河海大学复试土力学题土力学试卷(05答案)

千里之行，始于足下朽木易折，金石可镂Word-可编辑2023年年-2023年年度第一学期《土力学》期末试卷船舶与海洋工程专业2003级年级学号姓名得分说明：(1)考卷中的所有计算过程中碰到小数都保留2位。(2)g取10N/kg一、名词解释（10分，每题2分）1.不匀称系数答：。（1分）d10、d60分离为粒径分布曲线上小于某粒径的土粒含量分离为10％和60％。（1分）2.最优含水率答：土在击实过程中，当土样含水率较低时，击实后干密度随含水率的增强而增大；（1分）当干密度达到一定的数值后，含水率的增强反导致干密度的减小，此时对应的含水率为最优含水率。（1分）3.固结度答：指在某一固结应力作用下，经某一时光t后，土体发生固结或孔隙水应力消散的程度。（2分）4.静止侧压力系数答：土体在无侧向变形条件下（0.5分）侧向(水平向)有效应力（0.5分）与自重应力(竖向有效应力)（0.5分）之比（0.5分）。5.容许承载力答：地基所能承受的最大基底压力称为极限承载力（1分），而求出地基极限承载力后除以一个安全系数，即为容许承载力（1分），可用为承载力的设计值使用。二、填空题（18分，每空1分）1.土的结构普通有单粒结构、凝聚结构和絮凝结构等三种，其中絮凝结构结构是以面～边接触为主的。2.渗透变形可分为流土和管涌两种基本形式。3.前期固结压力是指土历史上曾受到过的最大有效应力。4.按照莫尔－库伦破坏准则，当土体处于极限平衡状态时，则莫尔应力圆必然与库伦抗剪强度线相切。按照几何关系，可以得到剪切破坏面与大主应力面的夹角为。5、松砂受剪体积减小、紧砂受剪体积增大。6、无粘性土土坡稳定的安全系数表示为；当有顺坡渗流逸出时，则为。7、地基的破坏普通有整体剪切破坏、局体剪切破坏和冲剪破坏等三种型式。三、挑选题（20分，每题2分）1.土粒级配曲线越平缓，说明（C）A、土粒匀称，级配不好；B、土粒匀称，级配良好；C、土粒不匀称，级配良好；D、土粒不匀称，级配不好；2.土的三项通过实验测定的物理指标是（D）A、天然重度、天然含水量和相对密度；B、孔隙比、相对密度和密度；C、孔隙比、天然含水量和饱和度；D、含水率、密度和土粒比重；3.含水率的意义是：（C）A、单位体积土体内所含水的质量；B、单位孔隙体积内所含水的质量；C、土中水的质量与土粒质量之比；D、土中所含水的体积与土体总体积之比；4.有两个不同的基础，其基础总压力相同，在同一深度处，哪一个基础产生的附加应力大？（B）A、宽度小的基础产生的附加应力大；B、宽度小的基础产生的附加应力小；C、宽度大的基础产生的附加应力小；D、两个基础产生的附加应力相等；5.有一单面排水的土层在固结度达到0.5时所需要时光为4年，若将该土层改为双面排水，其固结度同样为0.5时所需时光为（A）A、1年；B、2年；C、4年；D、8年；6.超固结土是指土体：（B）A、受到一超荷载；B、当前有效应力小于前期固结压力；C、固结压力超过了土体承受能力；D、固结时光超过了预定；7.灵巧度是用来反映（A）的指标。A、土体结构受到扰动后强度降低程度；B、砂土在受震动时发生液化可能性；C、粘土颗粒含量多少；D、土体强度超过峰值后降低程度；8.当水库水位骤降，用总应力法验算上游坝坡的稳定性时，宜用（B）A、快剪强度指标；B、固结快剪强度指标；C、慢剪强度指标；9.关于土坡稳定分析瑞典条分法，下列条目中惟独（A）是准确的。A、假定土条侧面上作使劲对土坡稳定性没有影响；B、考虑了每个土条上所作使劲的平衡；C、在任何稳定条件下，滑动力矩都与滑动面上抗剪强度彻低发挥所产生的抗滑力矩相等；D、对粘性土坡算得的安全系数与土体的容重（或密度）无关；10.关于地基稳定分析的下列几个概念中，有一个是错的，它是（B）。A、对于坚硬粘性土或紧密砂性土，地基剪切破坏形式普通的是整体剪切破坏；B、用塑性开展区的深度来预计地基的稳定性，就是说塑性开展区的深度愈大，表明破坏区埋得愈深，愈不易滑动因而地基愈稳定；C、从各种地基承载力公式中都可以看出，若地基土的容重（或密度）愈大，则承载力愈高；D、基础埋置深度愈大，地基愈稳定；四、简答题（25分，每题5分）1.试述有效应力原理，并推导土体在水位差作用下发生由上向下渗流情况a-a面的孔隙水应力、有效应力和总应力之间的关系。（5分）答：有效应力原理：（2分）土体中的总应力等于土体的有效应力和孔隙水应力之和。浸没在水下的饱和土体，至水面的距离h1，土下深度为h2处平面的总应力为：（1分）孔隙水应力因水头损失而减小：（1分）按照有效应力原理，平面上的有效应力为：（1分）2.由土的平均固结度及平均固结度与时光因数之间的关系曲线可以解决哪两类固结计算问题？（5分）答：（1）已知土层的总算沉降量S，求某一固结历时t的沉降量St（1.5分）对于这类问题，首先按照土层的k、av、e1、H和给定的t，算出土层固结系数Cv（也可由固结实验结果直接求得，）和时光因数Tv，然后，利用平均固结度与时光因数之间的曲线查出相应的固结度U，再由土的平均固结度公式求得St。（1分）（2）已知土层的总算沉降量S，求土层产生某一沉降量St所需的时光t（1.5分）对于这类问题，首先求出土层平均固结度U=St/S，然后从平均固结度与时光因数之间的曲线上查得相应的时光因数Tv，再按式t=H2Tv/Cv求出所需的时光。（1分）3.在举行抗剪强度实验时，为什么要提出不固结不排水剪（或快剪），固结不排水剪（或固结快剪）和固结排水剪（或慢剪）等三种主意？对于同一种饱和粘土，当采用三种主意实验时，其强度指标相同吗？为什么？（5分）答：土体异常是粘性土的抗剪强度受固结程度、排水条件等的影响十分显然，因此土样经过固结及排水与否，得到的抗剪强度不同，所以要采用上述三种不同主意（2分）即使对同一种饱和粘土，其性质也受初始孔隙比和有效应力的影响，故采用不同主意，得到的强度指标不同（2分）而当采用有效应力强度指标时，三种剪切实验会得到基本相同的强度包线和十分临近的有效应力强度指标。（1分）4.试比较朗肯土压力理论与库伦土压力理论的优缺点。（5分）答：朗肯理论基于土单元体的应力极限平衡条件建立的。其假定墙背竖直、光洁、填土面水平。（0.5分）其特点是容易、直观、易用、好控制；缺点是有一定误差，计算结果偏保守，主动土压力偏大、被动土压力偏小，且适用范围受限(墙背竖直、光洁、填土面水平)。（2分）库伦理论基于滑动块体的静力平衡条件建立的，其假定破坏面为平面。（0.5分）优点是其适用性要广一些(墙背不要求竖直、光洁、填土面也不要求水平)，但当墙背与填土间的磨擦角较大时，会产生较大的误差。（2分）5、简述毕肖普条分法的基本假定，以及基于该法的土条受力情况及平衡条件。（5分）答：毕肖普法假定滑动面为圆弧面，它考虑了土条侧面的作使劲(简化主意可令侧向切力相等)，并假定土条底部滑动面上的抗滑安全系数均相同，即等于滑动面的平均安全系数。（2分）任取一土条，其上作使劲包括：①土条自重，②作用于土条底面的切向抗剪力和③有效法向反力，④孔隙水压力，⑤土条两侧的法向作使劲和⑥切向作使劲（2分）其平衡条件有二：竖直方向力的平衡，囫囵滑动土体(各土条)对圆心的力矩平衡。（1分）五、计算题（27分）1.某地基土实验中，测得土的干重度，含水量，土粒相对密度。液限，塑限。求：（1）该土的孔隙比e、孔隙度n及饱和度Sr；（2）该土的塑性指数IP、液性指数IL，并定出该土的名称及状态。（7分）解：（1）土的孔隙比e为：（2分）孔隙度n为：（1分）饱和度Sr为：（1分）（2）该土的塑性指数IP为：（1分）液性指数IL为：（1分）该土处于可塑状态（1分）2.如图所示的地基剖面图，A为原地面，在近代人工活动中已经被挖去2m，即现在的地面B，设在开挖以后地面以下土体允许发生充足回弹的情况下，再在现地面上大面积堆载，其强度为200kPa，试问粘土层的压缩量为多少？（粘土层初始孔隙比为0.97，室内压缩实验得出Cs为0.08，Cc为0.38）（7分）解：粘土层中央点先期固结应力为：（1分）土层现有有效应力为：（1分）因为大面积堆载，因此：（1分）因为粘土层先期固结应力大于现有有效应力，因此该土为超固结土，由超固结土的沉降计算公式得：（4分）3.设地基内某点的大主应力为550kPa，小主应力为300kPa，孔隙水应力为100kPa。土的有效凝结力为c=50kPa，有效内摩擦角=20°判断该点是否达到破坏状态。（6分）解：先计算有效大小主应力（2分），计算极限平衡条件下的应力指标（2分）或者或者来判断判断与结论（