河海大学土力学试题.docx
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河海大学土力学试题
第一部分《土力学》习题
弹I第一章土的物理性质
型第二章土的渗透性及水的渗流
迢I第三章土中应力和地基应力分布
型第四章土的变形性质及地基沉降计算
空I第五章土的抗剪强度
浇j第六章天然地基承载力
型第七章土压力
型第八章土坡稳定
第一章土的物理性质
1.土的三相比例指标包括:
土粒比重、含水率、重度、孔隙比、孔隙率和饱和度,其中能够直验所取得的是哪三个?
答:
能够直接为试验所取得的是土粒比重,含水量,重度。
2.评价砂土和粘性土的物理指标分别有哪些?
答:
评价砂土的物理指标有孔隙比e、相对密实度Dr和标准贯入试验击数N63.5
评价粘性土的物理指标有最大干重度dmax、最优含水率op、压实系数c
3•有一种土样,孔隙率n50%,土粒比重Gs2.7,含水率是37%,则该土样处于何种状态
).Sr竺0.372"1.0
答:
因为en心n)1,e1,所以该土样属于饱和状态。
4.已知土粒的土粒比重Gs2.70,含水率
的孔隙率n50%,贝吐匕时孔隙的体积为多少?
30%,则10kN的土重中干土和水的重量各为多少
解:
W
10
Ws
7.7kN
1
10.3
Ww
10
7.72.3kN
Ws
7.7
3
Vs
0.285m
Gsw
2.710
n
亠,50%
3
Vv
g/s
0.285m
1n
150%
5.有一块50cm3的原状土样质量为95.15g,烘干后质量为75.05个,已知土粒比重Gs2.67,求
dsat
'数值的大小。
解:
土的天然重度
竺叮19.03kN/m3
50106
Ws
土的干重度
5
75.05103
15.01kN/m
5010
沁100%
土的含水率
Ws
95.1575.°5100%
75.05
26.78%
sat
土的饱和重度
(Gs1)
Gs(1
19.03(2.671)
2.67(126.78%)
1019.39kN/m3
土的浮重度
sat
19.39
109.39kN/m3
Gsw
土的孔隙比
2心10.779
15.01
土的孔隙比
e
n二——
1+e
°.7790.438
10.779
土的饱和度
Sr旦26・78%2・6791.8%
e
0.779
各种不同重度之间的关系为:
sat>
6.某土坝施工时,土坝材料的土粒比重为
Gs2.70,天然含水率为
10%,上坝时的虚土干
3
d12.7kN/m,要求碾压后饱和重度达到
95%,干重度达到16.8kN/m,如每日填筑坝体500C
每日上坝多少虚土?
共需加多少水?
解:
土的天然重度
d(1w)12.7(1
10%)13.97%
当土的干重度达到
3
16.8kN/m,饱和度为95%时,由下式
S;
S
w[s(1')]
Gs
Gsw(1')
_13.97_2.7(——0.95
2.7010
(1)13.97
求得土的含水率
96.78%
13.97
7.1kN/m3
196.78%
填筑坝体5000m
3
需要虚丄
5000d5002.77'1279罰答案)
坝体重量W
(1')g/g
d(1
96.78%)50007.169857kN
需要加水Ww
W2795
12.7
69857279512.734361kN(答案)
BACK
第二章土的渗透性及水的渗流
1•影响土的渗流性的因素主要有哪几种?
③土的结构构造
答:
影响土的渗流性的因素主要有:
①土的粒度成分及矿物成分;②结合水膜的厚度;
的粘滞度;⑤土中气体。
2•什么是流砂?
什么是管涌?
它们之间有何不同?
答:
当水由下向上渗流时,若向上的动水力与土的有效重度相等时,此时土颗粒间的压力等于零,土颗粒处于态而失去稳定,这种现象就称为流砂现象。
水在砂性土中渗流时,土中的一些细小颗粒在动水力的作用下,可能通过粗颗粒的孔隙被水带走,这种现象称
流砂现象是发生在土体表面渗流逸出处,不发生与土体内部;而管涌现象可以发生在渗流逸出处,也可以发体内部。
3•不透水岩基上有水平分布的三层土,厚度均为1m,渗透系数分别为kl1m/d,k22m/d,k310m/d
层的竖向渗流系数kz为多少?
解:
等效竖向渗透系数:
hi
kz
i_1_
厂hi
i1ki
111
1_1—1
1210
1.987m/d
4.已知土体比重,孔隙比,求该土的临界水力梯度。
解:
土的饱和重度
sat
Gse
pw
27]g!
018.5kN/m3
11
临界水力梯度
ic
satw
18.510
10
0.85
7.5m高的水
5.如习题图2-1所示,在9m厚的粘性土层上进行开挖,下面为砂层。
砂层顶面具有
开挖深度为6m时,基坑中水深巧至少多大才能防止发生流土现象?
F—
LT;—=—
解:
由公式
q§2Agh2
h2
2hi
1l
:
(7.52.02.02.0)伽
B点的测压管水头为:
2.02.02.00.756.75m
6•如上题图所示,某基坑下土层的饱和密度
sat2g/cm[当基坑底面积为20m10m,如果忽略基坑周边
6
1m需要的抽水量。
(粉质粘性层k1.510cm/s)
k
解:
qg
Agh
kgAgh
l
1.5102010(7.52.02.01.0)
4
104
1.875cm3/s
BACK
第三章土中应力和地基应力分布
1.某层土及其物理性质指标如图所示,计算土中自重压力。
解:
第一层土为细砂,地下水位一下的细砂是受到水的浮力作用,其浮重度
为:
G1)
Gs
(1)2.59
(2.591)199.88kN/m3
(10.18)
Il
50251.091
4825,故认为粘土层受到水的浮力作用,
其浮重
1
(Gs1)
(2.68
2.68
1)
(1
16.8
0.50)
3
7.02kN/m
Gs(1
)
a点:
z
0,cz
z
0
b点:
z
2m,
czz
19
2
38kN
c点:
z
5m,
cz
ih
19
29.88368kN
d点:
z
9m,
cz
ih
19
21037.024
第二层粘土层的液性指数
测得天然含水量
2.如图所示某粉土地基,
LP
96kN
24%,干重度,土粒比重,地面及地下水位高程分别为
汛期水位将上升到35.00高程。
试求25.00高程处现在及汛期时土的自重应力。
当汛期后地下水位降到
35.00m及
30.00咼;
土层全以饱和状态计)、25.00高程处的自重应力又为多少?
d1Gs-gw
解:
由1-得到
w1鴛101仆
重度
Gs
(1)g
.Uw
1e
d
(1)15.4(124%)19.1kN/m3
饱和重度
sat
2.730.77310伯忌“/口3
10.773
现在的自重应力
c19.1
59.85144.5kPa
汛期时的自重应力
c9.81098kPa
地下水下降后
c19.859.85148kPa
3.如左下图所示基础基底尺寸为4mK2m试求基底平均压力Pmax和Pmin,绘出沿偏心方向的基底布图。
3
解:
设基础及台阶上回填土混合重度为20kN/m
NGF2042680840kN
M(F)0.356800.35238kNgm
e—23乞0.28m乙0.33m
r1m处竖直面上的竖向法向应力
z的分布。
z的分布图。
解:
各点的竖向应力z可按布西奈斯克公式计算,并列于表中,绘出
表
(一)处水平面上竖向应力z的计算
r(m)
0
1
2
3
4
r/z
0
0.33
0.67
1
1.33
1
a
0.478
0.369
0.189
0.084
0.038
0
6z(kPa)
10.6
8.2
4.2
1.9
0.8
z(m)
0
1
2
3
4
5
r/z
oo
1
0.5
0.33
0.25
0.20
a
0
0.084
0.273
0.369
0.410
0.433
0
6z(kPa)
0
16.8
13.7
8.2
5.1
3.5
表
(二)
0
表
(二)r=1m处竖直平面上竖向应力
z的计算
5•有一矩形基础b4m,16m,其上作用均布荷载p100kPa,计算矩形基础中点下深度z以及矩形基础处k点下深度z6m处N的竖向应力z值(如下图)。
l
解:
1)已知b
61.5
2
,查得应力系数
00.153
0P0.15310015.3kPa
100(0.131
0.0150.0840.035)1000.0636.3kPa
第四章土的变形性质及地基沉降计算
1.太沙基一维渗流固结理论有哪些基本假设?
答:
太沙基一维渗流固结理论的基本假设有:
土是均质的、完全饱和的;土粒和水是不可压缩的;土层的压
中水的渗流只沿竖向发生,是一维的;土中水的渗流服从达西定律,且渗透系数k保持不变;空隙比的变化与有
的变化成正比,且压缩系数保持不变;外荷载是一次瞬时施加的。
样压缩了°・9亦口,试问压缩系数
和压缩模量Es各为多少?
解:
e0
Gs
w(1
)/1
271.40/181
1.1
Es
(1
e/
eo)
H/H。
(1
0.0998/100
(1
1.1)0.95/20
0.998MPa1
e0)/e1002.1/0.0998
0.0998
2.1MPa
3•有一深厚粘质粉土层,
地下水位在地表处,饱和重度
3
sat18kN/m,由于工程需要,大面积降低地下水位
3
水区重度变成了17kN/m,孔隙比与应力之间的关系为
e1.250.00125P,试求降水区土层沉降量及地面下
3
2.—个土样含水量为40%,重度
18kN/m,土粒比重Gs2.70,在压缩试验中,荷载从0增至100kP
厚土层沉降量是多少?
解:
(1)以地下
4m处为基准,
计算
3〜5m压缩量
P1
(1810)
432kPa
e1
1.250.00125
32
1.21
P2
1738
159kPa
e2
1.250.00125
59
1.176
g€2)/(1e)]h
[(1.21
1.176)/(10.21)]
2003.05
(2)以地下1.5m处单元应力变化为基准
降水前
P1(1810)
1.512kPa
q1.250.0012512
1.23
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