土力学习题集(第三版)含答案.docx

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1、第 2 章土的物理性质及分类1. 有一完全饱和的原状土样切满于容积为21.7cm3 的环刀内，称得总质量为 72.49g， 经 105烘干至恒重为 61.28g，环刀质量为 32.54g，土粒相对密度比重为 2.74， 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义求解。2. 某原状土样的密度为 1.85g/cm 3、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 1.77g/cm3 ，含水量为 9.8%，土粒相对密度为 2.67，烘干后测定最小孔隙比为 0.461，最大孔隙比为 0.943，试

2、求孔隙比和相对密度，推断该砂土的密实度。4. 某一完全饱和粘性土试样的含水量为30%，土粒相对密度为2.73 ，液限为33%，塑限为17%，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。1. 解：2. 解：设土颗粒体积为 1由得3. 解：由word 文档 可自由复制编辑由于 1/3所以该砂土的密实度为中密。4. 解：由得由于 10I =1617,该粘性土应定名为粉质粘土；P由于 0.75I =0.811.0,所以该粘性土的状态为软塑。L第 3 章 土的渗透性及渗流3. 某渗透装置如图 3-3 所示。砂的渗透系数；砂的渗透系数；砂样断面积A=200，试

3、问：(1)假设在砂与砂分界面处安装一测压管，则测压管中水面将升至右端水面以上多高？2砂与砂界面处的单位渗流量q 多大？4. 定水头渗透试验中，渗透仪直径失，在 60s 时间内的渗水量一、 简答题1 地下水渗流时为什么会产生水头损失？，在渗流直径上的水头损，求土的渗透系数。水在土体中流淌时，由于受到土粒的阻力，而引起水头损失。并称单位体积土颗粒所受到的渗流作用力称为渗流力。3. 为什么室内渗透试验与现场测试得出的渗透系数有较大差异？3. 【答】室内试验和现场试验渗透系数有较大差异，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。6. 流砂与管涌现象有什么区分和联系？

4、6. 【答】word 文档 可自由复制编辑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，一般具有突发性、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渐渐带走，最终导致土体内形成贯穿的 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，且颗粒大小差异大， 往往缺少某种粒径，其破坏有个时间进展过程，是一种渐进性质破坏。具体地再说，管涌和流砂的区分是：1流砂发生在水力梯度大于临界水力梯度，而管涌

5、发生在水力梯度小于临界水力梯度状况下；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。五、 计算题3. 解：(1) 设所求值为，砂样和砂样的高度分别为 和 。因各断面的渗流速度相等，故有即(2) 砂与砂界面处的单位渗流量q 为：4. 解：第 4 章土中应力一简答题 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？5. 如何计算基底压力五计算题和基底附加压力？两者概念有何不同？1某建筑场地的地层分布均匀，第一层杂填土厚1.5m， =17KN/；其次层粉质黏土厚4m,=19KN/=18.2KN

6、/,=2.73,w =31%,地下水位在地面下 2m 深处；第三层淤泥质黏土厚8m，=2.74,w=41%;第四层粉土厚 3m,=19.2KN/,=2.72,w=27%;第五层word 文档 可自由复制编辑砂岩未钻穿。试计算各层交界处的竖向自重应力，并绘出沿深度分布图。答案：第四层底=306.9KPa2某构筑物根底如图 4-1 所示，在设计地面标高处作用有偏心荷载 680KN,偏心距 1.31m,根底埋深为 2m,底面尺寸为 4m2m。试求基底平均压力偏心方向的基底压力分布图。答案：=301KPa和边缘最大压力，并绘出沿图 4-1一、简答题3.【答】地下水下降，降水使地基中原水位以下的有效资中

7、应力增加与降水前比较如同产生了一个由于降水引起的应力增量，它使土体的固结沉降加大，故引起地表大面积沉降。地下水位长期上升如筑坝蓄水将削减土中有效自重应力。1、 假设地下水位上升至根底底面以上，它对根底形成浮力使地基土的承载力下降。2、 地下水位上升，如遇到湿陷性黄土造成不良后果塌陷3、 地下水位上升，粘性土湿化抗剪强度降低。5.【答】基地压力P 计算：(中心荷载作用下)(偏心荷载作用下)基地压力计算：基地压力 P 为接触压力。这里的“接触”，是指根底底面与地基土之间的接触，这接触面上的压力称为基底压力。基底附加压力为作用在根底底面的净压力。是基底压力与基底处建筑前土中自重应力之差，是引起地基附

8、加应力和变形的主要缘由。五、计算题1解：第一层底：word 文档 可自由复制编辑其次层土：地下水位处： 层底：第三层底：第四层底：第五层顶： 2解：荷载因偏心而在基底引起的弯矩为： 根底及回填土自重：偏心距：因，说明基底与地基之间局部脱开，故应从分布计算图略图略：一简答题第 5 章土的压缩性1通过固结试验可以得到哪些土的压缩性指标？如何求得？6. 何谓先期固结压力？试验室如何测定它？7. 何谓超固结比？如何按超固结比值确定正常固结土？1. 某工程钻孔 3 号土样 3-1 粉质黏土和 3-2 淤泥质黏土的压缩试验数据列于下表，试计算压缩系数并评价其压缩性。word 文档 可自由复制编辑垂直压力k

9、Pa0压缩试验数据50100200300400一简答题1.【答】孔隙比 土样 31 0.8660.7990.7700.7360.7210.714压缩系数 压缩指数 压缩模量压缩系数压缩指数压缩模量6.【答】自然土层在历史上受过最大固结压力指土体在固结过程中所受的最大竖向有效应力，称为先期固结压力，或称前期固结压力。先进展高压固结试验得到7.【答】曲线，在用A.卡萨格兰德的阅历作图法求得。在争论沉积土层的应力历史时，通常将先期固结压力与现有掩盖土重之比值定义为超固结比。五计算题解：土样 3-1：由于.=0.340.5,g 故改土属于高压缩性土第 6 章 土中应力一简答题 3有一个根底埋置在透水的

10、可压缩性土层上，当地下水位上下发生变化时，对根底沉降有什么影响？当根底底面为不透水的可压缩性土层时，地下水位上下变化时，对根底有什么影 响？ 4两个根底的底面面积一样，但埋置深度不同，假设低级土层为均质各向同性体等其他条件一样，试问哪一个根底的沉降大？为什么？ 5何谓超固结比？在实践中，如何按超固结比值确定正常固结土？8简述有效应力原理的根本概念。在地基土的最终变形量计算中，土中附加应力是指有效应力还是总应力？五计算题10由于建筑物传来的荷载，地基中某一饱和黏土层产生梯形分布的竖向附加应力，该层顶面和底面的附加应力分别为word 文档 可自由复制编辑和，顶底面透水见图 6-34，土层平均。试求

11、该土层的最终沉降量；当到达最终沉降量之半所需的时间；当到达1 20mm 沉降所需的时间；假设该饱和黏土层下卧不透水层，则到达 1230mm 沉降所需的时间。第四章参考答案:3.【答】当根底埋置在透水的可压缩性土层上时：地下水下降，降水使地基中原水位以下的有效资中应力增加与降水前比较如同产生了一个由于降水引起的应力增量，它使土体的固结沉降加大，根底沉降增加。地下水位长期上升如筑坝蓄水将削减土中有效自重应力。是地基承载力下降，假设遇见湿陷性土会引起坍塌。当根底埋置在不透水的可压缩性土层上时：当地下水位下降，沉降不变。地下水位上升，沉降不变。4.【答】引起根底沉降的主要缘由是基底附加压力，附加压力大

12、，沉降就大。20因而当根底面积一样时，其他条件也一样时。根底埋置深的时候基底附加压力大，所以沉降大。当埋置深度一样时，其他条件也一样时，根底面积小的基底附加应力大，所以沉降大。5.【答】在争论沉积土层的应力历史时，通常将先期固结压力与现有掩盖土重之比值定义为超固结比。超固结比值等于 1 时为正常固结土8.【答】饱和土中任一点的总应力 总是等于有效应力加上孔隙水压力；或是有效应力总是等于总应力减去孔隙水压力。此即饱和土中的有效应力原理。土中的附加应力是指有效应力。五计算题10解：求最终沉降双面排水，分布 1 型word 文档 可自由复制编辑查平均固结度与时间因数的关系曲线中曲线(1)得由，可知当

13、时查平均固结度与时间因数的关系曲线中曲线(1)得当下卧层不透水，时,与比较，相当于由双面排水改为单面排水，即，所以第 7 章土的抗剪强度2. 同一种土所测定的抗剪强度指标是有变化的，为什么？18. 某土样进展直剪试验，在法向压力为 100、200、300、400kPa 时，测得抗剪强度分别为 52、83、115、145kPa，试求：a用作图法确定土样的抗剪强度指标c 和 ；b假设在土中的某一平面上作用的法向应力为 260kPa，剪应力为 92 kPa，该平面是否会剪切破坏？为什么？2. 【答】对于同一种土，抗剪强度指标与试验方法以及试验条件都有关系，不同的试验方法以及试验条件所测得的抗剪强度指

14、标是不同。18.（a） 用作图法如上图土样的抗剪强度指标（b） c=20kPa 和word 文档 可自由复制编辑b一、简答题所以， 未破坏。第 8 章土压力1. 静止土压力的墙背填土处于哪一种平衡状态？它与主动、被动土压力状态有何不同？4. 为什么挡土墙墙后要做好排水设施？地下水对挡土墙的稳定性有何影响？2. 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；假设该挡土墙在外力作用下，朝填土方向产生较大的位移时，作用在墙背的土压力分布、合力大小及其作用点位置又 为多少？6. 某挡土墙高 4m，墙背倾斜角，填土与墙背的摩擦角，填土面倾角，填土

15、重度，如图 8-3 所示，试按库仑理论求：1主动土压力大小、作用点位置和方向；2主动土压力强度沿墙高的分布。7. 某挡土墙高 6m，墙背直立、光滑、墙后填土面水平，填土分两层，第一层为砂土，其次层为粘性土，各层土的物理力学性质指标如图8-4 所示，试求：主动土压力强度，并绘出土压力沿墙高分布图。8. 某挡土墙高 6m，墙背直立、光滑、墙后填土面水平，填土重度，试确定：1墙后无地下水时的主动土压力；2当地下水位离墙底2m 时， 作用在挡土墙上的总压力包括水压力和土压力，地下水位以下填土的饱和重度为19kN/ m3。习题参考答案1. 【答】静止土压力时墙背填土处于弹性平衡状态，而主动土压力和被动土

16、压力时墙背填土处于极限平衡状态。4. 【答】假设挡土墙墙后没有考虑排水设施或因排水不良，就将使墙后土的抗剪强度降低， 导致土压力的增加。此外，由于墙背积水，又增加了水压力。这是造成挡土墙倒塌的主要原 因。2.解：主动土压力系数：word 文档 可自由复制编辑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。word 文档 可自由复制编辑6. 解：依据查表得、，由土压力作用点在离墙底处土压力强度沿墙高成三角形分布，墙底处7. 解：计算第一层填

17、土的土压力强度其次层填土顶面和底面的土压力强度分别为word 文档 可自由复制编辑8. 解：1墙后无地下水时2当地下水位离墙底 2m 时合力：作用点距墙底的距离：。第 9 章 地基承载力一、 简答题1. 地基破坏模式有几种？发生整体剪切破坏时p-s 曲线的特征如何？二、 计算题2. 一条形根底，款 1.5m，埋深 1.0m。地基土层分布为：第一层素填土，厚 0.8m，密度,含水量 35%；其次层黏性土，厚6m，密度，含水量38%，土粒相对密度 2.72，土的黏聚力10kpa，内摩擦角13。求该根底的临塑荷载，临界荷载和。假设地下水上升到根底底面，假定土的抗剪强度指标不变，其， 多少？相应为wo

18、rd 文档 可自由复制编辑3. 某条形根底宽1.5m，埋深1.2m，地基为黏性土，密度18.4，饱和密度1.88，土的黏聚力 8,内摩擦角 15。试按太沙基理论计算：(1) 整体剪切破坏时地基极限承载力为多少？取安全系数为 2.5，地基容许承载力为多少？(2) 分别加大根底埋深至 1.6、2.0m，承载力有何变化？(3) 假设分别加大根底宽度至 1.8、2.1m，承载力有何变化？(4) 假设地基土的内摩擦角为 20，黏聚力为 12Kpa，承载力有何变化？(5) 比较以上计算成果，可得出那些规律？第 9 章参考答案一、 简答题1. 【答】在荷载作用下地基因承载力缺乏引起的破坏，一般都由地基土的剪

19、切破坏引起。试验说明， 浅根底的地基破坏模式有三种：整体剪切破坏、局部剪切破坏和冲切剪切破坏。地基整体剪切破坏的主要特征是能够形成延长至地面的连续滑动面。在形成连续滑动面的过程中，随着荷载(或基底压力)的增加将消灭三个变形阶段：即弹性变形阶段、弹塑性变形阶段以及破坏(或塑性流淌)阶段。即地基在荷载作用下产生近似线弹性(p-s 曲线首段呈线性) 变形；当荷载到达肯定数值时，剪切破坏区(或称塑性变形区)渐渐扩大，p-s 曲线由线性开头弯曲；当剪切破坏区连成一片形成连续滑动面时，地基根底失去了连续承载力量，这时p-s 曲线具有明显的转折点。四、 计算题2. 解：Kpaword 文档 可自由复制编辑当地下水位上升到根底底面时，持力层土的孔隙比和浮重度比分别为：临塑荷载和临界荷载为：=86.93. 解：word 文档 可自由复制编辑(1) 由查表 8-1，得代入式得：(2) 根底埋深为 1.6m 时：根底埋深为 2.0m 时：(3) 根底宽度为 1.8m 时：根底宽度为 2.1m 时：(4) 内摩擦角为 20，黏聚力为 12时：(5) 比较上述计算结果可以看出，地基极限承载力随着根底埋深、根底宽度和土的抗剪强度指标的增加而增大，影响最大的是土的抗剪强度指标，其次是根底埋深。word 文档 可自由复制编辑