成都理工大學(xué)土力學(xué)(819)考試試題(含答案)

1、成都理工大學(xué)2022年土力學(xué)819考試試題一、名詞解釋1. 庫(kù)倫定律：將土的抗剪強(qiáng)度表示為剪切面上法向應(yīng)力的函數(shù)，即t二c+otan式中c、分別為粘聚力和內(nèi)摩擦角，該關(guān)系式即為庫(kù)倫定律。2. 土的固結(jié)度：地基在某一時(shí)刻t的固結(jié)沉降量與地基最終沉降量 之比。3臨塑荷載：地基中即將出現(xiàn)塑性區(qū)但還未出現(xiàn)塑性區(qū)時(shí)對(duì)應(yīng)的基 底壓力，即相應(yīng)于塑性區(qū)的最大深度等于零時(shí)所對(duì)應(yīng)的基底壓力。4. 主動(dòng)土壓力：擋土墻受到墻后填土的作用產(chǎn)生離開(kāi)填土方向的位 移，當(dāng)位移量足夠大，墻后填土土體處于極限平衡狀態(tài)時(shí)，墻背上的 土壓力稱(chēng)為主動(dòng)土壓力。5. 砂土液化：當(dāng)飽和松砂受到動(dòng)荷載作用，由于孔隙水來(lái)不及排出， 孔隙水壓力不

2、斷增加，就有可能使有效應(yīng)力降到零，因而使砂土像流 體那樣完全失去抗剪強(qiáng)度。二、填空題1. 某種土的密度為 1.8g/cm3，土的相對(duì)密度為 2.70, 土的含水 量為18.0%,那么每立方米土體中氣體的體積為 0.16m3 。2. 擋土墻后土體處于朗肯主動(dòng)土壓力狀態(tài)時(shí)，土體剪切破壞面與豎 直面的夾角為45 - /2 ；當(dāng)墻后土體處于朗肯被動(dòng)土壓力狀態(tài)時(shí)，土體剪切破壞面與水平面的夾角為 45- /2。3. 某柱下方形根底邊長(zhǎng) 2m，埋深d=1.5m,柱傳給根底的豎向力 F=800KN地下水位在地表下 0.5m處，那么基底壓力等于 220KPa。4. 某薄層天然地基，土的孔隙比為0.8,在建筑物荷

3、載作用下其壓縮 穩(wěn)定后的孔隙比為0.6,假設(shè)地基壓縮層厚度為3m,那么該建筑物的最 終沉降量等于0.333m 。5. 影響無(wú)黏性土坡的穩(wěn)定性的主要因素是內(nèi)摩擦角 和 坡角。6. 飽和土的滲透固結(jié)是土中孔隙水壓力消散與有效應(yīng)力 相應(yīng)增長(zhǎng)的過(guò)程。7. 達(dá)西定律只適用于 層流 的情況，而反映土的透水性的強(qiáng)弱的指 標(biāo)稱(chēng)之為土的滲透系數(shù)。三、簡(jiǎn)答題1. 影響基底壓力分布的因素有哪些？簡(jiǎn)述將基底壓力視為直線(xiàn)分布的理由。答：試驗(yàn)和理論都證明，基底壓力的分布與多種因素有關(guān)，如根底的 形狀、平面尺寸、剛度、埋深、根底上作用荷載的大小及性質(zhì)、地基 土的性質(zhì)等。精確確實(shí)定基底壓力是一個(gè)相當(dāng)復(fù)雜的問(wèn)題，根據(jù)彈性力學(xué)中

4、的圣維南原理，根底下與底面距離大于基底尺寸的土中應(yīng)力分 布主要取決于荷載合力的大小和作用點(diǎn)位置， 根本上不受基底壓力分 布形式的影響，為了使計(jì)算簡(jiǎn)便，基底壓力可以近似的按直線(xiàn)分布的 圖形計(jì)算。2. 簡(jiǎn)述有效應(yīng)力原理，并分析在對(duì)飽和黏性土樣施加各向相等的壓 力后，土樣孔隙水壓力和有效應(yīng)力的變化過(guò)程。答：土骨架傳遞的應(yīng)力稱(chēng)為有效應(yīng)力，飽和土中任意點(diǎn)的總應(yīng)力?？?是等于有效應(yīng)力。加上孔隙水壓力 U,即。=o +u為有效應(yīng)力原 理的表達(dá)式。對(duì)土施加各向等壓力。的一瞬間， 土樣中的水來(lái)不及排 出，由于認(rèn)為水和土粒不可壓縮，土體積不變，那么土中有效應(yīng)力/ =0,壓力。全部由水來(lái)承當(dāng)，所以土中孔隙水壓力超孔

5、隙水壓 力u=o ；施加壓力后，隨著時(shí)間的增長(zhǎng)，孑L隙水在超孔隙水壓力的 作用下經(jīng)土孔隙逐漸排出，使原來(lái)由孔隙水承當(dāng)?shù)耐饬χ饾u轉(zhuǎn)嫁給土 骨架，使有效應(yīng)力逐漸增大，有效應(yīng)力。=o -u，此過(guò)程中，土體產(chǎn)生壓縮，孔隙水壓力相應(yīng)消減，此時(shí) UVo ；待到施加壓力的時(shí)間 足夠長(zhǎng)久后，有效應(yīng)力增大到等于此施加的壓力o = o,而孔隙水 壓力完全消散，U=0, 土體不再排水，滲透固結(jié)完成。3. 簡(jiǎn)述影響土體抗剪強(qiáng)度的主要因素。答：土粒的礦物成分、顆粒形狀與級(jí)配。顆粒越粗，外表越粗糙， 其內(nèi)摩擦角越大；黏土礦物成分不同，土粒外表的結(jié)合水膜和電分子 力那么不同，內(nèi)聚力也就不同；膠結(jié)物質(zhì)可使內(nèi)聚力增大。土的原始

6、 密度。原始密度越大，土粒間的外表摩擦力和咬合力越大，即內(nèi)摩擦 角越大；同時(shí)，密度越大，土粒緊密接觸，土內(nèi)聚力也越大。土的 含水量。當(dāng)含水量增加時(shí)，水分在土粒外表形成潤(rùn)滑劑，使內(nèi)摩擦角 減?。缓吭黾右彩菇Y(jié)合水膜變厚，那么粒間電分子力減弱，內(nèi)聚力 降低。土的結(jié)構(gòu)。土的結(jié)構(gòu)受擾動(dòng)，貝S內(nèi)聚力降低。試驗(yàn)方法和 加載速率。試驗(yàn)方法和加載速率不同，特別在不同試驗(yàn)排水條件下， 得到的抗剪強(qiáng)度數(shù)值是不同的。4. 典型的地基載荷試驗(yàn) P-S曲線(xiàn)可以將土體的變形分成順序發(fā)生的 三個(gè)階段，簡(jiǎn)述這三個(gè)階段的特征。采用荷載P和沉降S的關(guān)系曲線(xiàn)說(shuō)明，如下列圖，從荷載開(kāi)始施加至地 基發(fā)生破壞，地基的變形經(jīng)過(guò)了三個(gè)階段

7、：壓縮階段。相應(yīng)于 P-S 曲線(xiàn)的oa局部，由于荷載較小，地基主要產(chǎn)生壓密變形，荷載與沉 降關(guān)系接近于直線(xiàn)，此時(shí)土體中各點(diǎn)的剪應(yīng)力均小于抗剪強(qiáng)度，地基處于彈性平衡狀態(tài)。剪切階段。相應(yīng)于 P-S曲線(xiàn)的ab局部，當(dāng)荷 載增加到超過(guò)a點(diǎn)壓力時(shí)，荷載與沉降之間成曲線(xiàn)關(guān)系，此時(shí)土中局 部范圍內(nèi)產(chǎn)生剪切破壞，即出現(xiàn)塑性變形區(qū)。隨著荷載增加，剪切破 壞區(qū)逐漸擴(kuò)大。破壞階段。相應(yīng)于 P-S曲線(xiàn)的be局部，在這個(gè)階 段塑性區(qū)已經(jīng)開(kāi)展形成已連續(xù)的滑動(dòng)面，荷載略有增加沉降便急劇增加，地基喪失穩(wěn)定。相應(yīng)于地基土中應(yīng)力狀態(tài)的三個(gè)階段，有兩個(gè)界 限荷載：前一個(gè)相當(dāng)于從壓縮階段過(guò)度到剪切階段的界限荷載Per，稱(chēng)為臨塑荷載，

8、它是P-S曲線(xiàn)上a點(diǎn)對(duì)應(yīng)的荷載；后一個(gè)相當(dāng)于從剪 切階段過(guò)度到破壞階段的界限荷載 Pu,稱(chēng)為極限荷載，它是 P-S曲 線(xiàn)上b點(diǎn)對(duì)應(yīng)的荷載。四、論述題1. 論述傳統(tǒng)的和標(biāo)準(zhǔn)推薦的兩種單向壓縮分層總和法的異同點(diǎn)。答：論述要點(diǎn)：說(shuō)明傳統(tǒng)的單向壓縮分層總和法計(jì)算地基沉降的基 本原理。說(shuō)明傳統(tǒng)的單向壓縮分層總和法的分層方法；壓縮層確定方法與沉降量求解計(jì)算公式。說(shuō)明標(biāo)準(zhǔn)推薦的單向壓縮分層總和法 所提出的三個(gè)問(wèn)題：地基平均附加應(yīng)力系數(shù)；地基沉降計(jì)算深度的新 標(biāo)準(zhǔn)；地基沉降經(jīng)驗(yàn)系數(shù)。標(biāo)準(zhǔn)推薦的沉降計(jì)算公式表達(dá)與說(shuō)明。兩種方法的相同點(diǎn)：都采用側(cè)限條件下的地基土壓縮性指標(biāo)， 對(duì)地 基分層線(xiàn)性化后進(jìn)行沉降計(jì)算，計(jì)算

9、原理相同；假設(shè)沉降計(jì)算深度相 同，那么兩種方法繁簡(jiǎn)程度相同。兩種方法的不同點(diǎn)：前者按附加應(yīng) 力計(jì)算，后者按附加應(yīng)力圖的面積計(jì)算；前者按應(yīng)力比法確定壓縮層 厚度，后者按變形比法確定壓縮層厚度，后者采用了沉降計(jì)算經(jīng)驗(yàn)系 數(shù)對(duì)計(jì)算值進(jìn)行修正。2. 論述土坡穩(wěn)定性計(jì)算的關(guān)鍵問(wèn)題及影響土坡穩(wěn)定性的主要因素。答：論述要點(diǎn)：土坡穩(wěn)定性計(jì)算的關(guān)鍵問(wèn)題圍繞下述三個(gè)問(wèn)題論述： 正確的計(jì)算參數(shù)，準(zhǔn)確的地質(zhì)剖面與合理的潛在滑動(dòng)面。 影響土坡 穩(wěn)定性的主要因素包括以下五個(gè)方面進(jìn)行論述：a. 土坡作用力發(fā)生變 化；b. 土體抗剪強(qiáng)度的降低；c.地下水變化；d.靜水壓力的作用；e. 因坡腳開(kāi)挖導(dǎo)致土坡高度和坡腳增大的問(wèn)題。

10、五、計(jì)算題某正常固結(jié)飽和黏土試樣在三軸試驗(yàn)中，圍壓。3=200KPa破壞時(shí)主 應(yīng)力差。1-3=280KPa由固結(jié)不排水試驗(yàn)測(cè)得孔隙水壓力卩=180KPa有效內(nèi)摩擦角 30 有效粘聚力c69KPa試計(jì)算： 破壞面上的法向應(yīng)力和剪應(yīng)力，以及試樣中的最大剪應(yīng)力。破壞面與最大主應(yīng)力作用面的夾角a f=45 +曠/2=60 (T1=1- (T 3+ a 3=480KPa破壞面上的正應(yīng)力c =0.5a 1+ a 3+0.5a 1- a 3cos2 a f=270KPa剪應(yīng)力 t=0.5a 1- a 3si n2 a f =121KPat ma=0.5a 1 - a 3=140KPa此時(shí)，作用方向與最大主應(yīng)力作用面成 45。 破壞面為什么不是發(fā)生在最大剪應(yīng)力作用面上的理由。a f=60的平面上：a = a -卩=90KPa抗剪強(qiáng)度 t f= a tan c =121KPa可見(jiàn)在a f=60的平面上的剪應(yīng)力等于這個(gè)面上的抗剪強(qiáng)度，故試樣會(huì)在此面上破壞。a f=45的平面上: