土力学习题集第三版含答案Word格式文档下载.docx

土力学习题集第三版含答案Word格式文档下载.docx

《土力学习题集第三版含答案Word格式文档下载.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《土力学习题集第三版含答案Word格式文档下载.docx（22页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

4.定水头渗透试验中，已知渗透仪直径

，在

渗流直径上的水头损失

，在60s时间内的渗水量

，求土的渗透系数。

一、 

简答题

1地下水渗流时为什么会产生水头损失？

水在土体中流动时，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。

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别？

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。

6. 

流砂与管涌现象有什么区别和联系？

6.【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，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；

（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Ⅰ和砂样Ⅱ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

和基底附加压力

？

两者概念有何不同？

五计算题

1．某建筑场地的地层分布均匀，第一层杂填土厚1.5m，

=17KN/

第二层粉质黏土厚4m,

=19KN/

=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，

=18.2KN/

=2.74,w=41%;

第四层粉土厚3m,

=19.2KN/

=2.72,w=27%;

第五层砂岩未钻穿。

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

=306.9KPa）

2．某构筑物基础如图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,基础埋深为2m,底面尺寸为4m

2m。

试求基底平均压力

和边缘最大压力

，并绘出沿偏心方向的基底压力分布图。

=301KPa）

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应力增加与降水前比较犹如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）将减少土中有效自重应力。

1、 

若地下水位上升至基础底面以上，它对基础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”，是指基础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

为作用在基础底面的净压力。

是基底压力与基底处建造前土中自重应力之差，是引起地基附加应力和变形的主要原因。

五、计算题

1．解：

第一层底：

第二层土：

地下水位处：

层底：

第三层底：

第四层底：

第五层顶：

（图略）

2．解：

荷载因偏心而在基底引起的弯矩为：

基础及回填土自重：

偏心距：

因

，说明基底与地基之间部分脱开，故应从新分布计算

（图略）

：

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？

实验室如何测定它？

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。

压缩试验数据

垂直压力（kPa）

50

100

200

300

400

孔隙比

土样3－1

0.866

0.799

0.770

0.736

0.721

0.714

1.【答】

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】

天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。

先进行高压固结试验得到

曲线，在用A.卡萨格兰德的经验作图法求得。

7.【答】

在研究沉积土层的应力历史时，通常将先期固结压力与现有覆盖土重之比值定义为超固结比。

１．解：

土样3-1：

　　　　因为０.１<

=0.34<

0.5

g故改土属于中压缩性土

土样3-2：

因为

=0.87>

g故改土属于高压缩性土

第6章土中应力

3．有一个基础埋置在透水的可压缩性土层上，当地下水位上下发生变化时，对基础沉降有什么影响？

当基础底面为不透水的可压缩性土层时，地下水位上下变化时，对基础有什么影响？

4．两个基础的底面面积相同，但埋置深度不同，若低级土层为均质各向同性体等其他条件相同，试问哪一个基础的沉降大？

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基本概念。

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？

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

，顶底面透水（见图6-34），土层平均

试求①该土层的最终沉降量；

②当达到最终沉降量之半所需的时间；

③当达到120mm沉降所需的时间；

④如果该饱和黏土层下卧不透水层，则达到1230mm沉降所需的时间。

第四章参考答案:

当基础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犹如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，基础沉降增加。

是地基承载力下降，若遇见湿陷性土会引起坍塌。

当基础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】

引起基础沉降的主要原因是基底附加压力，附加压力大，沉降就大。

（

<

20）

因而当基础面积相同时，其他条件也相同时。

基础埋置深的时候基底附加压力大，所以沉降大。

当埋置深度相同时，其他条件也相同时，基础面积小的基底附加应力大，所以沉降大。

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。

10．解：

①求最终沉降

②

（双面排水，分布1型）

查平均固结度与时间因数的关系曲线中曲线

（1）得 

由

，可知

③当

时

④当下卧层不透水，

时, 

与③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.某土样进行直剪试验，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）如果在土中的某一平面上作用的法向应力为260kPa，剪应力为92kPa，该平面是否会剪切破坏？

2.【答】对于同一种土，抗剪强度指标与试验方法以及实验条件都有关系，不同的试验方法以及实验条件所测得的抗剪强度指标是不同。

18.

（a）用作图法（如上图）土样的抗剪强度指标

（b）c=20kPa和

（b）

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：

①该挡土墙主动土压力分布、合力大小及其作用点位置；

②若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

，填土面倾角

，填土重度

，

，填土与墙背的摩擦角

，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，第二层为粘性土，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压力时墙背填土处于极限平衡状态。

4.【答】如果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：

①主动土压力系数：

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：

②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

土压力分布图如图8-2、8-3所示。

6.解：

根据

查表得

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：

计算第一层填土的土压力强度

第二层填土顶面和底面的土压力强度分别为

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

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、 

2.一条形基础，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%；

第二层黏性土，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°

求该基础的临塑荷载

，临界荷载

若地下水上升到基础底面，假定土的抗剪强度指标不变，其

相应为多少？

3.某条形基础宽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）分别加大基础埋深至1.6、2.0m，承载力有何变化？

（3）若分别加大基础宽度至1.8、2.1m，承载力有何变化？

（4）若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

在荷载作用下地基因承载力不足引起的破坏，一般都由地基土的剪切破坏引起。

试验表明，浅基础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伸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）的增加将出现三个变形阶段：

即弹性变形阶段、弹塑性变形阶段以及破坏（或塑性流动）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；

当荷载达到一定数值时，剪切破坏区（或称塑性变形区）逐渐扩大，p-s曲线由线性开始弯曲；

当剪切破坏区连成一片形成连续滑动面时，地基基础失去了继续承载能力，这时p-s曲线具有明显的转折点。

四、 

2.解：

Kpa

当地下水位上升到基础底面时，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：

=86.9

（1）由

查表8-1，得

代入式

得：

（2）基础埋深为1.6m时：

基础埋深为2.0m时：

（3）基础宽度为1.8m时：

基础宽度为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基础埋深、基础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，其次是基础埋深。