北京交通大学复试土力学试题讲解.docx

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北京交通大学复试土力学试题讲解

土力学试卷〔必修〕

一、名词解释〔每题3分〕

1.离子交换2.粘土矿物3.双电层4.等电pH值5.比外表积

6.电渗、电泳7.粒组8.界限粒径9.不均匀系数10.曲率系数11.缩限12.塑限13.液限14.塑性指数15.液性指数16.土粒比重17.含水量18.最优含水量19.饱和度20.相对密度21.渗透系数22.渗透力23.渗透变形24.流土25.管涌26.临界水力坡降27.有效应力28.孔隙水应力29.有效应力原理30.静止侧压力系数31.自重应力32.附加应力33.基底净反力34.土的压缩：

35.压缩系数：

36.压缩指数：

37.再压缩指数：

38.压缩模量：

39.变形模量：

40.静止侧压力系数：

41.前期固结应力42.超固结比：

43.超固结土：

44.正常固结土：

45.欠固结土46.固结系数：

47.固结度48.体积压缩系数49.正常固结试样50.超固结试样：

51.土的抗剪强度52.快剪53.固结快剪54.慢剪55.不排水剪56.固结不排水剪57.排水剪58.剪胀性59.剪缩性60.应变软化61.应变硬化62.灵敏度63.土的蠕变64.剩余强度65.砂土液化66.静止土压力67.主动土压力68.被动土压力69.临界深度70.临塑荷载71.极限承载力72.允许承载力73.塑性开展区74.标准贯入击数

二、问做题

1.简述粘土矿物的三种类型及其对粘性土的物理力学性质的影响.〔8分〕

2.土的矿物成分类型与颗粒大小之间有何联系〔8分〕

3.孔隙比与孔隙率是否是一回事说明理由,并导出两者之间的关系式.〔8分〕

4.什么是塑性图塑性图有什么用〔8分〕

5.试比拟砂土和粘土在矿物成分和物理力学性质上的主要差异.〔10分〕

6.土坝、路堤等工程,在选择土料时至少应做哪些试验简述击实试验的方法步骤,并说明影响最大干密度的因素.〔8分〕

7.何谓土的塑性指数它与那些因素有关.〔8分〕

8.简述土中水的类型及其对力学性质的影响.〔8分〕

9.试说明饱和粘土中的电渗及电泳现象.〔8分〕

10.土的液性指数与塑性指数是怎样确定的有什么用试举例说明其用途〔8

分〕

11.试述粘性土液性指数的定义以及如何根据其大小来确定粘性土所处的物理状态〔5分〕

12.试述相对密度Dr的定义,并根据Dr的大小如何确定无粘性土的松紧状〔5分〕13.进行土的压实试验时,怎样才能到达最正确的压实效果为什么〔6分〕

14.的级配可用哪些方法测定各适用何种类型土〔6分〕

15.的液性指数与塑性指数是怎样确定的有什么用试举例说明其用途〔8分〕

16.天然沉积土一般有哪三种组〔结〕构其主要特征为何〔6分〕

17.土中水有哪几种类型各有哪些特性〔6分〕

18.试以双电层的概念解释粘土颗粒外表结合水的形成.〔8分〕

19.土中的固相物质有哪些矿物成分试按其颗粒大小依次列出.〔7分〕

20.试说明饱和粘土中的电渗及电泳现象.〔8分〕

21.何谓土的塑性指数它与那些因素有关.〔8分〕

22.简述土中水的类型及其对力学性质的影响.〔6分〕

23.对粗粒土及细粒土进行工程分类时其依据是什么〔6分〕

24.粘性土的液性指数和塑性指数有何区别它们各有何用途〔5分〕

25.流土与管涌有什么不同它们是怎样发生的〔8分〕

26.试述有效应力原理,并推导土体在水位差作用下发生由上向下渗流情况a--a面的孔隙水应力、有效应力和总应力之间的关系.〔10分〕

水面

27.何谓流土何谓管涌产生流土和管涌的必要条件是什么〔9分〕

28.什么叫流土和管涌判断土体会不会发生流土有哪几种方法〔5分〕

29.在工程中一般将根底买入地面以下某一深度D,为何所得基底压力应减去RD后,即

P尸P-rD,才可用于附加应力的计算中〔8分〕

30.试述刚性根底与柔性根底受竖直中央荷载下基底压力的分布异同原因.〔8分〕

31.附加应力计算中平面问题与空间问题有什么差异〔6分〕

32.假设在正常固结和超固结粘土地基上,分别施加相同压力增量,试问：

它们所引起的压缩量相同吗〔12分〕

33.试用单向固结模型和有效应力原理,说明在某一压力作用下饱和土体内任一点的孔隙水应力和有效应力之间相互转化的过程.〔15分〕

34.试评述e-p曲线和e-Lgp曲线法计算根底沉降时的异同点.〔15分〕

35.试述土的压缩系数av与压缩指数.c的异同点.〔10分〕

36.试说明根底的沉降量一般是由哪几局部组成的根据单向压缩公式计算根底的

沉降量符合什么样的荷载情况与土层情况〔10分〕

37.为什么说在一般情况下、土的自重应力不会引起土的压缩变形〔或沉降〕,而当地下水位下降时,又会使土产生下沉呢〔10分〕

38.简述用分层总和法求根底沉降的方法步骤.〔10分〕

39.什么叫正常固结土、超固结土和欠固结土它们是根据什么来判别的〔10分〕

40.在进行抗剪强度试验时,为什么要提出不固结不排水剪〔或快剪〕,固结不排水剪〔或固结快剪〕和固结排水剪〔或慢剪〕等三种方法对于同一种饱和粘土,当

采用三种方法试验时,其强度指标相同吗为什么〔12分〕

41.在同一固结压力下,同一种土的正常固结试样与超固结试样的不排水强度哪一个

大为什么〔12分〕

42.为什么土的剪切破坏面不是最大剪应力面如何确定土的剪切破坏面的方向

什么情况下剪切破坏面和最大剪应力面相一致〔12分〕

43.十字板测得的抗剪强度相当于在实验室用什么方法测得的抗剪强度同一土层

现场十字板测得的抗剪强度一般随深度而增加,试说明其原因.〔12分〕

44.为什么实验室制备的正常的正常固结饱和粘土的固结不排水剪与排水剪的抗剪强度线都通过坐标原点是否一意味着这种土无凝结力从现场地基取样的正常的正常固结饱和粘土做同样试验,抗剪强度线是否也通过坐标原点为什么

45.直剪试验如何确定土的抗剪强度指标什么是快剪、固结快剪、慢剪试验,如何

运用相应指标

46.为什么对饱和软粘土采用不固结不排水剪试验时,其强度指标小u=0?

〔10

分〕

47.对某饱和正常固结粘土进行三轴固结不排水试验,当固结压力〔r3=150kPa时,测得破坏时的主应力差〔r1--〔r3=200kPa,孔隙水压力u=50kPa,试求小cu小’〔10分〕

48.试说明为什么饱粘性土采用不固结不排水剪切试验时,其强度包线,是一条水平线〔6u=0〕.〔10分〕

49.为什么说饱和粘土通过不固结不排水剪试验〔同时测量孔隙水应力〕,无法确定土的有效强度包线和J、6/值〔10分〕

50.何谓正常固结粘土和超固结粘土,两者的压缩特性和强度特性有何区别〔10

51.用三轴试验测定粘性土抗剪强度有哪几种试验方法所得的强度指标之间有什

么联系〔10分〕

52.试述饱粘土三轴不周结不排水剪、固结不排水剪和固结排水剪试验的加荷步骤以

及各阶段的孔隙水应力和总孔隙水应力的变化〔10分〕

53.何谓孔隙压力系数A和B?

饱和正常固结粘土和超固结粘土的不排水强度Cu随什么而异〔10分〕

54.什么是土的灵敏度它是针对怎样的提出来的可用什么方法测定土的灵敏

度

55.什么叫作强度分析的总应力法和有效应力法,各有什么优缺点〔10分〕

56.试述静止、主动及被动土压力的发生条件及定义.〔15分〕

57.试从主动土压力的定义来说明为什么主动土压力是主动极限平衡时的最大值

58.试比拟朗肯士压力理论与库伦士压力理论的优缺点.〔8分〕

59.何谓主动土压力、静止土压力和被动土压力在哪些实际工程中可能迁涉到上述

不同的士压力〔8分〕

60.降低作用于挡土样上的土压力有哪些举措〔5分〕

61.如何选择挡土样后填土的指标〔5分〕

62.库仑土压力理论的适用条件〔5分〕

63.朗肯公式的适用条件〔5分〕

64.如何计算地震时的土压力65.如何计算自由端板桩墙上的压力〔8分〕66.

如何计算固定端板桩墙上的压力〔8分〕

67.如何计算悬坠式板桩墙上的压力〔8分〕

68.当砂性土坡有渗流作用时,怎样对其进行稳定分析〔10分〕

69.为什么要用条分法计算土坡稳定平安系数能否采用水平方向或其它即不水平

也不垂直的方向条分来计算平安系数〔10分〕

70.条分法中每个土条的大小均不相同,受力大小也不相同,为什么能假定所有土条

具有相同的平安系数,或者说所有土条同时到达极限平衡〔10分〕

71.写出土坡稳定分析的根本假定,并推导出平安系数公式瑞典条分法.〔假定、推

导思路,公式〕〔10分〕

72.在对均质土坝坝坡进行稳定性验算,应分别考虑哪些工况为什么〔10分〕

73.均质粘性土坡的滑动面为什么采用圆弧面〔6分〕

74.试述地基在发生整体剪切破坏和局部剪切破坏时的主要特征和区别.〔10分〕

75.什么是地基容许承载力确定地基承载力的方法有哪些〔10分〕

76.简述地基承载力的影响因素.〔6分〕

77.何谓地基容许承载力按标准确定一般粘性土的容许承载力需哪些指标.

78.试配合图简述地基产生整体剪切破坏的过程及其特征.〔8分〕

79.地基破坏形式有哪几种各自会发生在何种土类地基〔8分〕

80.何谓临塑荷载和极限荷载〔5分〕

三、计算题

1.有甲、乙两饱和土样,其某些物理指标如表所列,试问

1、粘粒含量哪种土比拟多

2、孔隙比哪种土比拟大

3、干容重哪种土比拟大

4＞饱和容重哪种土比拟大

5、两种土各处于何种稠度状态〔坚硬,可塑,流动〕〔每个问题3分,共15分〕

甲乙

液限30%20%

塑限12%17%

天然含

水量25%16%

土粒比重2.702.68

2.某土样的筛分析试验成果如表所

筛径〔mm〕2.01.00.50.250.150.10底盘

各级筛子上

的士重〔g〕8080160240160503

试求：

1、绘制颗粒大小分配曲线〔累积曲线〕〔8分〕

2、确定不均匀系数Cu,曲率系数Cc〔4分〕

〔12分〕

3.某粘土试样,在室内测得其湿的和烘干后的质量分别为210g和162g,并其

土粒比重为2.70,假设该试样是完全饱和的,具含水量、饱和密度、干密度和孔隙比各为多少假设该试样的饱和度为80%,那么其湿密度、干密度和孔隙比又各为多少

〔12分〕

4.某土样的土粒比重为2.70,孔隙比为0.73,饱和度为92%.试求该土样的容重、干容重及含水量.〔12分〕

5.某港回淤的淤泥其饱和密度pm=1.57g/cm3,含水量W=74%,土粒比重Gs=2.70,现拟用挖泥船清淤,挖除时需用水将泥混成10%浓度的泥浆〔土粒体积占泥总体积的10%〕才能进行输送,问欲去除10万方淤泥共需输送泥浆多少吨〔14分〕

6.甲、乙两种土样的物理性质指标如下表所列,试问：

认为甲土样的天然密度,干密度和粘粒含量均大于乙土样的结论正确吗〔12分〕

7.有两种土料,其物理性指标如下：

士号天然容重〔KN/m3〕天然含水量%比重液限%塑限%

A19302.753220

B18202.703018

今欲用来作为修建均质坝的筑坝土料,你认为那一种土料较好,为什么对于一个

中型工程来讲,至少还应做那些土工试验,测定那些指标〔12分〕

8.某土体容重为19.2kN/m3,含水量为18.5%,土粒比重为2.70,试计算一立方米土体中,具固体,液体和气体所占的体积各为多少该土体的孔隙比,孔隙率,饱和度,干容重,浮容重饱和容重各为多少〔12分〕

9.某一取自地下水的饱和试样,用环刀法测定其容重,环刀的体积为50cm3,环刀

重为80g,环刀加土重为1172.5g,该土的土粒比重为2.70,试计算该土样的天然

容重,饱和容重,浮容重,干容重,孔隙比,孔隙率及含水量.〔12分〕

10.今有一土样,称重120克,体积60cm3,烘干后土重90克,假设该土样的液限WL=28%塑限Wp=14%比重Gs=2.7,求该土样的含水量W,孔隙比c,

塑性指数Ip及液性指数Il.〔10分〕

11.取某原状粘土在室内做试验,测得其湿质量和干质量和分别为21.26g和

12.52克,土粒的比重为2.70,试求该土样的饱和度为75%时的孔隙比和孔隙率.

13.某土中粗粒〔d>0.1mm〕的含量少于30%,其塑限Wp=17%,假设该士在液性指IL=1时,其100g的土重烘干后重75g,试用水电局部类法对该士进行分类〔10分〕

14.某饱和粘性土的土粒比重为2.70,其最大干密度为1.75g/cm3,相

应的最优含水量为15.2%,由于长期降雨,该粘土实测含水量为30%如用此过湿土来填筑路堤,可能压实到的最大干密度是多少最大湿密度是多少〔10

15.某土样测得其体积为50cm3,湿重为99g,烘干后的重量为81g,假设土粒的比重为2.7,试问该土样的孔隙比、含水量各为多少〔10分〕

16.有一干砂试样,其密度为1.69g/cm3,土粒比重为2.70,因置于雨中,假设其体积不变,饱和度增至40%,试求此时该砂样的湿密度和含水量.〔10分〕

17.有一土样,已测出其孔隙体积等于土粒体积,并土粒的比重为2.8,试求该

土样的孔隙比和干密度.假设此土样系完全饱和,那么其饱和密度及含水量各为多少

18.某土样,已测出其孔隙体积等于土粒体积,并土粒比重Gs=2.80,求该土样之孔隙比e及干容重丫d;假设此土样之饱和度为80%,试求其容重丫及含水量Wo〔10分〕

19.某粘土层厚5.5m,其下有承压水层,用测压管测得该层水位在地面以下0.6m

处在粘土中大面积开挖至地面以下3.0m处,迂到地下水,问A点在开挖前与开挖后的总应力,孔隙水应力和有效应力各为多少再开挖至多深、就将发生渗流破坏

〔15分〕

D原地面

・砂•,.层

9n

19.试草绘一个常水头的试验装置来说明达西定律.〔11分〕

20.下列图为由板桩围护的水下基坑,水底在细砂层上复盖有2M深的粗砂砾层,其渗透系数K1=0.3〔Cm/s〕,基坑底部那么挖至细砂层顶面,细砂层的渗透系数K

21=0.003〔Cm/s〕,饱和容重T19.5KN/m3,板桩打入细砂层深10M,现

问当基坑外水深为4M时,基坑底部会不会发生流砂〔提示：

假定在粗砂层和细砂层中渗透流速不变〕〔11分〕

kl-O.03cm

髓前17

细砂

k£=00a3cm/

sec

rm=19,SWm3

21.有一粘土层厚10米,位于砂层之上,内挖一基坑,深7米,设粘土的饱和容重持多少深的水,才能预防坑底发生流土

〔15分〕

砂层内有8米水头的承压水.现于粘土层丫m=2OkN/m3,试问坑中至少应保

22.某试验装置及各种尺寸如图中所示

假设土样上下两端的水位保持不变,土的饱和

容重丫m=20kN|Zm3,试问

（1）土面下10cm处A点测压管中的水柱高度hA为多少?

（2）A点处的有效应力为多少

（3）单位渗透力j为多少（15分）

23.设有一浸没于水下的粘土层,其底部有一承压水层,设水深2m站土层厚为43粘土的饱和密度为2g/cm3,并测得粘土层中央处的侧压管水位高出水面2m试问：

i作用在土层单位土体上的渗流力为多少

分）

ii该粘土层底部是否会发生流土现象（15

2m

4m

承压水层

24.土样A和B盛于容器中,通过土样A和B的总水头损失为40cm,土样A,B的厚度

及渗透系数如下图,试问：

（1）发生在A土样和B土样中的水头损失分别为多少

（2）土样A和B各受多大渗流力

（3）假设土样A和B的饱和容重分别为RsatA=19.6kN/m3,RsatB=21.6kN/m3,那么

试样A和B是否会发生流土现象（15分）

注水、

溢出

hA=10cm,kA=£cm/min

10m

¥

25

.图中粘土层厚10米,饱和容重rsat=20kN/m3,其上的地面水深2米,其下砂土层中有承压水,高出地表水4米,如图中测压管水位所示.问地面下5米处A点的孔隙水应力,有效应力和单位渗透力各为多少〔10分〕

享水面

」kJ也甲JJ

及5n

±

层—LA

【电:

「戚•..：

26.ABCD为土坝渗流区中的某一流网,流线倾角、流网尺寸以及流网各端点的水头如下图,假设渗流反力为Fs,水的容重为YW,试证：

作用于土体ABCD上的渗透力：

F's=丫W\hb〔10分〕

27.渗透试验装置如下图,土样的饱和密度pm=2.0g/cm3,当供水瓶

的水面上升高度到达h时,试样外表出现流土现象,试求h值.并问此时试样中渗

透力和土样底部孔水应力和有效应力各为假设干〔12分〕

5clm

26c*

SOcn

■■年丽胃口KN你3

kl=^*10

28.在一厚10m的粘土层上打一深为6m的钻孔,粘土的饱和密度psat=2.0t/m3,底部为一承压水层,承压水头高出地面1m,为预防孔底产生流土,问孔中至少应保持多少水深〔10分〕

砧孔

LQn

粘土

•:

承压水层：

•7二.■

29.某园柱形渗透模型,其中试样由两层土组成,它们的性质指标如图中所示,为

使两土层都不发生流土破坏,问试样两端的水头差h不应超过多少厘米〔10分〕

rsai2=21kN/m3

k2=1*102

cm/s

30.某细砂地基上开挖基坑时采用不透水的钢板桩支护,设开挖后基坑中的水位与

基坑底面齐平,细砂的比重Gs=2.65孔隙比e=0.85,地下水位位置如图所示,试验算该基坑底面的细砂是否可能发生流砂〔流土的一种现象〕〔10分〕

31.有面积为10X20m的矩形根底,基底压力为100KPa,试计算根底中央点以下10

m>20m深处的附加应力.〔10分〕

附表：

矩形根底均布荷载角点下的应力系数Ks

n=Z/B|IIIIII

|0|0.5|1.0|1.5|2.0|3.0|4.0|

m=L/BIIIIIII

|1.0|0.2500|0.2315|0.1725|0.1215|0.0840|0.0447|0.0270

I2.0|0.2500|0.2384|0.1999|0.1563|0.1202|0.0732|0.0474

32.有一矩形根底,尺寸如图示,基底压力P=200kPa,假设根底角点M下深度为Z=2m处的附加应力〔rz=47.2kPa,试问根底中点处0以下深度为Z=1m处的附加应力6z为多少

〔12分〕

33.试求〔1〕根底中央线上A点竖向的自重应力和附加应力〔中央线上附加应力系

数kz列于表中求出其变化量.

〔2〕假设地下水位升到地面,自重应力和附加应力各有何变化并

P=100kPa

<7

1m

r-18kN/m^

i?

ii=2ClklI/加3

2.5m

2m

34.如下图根底,宽3m长5m其上作用集中竖向荷载与A点,e=0.5m,F=1000KN试求角点1,2,3,4底面上基底压力.〔6分〕

35.根底自重应力及附加应力分布图已绘出,其形状如下图,试判断〔a〕,〔b〕,

〔c〕,〔d〕哪一个图形正确,并指出不正确的图形错载什么地方〔8分〕

（a）

（d）

（b）

（c）

36.几种应力分布图已绘出,如下图,试答复：

i局部荷士作用下,sz为何随深度增加而减小

ii无限均分布荷上pF,sz为何随深度增加而不变,即各个深度sz=p?

iii自重应力sz为何随深度增加而增大（9分）

（a）（b）

（c）

37.某正常固结地基如图,原水位高出地面1m,此时粘土层孔隙比e.=0.85

问：

（粘土层压缩指数Cc=0.62）

（1）水位降至地面以下2m处,粘土层是否会产生压缩量假设会,是多少假设不会,说明理由.

（2）今在水位下降后的地面上大面积堆载4=100kPa,粘土层将产生多大的压缩量.

（3）q施加瞬时,粘土层底部处孔压是多少此时,粘土层中各处孔压是否相等.（12分）

.原水位

1mb地面

:

卜一.r=19Wift3・、■・

..琬水位一■.

:

•1■.

3m.层T*rm=20kW/jn3,,.

3jil粘土层rm=l9kN/n^

'/取/蝮左叱,门外石层

38.某地基如图,A为原地面,在近代被人工挖去2m,即现在地面为B.设在开挖以后地面以下的土体充分回弹,此时粘土层孔隙比为1.0.现再在地面B上大面积堆载P=150kPa〔粘土层Ce=0.06,Cc=0.36〕

问〔1〕原地面开挖之前,粘土层的空隙比是多少

〔2〕原地面开挖之后,粘土层的回弹量是多少

〔3〕堆载q作用下,粘土层的压缩量是多少〔12分〕

原地面

Im乐■■地“下水位逢云咫/屈

加砂土层一会二IJK/mW."i・■•

/zzz-

揄粘土层rm=2OKH/m3

39.图示饱和粘土层在大面积堆载240kPa下压缩量是多少假设压缩稳定后再卸

去堆载,使粘土层回弹以后再加载400kPa,问冉加堆载的压缩量是多少〔12

分〕

地下水

a=240kP&

31nrm=l9KJf/m

砂士

2m£L1im=lEKK/ft*0=1.1

粕±Cu=Q.5QCe=D.20

40.某地基如下图,粘土层的现场压缩曲线如右,试求：

（1）粘土层的前期固结压力Pc及超固结比OCR

（2）压缩指数Cc再压缩指数Ce

（3）假设在地面大面积堆载q=50KPa,粘土层压缩量是多少

（4）假设Cv=2X10—5cm2/s,经1年后粘土层压缩量为多少（12分）行大面积堆载预压,堆载压力为8OKPa,在一面排水条件下,达80%固结度

g=50kPa

1m

r=18kMm3守地下水位

2m砂土e=igkN/nl

［航nn-20kN/ni^

粘土

41.土质地基如下图.其上造一大型仓库（根底底面积为40X120米）根底埋置深度D=1.5米,基底压力「=200kPa

试求：

（1）根底的沉降量是多少

（2）在根底沉降终止后,地下水位忽然从1.5米深度处下降3.5米,问基础附加沉降多少（12分）

-J也下了匕付'土

■■~1—

3石丁「：

,rm=19KHA3

不"『7

粘土层

4m

rm.=15O/1H3

e0=l.07

agD.0DO35tpa

42.某饱和软土地基,厚10m,软土性质为：

容重

Y=17.2KN/m3,含水量W

=50%,土粒比重G