土力学试题及答案-

1第1章土的物理性质与工程分类一．填空题1．颗粒级配曲线越平缓，不均匀系数越大，颗粒级配越好。为获得较大密实度，应选择级配良好的土料作为填方或砂垫层的土料。2．粘粒含量越多，颗粒粒径越小，比表面积越大，亲水性越强，可吸附弱结合水的含量越多，粘土的塑性指标越大3．塑性指标pLpwwI，它表明粘性土处于可塑状态时含水量的变化范围，它综合反映了粘性、可塑性等因素。因此《规范》规定：1710pI为粉质粘土，17pI为粘土4．对无粘性土，工程性质影响最大的是土的密实度，工程上用指标e、rD来衡量。5．在粘性土的物理指标中，对粘性土的性质影响较大的指标是塑性指数pI。6．决定无粘性土工程性质的好坏是无粘性土的相对密度，它是用指标rD来衡量。7．粘性土的液性指标pLpL，它的正负、大小表征了粘性土的软硬状态，《规范》按LI将粘性土的状态划分为坚硬、硬塑、可塑、软塑、流塑。10．某砂层天然饱和重度20satkN/m3，土粒比重68.2sG，并测得该砂土的最大干重度1.17maxdkN/m3，最小干重度4.15mindkN/m3，则天然孔隙比e为0.68，最大孔隙比maxe0.74，最小孔隙比mine0.57。11．砂粒粒径范围是0.075~2mm，砂土是指大于2mm粒径累计含量不超过全重50%，而大于0.075mm粒径累计含量超过全重50%。12．亲水性最强的粘土矿物是蒙脱石，这是因为它的晶体单元由两个硅片中间夹一个铝片组成，晶胞间露出的是多余的负电荷，因而晶胞单元间联接很弱，水分子容易进入晶胞之间，而发生膨胀。二问答题说明三相草图中e11和ee1的物理概念。答：e11代表单元土体中土骨架所占有的体积，ee1代表孔隙在单元土体中所占有的体积。液限仪测定。21．说明土的天然重度，饱和重度sat，浮重度和干重度d的物理概念和相互关系，并比较同一土中的、sat、、d的数值大小。答：gVm，gVVmwVssat，gVVmwss，Vmsd。dsat。四、计算题1．某地基土样数据如下：环刀体积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w，天然重度，干重度d，孔隙比e。3/020.010601204.0cmNgVm3/0165.010600992.0cmNgVmsd336.3671.2100992.0cmGmVsss639.06.366.3660sssvVVVVVe2．若原状土样的天然密度3/1.2mt，含水量%15w，土颗粒相对密度sG=2.71，试计算孔隙比e.答：设31mVs，71.2wssGmt407.071.2*15.0swmwmt484.11.2407.071.2wsmmVm3484.011484.1sssvVVVVVe3．测得沙土的天然重度3/6.17mkN，含水量%6.8w，土粒相对密度66.2sG，最小孔隙比462.0mine，最大孔隙比71.0maxe，试求沙土的相对密度rD。%3.11%1000992.00992.01024.0swmmw3答：设31cmVs则66.2wsssGVmg229.066.2086.0swwmmg3641.176.1229.066.2/cmgmmmVws641.011641.1sssvVVVVVe278.0462.071.0641.071.0minmaxmaxeeeeDr4．某干沙土样重度为16.6KN/m3,土粒相对密度69.2sG，置于雨中，若砂样体积不变，饱和度增加到40%，求砂样在雨中的孔隙比。答：设31cmVsgVGmssws69.262.166.169.2dsmVcm362.0sssvVVVVVe5.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？答：由%100swmmw得gwmms833)2.01/(1000)1/(gmmmsw167需加水量为gmmmwsw166167833*4.04.06.某工程地质勘察中，取原状土60cm3,重99.15g，烘干后重78.05g，67.2sG，求此土的孔隙比和饱和度。答：gmmmsw65.2005.7815.99365.20/cmmV323.2967.205.78cmGmVwsss053.123.2923.2960sssvVVVVVe671.023.296065.20vwrVVS7．某土样的干重度3/4.15mkNd，含水量%3.19w，土粒相对密度73.2sd，求饱和度rS。答：设31cmVs，则gVGmwsss73.24gwmmsw527.073.2193.03773.154.173.2/cmgmmVdsds3527.01527.0cmmV%2.681773.1527.0%100%100swvwrVVVVVS第三章地基土的应力与变形14．什么是基底压力？答：建筑物的荷载是通过自身基础传给地基的。基底压力是作用于基础底面上的荷载效应，它与荷载的大小和分布、基础的刚度、基础的埋深以及地基土的性质等多种因素有关。16．地基变形按其特征分为哪几种？其定义是什么？答：分为瞬时沉降、固结沉降和次压缩沉降。四、计算题1．土层分布如图，计算土层的自重应力，并绘制自重应力的分布图。解：（1）砂土：设11sV，则65.2111swssGVmg265.065.2*1.0111swmwmg265.011cm3699.0379.0265.011rwvSVVcm371.9699.01165.211111ggVVVmvswssKN/m3（2）黏土设12sV则70.2222wsssGVmg54.070.2*2.0222swmwmg76.110/4.1854.07.2222wsmmVcm32m4m%9.37,65.2%,1011rsSdw311/4.18,70.2%,20mkNdws19.42kN/m258.06kN/m2566.976.117.2222gVVmwsskN/m32.某粉土地基如图，测得天然含水量%24w，干密度3/54.1mtd，土粒比重73.2sG，地面及地下水位高程分别为35.00及30.00m，汛期水位将上升到35.5m高程。试求25.00高程处现在及汛期时的土的自重应力。当汛期后地下水下降到30.00高程（此时土层全以饱和状态计）、25.00m处的自重应力是多少？解：1sV，73.2wsssGVmt655.073.2*24.0swwmmt772.154.173.2dsmVm38.9772.1173.2ggVVmwsskN/m31.19772.1655.073.2ggVmmwskN/m38.19wsatkN/m3现在的自重应力5.1445*8.95*1.19ckPa,汛期时的自重应力kPac9810*8.9地下水下降后kPa1485*8.95*8.191．图所示基础基底尺寸为mm24，试求基底平面平均压力p和maxp及minp，绘出沿偏心方向的基底压力分布图。解：基底平面平均压力为4*24*2*2*20680AGFp2/125mkNkNFGN8406802420mkNFM23835.068035.0)(33.06228.0840238mNMe35.5035.0030.0025.00汛期水位现在水位细砂粉土kNF6802m0.35mG4m37.6063.149663.441054261238428402minmaxWMANPkN/m38．有一矩形基础，底面尺寸mm84，埋深2m，受4000kN中心荷载（包括基础自重）的作用，地基为粉砂层，3/19mkN，压缩资料如表所示，试用分层总和法计算地基最终陈降量。解：略。9．如图，已知基础长42.5m，宽13.3m，基础底面附加压力kPap2400基础底面铺有水砂层，地基为粉质黏土层，压缩模量MpaEs5.7，渗透系数scmk/106.060，土层厚8m，底部基岩处附加应力为160Pa，试计算：（1）地基的最终沉降量，（2）计算地基的固结系数。解：mmHEppHEps33.213810*5.7*21602402310土的竖向固结系数236105.410/105.7106.0/wsvkEccm2/s10.饱和黏土层厚8m，受大面积荷载kPap120作用，该土层初始孔隙比0.1e，压缩系数13.0MPaaacmk/18，在单面排水条件下问加荷一年的沉降量为多少？解：粘土层的压缩模量为MPaaeEs67.6103.00.1116粘土层的最终沉降量为mmHEssz93.14380001067.610001206竖向固结系数amaekcwv/120103.010000)11(1018)1(262对于单面排水条件下：竖向固结时间因数875.18112022HtcTvv，查表得固结度接近100%，所以加荷一年的沉降量为143.93mm。11.某饱和粘土层厚8m，受大面积荷载120pkPa作用，该土层初始孔隙比为0.1e，3.0aMPa-1，8.1kcm/a，单面排水，问沉降达140mm所需的时间。解：粘土层的压缩模量为MPaaeEs67.6103.00.11167粘土层的最终沉降量为mmHEssz93.14380001067.610001206竖向固结系数amaekcwv/12103.010000)11(108.1)1(262平均固结度将为973.093.143140ssUtz根据zU查得93.0vT，在单向排水条件下：96.412893.022vvcHTt年。四、计算题1．某条形基础下地基土体中某点的应力kPaz250，kPax100，kPaxz40，已知土的030，0c，问该点是否剪损。解：31=2222xzxzxz=kPakPa90260破坏可能性判断245tan2245tan00231cmf023045tan90002270kPa2601mkPa所以该点未剪损。2．某饱和土样做三轴固结不排水剪切试验，测得剪切破坏时大主应力1、小主应力3和超孔隙水压力u，如下表所示，试用有效应力法和总应力法确定c、及c、。解：(1)将1、3代入粘性土的极限平衡条件245tan2245tan00231c得方程组8145=60)2/45tan(2)2/45(tan002c223=100)2/45tan(2)2/45(tan002c解得079.18，c=9.99kPa.(2)将有效应力u11、u33代入极限平衡条件得104=19)2/45tan(2)2/45(tan002c164=41)2/45tan(2)2/45(tan002c解得061.27，kPac80.15。3．对某饱和土试样进行无侧限抗压试