河南理工大学土力学复习 考试题 参考

在碳酸盐岩石地区，土洞和塌陷一般由什么原因产生？（A）地下水渗流（B）岩溶和地下水作业（C）动植物活动（D）含盐土溶蚀残积土：岩石风化后仍留在原地的堆积物。D高岭石:亲水能力差B伊利石:介于二者之间蒙脱石:亲水能力强吸水膨胀粘性土特点：颗粒细，比表面积大，活性大，亲水性强，带负电荷B【例题】某一块试样在天然状态下的体积为60cm3，称得其质量为108g，将其烘干后称得质量为96.43g，根据试验得到的土粒比重ds为2.7，试求试样的湿密度、干密度、饱和密度、含水率、孔隙比、孔隙率和饱和度。解：（1）已知V＝60cm3，m=108g，ρ=m／v=108／60=1.8g/cm3（2）已知ms=96.43g，则mw=m－ms=108－96.43=11.57gw=mw／ms＝11.57／96.43=12%（3）已知ds=2.7，则Vs=ms／ρs=96.43／2.7＝35.7cm3Vv=V－Vs=60－35.7＝24.3cm3e=Vv／Vs＝24.3／35.7=0.68（4n=Vv／V＝24.3／60=40.5％（5）Vw=mw／ρw=11.57／1＝11.57cm3St=Vw／Vv=11.57／24.3＝48％6、3sd1.6g/cm6096.43Vmρ7、例：某均质土坝长1200m,高20m，坝顶宽8m，坝底宽75m，填筑坝体的土料最大干密度为1.68g/cm3；天然料场中的土料含水率为21，密度为1.8g/cm3，填筑该土坝需天然土料多少立方米。解：1.求填筑该土坝土料的土颗粒的质量土坝体积2.求料场中土料的干密度3.求料场中土料的体积无粘性（砂土粗粒土等）土用相对密实度来衡量。式中：Dr——相对密实度；小于某粒径土的含量（%）d3060d10图1-1土的粒径级配累计曲线3010d603wvssat2.0g/cm60124.396.43VρVmρ351096.9120020)758(21mVVρdsmg12111067.11096.968.1w1ρρ'd349.121.018.1cmg35121021149110671m...''dsmVemax——无粘性土处在最松状态时的孔隙比；emin——无粘性土处在最密状态时的孔隙比；e0——无粘性土得天然孔隙比或填筑孔隙比。在工程上，用相对密实度Dr划分无粘性土的状态如下：0＜Dr≤1/3疏松的1/3＜Dr≤2/3中密的2/3＜Dr≤1密实的例：某场地勘察时在地下10m砂土层中进行标准贯入锤击数为35击，该点砂层的密实度为A)松散B)稍密C)中密D)密实液限（liquidlimitWL）：从流动状态转变为可塑状态的界限含水率塑限（PlasticlimitWp）——从可塑状态转变为半固体状态的界限含水率缩限（shrinkagelimitWs）——从半固体状态转变为固体状态的界限含水率，亦即粘性土随着含水率的减小而体积开始不变时的含水率。塑性指数：液限和塑限之差的百分数值（去掉百分号）。塑性指数越高，吸着水含量可能高，土的粘粒含量越高。Ip是细粒土分类的依据。粘土粉质粘土粉土2.液性指数w——土的天然含水率。当w≤wp时，IL≤0，土处于坚硬状态；wp＜w≤wL时，0＜IL≤0.25，土处于硬塑状态；0.25＜IL≤0.75，土处于可塑状态；0.75＜IL≤1.0，土处于软塑状态；wL＜w时，IL＞1.0，土处于流动状态。例：某粘性土样含水率为28，液限为33，塑限为17，该土样的状态为A)坚硬B)硬塑C)可塑D)软塑粘土的活动度m为粘土中胶粒（d0.002mm）含量的百分数A越大，土体活性越强A＜0.75，不活动粘土A=0.75~1.25，正常粘土A=1.25~2活动粘土A2强活动粘土某些粘土在含水率不变的条件下经搓捏使其原有结构彻底扰动，它的强度将降低。这种搓捏过程称为灵敏度。St4，高灵敏土2St≤4，中灵敏土St≤2，低灵敏土对于灵敏度高的粘土，经重塑后停止扰动，静置一段时间后其强度又会部分恢复。在含水率不变的条件下粘土因重塑而软化（强度降低），软化后又随静置时间的延长而硬化（强度增长）的这种性质称为粘土的触变性。土的压实性影响因素：击实功能的影响含水率的影响土类和级配的影响A渗流：水在土体孔隙中流动的现象。渗透性：土具有被水等液体透过的性质。冻土因素：土的类型、水、温度。根据砂土渗透实验，发现水的渗透速度与水力坡降成正比即达西定律：v平均渗透速度（cm/s或m/s）k渗透系数（cm/s或m/s,m/d）反映土的透水性能的比例系数，称为渗透系数△h试样两端的水位差，即水头损失L渗径长度minmax0maxreeeeDwSWpWL液态固态塑态半固态001I3P17I10P17IPpppLpLIPIAm'utuqSq'uquq原状土无侧限抗压强度扰动土无侧限抗压强度==ΔhvkkiL砂土的水力梯度与渗透速度呈线性关系，符合达西渗透定律。粗粒土：砾石类土中的渗流不符合达西定律粘性土：clay致密的粘土渗透系数水平渗流平均渗透系数竖直渗流:渗透力Gd——渗透作用中，孔隙水对土骨架的作用力，方向与渗流方向一致。体积力动水压力：当地下水渗流时，对土的颗粒骨架产生的压力。流土：在向上的渗透作用下，表层局部土体颗粒同时发生悬浮移动的现象管涌：在渗流作用下，一定级配的无粘性土中的细小颗粒，通过较大颗粒所形成的孔隙发生移动，最终在土中形成与地表贯通的管道。临界水力梯度不发生流土发生流土自重应力可ivovcrikvivoi0clayhtAQLkiixHkH1kiizkHHkdwGγie11Gγγisωcrcriicrii例cz11223sat34sat4σγhγhγhγh成层土中自重应力例：某地基土由四层土组成厚度与容重如图，计算每土层接触面处的竖向自重应力并画出应力曲线。1-1面2-2面3-3面4-4面例：基础长3m，宽1m,由上部结构传至基础底面压力分布为三角形，最大边缘压力为80kPa，求作用在基底的合力及力距。解：1.求作用在基底的合力2.求作用在基础中轴线上的力矩例：基础长4m，宽2m,地面标高作用有偏心荷载680kN，偏心距为1.3m,基础埋深为2m,则基底最大压力为？解：基础及填土的重量基础型心处的弯矩：偏心距e:大偏心，出现拉应力区附加应力：由于建筑物建造后而增加的应力。地基中的自重应力中心荷载下的基底压力偏心荷载下的基底压力基底附加应力(p0)地基中附加应力的分布规律1.在地面下某一深度的水平面上集中力作业线上附加应力最大，向两侧逐渐减小。2.在同一垂直线上的应力随深度变化，越深应力越小。分析地基产生压塑的原因：外因，建筑物荷载作用、地下水位大幅度下降、施工影响、振动影响、温度变化影响、浸水下沉。内因，固相矿物本身压塑性极小、土中液相水的压塑小、土中空隙的压塑，土中水与气体受压后从空隙中挤出，是土的空隙减小，体积缩小。压缩系数曲线越缓，压缩系数越小，土的压缩性越小在工程中，习惯上采用100kPa和200kPa范围的压缩系数来衡量土的压缩性高低。压缩指数Cc愈大，曲线愈陡，土压缩性愈大压缩模量n1inn2211czihiγhγ......hγhγσZ1H3Hγ2γ3γ12Hkpasz58.455.223.181＝11hγ22sz1sz2hγσσ82.82kpa218.6245.5897.52kpa1.59.882.823'3sz2sz3hγσσ4'4sz3sz4hγσσ116.32kpa29.497.5244332211ZO''r1=9.40KN/m3r1=9.80KN/m3r2=18.62KN/m33r1=18.23KN/mh4=2.0mh3=1.5mh2=2.0mh1=2.5m116.32kpa97.52kpa82.82kpa45.58kpa44332211ZOh4=2.0mh3=1.5mh2=2.0mh1=2.5m5.0636Le061LeLeBLPp61minmaxmax660.580313PePpkPabll11kNP120mkNePM605.0120xyLe2m地面pBkNGF1000320680kNG32020242mkNM8913.168067.0689.01000891LGFMekPaBeLGFP3002)89.02(310002)2(3)(2maxxyLe地面FB1.3mdγLBGFσpp0sz0Hγσ'szγHσszBPpBLPp)B6e(1BPpminmax,max,minP6ep(1)BLLdγLBPσpp0sz01221eeappkPa或MPa-1-1121-2eea200100中压缩性高压缩性低压缩性0.50.1a1-2(MPa-1)1221clogplogpeeC1s1eEa分层总和法计算地基的最终沉降量计算步骤1.画出基础及土层的剖面图，选择沉降计算点的位置2.地基分层3.计算原地基中自重应力分布：从地面计算4.计算基础中心点以下地基中竖向附加应力分布。5.确定计算深度6.按算术平均求各分层平均自重应力和平均附加应力7.求出第i分层的压缩量（用e～p曲线）8最后将每一分层的压缩量累加，即得地基的总沉降量为：S=∑Si规范法求最终沉降量前期固结应力PC:历史上曾受到过的（包括现在）最大有效固结应力超固结比OCR:前期固结应力PC与现有有效固结应力之比正常固结OCR=1先期固结压力等于现时的土压力超固结OCR1先期固结压力大于现时的土压力欠固结先期固结压力小于现时的土压力D固结系数时间因数H为最大排水距离，在单面排水条件下为土层厚度，在双面排水条件下为土层厚度的一半。固结度式中：st——经过时间t后的基础沉降量；s——基础的最终沉降量。基础的最终沉降量侧限状态下地基土的压缩变形计算1.下述关于土体压缩性描述正确的是。(A)压缩系数a越大，压缩模量Es越小，压缩性越高(B)压缩系数a越大，压缩模量Es越小，压缩性越低(C)压缩系数a越大，压缩模量Es越大，压缩性越高(D)压缩系数a越大，压缩模量Es越大，压缩性越低2.均匀地基上两相同基础，基底压力相同，但埋置深度不同，两基础的计算最终沉降量。(A)埋深大的比埋深浅的沉降大(B)埋深大的比埋深浅的沉降小(C)两基础计算沉降无差别3.土体压缩性ep曲线是在条件下试验得到的。(A)三轴(B)无侧限(C)有侧限4.对于某一种特定的粘性土，压缩系数a是不是一个常数？(A)是常数(B)不是常数，随竖向压力p增大而减小(C)不是常数，随竖向压力p增大而增大5.有一箱形基础，上部结构传至基底的压力p=80kPa=18kN/m3，地下水位在地表下10m处，试问埋置深度时，理论上可不考虑地基的沉降。(A)4.4m(B)8.3m(C)10m6.用分层总和法计算地基沉降时，附加应力曲线表示(A)总应力(B)孔隙水应力(C)有效应力7.当土为欠固结状态时，其先期固结压力pc′z的关系为。(A)pc′z(B)pc=′z(C)pc′z土的抗剪强度是指土体对于外荷载所产生的剪应力的极限抵抗能力。1.土体的破坏从本质上讲是由于(A)压坏(B)拉坏(C)剪坏莫尔—库仑破坏准则总应力法根据砂土剪切试验得出库仑定律：土的抗剪强度是剪切面上的法向总应力的线性函数根据粘性土剪切试验得出库仑抗剪强度（有效应力）表达式：对于砂土τf=σ’tgφ’对于粘性土τf=c’+σ’tgφ’τf=c’+(σ-u)tgφ’c’、φ’为土体有效应力强度指标；ττf稳定τ=τf极限平衡状态ττf破坏莫尔应力圆圆周上的任意点，都代表着单元土体中相应斜面上的应力状态'0cppOCR1vwk(1e)Carvv2CTtHSSUtsEΔpHs