土力學與基礎工程2018復習試題

1、選擇題： 2分/題,共 10題,共 20分判斷題：1分/題,共 10題,共10分名詞解釋：2分/題,共5題,共 10分簡答題：4分/題,共 5題,共 20分計算題：10分/題,共 4題,共40分一、名詞解釋1. 固 結：土的骨架受壓產生壓縮變形 , 導致土孔隙中水產生滲流 , 孔隙中水隨著 時間的發(fā)展逐漸滲流排除 ,孔隙體積縮小,土體體積逐漸壓縮 ,最后趨于穩(wěn)定 ,這 個過程常稱為滲透固結、簡稱固結。2. 壓縮變形： 土體受外力作用后產生體積縮小稱為壓縮變形。3. 滲透性： 土被水滲流通過的性能稱為滲透性。4. 流土：在滲流向上作用時 , 土體表面局部隆起或者土顆粒群同時發(fā)生懸浮和移 動的現象

2、。5. 達西定律： 在穩(wěn)定流和層流的作用下 , 用粗顆粒土進行大量的滲透試驗 , 測定 水流通過土試樣單位截面積的滲流量 , 獲得滲流量與水力梯度的關系 , 從而得 到滲流速度與水力梯度 或水頭能量損失和土的滲透性質的基本規(guī)律 , 即滲流 基本規(guī)律達西滲透定律。6. 滲透力 ：水在土中滲流 , 受到土骨架的阻力 , 同時水也對土骨架施加推力 , 單位 體積土骨架所受到的推力就是滲透力。7. 有效應力 ：在孔隙水壓力的作用下 , 孔隙水逐漸排除 , 同時使土粒骨架逐漸承 受這部分壓力 , 此壓力稱為有效應力。8. 固結沉降 ：固結沉降是指荷載壓力作用下 , 由于地基土的結構骨架受力壓縮 , 使孔

3、隙中水排出體積壓縮引起的部分沉降。9. 土的抗剪強度： 指土抵抗剪切變形與破壞的極限能力 .10. 水力梯度 ：水沿滲透路徑方向流動產生的總水頭的損失率。11. 極限荷載 ：地基土從局部剪損破壞階段進入整體破壞階段 , 這時基礎下滑動 邊界范圍內的全部土體都處于塑性破壞狀態(tài) ,地基喪失穩(wěn)定 ,此時的荷載稱為 極限荷載 , 也稱為地基的極限承載力。12. 管涌：指在滲透水流的作用下 , 土體中的細土粒在粗土粒間的孔隙通道中隨著水流移動并被帶出流失的現象16. 粒組：工程上把大小相近的土粒合并成組 , 稱為粒組。17. 自重應力 ：由于土的自身重力引起的應力。18. 附加應力 ：由于外荷載作用在土

4、體上時 ,土中產生的應力增量。19. 地基容許承載力 ：指地基土在外荷載的作用下 , 不產生剪切破壞且基礎的沉降 不超過允許值時 , 單位面積上所承受的最大荷載。20. 臨界荷載 ：當地基中塑性變形區(qū)最大深度為中心荷載Zmax=B/4 或偏心荷載作用時 Zmax=B/3 與此對應的基礎底面壓力 , 分別以 Pcr21. 臨塑荷載 ：指在外荷載作用下 ,地集中剛開始產生塑性變形時 ,基礎地面單位 面積上所承受的荷載。22. 靜止土壓力 ：擋墻保持原來位置不動 ,此時作用在擋墻上的為靜止土壓力。23. 主動土壓力 ：擋墻在墻后土體的作用下向前移動 ,墻后土體也隨之向前移動 , 土中產生剪應力T f

5、。24. 被動土壓力 ：擋墻在某種外力作用下向后移動 , 墻后土體也隨之向后移動 ,土 中產生了剪應力T f。25. 靈敏度 ：保持原來天然含水量 , 但天然結構被破壞的重塑土的強度比保持天然 結構的原狀土的強度低 , 其比值可作為結構性指標。26. 液限 ：粘性土呈液態(tài)和塑態(tài)之間的界限含水量。27. 塑限 ： 粘性土呈塑態(tài)與半固態(tài)之間的界限含水量28. 塑性指數 ：粘性土與粉土的液限與塑限的差值 , 去掉百分數稱塑性指數。29. 液性指數 ：粘性土的液性指數為天然含水量與塑限差值液限塑限差值之比30. 土的相對密度 ：用天然孔隙比 e 與同一種砂的最疏松狀態(tài)孔隙比 emin 和最密 實狀態(tài)孔

6、隙比emax進行對比,看e靠近emax還是emin,以此判斷它的密實度。31. 總應力 ：由自重應力、靜水壓力及外荷載 P 所產生的附加應力組成。32. 有效應力 ：土顆粒間的接觸壓力在截面積上的平均應力 , 稱為有效應力。33. 壓縮系數 ：在壓力變化不大時 , 土中孔隙比的變化與壓力的變化成正比。34. 壓縮模量 ：指土在無側膨脹的條件下受壓時 , 豎應力增量與與應變增量的比 值。35. 不均勻系數：定義為Cu= d60/ d 10, d 10 , d 6。分別為粒徑分布曲線上小于某粒 徑土的土顆粒含量分別為 10和 60。36. 含水量：土中水的重量與土粒重量之比。37. 孔隙率 ：土體

7、孔隙體積與總體積之比。38. 孔隙比 ：土體孔隙體積與土粒體積之比。二、簡答題1. 按照排水條件 , 三軸剪切實驗分為哪三種？ 答：不固結不排水；固結不排水；固結排水。2. 確定土的抗剪強度指標的直接剪切試驗 , 按其試驗條件區(qū)分為哪幾種？它們 分別適用于什么樣的工程情況？答：有三種：快剪、慢剪和固結快剪；快剪：適用于建筑物施工較快、土層排水條件不良的工程情況； 慢剪：適用于建筑物施工較慢 , 土層排水條件較好 , 在施工期間充分排水的工 程情況；固結快剪：適用于介于上述兩種情況之間的工程情況。3. 土的抗剪強度指標是什么 ?通常通過哪些室內實驗和原位測試測定 ? 答:<1> 指土

8、的粘聚力和內摩擦角 .<2>常用方法 :直接剪切實驗 ,三軸壓實驗 ,無側限抗壓強度實驗 ,十字板剪切實驗 等.4. 擋土墻的土壓力有哪三種 ?是如何定義的 ?在相同條件下 ,哪一種最大? 答:<1>分為三種 ,分別是 : 主動土壓力 : 墻在土壓力作用下向背離填土方向移動火繞墻轉時 ,當墻的移 動或轉動達到某一數量時 ,滑動面上的剪應力等于土的抗剪強度 , 墻后土體達到 主動極限平衡狀態(tài) ,形成滑動面 ,這時作用在墻上的土推力達到最小值 . 被動土壓力 : 當擋土墻在外力作用下向著填土方向移動火轉動時 ,直到墻的 移動量足夠大 , 滑動面上的剪應力等于抗剪強度 , 墻

9、后土體達到被動極限狀態(tài) ,土 體發(fā)生向上滑動 , 這時作用在墻上的抗力達到最大值 . 靜止土壓力 : 若擋土墻具有足夠的剛度 , 且建立在墻后土體的推力作用下 , 不產生任何移動火轉動 , 則墻后土體處于彈性平衡狀態(tài) ,這時,作用在墻背上的土 壓力稱為靜止土壓力 .<2> 在相同條件下 , 被動土壓力值最大 . 。 5朗肯土壓力理論和庫倫土壓力理論的假定條件分別是什么？ 答：朗肯土壓力 理論按半無限彈性體的應力狀態(tài)研究土體極限平衡狀態(tài)的條件。假定土體表面水平 ,且無限延伸 ,墻體是垂直的 ,表面是光滑的 ,墻體與土體之間 不存在摩擦阻力。庫倫土壓力 理論是根據墻后土體處于極限平衡狀

10、態(tài)并形成一滑動土楔體時 , 根據靜力平衡條件得出的理論。 假定：墻后的填土是理想的散粒體粘聚力 C=0 滑動破壞面為一平面 ；墻背與滑裂面間的楔體土體視為剛性體。6、簡述太沙基有效應力原理。 答案：1土的有效應力等于總應力減去孔隙水壓力。 2土的有效應力控制了土 的變形和強度。7、簡述地基的破壞形式及發(fā)生條件？ 答案：地基土破壞形式有三種： 1、整體剪切破壞 , 一般發(fā)生在密實砂土中； 2、 局部剪切破壞 , 一般發(fā)生在中等密砂中； 3、刺入破壞 , 一般發(fā)生在松砂中。8、基礎埋置深度選擇所考慮的因素有哪些？答：建筑物用途及基礎構造的影響； 作用于地基上荷載的大小和性質； 工程 地質和水文地質

11、條件；相鄰建筑物基礎的埋深影響；地基土凍脹和融陷的影響。9、簡述豎向集中荷載作用下地基附加應力的分布特征。答：在集中應力作用線上，c Z值隨深度Z增加而減小；在同一深度水平 面上,在荷載軸線上的附加應力最大，向兩側逐漸減??；距地面愈深，附加應 力分布在水平方向上的影響范圍愈廣。10、簡述土體壓縮變形產生的三大原因。答：土顆粒本身的壓縮；土孔隙中不同形態(tài)的水和氣體的壓縮；孔隙中部分水和氣體被擠出 , 土顆粒相互移動靠攏使孔隙體積減小。11、地基巖土分類的原則是什么？建筑地基基礎設計規(guī)范 GB500072002 把地基巖土分為哪幾類？答：建筑地基基礎設計規(guī)范 GB 500072002 按照工程性能

12、相似的原 則, 把地基巖土分為巖石、碎石土、砂土、粉土、粘性土和人工填土 6 類。12、地基中的附加應力分布有何特點？答：1 在地面下任意深度的水平面上。 各點的附加應力非等值 , 在集中力作 用線上的附加應力最大 ,向兩側逐漸減小。2 距離地面越深 , 附加應力分布的區(qū)域越廣 , 在同一豎向線上的附加應力隨深度而變化。超過某一深度后，深度越大，附加應力越少。13、簡述飽和土的滲透固結過程。答：飽和土的滲流固結過程如下：1土體孔隙中自由水逐漸排出；2土體孔隙體積逐漸減小；（3） 由孔隙水承擔的壓力逐漸轉移到土骨架來承受，成為有效應力。14、如何通過顆粒級配曲線判斷土的級配情況？在工程上，常利用

13、顆粒級配曲線來確定的兩個級配指標值來判定土的級配情況。當同時滿足不均勻系數CU三5和曲率系數Cc=13這兩個條件時,土的級配良好, 若不能滿足，則級配不良。三、計算題1 一塊原狀土樣,經試驗測得土的天然密度1.67 kN m .粘性土的含水量w 36.4% ,液限wL ,含水量為12.9%, 土粒相對密度ds 2.67 ,求孔隙比e、孔隙率n和飽和度。解:1eds(1 w) w 12.67(10.129)10 8051.672n0.8051 0.80544.6%wdse0.129 2.670.8056 / 82某砂土土樣的天然密度為1.77 g cm3 ,天然含水量為9.8% , 土粒的相對密

14、度為2.67,烘干后測定最小孔隙比為0.461,最大孔隙比為0.943，試求天然孔隙比e 和相對密度Dr,并評定該砂土的密實度。解：1e ds(1 W) w 12.67(10.098)10.6561.772Dremaxe emax min0.9430.6560.9430.4617 / 8# / 8判定該砂土的密實度為：中密# / 8# / 848%,塑限wp 25.4% ,要求：計算該土# / 8# / 8的塑性指數：根據塑性指數確定該土的名稱；計算該土的液性指數；按液性指數 確定土的狀態(tài)。解：1 I p Wl Wp 48%25.4%22.6 為粘土w wp36 4 25 42Il- 0.49

15、 土的狀態(tài)為可塑狀態(tài)wL wp48 25.44.某基坑在細砂層中開挖，經施工抽水，待水位穩(wěn)定后，實測水位從初始水位5.5m降到3.0m。滲流路徑長10m=根據場地勘察報告：細砂層飽和重度sat 18.7 kN m3, k 4.5 10 2 mm s ,試求滲透水流的平均速度v和滲流力j ,并 判別是否會產生流砂現象。解：i5.5 3.0100.25細砂層的有效重度sat w 18.7 10 8.7 j 2.5所以不會因基坑抽水而產生流砂現象。5. 某廠房為框架結構，柱基底面為正方形，邊長I b 4m,基礎埋置深度為 d 1m。上部結構傳至基礎頂面荷載 P 1440kN。地基為粉質粘土，土的天然

16、重 度 16kN m3 , 土的天然孔隙比e 0.97。地下水位深3.4m,地下水位以下土的飽和重度sat 18.2kN m3。土的壓縮系數：地下水位以上為1 0.3MPa 1,地下水位以下為20.25MPa 1。利用分層總和法計算柱基中點的沉降量。解： 計算地基土的自重應力基礎底面：cd d 16kN m3地下水面：cw 3.43.4 16 54.4kPa 基礎底面接觸壓力 基礎底面附加應力 地基中的附加應力基礎底面為正方形，用角點法計算，分成相等的四小塊，計算過程略 地基受壓層深度zn 地基沉降計算分層計算層每層厚度hi 0.4b 1.6m。地下水位以上2.4m分兩層,各1.2m;第三層1

17、.6m;第四層因附加壓力很小,可取2m. 地基沉降計算6. 某條形基礎下地基土中一點的應力為：z 250kPa, x 100kPa,池40kPa ,已知土的30： , c 0 ,問該點是否破壞?解:根據x)22xz 和 3zx22xz10 / 8# / 8求出,260, 390所以該點未剪切破壞7.設砂土地基中一點的大小主應力分別為500kPa和180kPa ,其內摩擦角求：1該點最大剪應力是多少？最大剪應力面上的法向應力為多少？2此點是否已達到極限平衡狀態(tài)？為什么？3如果此點未達到平衡狀態(tài)，令大主應力不變，而改變小主應力，使該點達到 極限平衡狀態(tài)，這時小主應力應為多少？答案：160kPa,3

18、40kPa,未達到極限平衡狀態(tài)；129.8kPamax1500180160kPa解1 2 213500 180 340kPa2 22 31tan2(45 -) 500tan2 271303所以該點未剪切破壞3 要破壞,3 130kPa8. 某飽和粘性土無側限抗壓強度試驗得不排水抗剪強度Cu 70kPa ,如果對同一土樣進行三軸不固結不排水試驗，施加周圍壓力3 150kPa，問試件將在多大的 軸向壓力作用下發(fā)生破壞？答案：290kPa解：已知cu 70kPa ,可知：摩爾應力圓直徑為2 70140又 3 150kPa, f 為水平線 所以 1150 140 290kPa9. 擋土墻高6m,墻背豎直光滑，填土面水平，填土為粘性土，其重度、內摩擦角、 內聚力分別為： 17kN m3,200,c 8kPa ,試計算主動土壓力Ea及作用點位置。解：墻底處的土壓力強度臨界深度：2c2 8z01.34mJk0 20' a 17 tan(45)2主動土壓力:1Ea (6 1.34) 38.890.4kN /m2主動土壓力距墻底的距離為：叮 冒 1-55m10. 擋土墻高5m,墻背豎直光滑,墻后填土為砂土 ,表面水平,30：,墻后地下水位高出墻底2m,水上填土的重度18kN m3 ,水下土的飽和重度為sat 20kN m3 ,求出總側壓力的大小。解：各層面得土壓力強