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土力学期末复习习题16页word资料
第一章土的三相组成
1-1.取干土重5.10N,通过筛分和水分法测得其结果如表1-1。
要求1)绘制土的级配曲线;2)确定不均匀系数Cu,并判断其级配好坏。
表1-1颗粒分析成果表
粒径(mm)
>2
2-0.5
0.5-0.25
0.25-0.1
<0.1
<0.05
<0.005
重量(N)
0
0.35
1.25
2.5
1.0
0.83
0.27
1-2.三种土的土颗粒级配分布曲线如下图所示,回答下列说法哪些是正确的?
1)A的不均匀系数比B大;
2)A的有效粒径比B大;
3)C所含的粘粒百分率最多。
1-3 从干土样中称取1000g的试样,经标准筛充分过筛后称得各级筛上留下来的土粒质量如下表所示。
试求土中各粒组的质量的百分含量,与小于各级筛孔径的质量累积百分含量。
筛分析试验结果
筛孔径(mm)
2.0
1.0
0.5
0.25
0.075
底盘
各级筛上的土粒质量(g)
100
100
250
350
100
100
第二章土的物理性质与工程分类
2-1.某地基土试验中,测得土的干重度γd=15.7KN/m3,含水量ω=19.3%,土粒比重Gs=2.71。
求:
该土的孔隙比e、孔隙度n及饱和度Sr。
2-2.某地基土样数据如下:
环刀体积为60cm3,湿土质量0.1204kg,土质量0.0992kg,土粒相对密度为2.71,试计算:
天然含水量ω,天然重度γ,干重度γd,孔隙比e。
2-3.测得砂土的天然重度γ=17.6KN/m3,含水量ω=8.6%,比重ds=2.66,最小孔隙比emin=0.462,最大孔隙比emax=0.71,试求砂土的相对密度Dr。
2-4.某工地进行基础施工时,需在土中加水以便将土夯实。
现取土样1000g,测其含水量为20%,根据施工要求,将土的含水量增加20%,问应在土样内加多少水。
增加水量43.5g
2-5.某工程勘察中,取原状土60cm3,重99.15g,烘干后重78.05g,比重2.67,求此土的孔隙比饱和度。
e=1.05,Sr=68.7%。
2-6.已知某地基土试样有关数据如下:
①天然重度γ=18.4KN/m3;干重度γd=13.2KN/m3。
②液限试验,取湿土14.5g,烘干后重10.3g。
③搓条试验:
取湿土条5.2g,烘干后重4.1g,求:
(1)确定土的天然含水量,塑性指数和液性指数;
(2)确定土的名称和状态。
=39.4%,p=26.8%,l=40.8%,Ip=14,粉质粘土,Il=0.9,软塑状态。
2-7.从甲、乙两地土层中各取出土样进行试验,液限ωL=40%,塑限ωp=25%,但甲地的天然含水量ω=45%,而乙地的ω=20%,是求甲、乙两地的地基土的液性指数IL各是多少?
判断其状态,哪一个地基的土较好?
IlA=1.33,IlB=-0.33,乙地基好。
2-8.已知某软土地基的天然含水量ω=40%,塑限、液限试验测得:
ωL=35%,ω=18%,Ip=17%。
使用塑性图法对它们进行分类、并定出土的名称。
低液限粘土(CL)。
2-9.某饱和土样,其液限ωL=42%,塑限ωp=20%,含水量ω=40%,天然密度γ=18.2KN/m3,求IL、e、Ps各为多少?
e=1.08,Il=0.9,Ps=2.71。
第三章土中应力计算
3-1.某土层物理力学性质指标如下图,试计算下述两种情况下土的自重应力。
(1)没有地下水;
(2)地下水在天然地面下1m位置。
(1)0,37.2,91.5kPa;
(2)0,18.6,27.4,52.6kPa。
3-2.试计算下图所示地基土中的自重应力分布。
3-3.已知某均布受荷面积如下图所示,求深度10m处A点与O点的竖向附加应力比值。
(用符号表示)
z0=0.412p0,zA=0.08p0,比值0.194。
3-4.分别计算下图中O点下,z=3m深处,不考虑相邻条基和考虑相邻条基影响时的附加应力(基底附加压力均为150kPa)。
考虑z0=43.8kPa,不考虑z0=64.8kPa。
3-5.房屋和箱基总重164000kN(见下图),基础底面尺寸为80m×15m,埋深多少时,基底附加压力为0?
8.85m。
3-6. 某条形基础(见下图),宽3m,求中点下0.75m、1.5m、3.0m、6.0m以及深0.75m处水平线上A、B、O、B′、A′点的附在力σz(均要求列表计算)并绘出两个方向的竖向分布图。
中心点:
0.75m处z=192kPa,1.5m处164,3.0m处110,6m处62kPa。
0.75m处水平线上zA=100kPa,zB=180kPa,zO=192kPa,zB1=180kPa,zA1=100kPa,
3-7.如下图所示,某矩形荷载p=200kPa作用于地表面,矩形面积尺寸为A×B=105m2。
已知角点下z=10m深处N点的σz=24kPa,求矩形中点以下z=5mM点处的竖向附加应力。
z=96kPa,
3-8.某基础地面尺寸为20m×10m,其上作用有24000KN竖向荷载,计算:
(1)若为中心荷载,求基底压力;
(2)若合力偏心距ey=0,ex=0.5m,求x轴上两端点的基底压力?
p=120,pmax=156kPa,pmin=84kPa。
3-9. 如下图所示,求A、B二点处的总压力,有效应力,孔隙水压力。
A点:
=95kPa,’=45kPa,u=50kPa。
B点:
=209kPa,’=99kPa,u=110kPa。
第四章土的压缩性和地基沉降计算
4-1.已知原状土样高h=2cm,截面积A=30cm2,重度γ=19.1kN/m3,颗粒比重ds=2.72,含水量ω=25%,进行压缩试验,试验结果见下表,试绘制压缩曲线,并求土的压缩系数α1-2值。
1-2=0.38MPa-1。
压力P(kPa)
0
50
100
200
400
稳定时的压缩量△h(mm)
0
0.480
0.808
1.232
1.735
4-2.如图所示,测得C点的前期固结压力pc=125.4kN/m2,试判断其天然固结状态。
cz=70.8kPa 4-3.有一高2cm,横截面积为50cm2的饱和土样,压缩试验数据见下表。 垂直压力强度(kPa) 0 100 200 压缩量(mm) 0 0.926 1.500 试验前土样饱和重量为1.736N,试验后干土重为1.166N,土颗粒G=2.70,求0~100,100~200kPa间的压缩系数,与100~200kPa间的压缩模量,并判断其压缩性。 e0=1.269,e1=1.164,e2=1.099,0-1=1.05MPa-1,1-2=0.658MPa-1,Es1-2=3.33MPa。 4-4.已知土样直径为12cm,高为3cm,在有侧限压缩仪中做压缩试验,原始孔隙比为1.35。 当施加荷载p1=100kPa时,孔隙比为1.25,p2=200kPa时,孔隙比为1.20,试求土样在两级荷载作用下压缩变形和压缩系数。 p1时,s1=0.128cm,1=1.0MPa-1,p2时,s1=0.191cm,2=0.5MPa-1。 4-5.在天然地表上作用一大面积均布荷载p=54kPa,土层情况见下图,地下水位在地表下1m处,其上为毛细胞和带,粘土层的压缩曲线见e-p曲线图,粗砂土的压缩量可忽略不计,试求大面积荷载p作用下,地表的最终沉降量(要求采用分层总和法,按图示分层计算)。 第一层s1=76.9mm,第二层s2=58.1mm,s=135mm。 4-6.某中心荷载下的条形基础,宽4m,荷载及地基(为正常固结土)的初始孔隙比及压缩指数如图,试计算基础中点的沉降值。 s1=201.5mm,s2=77mm,s=278.5mm。 4-7.如图所示,基底面积3.6m×2m,基底附加压力129kPa,埋深d=1.0m,地面以上荷重F=900kN,地基为粉质粘土,试用规范法计算沉降量。 (取zn=4.4m) s=44.6mm。 4-8.有一矩形基础,底面尺寸4m×8m,埋深2m,受4000kN中心荷载(包括基础自重)的作用,地基为粉砂层,γ=19kN/m3,压缩资料如下表所示,试用分层总和法计算基础的最终沉降量。 s=81.8mm。 压应力(kPa) 50 100 150 200 孔隙比 0.680 0.654 0.635 0.620 4-9.厚6m的一层粘土夹于厚砂层之间,当以原状粘土试件作固结试验时,2h内固结完成了80%,试件高度为4.0cm,仅上面排水,试求此地基粘土层固结80%所需的时间。 t=1.28年。 4-10.某饱和粘土层厚8m,受大面积荷载p=120kPa作用,该土层初始孔隙比e=1.0,α=0.3MPa-1,K=18cm/年,在单面排水条件下问加荷一年的沉降量为多少? st=70.6mm。 4-11.某地基软土层厚20m,渗透系数1×10-6cm/s,固结系数0.03cm2/s。 其表面透水,下卧层为砂层。 地表作用有98.1kPa的均布荷载。 设荷载瞬时施加,求: (1).固结沉降完成1/4时所需时间(不计砂层的压缩)。 (2).一年后地基的固结沉降。 (3).若软土层的侧限压缩模量增大一倍,渗透系数缩小一倍,地基的固结沉降有何变化? t=12.14天,st=60.2cm,不变。 第五章土的抗剪强度 5-1.一组直剪试验结果如下表所示,试用作图法求此土的抗剪强度指标C、φ值, C201kPa,25 法向应力(kPa) 100 200 300 400 抗剪强度(kPa) 67 119 161 251 5-2.一种土,测得其C=9.8kPa,φ≈15°,当该土某点σ=280kPa,τ=80kPa时,该点土体是否已达极限平衡状态。 f=84.8kPa〉=80kPa,该点处于弹性平衡状态。 5-3.有一含水量较低的粘土样,做单轴压缩试验,当压力加到90kPa时,土样开始破坏,并呈现破裂面,此面和竖直线成35°角,试求内摩擦角φ和粘聚力C。 C=31.5kPa,=20。 5-4.一粘土样进行固结不排水剪切试验,施加围压σ3=200kPa,试件破坏时主应力差σ1-σ2=280kPa,如果破坏面与水平夹角α=57°,试求内摩擦角及破坏面上的法向应力和剪切力。 =24,=283kPa,=127.9kPa。 5-5.对某饱和试样进行无侧限抗压试验,得无侧限抗压强度为160kPa,如果对同种土进行快剪三轴试验,周围压力为180kPa,问总竖向压应力为多少,试样将发生破坏? 1=340kPa 5-6.某中砂试样,经试验测得其内摩擦角φ=30°,试验围压σ3=150kPa,若垂直压力σ1达到200kPa时,试问该土样是否被剪坏。 未破坏。 5-7.对一饱和原状土样进行固结不排水试验,破坏时测得σ3=200kPa,σ1-σ2=400kPa,孔隙水压力u=100kPa,试样的破裂面与水平面的夹角为58°,求: 孔压系数A;有效应力强度指标C′、φ′。 A=0.25,C’=76.2kPa,’=26。 5-8.饱和粘性土试样在三轴仪中进行固结不排水剪切试验,施加的围压σ3是196kPa,试样破坏时的主应力差σ1-σ3=274kPa,测得孔隙水压力u=176kPa,如果破裂面与水平面成α=58°角,试求破坏面上的正应力、剪应力、有效正应力及试样中的最大剪应力。 =273kPa,=123kPa,’=97kPa,=137kPa。 5-9.某饱和粘土的有效内摩擦角为30°,有效内聚力为12kPa,取该土样作固结不排水剪切试验,测得土样破坏时σ3=260kPa,σ1-σ3=135kPa,求该土样破坏时的孔隙水压力。 u=213.3kPa 5-10.某饱和粘性土在三轴仪中进行固结不排水试验,得c′=0,φ′=28°。 如果这个试件受到σ1=200kPa和σ3=150kPa的作用,测得孔隙水压力u=100kPa,问该试件是否被压坏? 未破坏。 5-11.某土的压缩系数为0.16kPa-1,强度指标C=20kPa,φ=30°,若作用在土样上的大、小主应力分别为350kPa和150kPa,问该土样是否破坏? 为什么? 若小主应力为100kPa,该土样能经受的最大主应力为多少? 不破坏,1=369.3kPa 第六章挡土墙土压力计算 6-1.求下图所示挡土墙超载情况下的被动土压力及分布(用朗肯公式)。 Ep=1251.4kN/m。 6-2.已知挡土墙高H=10m,墙后填土为中砂,γ=18kN/m3,γ=18kN/m3,φ=30°;墙背垂直、光滑,填土面水平。 计算总静止土压力E0,总主动土压力Ea;当地下水位上升至离墙顶6m时,计算墙所受的Ea与水压力Pw。 E0=450kN/m,Ea=300kN/m,地下水上升后,Ea=278.7kN/m,水压力pw=80kn/m。 6-3.下图所示的挡土墙,墙背面倾角ε=30°,墙高5m,墙后无粘性土的比重γ=17.6kN/m3,内摩擦角φ=30°。 试用Coulumb土压力理论计算总的主动土压力的大小、方向和作用点的位置。 取φ0=φ=30°。 Ea=147kn/m。 6-4.计算作用在下图所示挡土墙上的被动土压力分布图及其合力(墙背垂直、光滑,墙后填土面水平)。 Ep=1281.8kN/m,合力作用点x=2.3m。 6-5.某挡土墙高7m,墙背竖直光滑,墙后填土面水平,并作用均布荷载q=20kPa,填土分两层,上层γ1=18.0kN/m3,φ1=20°,C1=12.0kPa;下层位于水位之下,γsat=19.2kN/m3,φ2=26°,C2=6.0kPa。 试求墙背总侧压力E及作用点位置,并绘制压力分布图。 E=215.64kPa,作用点x=1.936m。 6-6.某重力式挡土墙高6m,墙后填土面水平,作用在填土面上的大面积均布荷载20kPa,墙后填土有两层,上层为粘性土并夹带部分砂、砾石,厚3m,C=10kPa,φ=30°,γ=18.0kN/m3;下层为粉质粘土,厚3m,C=11kPa,φ=28°,γ=17.2kN/m3。 地下水位在墙顶以下4m,试求: 作用在墙背的主动土压力、水压力和总压力,并绘图表示其分布。 (合力作用点不要求) 主动土压力Ea=73.3kN/m,pw=19.6kN/m,总压力P=92.9kN/m。 6-7.某挡土墙高5m,墙背直立、光滑、墙后填土面水平,共分两层,各土层的物理力学性质指标如图所示,填土面上有均布荷载q=10kPa,试求主动土压力的分布图。 E=104.4kN/m。 6-8.一挡土墙墙背垂直光滑,填土面水平,且作用一条形均布荷载,计算作用在墙背的主动土压力Ea。 Ea=214.74kN/m。 6-9.某挡土墙如图所示,已实测到挡土墙墙后的土压力合力值为64kN/m。 试用朗肯土压力公式说明此时墙后土体是否已达到极限平衡状态,为什么? E0=132kM/m,Ea=56.9kN/m,实测土压力E=64kN/m介于Ea和E0之间,所以没有达到极限平衡状态。 第七章土坡稳定性分析 7-1.计算下图中土条的滑动力距与抗滑力距(考虑渗流力作用)。 其中R=100m,α=30°,h1=3m,h2=2m,h3=1m,b=5m,浸润线以上土γ=18kN/m3,以下γsat=20kN/m3,φ′=28°,C=10kPa(γw=10kN/m3)。 滑动力矩Ms=7800kN/m,抗滑力矩Mr=16818.32kN/m。 7-2.某边坡,φ=25°(tanφ=0.466),C=15kPa。 稳定计算当R=50m,弧长L=80m时求得Σγhibcosαi=3200kN/m,Σγhibsinαi=1620kN/m,渗流力J=750kN/m,对圆心力臂Ij=40m,求稳定安全系数。 Fs=1.21。 7-3.已知土坡某土条滑动面上的平均孔隙水压力u=10kPa。 其他数据下图所示,分别用总应力法和有效应力法求该土条下滑力Ts和抗滑力Tf,判断该土条是否稳定? 下滑力Ts=656.25kN/m,抗滑力: 总应力法Tf=771.72 kN/m,有效应力法Tf’=508.17kN/m,总应力法稳定,有效应力法不稳定。 参数: h1=4m,h2=5m,b=5m,γ1=17.5kN/m3,γ2=18.5kN/m3; α=30°,φ1=15°,φ2=20°,φ′=25°,φ′=30°; C1=C2=C′1=C′2=20kpa。 7-4.已知土的内摩擦角Φ=20°,粘聚力C=5kPa,重度γ=16.0kN/m3。 若边坡为1: 1.5(α=33°41′),试用下图确定土坡的极限高度H。 8.22m。 7-5.某工地欲挖一基坑,已知坑深4m,土的重度γ=18kN/m3,粘聚力C=10kPa,内摩擦角Φ=10°。 若要求基坑边坡稳定安全系数为k=1.20,试问边坡的坡度设计成多少最为合适。 坡度为1: 1。 7-6.一均质土坡,坡高5m,坡度1: 2(如图),土的重度γ=18kN/m3,粘聚力C=10kPa,内摩擦角Φ=15°试用瑞典条分法计算土坡的稳定安全系数。 Fs=1.518。 7-7.土坡的外形尺寸同上。 设土体重度γ=18kN/m3,粘聚力C=10kPa,内摩擦角Φ=15°。 试用简化毕肖普法计算土坡的稳定安全系数。 Fs=1.64。 7-8.一砂砾土坡,其饱和重度γ=19kN/m3,内摩擦角Φ=32°,坡比1: 3。 试问在干坡或完全浸水时,其稳定安全系数为多少? 又问当有顺坡向渗流时土坡还能保持稳定吗? 若坡比改成1: 4,其稳定性又如何? 1.88,0.89,1.18。 7-9.已知有一挖方土坡,土的物理力学指标为γ=18.93kN/m3,粘聚力C=11.58kPa,内摩擦角Φ=10°。 试问: (1)将坡角作成α=60°,在保证安全系数K=1.5时,最大坡高为多少? (2)如挖深6m,在保证安全系数K=1.5时,坡角最大能作成多大? 2.63m,18.5。 7-10.某均匀土坡坡角,土的C=5kPa,φ=20°γ=16kN/m3,求土坡安全高度H。 H=12m。 第八章地基承载力计算 8-1.一条形基础宽度1m,埋深为2m,地基为砂土,其γ=19.5kN/m3,φ=40°,C=0,试分别求相应于基底平均压力为400kPa、500kPa、600kPa时地基内塑性变形区的最大深度。 -0.12m,0.4m,0.92m。 8-2.已知均布荷载条形基础宽为2m,埋深为1.5m,地基为粉质粘土,其φ=16°,C=36kPa,,γ=19kN/m3,试求: (1)地基的Pcr和Pi/4。 (2)当P=300kPa时,地基内塑性变形区的最大深度。 pcr=248.89kPa,p1/4=254.48kPa,zmax=1.88m。 8-3.图示条形基础,基础底面宽b=2.0m,作用于地基处的轴向荷载N沿基础长度方向每米200kN,地基土有关指标见图,地基为均质粘土,试判别地基中A点是否在塑性变形区的边界线上(土的侧压力系数K0假设为1.0) 没有。 8-4.有一条基础,宽度b=3m,埋置深度为1.5m。 地基土γ=19kN/m3,γsat=20kN/m3,C=10kPa,φ=10°。 试求 (1)地基的塑性荷载P1/4和P1/3; (2)若地下水位上升至基础底面,其值有何变化? (1)p1/4=101.3kPa,p1/3=105.3kPa (2)地下水位上升p1/4=94.4kPa,p1/3=98.5kPa。 8-5.某条形基础宽12m,埋深2m,基土为均质粘性土,C=12kPa,Φ=15°,地下水与基底面同高,该面以上土的湿重度18kN/m3,以下土的饱和重度19kN/m3,计算在受到均布荷载作用时P1/4,P1/3,Pcr? p1/4=191.2kPa,p1/3=203.1kPa,pcr=155.6kPa。 8-6.某条形基础,底宽2.0m,埋置深度d=1.0m承受铅直均布荷载250kPa,基底以上土的重度为18.5kN/m3,地下水齐平基底,饱和重度为20kN/m3,地基土强度指标C=10kPa,φ=25°,试用太沙基极限承载力公式(安全系数K=2)来判断地基是否稳定。 pu=496kPa,[R]=248kPa<250kPa,不稳定。 8-7.有一宽B=12m的条形基础,埋深D=2m,基础承受恒定的偏心荷载Pv=1500kN/m,偏心距e=0.4m,水平荷载Ph=200kN/m,土的固结水排水强度指标φ=22°,土的天然重度γ=20kN/m3,浮重度γ′=11kN/m3,地下水位与基底持平。 试按汉森公式计算地基极限承载力。 pu=380kPa。 8-8.某正方形柱基,埋深D=1m,承受120吨荷载,地基为砂土,天然重度γ=19kN/m3,饱和重度γsat=21kN/m3,φ=30°,地下水位深1.0m。 求基础尺寸,要求地基稳定安全系数不少于2。 22m。 http: //course.cug.edu/tulixue/INDEX.HTM 希望以上资料对你有所帮助,附励志名3条: 1、积金遗于子孙,子孙未必能守;积书于子孙,子孙未必能读。 不如积阴德于冥冥之中,此乃万世传家之宝训也。 2、积德为产业,强胜于美宅良田。 3、能付出爱心就是福,能消除烦恼就是慧。
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