0.25=250m=ms+mw=250+1650=1900p=m/V=1900g/cm3 Vv=V-Vs=0.38e=Vv/Vs=0.613.用环刀切取土样，其体积为100cm3,质量为185g,试样烘干后质量为145g。若已知该土的土粒比重为2.73，试求该土的天然密度、含水量及孔隙比。答：p=m/v=1.85g/cm3 3=mw/ms*100%=27.6%e=Vv/Vs=dspw/pd-1第三章土中应力计算一、选择题1．使土体体积减少的主要因素是（土中孔隙体积的减少）TOC\o"1-5"\h\z某柱作用于基础顶面的荷载为800kN,从室外地面算起的基础深度为1.5m,室内地面比室外地面高0.3m,基础底面积为4m2,地基土的重度为17kN/m3,则基底压力为（233kPa ）。某箱形基础，上部结构和基础自重传至基础底面的压力p=100kPa，地基土天然重度Y=18.5kN/m3,若使基底附加压力基本为零，则基础的埋深应取（5.40m ）有关地下水位下降会引起哪些变化（自重应力增加 ）5．计算土中自重应力时,地下水位以下的土层应采用（浮重度 ）。6．计算基础及上回填土的总重量时,其平均重度一般取（20kN/m3 ）。7．在单向偏心荷载作用下,若基底反力呈梯形分布,则偏心距与矩形基础长度的关系为（e<L/6 ）。8．由于建筑物的建造而在基础底面处产生的压力增量称为（基底附加应力）。9.在基底附加压力的计算公式P二P—Ymd,d为（从天然地面算起的埋深，对于新填土场地应从老天然地面算起0 ）。

二、计算题1.有一柱下单独基础，其基底面积为3mx2m,埋置深度d=1.2m,作用于基础顶面中心的竖向荷载为3000kN。地基为均质粘性土，其重度为Y=18kN/m3,试求基底附加压力。答：Po=P-Ymd=F/A-Ymd=3000/3*2-18*1.2=478.42．计算图所示水下地基土中的自重应力分布。答：ocz1=0kPaY1'=Y’sat-Yw=8.5kN/而Ocz2=r1'h2=85kN/而 ow=Yw(h1+h2)=130kPao’cz2=ocz2+ow=215kPaocz3=o’cz2+Y3h3=306.5kPa3.某建筑场地的地质剖面如下图所示,试计算各土层界面及地下水位面的自重应力,并绘制自重应力曲线。答：ocz1=17*2=34.0kPaocz2=ocz1+19*3.8=106.2kPaocz3=ocz2+(18.20-10)*4.2=140.64kPaocz4=ocz3+(19.6-10)*2=159.84kPa159.84+10*6.2=221.84kPa4．地质条件如图所示,求由地下水位下降后引起的自重应力变化？

砂煤=2400kPa细/=9.5kN/mJ粉砂煤=2400kPa细/=9.5kN/mJ粉.T&5kN/m：厚地下水位天然地面现地下水位密实粗砂层，很厚答：原地下水位：acz1=r1h1=27.5kpaacz2=acz1+r’h2=75.2kpa现地下水位：acz2=r(h1+h2)=120.25kpa5．地基土呈水平成层分布，自然地面下分别为粘土、细砂和中砂，地下水位于第一层土底面，各层土的重度如图所示。试计算图中1点、2点和3点处的竖向自重应力。4.6m自然地面V-粘土Y[=17.4kN/n?4.6m自然地面V-粘土Y[=17.4kN/n?2点细砂Y*=19.8kN/m33点中砂,%=20kN/m3答：acz1=0acz2=r1h1=24.36kpaacz3=acz2+r2h2=69.44kpa6.如上图所示的柱下独立基础底面尺寸为5mx2.5m,试根据图中所给资料计算基底压力p,pmax,pmin答：合力N=F1+F2+G=2000+200+20*5*2.5*2=2700kpa合力矩M=M1+F2e2=800+200*0.5=900kN*m合理偏心距e=M/N=1/3<L/6=5/6Pmax=N/A（1+-6e/L）=2700/5*2.5*（1+-（6*1/3）/5）min=302.4129.6基底附加压力Po=P-Ocd=302.4-24.34129.6-24.34acd=rh1+r’h2=18.4*0.6+（19.5-10）*1.4=24.34kpa第四章土的变形性质及地基沉降计算一、填空题.地基的压缩变形是由（附加）应力引起的。.a1-2表示压力范围p1=（lOOkpa）,p2=（200kpa）的压缩系数，工程上常用a1-2评价土的压缩性的高低。.地基最终沉降量由（瞬时沉降、固结沉降、次固结沉降）组成的。.前期固结压力与现有土自重应力的比值称为（超固结比）。.土体沉降主要由于（孔隙）体积缩小而造成的。6．可通过室内试验测定的土体压缩性的指标有（压缩系数）、（压缩指数）、和（压缩模量）。7.饱和土的渗透固结过程是有效应力逐渐增加，孔隙水压力逐渐（消散）的过程。8．土的压缩模量越大，土的压缩性就（小）。.按压缩性大小分类，当压缩系数a三0.5MPa-1时，该土属于（高压缩性土）。.矩形基础底面为lQb，计算基底中心线上深度z处的附j加应力时，依据长宽比l/b和（z/b）两项指标来确定附加应力系数a。.采用分层总和法计算地基的最终沉降量时，通常采用基底中心点下的地基附加应力进行计算，结果使计算沉降量（偏小）。12分层总和法计算地基沉降量时，计算深度是根据（附加）应力和（自重）应力的比值确定的。.按压缩性对土分类，当压缩系数a<0.1Mpa-1时，该土属于（低压缩性图）。.超固结比OCR大于1的土，称为（1超固结土）。二、选择题.当压缩模量E为多少MP时，土称为高压缩性土（Es=3）.按分层总和法计算地基变形时，一般土确定压缩层下限的标准是（aW0.2O） z.土的渗透系数越大，达到某一固结度所需的时间（越短）.若土的压缩系数a1-2=0.1MPa!则该土属于（中压缩性土）.按建筑规范法计算地基变形时，确定压缩层下限的标准是（AS'<0.025XAS'nii=1评价地基土压缩性高低的指标是（压缩系数）.土体产生压缩的时（土中孔隙体积减少,土粒体积不变）.若土的压缩曲线（e-p曲线）较陡，则表明（土的压缩性较大）.下列说法中错误的是（土的固结压缩量与土的透水性有关）.土的压缩模量越大，表示（土的压缩性越低）.使土体体积减少的主要因素是（土中孔隙体积的减少）.土的变形模量可通过（载荷）实验来测定。.土的e-p曲线愈平缓，说明（压缩模量愈小 ）第五章土的抗剪强度一、填空题.土抵抗剪切破坏的极限能力称为土的（抗剪能力）。.三轴试验中，土试样的破坏面与最大主应力。l作用面的夹角为（45°+口/2）。.库伦在19776年提出砂土抗剪强度表达式为（Tf=Otan口）。.粘性土抗剪强度指标包括（黏聚力C、内摩擦角□）。.粘性土处于应力极限平衡状态时，剪裂面与最大主应力作用面的夹角为（45°+□/2）。.土中一点的摩尔应力圆与抗剪强度包线相切，表示它处于（极限平衡）状态。.砂土的内聚力（等于）零。.饱和砂土在动荷载作用下，其强度全部丧失而会像流体一样流动的现象称为（砂土液化）。.饱和粘性土，在同一竖向荷载p作用下进行快剪、固结快剪和慢剪，（慢剪）试验方法所得的强度最大？二、选择题1、土的强度主要是与土中何种应力有关？（有效应力）TOC\o"1-5"\h\z2．若代表土中某点应力状态的莫尔应力圆与抗剪强度包线相切，则表明土中该点（在相切点所代表的平面上，剪应力正好等于抗剪强度 ）。剪切破坏面与最大剪应力作用面一致时，土的内摩擦角中值应为（0°）建立土的极限平衡条件的依据是（莫尔应力圆与抗剪强度包线相切的几何关系）无粘性土的特征之一是（粘聚力c=0 ）。有一饱和黏性土试样，分别在直剪仪中进行快剪和在三轴仪中进行不固结不排水试验，两种试验得到的强度有何差别？（相同 ）某建筑物已经修建多年，因为实际需要，计划往上再建两层，应采用哪种实验方法测量地基土的抗剪强度？（固结快剪试验 ）8．建筑物施工速度快，且地基为透水性差的饱和粘性土，应采用哪种试验方法测量地基土的抗剪强度？（快剪试验）土体的强度破坏是：（剪坏）四、计算题.已知地基中某点处的大主应力□二445kPa，最小主应力□二115kPa，通过现场试验测得抗剪强度指标c=42kPa，□=25°。问该点是否发生剪切破坏？答：a1f=a3tan2（45°+□/2）+2ctan（45°+□/2）=115*tan2（45°+25°/2）+2*42*tan（45°+25°/2）=414.78kpa<a1=445kpa所以剪破.已知地基土的抗剪强度指标c=10kPa，□=30°，问当地基中某点的大主应力□1=400kPa，而小主应力□3为多少时，该点刚好发生剪切破坏？答;a3=a1tan2（45°-口/2）-2ctan（45°-口/2）=400*tan2（45°-30°/2）-2*10*tan（45°-30°/2）=121.26kpa4.某地基土的强度指标c=20kPa，口=30°。若作用在土样上的大小主应力分别为350kPa和150kPa，问该土样是否破坏？若小主应力为100kPa，该土样能经受的最大主应力为多少？答：破裂角a=45°+□/2a=1/2*（a1+a3）+1/2*（a1-a3）cos2aT=1/2*（a1-a3）sin2a t'=c+atan口由此可知，该土样不会发生破坏。最大主应力O1=03tan2（45°+口/2）+2ctan（45°+口/2）=100*tan2（45°+30°/2）+2*20*tan（45°+30°/2）=369.28kpa第六章土压力一、填空题.作用于挡土墙上的土压力大小及分布除了与挡土墙本身的状况及墙后填土有关外，还与挡土墙的位移方向和（位移量）.挡土墙后的填土因自重或外荷载作用对墙背产生的侧向压力称（土压力）。.墙后填土为粘性土的挡土墙，若离填土面某一深度范围内主动土压力强度为零，则该深度称为（临界