海南大學(xué)土力學(xué)期末考試試卷答案.doc

海南大學(xué)土力學(xué)試卷A 2008年12月海南大學(xué) 土木建筑工程 學(xué)院 土木工程 專(zhuān)業(yè)土力學(xué)試題(A卷)考試說(shuō)明：本課程為閉卷考試，可攜帶 計(jì)算器 文具;得分 閱卷教師 水的重度取10kN/m3。一、判斷對(duì)錯(cuò)（每小題2分，共10分）(說(shuō)明：如果您認(rèn)為下列說(shuō)法是正確的，就在題號(hào)前的（ ）中打“”，否則打“”)（ ）1、土的相對(duì)密度Dr會(huì)出現(xiàn)Dr1或Dr1的情況。（ ）2、在任何情況下，土體自重應(yīng)力都不會(huì)引起地基沉降。（ ）3、土中應(yīng)力水平越高，土越易破壞，說(shuō)明土的抗剪強(qiáng)度越小。（ ）4、土的顆粒級(jí)配分析中，曲率系數(shù)是。（ ）5、邊坡的安全系數(shù)在施工剛結(jié)束時(shí)最小，并隨著時(shí)間的增長(zhǎng)二增大。得分 閱卷教師二、選擇題（每題2分，共20分） 1. 指出下列何種土不以塑性指標(biāo)Ip來(lái)定名（ D ）。A.粘土 B.粉質(zhì)粘土 C.粉土 D.砂土2. 淤泥屬于（ B ）。A. 粉土 B.粘性土 C.粉砂 D.細(xì)砂3. 某土層排水固結(jié)，達(dá)到90固結(jié)完成的沉降量為18cm，則該土層完全固結(jié)后，總沉降量為（ C ）。A. 18cm B. 19cm C. 20cm D. 21cm4. 地基沉降計(jì)算深度是指（ B ）。A. 主要持力層 B. 主要壓縮層厚度 C. 持力層厚度 D. 5m5. 土中某點(diǎn)處于極限平衡狀態(tài)時(shí)，其破壞面與最大主應(yīng)力s1的作用面的夾角為（ B ）。A. 45j/2 B. 45j/2 C. 45j D. 456. 現(xiàn)場(chǎng)十字板試驗(yàn)得到的強(qiáng)度與室內(nèi)哪一種試驗(yàn)方法測(cè)定的強(qiáng)度相當(dāng)？（ A ）。A. 快剪 B. 固結(jié)快剪 C. 慢剪7. 粘性土的抗剪強(qiáng)度由兩部分組成，一部分是顆粒間的粘結(jié)力，另一部分是( A )。A. 摩擦力 B. 水壓力 C. 有效應(yīng)力 D. 荷載8. 條形基礎(chǔ)豎直均布荷載下附加應(yīng)力計(jì)算時(shí)，附加應(yīng)力系數(shù)的確定應(yīng)根據(jù)（ D ）比值查表確定。A. L/B 和z/B B. L/B和x/BC. L/B和z/L D. x/B和z/B。9. 下列原位測(cè)試方法中，適用于飽和軟粘土的有：（ B ）A. 靜力觸探試驗(yàn) B. 十字板剪切試驗(yàn) C. 標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn) D. 旁壓試驗(yàn)10、某一土層在荷載作用下，單面排水達(dá)到某一固結(jié)度需要的時(shí)間為t，若是雙面排水，達(dá)到同一固結(jié)度，需要的時(shí)間是：（ C ）A. t / 2 B. t C. t / 4 D. 2 t得分 閱卷教師三、填空題（每空1分，共10分）1、擋土墻在滿(mǎn)足 墻背直立光滑且填土面水平 的條件下，庫(kù)侖土壓力理論與朗肯土壓力理論算得到的土壓力是一致的。2、工程上常用的土的密度有 天然密度、 飽和密度 、 浮密度 和 干密度 。 3、決定無(wú)粘性土工程性質(zhì)的好壞是無(wú)粘性土的 密實(shí)程度 ，它是用指標(biāo) 相對(duì)密實(shí)度 來(lái)衡量。4、土體的變形可分為由正應(yīng)力引起的 體積變形 和由剪應(yīng)力引起的 形狀變形 。5、已知土單元體積為dxdydz，土的初始孔隙比為e0，則單元孔隙體積隨時(shí)間的變化率為 。得分 閱卷教師四、簡(jiǎn)答題（2510分）1、扼要闡述朗肯土壓力理論和庫(kù)侖土壓力理論的主要區(qū)別。朗肯理論是根據(jù)土體中各點(diǎn)處于平衡狀態(tài)的應(yīng)力條件直接求墻背上各點(diǎn)的土壓力要求墻背光滑，填土表面水平，計(jì)算結(jié)果偏大。庫(kù)侖理論是根據(jù)墻背與滑動(dòng)面間的楔塊型處于極限平衡狀態(tài)的靜力平衡條件求總土壓力墻背可以?xún)A斜，粗糙填土表面可傾斜，計(jì)算結(jié)果主動(dòng)壓力滿(mǎn)足要求，而被動(dòng)壓力誤差較大。朗肯理論是考慮墻后填土每點(diǎn)破壞，達(dá)極限狀態(tài)；庫(kù)侖理論則考慮滑動(dòng)土體的剛體的極限平衡。2、什么是庫(kù)侖抗剪強(qiáng)度理論，什么是莫爾-庫(kù)侖破壞準(zhǔn)則，什么是土的極限平衡條件？【答】庫(kù)侖抗剪強(qiáng)度理論確定了砂土和粘性土的抗剪強(qiáng)度分別為：砂土： 粘性土：莫爾-庫(kù)侖破壞準(zhǔn)則把莫爾應(yīng)力圓與庫(kù)侖抗剪強(qiáng)度線(xiàn)相切時(shí)的應(yīng)力狀態(tài)，即時(shí)的極限平衡狀態(tài)作為土的破壞準(zhǔn)則。當(dāng)土的強(qiáng)度指標(biāo)，為已知，若土中某點(diǎn)的大小主應(yīng)力和滿(mǎn)足如下關(guān)系式時(shí)，則該土正好處于極限平衡或破壞狀態(tài)，該判定條件即為土的極限平衡條件。得分 閱卷教師五、土工試驗(yàn)題（2510分）1、請(qǐng)寫(xiě)出直接剪切試驗(yàn)所需設(shè)備組成部分（1）應(yīng)變控制式直剪儀: 由剪切盒、垂直加荷設(shè)備、剪切傳動(dòng)裝置、測(cè)力計(jì)、位移測(cè)量系統(tǒng)組成。（2）百分表：量程為10mm，分度值為0.01mm。（3）天平：稱(chēng)量200g，感量0.01g。（4）秒表、稱(chēng)量盒、削土刀、鋼絲鋸。2、請(qǐng)?zhí)顚?xiě)下面三種三軸試驗(yàn)中固結(jié)與排水條件試驗(yàn)種類(lèi)剪切前固結(jié)條件剪切中排水條件CD試驗(yàn)固結(jié)排水CU試驗(yàn)固結(jié)不排水UU試驗(yàn)不固結(jié)不排水得分 閱卷教師六、計(jì)算題（10440分）1、某砂土試樣，試驗(yàn)測(cè)定土粒相對(duì)密度，含水量，天然密度。已知砂樣最密實(shí)狀態(tài)時(shí)稱(chēng)得干砂質(zhì)量，最疏松狀態(tài)時(shí)稱(chēng)得干砂質(zhì)量。求此砂土的相對(duì)密度。【解】對(duì)于砂土在最緊密和最疏松兩種不同狀態(tài)下，均取單位體積V1000cm3的土樣砂土在天然狀態(tài)下的孔隙比 砂土最小孔隙比 砂土最大孔隙比利用兩種不同狀態(tài)下的孔隙比，得到相對(duì)密度 因?yàn)?2、某滲透試驗(yàn)裝置如圖所示，土樣I的滲透系數(shù)，土粒比重，孔隙比；土樣的滲透系數(shù)，土粒比重，孔隙比；土樣橫斷面積。求：（1）圖示水位保持恒定時(shí)，滲透流量多大。 （2）若右側(cè)水位恒定，左側(cè)水位面逐漸升高，升高高度達(dá)到多少時(shí)會(huì)出現(xiàn)流土現(xiàn)象?！窘狻浚?）假設(shè)土樣I、土樣各自的水頭損失分別為、，則有 （1）根據(jù)滲流連續(xù)原理，流經(jīng)兩土樣的滲透速度相等，則按照達(dá)西定律，得到： （2）土樣長(zhǎng)度，聯(lián)立求解方程式（1）、式（2），得：，根據(jù) 得 （2）設(shè)基側(cè)水位升高高度高于右側(cè)水位達(dá)到時(shí)，即水位差達(dá)時(shí)出現(xiàn)流土現(xiàn)象，此時(shí)，土樣I、土樣各自的水頭損失分別為、，則有 （3）因流經(jīng)兩土樣的滲透速度相等，得： （4）土樣長(zhǎng)度，聯(lián)立求解方程（3）、（4），得： ，土樣I、土樣水力坡降及浮重度分別為 ， 若僅土樣I發(fā)生流土破壞，必有： （5） 若土樣I、土樣整體發(fā)生流土破壞，必有： （6） 由式（5）得，由式（6）得，二者中取小值，可得當(dāng)左側(cè)水位升高高度高于右側(cè)水位達(dá)到時(shí)，發(fā)生流土破壞。3、設(shè)飽和粘土層的厚度為10m，位于不透水堅(jiān)硬巖層上，由于基底上作用著豎直均布荷載，在土層中引起的附加應(yīng)力的大小和分布如圖所示。若土層的初始孔隙比e1為0.8，壓縮系數(shù)av為2.510-4kPa1，滲透系數(shù)k為2.0cm/年。（1）加荷一年后，基礎(chǔ)中心點(diǎn)的沉降量為多少？（2）當(dāng)基礎(chǔ)的沉降量達(dá)到20cm時(shí)需要多少時(shí)間？【解】（1）該土層的平均附加應(yīng)力為基礎(chǔ)的最終沉降量 土層的固結(jié)系數(shù)時(shí)間因數(shù)土層的附加應(yīng)力為梯形分布，其參數(shù)根據(jù)Tv及a值，查固結(jié)度與時(shí)間因素曲線(xiàn)，得土層的平均固結(jié)度為0.45，則加荷一年后的沉降量為 （2） 已知基礎(chǔ)的沉降為St=20cm，最終沉降量S=27.8cm則土層的平均固結(jié)度為 根據(jù)U及a值，查固結(jié)度與時(shí)間因數(shù)曲線(xiàn)，得到時(shí)間因素為0.47，則沉降達(dá)到20cm所需的時(shí)間為 4、一均質(zhì)無(wú)粘性土土坡，其飽和重度19.5kN/