2008～2009学年第一学期土力学试卷答案(共6页).doc

精选优质文档-倾情为你奉上20082009学年第一学期土力学试卷一 填空题(每空0.5分，共10分)(1) 成土矿物分为原生矿物和次生矿物两大类，其中次生矿物主要是粘土矿物。常见的粘土矿物有高岭石 、 伊利石 和 蒙脱石三类。(2) 土中水除了一部分以结晶水的形式紧紧吸附于固体颗粒的晶格内部以外，还存在吸着水 和自由水两大类，其中自由水又可分为 毛细水 和 重力水 两种类型。(3) 土的级配好坏可由土中的土粒均匀程度和粒径分布曲线的形状来确定，它们可用_ 不均匀系数_、_曲率系数_两个系数来描述。(4) 渗透力是一种_ 体积_力，它的大小与_水力梯度_成正比，其作用方向与渗流（或流线）方向相一致。(5) 在三维应力边界条件下，饱和土体地基受荷载作用后产生的总沉降量可以看作由三部分组成，包括： 瞬时沉降 、 主固结沉降 和 次固结沉降。(6) 为了考虑固结程度和排水条件对抗剪强度的影响，三轴试验根据试样的固结排水条件分为 不固结不排水剪 、 固结不排水剪 和 固结排水剪 三种试验方法。(7) 土的液限是指从土从 流动 状态转变为 可塑 状态的界限含水率。(8)在进行边坡稳定分析时常采用各种条分法。其中常用的假定滑动面为圆弧面的方法有瑞典条分法 和 毕肖普条分法 等；而适用于非圆弧滑动面的分析方法有杨布条分法和不平衡推力法等。二 判断题(在正确的说法后打，错误的说法后打×；每小题1分，共10分)(1) 完全饱和土体，饱和度Sr=100。 （ ）(2) 两个试样，它们的体积相同，含水量相同，土粒比重也相同，故其重量也一定相同。（ × ）(3) 塑性指数是指液限与塑限之差的百分数值（去掉百分号）。 （ ）(4) 若基础底面积相同，压力相同，则基础埋深愈大，其附加应力和沉降也一定愈大。 （×）(5)正常固结土的超固结比等于，欠固结土度超固结比小于1。 （ × ）(6) 饱和粘土的不固结不排水剪试验得出的值为零。 （ × ）(7) 被动土压力远远大于主动土压力，要发生被动破坏，挡土墙位移量需达到墙高的25，这在工程中是不允许的，所以一般稳定性验算通常取其30。 （ ）(8) 按库仑土压力理论，在许多假定的滑动面中，真正的主动破坏面是沿该面算得的（按主动破坏分析得的）土压力最大者。 （ ）(9) 前期固结应力指土体在历史上曾经受到过的最大有效应力。 （ ）(10) 饱和土的固结主要是由于孔隙水的渗透排出，因此当固结完成时，孔隙水应力全部消散为零，孔隙中的水也全部排干了。 （ × ）三 名词解释(每小题5分，共20分)1 流土：流土是渗透变形的一种形式指在渗流作用下局部土体表面隆起，或土粒群同时起动而流失的现象。它主要发生在地基或土坝下游渗流逸出处。2 砂土的液化：对于饱和疏松的粉细砂，当受到突发的动力荷载时，由于动剪应力的作用有使体积缩小的趋势，由于时间短来不及向外排水，因此就产生了很大的孔隙水应力。按有效应力原理， ，当动荷载引起的超静孔隙水应力u达到时，则有效应力，其抗剪强度，无粘性土地基将丧失其承载力，土坡将流动塌方。3 粘性土土坡稳定分析中考虑渗流作用的“代替法”：代替法就是在土坡稳定分析重用浸润线以下，坡外水位以上所包围的同体积的水重对滑动圆心的力矩来代替渗流力对圆心的滑动力矩。4 压缩系数：压缩系数是表征土压缩性的重要指标之一，采用压缩曲线的割线的坡度来表征土的压缩性高低，可以用下式表示： 四、简述题(每小题5分，共20分)1. 简述影响土压实性的因素。答：土压实性的影响因素主要有含水率、击实功能、土的种类和级配以及粗粒含量等。（1分）对粘性土，含水率的影响主要表现为当含水率较低时，相同击实功能下所获得的干密度较低，随着含水率的增大，所得到的干密度会逐渐提高；当达到某含水率时，对应击实功能下会得到最大干密度，对应含水率称为最优含水率；随着含水率的提高，最大干密度反而会减小。（1分）击实功能的影响表现为：击实功能越大，所得到的土体干密度也大；最优含水率随击实功能的增大而减小。（1分）土类和级配的影响表现在：粘性土通常较无粘性土压缩性大；粘粒含量大，压缩性大；级配良好，易于压密，干密度大；（1分）粗粒含量对压实性有影响，大于5mm粒径的粗粒含量大于2530时，需对轻型击实试验的结果进行修正。（1分）2. 简述用分层总和法求基础沉降的方法步骤。答：1 根据作用在基础上的荷载的性质，计算基底压力和分布 (1分)2 将地基分层(0.5分)3 计算地基中土的自重应力分布(0.5分)4 计算地基中垂向附加应力分布(0.5分)5 按算术平均求各分层平均自重应力和平均附加应力(0.5分)6 求第I层的压缩量，(1分)7 将各个分层的压缩量累加，得到地基的总的沉降量. (1分) 3 若在正常固结和超固结粘土地基上，分别施加相同压力增量，试问：它们所引起的压缩量相同吗？（画图说明）答： 如图所示A为正常固结粘土，B为超固结粘土，A、B两个土层处于地面以下同一深度，故现有应力相同，但由于经历的历史不同，故在压缩曲线上处于不同的位置。若施加相同的附加应力增量P，两种土的压缩量不同，A土经现场压缩曲线从A点达到D点，超固结土B则从B点经现场再压缩曲线到D点，显然超固结土点压缩量要小。故，必须考虑应力历史对地基沉降的影响。（5分）4地基破坏的型式有哪几种？各有什么特征？ 答：整体剪切破坏、局部剪切破坏和冲剪。（2分）整体剪切破坏：p-s曲线开始近直线，属弹性变形阶段；随后在基础底两端出现塑性区后缓慢发展，p-s线为曲线，塑性变形阶段；当压力大于极限承载力后，沉降陡增，塑性区连成一片，两侧土体隆起，形成连续滑动面破坏。（1分）局部剪切破坏p-s线没有直线段，也无陡降，破坏从基础下边缘开始，破坏时两侧微微隆起，剪切破坏区被限制在一定范围内。（1分）冲剪破坏：随荷载增加，基础出现持续下沉的刺入破坏，地基不出现连续的滑动破坏面，基础侧边地面也不隆起，多发生在软土中。（1分）五 计算题(每小题10分，共40分)1某一取自地下的试样，用环刀法测定其密度。环刀的体积为60cm3，环刀质量为50g，环刀加湿土质量为172.5g，环刀加干土质量为152.0g，土粒比重2.60，试计算该土样的含水率、天然密度、干密度、孔隙比。（10分）解：m=172.5-50=122.5g; ms=152.0-50=102.0g V=60cm3 (2分) (2分) g/cm3 (2分) g/cm3 (2分)，2.6/1.7-10.529 （2分）2 墙背直立的光滑挡土墙，墙高为10，两层填土的厚度与性质指标如图3所示，试求作用在墙背上总的主动土压力(不求作用点位置)，并绘出压力分布图。 r=18kN/m3 f=25º,c=10kPa r=20kN/m3 f=30º,c=0kPa 5m5mBACq = 20kpa解：对第一层土， B点以上的主动土压力：A图3 (2分)36.7kPa30.4kPaBB点交界面下： (2分)70kPaCC点： (2分)P=（0.5×31.92×（5-0.632）0.5×（36.770）×5=336.46kPa （2分）3 对一完全饱和的正常固结土试样，为了模拟其原位受力状态，先在周围压力=140kpa作用下固结，然后再在3的情况下进行不排水剪试验，测得其破坏时的1 =260，同时测出破坏时的孔隙水应力f =110kpa，试求：（）该试样的不排水强度C；（）破坏时试样中的有效主应力1及3；（）破坏时的孔隙水应力系数f；（）试样的固结不排水抗剪强度指标Ccu、cu和有效应力强度指标c', '。解：1.3=140kPa；1260kPa; 故 Cu=(1-3)/2=(260-140)/2=60 kPa (2分)2、11-uf=260-110=150 kPa; 33-uf=140-110=30 kPa (2分)3、 (2分)4、正常固结土，Ccu=0; C=0 (2分) cu17.5° (1分) 41.8° (1分)4 如图4-1为一堆场地基剖面，砂土层厚度3m，粘土层厚度3m，其下为不透水层。地下水位在地面以下2m。在堆场表面施加了140kPa大面积堆载。粘土层压缩e-p曲线如图4-2所示。地基表面3.0m不透水层粘土层，2sat=19kN/m3砂土层，1=18kN/m31sat=20kN/m33.0m地下水位2.0m（1）试计算粘土层最终将产生的压缩量；（2）从粘土层中心取出一个试样做固结试验（试样厚度2cm，上下均放透水石），测得当固结度达到80时需要7min，求当天然粘土层的固结度达到80时需要多少天。 图4-1 图4-2解：（1）18*2+10.2*1+9.2*1.560 kPa p1=60 kPa (1分)p2=60+140=200 kPa (1分)e0=0.6 , e1=0.72 (1分)S=(0.72-0.6)/1.72*3=0.209m (2分)（2）Tv1=Tv2 (1分)Cv1=Cv2 (1分) (1分)t2=7*3002/12=min=437.5d (2分)-END-专心-专注-专业