期末土力学试题与答案.pdf

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1、第一章土的组成一、简答题1.什么是土的颗粒级配？什么是土的颗粒级配曲线？2.土中水按性质可以分为哪几类？3.土是怎样生成的？有何工程特点？4.什么是土的结构？其基本类型是什么？简述每种结构土体的特点。5.什么是土的构造？其主要特征是什么？6.试述强、弱结合水对土性的影响。7.试述毛细水的性质和对工程的影响。在那些土中毛细现象最显著？8.土颗粒的矿物质按其成分分为哪两类？9.简述土中粒度成分与矿物成分的关系。10.粘土的活动性为什么有很大差异？11.粘土颗粒为什么会带电？二、填空题1.根据土的颗粒级配曲线，当颗粒级配曲线较空 时表示土的级配良好。2.工程中常把 的土称为级配良好的土，把 的土称为

2、级配均匀的土，其中评价指标叫 O3.不同分化作用产生不同的土，分化作用有、。4.粘土矿物基本上是由两种原子层（称为晶片）构成的，一种是一，它的基本单元是Si-0四面体，另一种是，它的基本单元是A1OH八面体。5.不均匀系数Cu、曲率系数C c 的表达式为Cu=_、Cc=。6.砂类土样级配曲线能同时满足及 的土才能称为级配良好的土。7.土是的产物，是各种矿物颗粒的集合体。土与其它连续固体介质相区别的最主要特征就是它的一 和。8.土力学是利用一般原理和技术来研究土的物理性质以及在所受外力发生变化时的应力、变形、强度、稳定性和渗透性及其规律一门科学。9.最常用的颗粒分析方法有法和 法。10.著名土力

3、学家的 土力学专著问世，标志着现代土力学的开始。三、选择题1.在毛细带范围内，土颗粒会受到一个附加应力。这种附加应力性质主要表现为（）（A）浮力；（B）张力；（C）压力。2.对粘性土性质影响最大的是土中的（）。（A）强结合水；（B）弱结合水；（C）自由水；（D）毛细水。3.土中所含“不能传递静水压力，但水膜可缓慢转移从而使土具有一定的可塑性的水，称为（）。（A）结合水；（B）自由水；（C）强结合水；（D）弱结合水。4.下列粘土矿物中，亲水性最强的是（）。（2005年注册土木工程师（岩土）职业资格考试题,三峡大学2006年研究生入学考试试题）（A）高岭石；（B）伊里石；（C）蒙脱石；（D）方解石

4、。5.毛细水的上升，主要是水受到下述何种力的作用？（）（A）粘土颗粒电场引力作用；（B）孔隙水压力差的作用（C）水与空气交界面处的表面张力作用。6.土的可塑性范围与比表面大小有关，下列说法正确的是（）（A）粘土的比表面比砂土大，所以可塑性范围大（B）粘土的比表面比砂土小，所以可塑性范围大（C）粘土的比表面与砂土相似，颗粒细，故可塑性范围大7.图粒大小及级配，通常用颗粒级配曲线表示，土的颗粒级配曲线越平缓，则表示（）。（A）土粒大小均匀，级配良好；（B）土粒大小不均匀，级配不良；（C）土粒大小不均匀，级配良好。8.由某土颗粒级配曲线获得d6o=12.5mm,di0=0.03mm,则该土的不均匀系

5、数Cu为（）。（A）416.7；（B）4167；（C）2.4xl0-3；（D）12.53。9.若甲、乙两种土的不均匀系数相同，则两种土的（）。（A）颗粒级配累计曲线相同；（B）有效粒径相同；（C）限定粒径相同；（D）限定粒径与有效粒径之比相同。10.在工程上，对于粒径分别大于0.075mm及小于0.075mm的土，采用的颗粒级配试验方法为O。（A）均为筛分法；（B）均为水分法；（C）前者为筛分法后者为水分法。11.毛细水上升高度决定于土粒粒度，卜.列哪种土毛细水上升高度最大（）。（A）粘性土；（B）粉土；（C）砂土。12.若将len?立方体颗粒分割为棱边0.001mm的许多立方体颗粒，则比表面

6、变为()。(A)6xl02cm2；(B)6 x l0 W；(C)6xl04,13.稍湿状态的砂堆，能保持垂直陡壁达几十厘米高不塌落，因为存在()。(A)拉力；(B)浮力；(C)重力；(D)毛细粘聚力。14.具有更好的分选性和磨圆度的土是()。(A)残积土；(B)坡积土；(C)洪积土；(D)冲积土。15.雨雪水流的地质作用将高处岩石风化产物缓慢地洗刷剥蚀，顺着斜坡向下逐渐移动,沉积在平缓的坡脚，这种搬运和堆积方式形成的士称为()。(A)残积土(B)坡积土(C)洪积土(D)冲积土16.下图1-1为某砂土的颗粒级配加线，是判断属于下列()类。图 1-1(A)A线级配良好，B 线级配不良，C 线级配不

7、连续；(B)A 线级配不连续，B 线级配良好，C 线级配良好;(C)A 线级配不连续，B 线级配不良，C 线级配良好;(D)A 线级配不良，B 线级配良好，C 线级配不连续。四、判断改错题1.结合水是液态水的一种，故能传递静水压力。2.风积土是岩石经物理和化学风化的产物。3.土的结构最主要的特征是成层性。五、计算题1.甲乙两土样的颗粒分析结果列于下表，试绘制级配曲线，并确定不均匀系数以及评价级配均匀情况。粒径/mm20.50.50.250.25 0.10.10.050.05 0.020.02 0.010.0/0.0050.005 0.002 10,C（j Cc=d3o/（dso xdio）6.

8、Cu=5,Cc=1 37.岩石分化，散粒性，多相性8.力学，土工测试9.筛分，水分10.太 沙 基（Terzaghi）三、选择题l.C 2.C 3.D 4.C 5.C 6.A 7.C 8.A 9.D 10.C ll.B 12.B 13.D 14.D 15.D 16.D四、判断改错题1.X,不能传递静水压力。2.x,由风力搬运形成的土。3.x,结构改为构造。五、计算题解：甲土颗粒级配曲线如下:孔径(mm)留 筛 土 质 量(g)小于该孔径的土质量(g)小于该孔径的土的百分数201001000.524.375.775.70.2514.261.561.50.120.241.341.30.0514.8

9、26.526.50.0210.516160.016.010100.0054.15.95.90.0022.9330.0023.0OOOOOOOOOOO09876543211次DM领演Y阳具抹上W颗粒级配曲线1 0.1 0.01 0.001土粒粒径“MD小=0.23,d.=0.01,t=0.05c=-=7=23,因为u“0粒度分布范围较大，土粒越不均匀，级配良好。.0.01乙土颗粒级配曲线如下：孔径(mm)留 筛 土 质 量(g)小于该孔径的土质量(g)小于该孔径的土的百分数201001000.501001000.25051001000.1595950.05590900.0217.172.972.

10、90.0132.940400.00518.621.421.40.00212.499 3 的为粉土；（C）粒径大于0.1 m m 的颗粒质量少于总质量7 5%的为粉砂，不足7 5%且塑性指数IP 3的为粉土；（D）粒径大于0.1 m m 的颗粒质量少于总质量7 5%的为粉砂，不足7 5%且塑性指数IP 7的为粉土。21 .某建筑物地基需要压实填土 8 0 0 0 m3,控制压实后的含水量 产1 4%,饱和度Sr=9 0%；填料重度r=1 5.5 k N/m 3,天然含水量0=1 0%,相对密度G s=2.7 2,此时需要填料的方量最接近下列（）。（20 0 4 年岩土工程师专业考试试题）（A）1

11、 0 6 5 0 m3；（B）1 0 8 5 0 m3；（C）1 1 0 5 0 m3；（D）1 1 25 0 m31,22.在下列关于路堤堤防填土压实的说法中，（）是正确的。（20 0 4 年岩土工程师专业考试试题）（A）在最优含水量下压实可取得最经济的压实效果及最大干密度；(B)最优含水率取决于土类，与进行击实试验仪器的类型及试验方法无关；(C)压实度是指实际达到的干密度与击实试验最大干密度之比；(D)压实系数随填土深度不同可以不同。23.采用塑限含水量Wp=18%的粉质粘土作填土土料修筑告速公路路基，分层铺土碾压时，下 列()种含水率现对比较适合。(2005年岩土工程师专业考试试题)(A

12、)12%；(B)17%；(C)22%；(D)25%o24.对粘性土填料进行下列压实试验时，下 列()选项是错误的。(2005年岩土工程师专业考试试题)(A)在一定击实功作用下，能使填筑土料达到最大干密度所对应的含水量；(B)与轻型击实仪比较，采用重型击实试验得到土料的最大干密度较大；(C)填土的塑限增加，最优含水量减小；击实功增加，最优含水量增加。四、判断改错题1.在填方工程施工中，常用土的干密度来评价填土的压实程度。2.无论什么土，都具有可塑性。3.用塑性指数IP可以对土进行分类。4.相对密实度D 主要用于比较不同砂土的密实度大小。5.砂土的分类是按颗粒级配及其形状进行的。6.粉土的塑性指数

13、IP小于或等于10、粒径大于0.075的颗粒含量不超过全重55%的土。7.甲土的饱和度大于乙土的饱和度，则甲土的含水量一定高于乙土的含水量。8.土在最优含水量时，压实密度最大，同一种土的压实能量越大，最优含水量越大。9.两种不同的粘性土，其天然含水量相同，则其软硬程度相同。10.地下水位上升时，在浸湿的土层中，其颗粒相对密度和孔隙比将增大。五、计算题1.有一完全饱和的原状土样切满于容积为21.7cm，的环刀内，称得总质量为72.49g,经105烘干至恒重为61.28g,已知环刀质量为32.54g,土粒相对密度(比重)为2.7 4,试求该土样的湿密度、含水量、干密度及孔隙比(要求按三项比例指标定

14、义求解)。2.某原状土样的密度为1.85g/cm3、含水量为34%、土粒相对密度为2.71,试求该土样的饱和密度、有效密度和有效重度(先导得公式然后求解)。3 .某砂土土样的密度为1.7 7 g/c m3,含水量为9.8%,土粒相对密度为2.6 7,烘干后测定最小孔隙比为0.4 6 1,最大孔隙比为0.9 4 3,试求孔隙比和相对密度，判断该砂土的密实度。4 .某一完全饱和粘性土试样的含水量为3 0%,土粒相对密度为2.7 3 ,液限为3 3%,塑限为1 7%,试求孔隙比、干密度和饱和密度，并按塑性指数和液性指数分别定出该粘性土的分类名称和软硬状态。5.经测定，某地下水位以下砂层的饱和密度为1

15、.9 9 1 g/c m3,土粒相对密度为2.6 6,最大干密度为1.6 7 g/c m 3,最小干密度为1.3 9 g/c m3,试判断该砂土的密实程度。6.已知某土样含水量为2 0%,土粒相对密度为2.7,孔隙率为5 0%,若将该土加水至完全饱和，问l On?该土体需加水多少？7.某土样，土粒相对密度为2.7,孔隙比为0.9 5,饱和度为3 7%,现要把饱和度提高到9 0%,则每1的该土样中应加多少水？8.某 土 样 孔 隙 体 枳 土 粒 体 积 匕-4Onrf,土粒相对密度为&=2.6 9,求孔隙比e和 干 重 度d；当孔隙被水充满时，求饱和重度s a t和 含 水 量。9.某土样的干

16、密度为l E Og/c n?,土粒相对密度为2.6 6,颗粒分析试验表明，该土大于0.5 m m的颗粒占总质量的2 5%。假设细颗粒可以把粗颗粒间的孔隙全部填满，问该土小于0.5 m m的那部分细颗粒土的干密度约是多少？若经过压实后，该土在含水量为1 8%时达到饱和，问该土此时的干密度是多少？1 0 .某一施工现场需要填土，基坑的体积为2 0 0 0 m 土方来源是从附近土丘开挖，经勘察士的相对密度为2.7 0,含水量为1 5%,孔隙比为0.6 0。要求填土的含水量为1 7%,干重度为 1 7.6 k N/m3。(1)取土场的重度、干重度和饱和度是多少？(2)应从取土场开采多少方土？(3)碾压

17、时应泗多少水?填土的孔隙比是多少？(三峡大学2 0 0 6年研究生入学考试试题)1 1 .某饱和土样含水量为3 8.2%,密度为1.8 5 t/n?,塑限为2 7.5%,液限为4 2.1%。问:要制备完全饱和、含水量为5 0%的土样，则每立方米土应加多少水？加水前和加水后土各处于什么状态？其定名是什么？1 2 .某饱和土的饱和密度为1.8 5 t/m 含水量为3 7.0 4%,试求其土粒相对密度和孔隙比。1 3.已知一土样天然密度为1.8 t/m 干密度为1.3 t/m3,饱和重度为2 0 k N/m 试问在I t天然状态土中，水和干土的质量各是多少？若使这些土改变成饱和状态，则需加水多少？1

18、 4.设有In?的石块,孔隙比e=0,打碎后孔隙比为e=0.6,在打碎后孔隙比为e=0.7 5,求第一次与第二次打碎后的体积？1 5.是推导理论上所能达到的最大击实曲线（即饱和度Sr=l 0 0%的击实曲线）的表达式。1 6.配置含水量3 5%的土样，取天然含水量1 2%的土重2 0 t,已测定土粒相对密度为2.7 0,问需加水多少？（同济大学1 9 9 8 年研究生入学考试试题）第2章参考答案一、简答题1 .【答】（1）土的各组成部分的质量和体积之间的比例关系，用土的三相比例指标表示，称为土的物理性质指标，可用于评价土的物理、力学性质。（2）直接测定的指标：土 的 密 度、含 水 量、相对密

19、度&；计算指标是：孔隙比e、孔隙率n、干 密 度 八 饱 和 密 度.、有 效 密 度 、饱和度S,2 .【答】卬 u但SE不一定大于幻乙。因为S产 d s/e,它不仅与含水量有关，还与d s、e 有关。3 .【答】（1）液 限 L：液限定义为流动状态与塑性状态之间的界限含水量。（2）塑 限p:塑限定义为土样从塑性进入半坚硬状态的界限含水量。（3）缩 限/缩限是土样从半坚硬进入坚硬状态的界限含水量。（4）塑性指数IP定义为土样的液限和塑限之差：/P=WZ-WP（5）液性指数:G=叫4 .【答】塑性指数IP是土的颗粒组合、矿物成分以及土中水的离子成分和浓度的指标。土颗粒越细、粘土矿物含量越多、土

20、粒表面反离子层中低价阳离子增加，IP变大。IP是粘性土的分类标准。L 1 7 为粘性土，1 0 匹/1 7 为粉质粘土。5 .【答】（1）当地层温度降至零摄氏度以下，土中水冻结形成冻土。某些细粘粒土在冻结时，体积发生膨胀，即冻胀现象。（2）产生机理是由于土层在结冰时，周围未冻区土中的水分向冻结区迁移积聚的结果。6.【答】土的塑性指数是划分细粒土的良好指标，它既能综合反映土的颗粒组成、矿物成分以及土粒吸附阳离子成分等方面的特性，但是不同的液限、塑限可给出相同的塑性指数，而土性却很可能不一样。塑性图考虑了塑性指数和液限两个方面，因此对细粒土分类更加合理。7.【答】作为建筑地基的岩土，可分为岩石、碎

21、石土、砂土、粉土、粘性土和人工填土。8.【答】相对密度大的，饱和度小。因为：“9 （）-.由此看出：d s大的，S r就小。9.【答】（1）用e判断砂土的密实度的优点：应用方便，同一种土，密实砂土的空隙比-定比松散砂土的小；缺点：无法反映土的粒径级配因素。（2）用Dr判断砂土的密实度的优点：考虑了土级配因素，理论上完善；缺点:用长颈漏斗测定e m x或用振动叉和击实金属法测定e m i n因人而异,难以获得较为科学的数据。10.【答】野外判别碎石土密实度的方法：根据骨架颗粒含量和排列、可挖性、可钻性，将碎石土分为密实、中密、稍密、松散四种密实状态。11.【答】（1）土的灵敏度定义为原状土强度与

22、扰动土强度之比，即：S尸 原 状 土 强 度/扰动土强度。土的强度通常采用无侧限抗压强度试验测定，即：号反。土的灵敏度愈高，其结构性愈强，受扰动后土的强度降低就愈多。所以在基础施工中应注意保护基槽，尽量减少土结构的扰动。（2）饱和粘性土的结构受到扰动，导致强度降低，但当扰动停止后，土的强度又随时间而逐渐增大。粘性土的这种抗剪强度随时间恢复的胶体化学性质称为土的触变性。例如：在黏性土中打桩时，可利用土的灵敏度，桩侧土的结构受到破坏而强度降低，将桩打入土中；利用土的触变性，在停止打桩以后，土的强度逐渐恢复，桩的承载力增加。1 2.【答】(a)横坐标是粒径，用对数表示，纵坐标是小于(或大于)某粒径的

23、土重含量(或称累计百分含量)，用表示；(b)横坐标是含水量，用表示，纵坐标是土的干密度，单 位Wen?;(c)横坐标是液限，用表示，纵坐标是塑性指数。13.【答】含水量、击实能量、土的颗粒级配、试验条件。14.【答】在一定的压实能量下使土最容易压实，并能达到最大干密度时的含水量称为土的最优含水量，用p表示；相对应的干密度叫最大干密度，用dm ax表示。15.【答】因为含水量小于最优含水量卬时，土中水主要是强结合水，颗粒间具有很大的分子引力，阻止颗粒移动，压实比较困难，干密度较小；当含水量适当增大时，土中结合水膜变厚，土粒间的连接力减弱而使粒易于移动，压实效果变好，干密度增加；当含水量继续增加时

24、超过最优含水量 叩出现了自由水，击实时水不易立即排除，阻止土粒靠近，压实效果下降，干密度又下降。16.【答】粘性土渗透性很小，压实过程中含水量几乎不变，土中少量封闭气体很难全部赶走,要想击实到完全饱和状态是不可能的。17.【答】含水量、土类及级配、击实功能、毛细管压力以及孔隙压力等，其中前三种影响因素是最主要的。18.【答】对于粘性土，因粘土矿物含量高、颗粒细小，其物理状态与含水量关系非常密切。同一种粘性土随其含水量的不同，而分别处于固态、半固态、可塑状态及流动状态。但是由于含不同矿物成分的粘性土，即使具有相同的含水量，也未必处于同样的物理状态,因为含不同矿物成分的粘性土在同一含水量下稠度不同

25、。在一定含水量下，一-种土可能处于可塑状态，而含不同矿物颗粒的另一种粘性土可能处于流动状态。因此，考虑矿物成分的影响，粘性土的软硬状态不用含水量直接判断。二、填空题1.固态、半固态、可塑态、流动态、缩限、塑限、液限2.孔隙比法、相对密实度法、标准灌入法3.环刀法、比重瓶法、烘干法4 .锥式液限仪、搓条法、收缩皿法5 .粘性土的结构受到扰动时，导致强度降低，但当扰动停止后，土的强度又随时间而逐渐增大的性质。6.越多。7 .粉土。8 .2。9 .体积、总体积。1 0 .软硬。三、选择题l.A 2.B 3.A 4.C 5.A 6.C 7.B 8.C 9.C 1 0.B l l.C 1 2.B 1 3

26、.B 1 4.B 1 5.C 1 6.A 1 7.A 1 8.A 1 9.B2 0.A 2 1.B 2 2.C 2 3.B 2 4.C21题详解：压实前填料的干重度：描压实后填土的干重度：而 兴 方0.9x2.72x100940.14x272-19.UW7M1根据压实前后土体干质量相等的原则计算填料的方量V r人.“8000 x19.11400.1 0 8 44 3答 案（B）正确四、判断改错题1.。2.x,无粘性土不具有可塑性。3 .x,对粉土和粘性土分类。4 .x,是反映砂土本身的密实程度。5 .x,去掉“及其形状”。6 .x,将“5 5%”改为“5 0%”。7 .x,二者没有必然联系。8

27、 .x,同一种土的压实能量越大，最优含水量越小。9 .x,液性指数相同时软硬程度才相同。10 .x,保持不变。五、计算题1,解：M-7249-32.54-39.9%m.-61.28-3154-28.74gA =JM-巩=39.95-2174=lUlgA I4 P-/-2 l 2-U N -IO.QM1,-二-39J O 科 2BJ4用 考T m分 生心1的0 10.2.解：设土颗粒体积为1由,吟警 得 虹 泮 T.Z 3一 题+入 _(4+)凡 _Z71+13%-UO96 T 1129p 士 依 二 Q区-?Zlzl-OLS/lg/on1r U U0.M3 电厂3,解：由，述+她-l-16 7

28、愕网-l-0L6Stf 4(1+，兀_1(1.如一3 4 0.皿。如，J-J 0.943-0.461因为1/3 SPAN 所以该砂土的密实度为中密。4 解:由*.彳 言 华 T 3.得 d.-173xtt3-0L819 _ 崛 273K li-c 14-0.819A-LSg/cw1173+0.8L91+0UM9 1勇 冰 一 f 一，_ 9 1 7 _皿,F h 因为10IP=1617,该粘性土应定名为粉质粘土;因为0.75IL=0.811.0,所以该粘性土的状态为软塑。5解：由=卑 也 得 令 兴竿j高 鲁 I l-1-W l何 F 1+1+0/7$D-小 川0一&g 1，匕3 M-1刊 0

29、.744因为2/3 SPAN 所以该砂土的密实度为密实。6.解：由H-J-x io m t-s o%.得 =:1+。由且匕+匕-，=1”,得，。力 30Kxl7 皿 I当与；时，匕 缪054M527jn1当3.-IO O*时，Z=f；=l =a故应加水 户/F-l x(S-”)-2 J t7.解:由 一 力年士 得 匕 翟A匕.言厚-肛)jx p W-lB T j.O L K iAM.=A*；A=IL 28.解：*0X7S勿 白 晟%令 一笔皿 3-？1 2 k -325%叫 匕44 0 x 2 09.解：设 V=ln?,则粗颗粒质量-IJ6 xOL25-0L*细颗粒质量-lJ S-M-l.2

30、 t粗颗粒体积X言 盛皿，”粗颗粒孔隙体积7，-左 I T.”0L8Ji细颗粒土的干密度科n-老抹lAlg/tm压实后的孔隙比 今筌 尹 竺丹普恐“g10解：（1）/-19.4超必.打1&*8项占|.5.07.SK(2)填土场1.76x2000-3S2tt取土场 4 -：-三 三LlVg/at1，ll-*,B&=&8.在渗流场中某点的渗流力（）。A.随水力梯度增加而增加B.随水利力梯度增加而减少 C.与水力梯度无关9.评价下列说法的正误。（）土的渗透系数越大，土的透水性也越大，土的水力梯度也越大；任何一种土，只要水力梯度足够大，就有可能发生流土和管涌；土中任一点渗流力的大小取决于该点孔隙水总水

31、头的大小；渗流力的大小不仅取决于水力梯度，还与其方向有关。A.对 B.对 C.和对 D.全不对10.下列描述正确的是（）。A.流网中网格越密处，其水力梯度越小B.位于同一条等势线上的两点，其孔隙水压力总是相同的C.同一流网中，任意两相邻等势线间的势能差相等D.渗透流速的方向为流线的法线方向11.土体渗流研究的主要问题不包括（）。A.渗流量问题 B.渗透变形问题C.渗流控制问题 D.地基承载力问题12.某岸边工程场地细砂含水层的流线上A、B 两点，A 点的水位标高2.5米，B 点的水位标高3.0米，两点间流线长为10米，计算两点间的平均渗透力最接近下列()个值。(A)1.25kN/m3；(B)0

32、.83 kN/m3；(C)0.50 kN/m3；(D)0.20 kN/m3013.四个坝基土样的孔隙率和细粒含量(以质量百分率计)如下，试 按 水利水电工程地质勘察规范(GB50287-99)计算判别下列()选项的土的渗透变形的破坏形式属于管涌。(A)=20.3K;电=史 4；(B)%=25.*;%=37.5%；(C)%=31.2%=3&庶；(D)叫=克5%;&,=3&稣。四、判断改错题1.绘制流网时必须满足的基本条件之一是流线和等势线必须正交。2.达西定律中的渗透速度不是孔隙水的实际流速。3.土的孔隙比愈大，其渗透系数也愈大。4.在流网图中，流线愈密集的地方，水力坡降愈小。5.发生流砂时，渗

33、流力方向与重力方向相同。6.细粒土的渗透系数测定通常采用“常水头”试验进行。7.绘制流网时，每个网格的长宽比没有要求。8.在流网中，任意两相邻流线间的渗流量相等。9.管涌发生在渗流溢出处，而流土发生的部位可以在渗流溢出处，也可以在土体内部。五、计算题1.如图3-1 所示，在恒定的总水头差之下水自下而上透过两个土样,从土样1顶面溢出。(1)已土样2 底面cc 为基准面，求该面的总水头和静水头；(2)已知水流经土样2 的水头损失为总水头差的30%,求 b-b 面的总水头和静水头；(3)已知土样2 的渗透系数为0.05cm/s,求单位时间内土样横截面单位面积的流量；(4)求土样1 的渗透系数。图3

34、1 （单位：c m）图3 3 （单位：c m）2.如图3 2所示，在5.0 m厚的黏土层下有一砂土层厚6.0 m,其下为基岩（不透水）。为测定该沙土的渗透系数，打一钻孔到基岩顶面并以1 0-2m-7 s的速率从孔中抽水。在距抽水孔1 5 m和30m处各打一观测孔穿过黏土层进入砂土层，测得孔内稳定水位分别在地面以下3.0 m和2.5 m ,试求该砂土的渗透系数。图3 2 （单位：m）3 .某渗透装置如图3-3所示。砂1的渗透系数&=砂n的渗透系数起=b c i o 4 5/s；砂样断面积A=2 0 0 g，试问:（1）若在砂I与砂n分界面处安装测压管，则测压管中水面将升至右端水面以上多高？（2）

35、砂I与砂n界面处的单位渗流量q多大？4 .定水头渗透试验中，已知渗透仪直径D7 5 w，在200 渗 流 直径上的水头损失4=8 3 1,在60 s时间内的渗水量Q=7 L&M?，求土的渗透系数。5 .设做变水头渗透试验的粘土式样的截面积为厚度为4。8渗透仪细玻璃管的内径为。,实验开始时的水位差为145d,经过7 2 25f观察的水位差为1000,实验室的水温为2 0。，试求式样的渗透系数。6.图 3-4 为一板桩打入透土层后形成的流网。已知透水土层深18.U,渗透系数Jt=3 x l0 T i/6 板桩打入土层表面以下9.3，板桩前后水深如图3-4所示。试求：图中所示a、b、c、d、e 各点

36、的孔隙水压力；（2）地基的单位透水量。图34板桩墙下的渗流图7 .如图3-5 所示，在长为10 c m,面积Btefd的圆筒内装满砂土。经测定，粉砂的叱=6.25,=0.900筒下端与管相连，管内水位高出筒5 c m（固定不变），流水自下而上通过试样后可溢流出去。试求（1）渗流力的大小，判断是否会产生流砂现象；（2）临界水利梯度卷值。图3 5第3章参考答案一、简答题1.【答】起始水力梯度产生的原因是，为了克服薄膜水的抗剪强度M或者说为了克服吸着水的粘滞阻力），使之发生流动所必须具有的临界水力梯度度。也就是说，只要有水力坡度,薄膜水就会发生运动，只是当实际的水力坡度小于起始水力梯度时，薄膜水的渗

37、透速度v非常小，只有凭借精密仪器才能观测到。因此严格的讲，起始水力梯度I。是指薄膜水发生明显渗流时用以克服其抗剪强度”的水力梯度。2.【答】（1）土的粒度成分及矿物成分。土的颗粒大小、形状及级配，影响土中孔隙大小及其形状，因而影响土的渗透性。土颗粒越粗，越浑圆、越均匀时，渗透性就大。砂土中含有较多粉土及粘土颗粒时，其渗透系数就大大降低。（2）结合水膜厚度。粘性土中若土粒的结合水膜厚度较厚时，会阻塞土的孔隙，降低土的渗透性。（3）土的结构构造。天然土层通常不是各向同性的，在渗透性方面往往也是如此。如黄土具有竖直方向的大孔隙，所以竖直方向的渗透系数要比水平方向大得多。层状粘土常夹有薄的粉砂层，它在

38、水平方向的渗透系数要比竖直方向大得多。（4）水的粘滞度。水在土中的渗流速度与水的容重及粘滞度有关，从而也影响到土的渗透性。3.【答】室内试验和现场试验渗透系数有较大差别，主要在于试验装置和试验条件等有关，即就是和渗透系数的影响因素有关，详见上一题。4.【答】当渗流场中水头及流速等渗流要素不随时间改变时，这种渗流称为稳定渗流，而拉普拉斯方程是指适用于平面稳定渗流的基本方程。5.【答】在稳定渗流场中，取一微单元体，并假定水体不可压缩，则根据水流连续原理，单位时间内流入和流出微元体的水量应相等，即dqe=dq。从而得到：%+%=0ax A即为二维渗流连续方程，从中由数学知识，可知流线和等势线正交。6

39、.【答】在向上的渗流力作用下，粒间有效应力为零时，颗粒群发生悬浮、移动的现象称为流砂（土）现象。这种现象多发生在颗粒级配均匀的饱和细、粉砂和粉土层中，般具有突发性、对工程危害大。在水流渗透作用下，土中的细颗粒在粗颗粒形成的孔隙中移动，以至流失：随着土的孔隙不断扩大，渗流速度不断增加，较粗的颗粒也相继被水逐渐带走，最终导致土体内形成贯通的渗流管道，造成土体塌陷，这种现象称为管涌。它多发生在砂性土中，且颗粒大小差别大，往往缺少某种粒径，其破坏有个时间发展过程，是一种渐进性质破坏。具体地再说，管涌和流砂的区别是：（1）流砂发生在水力梯度大于临界水力梯度，而管涌发生在水力梯度小于临界水力梯度情况下；（

40、2）流砂发生的部位在渗流逸出处，而管涌发生的部位可在渗流逸出处，也可在土体内部；（3）流砂发生在水流方向向上,而管涌没有限制。7.【答】渗流引起的渗透破坏问题主要有两大类：一是由于渗流力的作用，使土体颗粒流失或局部土体产生移动，导致土体变形甚至失稳；二是由于渗流作用，使水压力或浮力发生变化，导致土体和结构物失稳。前者主要表现为流砂和管涌，后者主要则表现为岸坡滑动或挡土墙等构造物整体失稳。二、填空题1.渗透性或透水性2.土的粒度成分及矿物成分、土的密实度、土的饱和度、土的结构、土的构造、水的温度3.常水头法、变水头法4.流砂(土)、管涌5.层流、渗透系数三、选择题l.D 2.C 3.D 4.A

41、5.D 6.B 7.A 8.A 9.D 10.C 11.D 12.C 13.D(注：按规范当R-l-a)时发生管涌)四、判断改错题1J2W3.,对黏性土不成正比。4.,改“愈小”为“愈大”。5.,改“相同”为“相反”。6.,改“常水”头为“降水头”或“变水头”。7.,每个网格的长宽比必须为定值。8W9.,应将管涌与流土对调。五、计算题1.解：如图3-1,本题为定水头实验，水自下而.上流过两个土样，相关几何参数列于图中。(1)以 c-c 为基准面，则有：Zc=0,hwc=90cm,hc=90cm(2)已 知hbc=30%hac，而hac由图2-16知，为3 0 cm,所以hbc=30%hac=0

42、.3 30=9cmhb=hc-hbc=909=81 cm又*/Zb=30cm,故 hWb=hb-Zb=81 -30=51 cm(3)已知 k2=0.05cm/s,q/A=k2i2=k?hbC/L2=0.05 9/30=0.015cm3/s/cm2=0.015cm/s(4)V ij=hab/L|=(hac-hbc)/Li=(30-9)/30=0.7,而且由连续性条件，q/A=kii=k2i2ki=k2i2/ii=0.015/0,7=0.02 Icm/s2.解：分析：如图3-2,砂土为透水土层，厚 6 m,上覆粘土为不透水土层，厚 5 m,因为粘土层不透水，所以任意位置处的过水断面的高度均为砂土层

43、的厚度，即 6m。题目又给出了 n=15m,r2=30m,hi=8m,112=8.5m。由达西定律的公式知，q=*4 i=*.=I2fa r,可改写为：dr drq包=12br”.财 日 鬻 qki 为=r/带入已知条件，得到：k=h 生=，匕-J 去 3M xiC T1 a h =3.68x10“an/t12/1(勺-ip /1 12x8.5一 埠 15本题的要点在于对过水断面的理解。另外，还有个别同学将In当作了怆。3.解：设所求值为M,砂样I 和砂样H的高度分别为左和上。因各断面的渗流速度相等,故有r 入 AA 4 6 0-A*=*A 即-：i _ 60 x1x40鹏+5=2x40+1x

44、40(2)砂与砂界面处的单位渗流量q 为:q=0.2x x200=20cwv3/ff4.解：人 三=“7 1 6 x 2 0 _ j幽半*7.5 xa3x6045.解：因为试验时的温度为标准温度，故不作温度修正。、1U xO.4ax 4 u 145,.lr t.j.k=1-cln =-r-rta.=1.4x10 ends她 J b 30 x(7x60423)1006.解：(l)a、e 点位于水面，故=.=0 b、d 位于土层表面，其孔隙压力分别为:=10 x9=9QApaUj=10 xl=9(MptzC点位于板桩底部，该点的水头损失为：k 9-1A*=x4=x4=4iw&8该点的孔压为：A 词

45、=l0 x l8-4)=l4Mpa(2)地基的单位渗水量:q=A*-=3x10 x9-1.2 x 1 0 3/87.解:(D/=匕410=&7jW/Ms1+14-0.9J=y j=，,=ix V=汨因为J 尸，所以不会发生流砂。(2)J =%=&%=l0=0.87第四章土中应力一、简答题1.何谓土中应力？它有哪些分类和用途？2.怎样简化土中应力计算模型？在工程中应注意哪些问题？3.地下水位的升降对土中自重应力有何影响？在工程实践中，有哪些问题应充分考虑其影响？4.基底压力分布的影响因素有哪些？简化直线分布的假设条件是什么？5.如何计算基底压力方和基底附加压力R?两者概念有何不同？6.土中附加应

46、力的产生原因有哪些？在工程实用中应如何考虑？7.在工程中，如何考虑土中应力分布规律？二、填空题1.土中应力按成因可分为 和 o2.土中应力按土骨架和土中孔隙的分担作用可分为 和3.地下水位下降则原水位出处的有效自重应力。4.计算土的自重应力应从 算起。5.计算土的自重应力时，地下水位以下的重度应取。三、选择题1.建筑物基础作用于地基表面的压力，称 为()。(A)基底压力；(B)基底附加压力；(C)基底净反力；(D)附加应力2.在隔水层中计算土的自重应力时，存在如下关系()。(A)=静水压力(B)G=总应力，且静水压力为零(C)勺=总应力，但静水压力大于零(D)q=总应力一静水压力，且静水压力大

47、于零3.当各土层中仅存在潜水而不存在毛细水和承压水时，在潜水位以下的土中自重应力为()。(A)静水压力(B)总应力(C)有效应力，但不等于总应力(D)有效应力，但等于总应力4.地下水位长时间下降，会 使()。(A)地基中原水位以卜的自重应力增加(B)地基中原水位以上的自重应力增加(C)地基土的抗剪强度减小(D)土中孔隙水压力增大5.通过土粒承受和传递的应力称为()。(A)有效应力；(B)总应力；(C)附加应力；(D)孔隙水压力6.某场地表层为4m厚的粉质黏土，天然重度/=18kN/n?,其下为饱和重度/sat=19 kN/n?的很厚的黏土层，地卜冰位在地表下4m 处，经计算地表以下2m处土的竖

48、向自重应力为()。(A)72kPa；(B)36kPa；(C)16kPa；(D)38kPa7.同上题，地表以下5m处土的竖向自重应力为()。(A)91kPa；(B)81kPa；(C)72kPa；(D)41kPa8.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/n?,则基底压力为()。(A)229.7kPa；(B)230 kPa；(C)233 kPa；(D)236 kPa9.由建筑物的荷载在地基内产生的应力称为()。(A)自重应力；(B)附加应力；(C)有效应力；(D)附加压力10.已知地基中某点

49、的竖向自重应力为100 k P a,静水压力为20 kPa,土的静止侧压力系数为0.2 5,则该点的侧向自重应力为()。(A)60 kPa；(B)50 kPa；(C)30 kPa；(D)25 kPa11.由于建筑物的建造而在基础底面处产生的压力增量称为()。(A)基底压力；(B)基底反力；(C)基底附加应力；(D)基底净反力12.计算基础及上回填土的总重量时，其平均重度一般取()。(A)17kN/m3；(B)18 kN/m3；(C)20 kN/m3；(D)22 kN/m313.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()。(A)*阪14.设 b 为基础底面宽度

50、，则条形基础的地基主要受力层深度为()。(A)3 b ；(B)4 b ；(C)5 b ；(D)6 b ；1 5 .设 b为基础底面宽度，则方形基础的地基主要受力层深度为()。(A)1.5 b ；(B)2 b ；(C)2.5 b ；(D)3 b ；1 6 .已知两矩形基础，一宽为2 m,长为4 m,另一宽为4 m,长为8 m,若两基础的基底附加压力相等，则两基础角点下附加应力之间的关系是()。(A)两基础基底下z 深度处应力竖向应力分布相同(B)小尺寸基础角点下z 深度处应力与大尺寸基础角点下2 z 深度处应力相等(C)大尺寸基础角殿下z 深度处应力与小尺寸基础焦点下2 z 深度处应力相等1 7