土力學(xué)真題整理

、名詞解釋1.臨界荷載：指允許地基產(chǎn)生一定范圍塑性變形區(qū)所對(duì)應(yīng)的荷載。（02、07、09、11、13）臨塑荷載：是指基礎(chǔ)邊緣地基中剛要出現(xiàn)塑性變形時(shí)基底單位面積上所承受的荷載，是相當(dāng)于地基土中應(yīng)力狀態(tài)從壓密階段過度到剪切階段的界限荷載。（03、04、05、06、08、10）最佳含水量：在一定擊實(shí)功作用下，土被擊實(shí)至最大干重度，達(dá)到最大壓實(shí)效果時(shí)土樣的含水量。（02-13）臨界水頭梯度：土開始發(fā)生流沙現(xiàn)象時(shí)的水力梯度。（02、03、04、06、08、10、11）icr=砂流現(xiàn)象：土體在向上滲流力的作用下，顆粒間有效應(yīng)力為零，顆粒發(fā)生懸浮移動(dòng)的現(xiàn)象。（05、07、09、13）靈敏度：以原狀土的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度與同一土經(jīng)過重塑后（完全擾動(dòng)，含水量不變）的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度之比。（02）St=地基土的容許承載力：保證地基穩(wěn)定的條件下，建筑物基礎(chǔ)或者土工建筑物路基的沉降量不超過允許值（考慮一定安全儲(chǔ)備后的）的地基承載力。（03）主動(dòng)土壓力：當(dāng)擋土墻向離開土體方向偏移至土體達(dá)到極限平衡狀態(tài)時(shí)，作用在墻上的土壓力。（04、10）有效應(yīng)力原理：1土的有效應(yīng)力。'總是等于總應(yīng)力。減去孔隙水壓力U2土的有效應(yīng)力控制了土的變形及強(qiáng)度性質(zhì)。（05-13）先期固結(jié)壓力：土層歷史上曾經(jīng)承受的最大固結(jié)壓力，也就是土體在固結(jié)過程中所承受的最大有效應(yīng)力。（03）正常固結(jié)土：土的自重應(yīng)力（P。）等于土層先期固結(jié)壓力（Pc）。也就是說，土自重應(yīng)力就是該土層歷史上受過的最大有效應(yīng)力。（ORC=1）（04、07、09、11、13）超固結(jié)土：土的自重應(yīng)力小于先期固結(jié)壓力。也就是說，該土層歷史上受過的最大有效應(yīng)力大于土自重應(yīng)力。（0RC〉1）（05、08）欠固結(jié)土：土層的先期固結(jié)壓力小于土層的自重應(yīng)力。也就是說該土層在自重作用下的固結(jié)尚未完成。（0RC〈1）（02、06、10）土層的固結(jié)度：在某一深度z處，有效應(yīng)力。zt‘與總應(yīng)力P的比值，也即超靜空隙水壓力的消散部分與起始超空隙水壓力的比值。（10）土的滲透性：工程地質(zhì)中，土能讓水等通過的性質(zhì)定義為土的滲透性（10）附加應(yīng)力：在外荷載作用下，土體中各點(diǎn)產(chǎn)生的應(yīng)力增量。（11）管涌現(xiàn)象：水在砂性土中滲流時(shí)，土中的一些細(xì)小顆粒在滲流力作用下，可能通過粗顆粒的孔隙被水流帶走的現(xiàn)象。二、寫出下列指標(biāo)的表達(dá)式并敘述其用途相對(duì)密度Dr：Dr二emax-e0-0.33-0.67-1emax-emin松散中密密實(shí)用以扌田述砂土的密實(shí)狀（02、04、05、07）emax越大emin越小級(jí)配越好壓縮系數(shù)a：a=e1-e2P2-P1田述土體壓縮性（02、04、06、08、10）3?壓縮指數(shù)Cc：Cc=e1-e2描述土體壓縮性（01）Lgp2-lgp14.壓縮模量Es：Es=AP=AP=1+e=oz=p2_p“1-21AH/HAe/（1+e）aez^H/^H1描述土體在有側(cè)限條件下應(yīng)力與應(yīng)變的比值（02、05、07、09、11）5?超固結(jié)比OCR：OCR=Pc/Po判斷天然土層所處的固結(jié)狀態(tài)（02、04、07）6?固結(jié)度Ut：Ut=Sct/Sc解決工程中沉降與時(shí)間問題（05-11）7?塑性指數(shù)Ip：Ip=W-W（用不帶%數(shù)值表示）LP處于塑態(tài)含水量的變化范圍，描述土的可塑性大小（04-11）不均勻系數(shù)Cu：u=d60~d10反映大小不同粒組的分布情況（04-11）曲率系數(shù)Cc/Cs：Cs=反應(yīng)大小不同粒組的分布情況10?靈敏度St：St=q/q=q/q'描述土體結(jié)構(gòu)性高低（06-口）u0uu三、回答問題直剪試驗(yàn)測(cè)定粘性土抗剪強(qiáng)度有幾種方法？軟土地基土快速堆填路堤，對(duì)于這種工程情況，分析地基強(qiáng)度和穩(wěn)定性時(shí)所用的C、①值應(yīng)該用直剪試驗(yàn)?zāi)欠N方法確定？為什么？（12分）（01）（直剪實(shí)驗(yàn)的幾種方法，各予以敘述。）答（1）即可（03、09）答：（1）三種1、快剪：對(duì)試樣施加豎向荷載后，立即快速施加水平剪應(yīng)力使試樣剪切破壞，一般從加荷載到剪切只用3-5分鐘。（Cq、①q）2、固結(jié)快剪：對(duì)試樣施加豎向壓力后，讓試樣充分排水，待固結(jié)穩(wěn)定后，再快速施加水平剪應(yīng)力使試樣剪切破壞。（Ccq、①cq）3、慢剪：對(duì)試樣施加豎向應(yīng)力后，讓試樣充分排水，待固結(jié)穩(wěn)定后，以緩慢的速率施加水平剪力直至試樣剪切破壞，從而使試樣在受剪過程中一直充分排水和產(chǎn)生體積變形。（Cs、①s）（2）用快剪方法確定。因?yàn)閷?duì)軟土地基快速堆填路堤，相當(dāng)于對(duì)土體施加豎向荷載后，土體來不及排水沒有發(fā)生固結(jié)即發(fā)生剪切。所得Cq、①q值應(yīng)用快剪方法獲得。用分層總和法求地基最終沉降量時(shí)，如何確定壓縮厚度？為什么這樣確定？（10分）（01、02）答：1、一般取地基附加應(yīng)力等于自重應(yīng)力的20%（oz=0.2oc）深度作為沉降計(jì)算深度的限值；若在該深度以下為高壓縮土，則應(yīng)取地基附加應(yīng)力等于自重應(yīng)力的10%（oz=0.1oc）深度作為沉降計(jì)算深度的限值。2、附加應(yīng)力隨深度遞減，自重應(yīng)力隨深度增加，到了一定深度之后，附加應(yīng)力與自重應(yīng)力相比很小，引起壓縮的變形可忽略不計(jì)了。計(jì)算出的水下砂土層的自重應(yīng)力實(shí)質(zhì)上是有效應(yīng)力還是總應(yīng)力？為什么？（5分）（01）答：是有效應(yīng)力，因?yàn)樗律巴翆佑?jì)算時(shí)采用的是砂的浮重度，即砂的重度與砂所受浮力的差值，又稱有效重度，此時(shí)只考慮砂粒之間接觸所產(chǎn)生的應(yīng)力，及有效應(yīng)力，而不是總應(yīng)力。計(jì)算基礎(chǔ)下的地基附加應(yīng)力時(shí)，為何不用基底壓力（P=N/F）,而要用基底附加應(yīng)力（P。=P-rD）?（10分）（aii）答：基礎(chǔ)施工前，地基中只有自重應(yīng)力o二Yz,在預(yù)定基礎(chǔ)埋置深度D處自重cz應(yīng)力為o=YD,基坑開挖后，挖去的土體重力Q=YDF（F為基底面積），使地基中應(yīng)力減小，其減小值相當(dāng)于在基礎(chǔ)底面處作用一向上的均布荷載YD所引起的應(yīng)力。基礎(chǔ)澆筑時(shí)，當(dāng)施加于基礎(chǔ)底面的荷載正好等于基坑被挖去的土體重力時(shí)，原來減小的應(yīng)力又恢復(fù)到原來的自重應(yīng)力水平，這時(shí)土中附加應(yīng)力等于零。施工完畢，基礎(chǔ)底面作用著全部荷載N,這時(shí)基礎(chǔ)底面增加的荷載為（N-Q）,在這個(gè)荷載作用下引起的地基應(yīng)力是附加應(yīng)力為P。=（N-Q）/F=P-yD，所以計(jì)算基礎(chǔ)下地基附加應(yīng)力時(shí)要用基底附加應(yīng)力P。=P-yD而不用基底壓力P=N/F固結(jié)完成的土體僅在P。*F作用下有應(yīng)力增加，在YD作用下無應(yīng)力增長(zhǎng)。由布西奈斯克解應(yīng)取彈性空間主向表面的應(yīng)力增加。規(guī)范法計(jì)算地基容許承載力公式［。］=［o0］-K1r1（b-2）-K2r2（h-3）中每個(gè)字母表示什么意思？（10分）（01、03）答：［。］一按設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)寬度和埋深修正后的地基容許承載力（kPa）地基容許承載力b—基礎(chǔ)底面寬度h—基礎(chǔ)埋置深度r】一基礎(chǔ)底面下持力層土的重度（KN/m3）r2—基礎(chǔ)底面以上土的重度（KN/m3）%K2—地基的容許承載力隨基礎(chǔ)寬度和埋置深度的修正系數(shù)。敘述靜止土壓力、主動(dòng)土壓力和被動(dòng)土壓力產(chǎn)生的條件（12分）（02-13）答：1、靜止土壓力：剛性的擋土墻保持原來的位置靜止不動(dòng)，作用在墻上的土壓力。2、主動(dòng)土壓力：擋土墻在墻后填土的壓力作用下，背離著填土方向移動(dòng)，作用在墻上的土壓力將由靜止土壓力逐漸減小，當(dāng)墻后土體達(dá)到極限平衡并出現(xiàn)連續(xù)滑動(dòng)面使土體下滑，土壓力減小至最小值。3、被動(dòng)土壓力：擋土墻在外力作用下，向著填土方向移動(dòng)，作用在墻上的土壓力由靜止土壓力逐漸增大，當(dāng)墻后土體打到極限平衡并出現(xiàn)連續(xù)滑動(dòng)面墻后土體向上擠出隆起，土壓力增至最大值。7?何謂靜止土壓力，主動(dòng)土壓力和被動(dòng)土壓力？（12分）（all）以及各土壓力與擋土結(jié)構(gòu)的位移有何關(guān)系，試舉例說明。*（13）答：1、靜止土壓力：當(dāng)擋土墻保持原來的位置不動(dòng)，土處于彈性平衡狀態(tài)，土對(duì)墻的壓力。2、主動(dòng)土壓力：當(dāng)擋土墻在墻后填土壓力作用下向離開土體方向偏移至土體達(dá)到極限平衡狀態(tài)并出現(xiàn)連續(xù)滑動(dòng)面使土體下滑時(shí)作用在墻上的土壓力。3、被動(dòng)土壓力：當(dāng)擋土墻在外力作用下向土體方向偏移至土體達(dá)到極限平衡狀態(tài)并出現(xiàn)連續(xù)滑動(dòng)面，墻后土體向上擠出隆起時(shí)作用在墻上的土壓力。靜止土壓力擋土結(jié)構(gòu)靜止不動(dòng)。如道路工程支撐邊坡的擋土墻保持靜止時(shí)所受壓力。主動(dòng)土壓力擋土結(jié)構(gòu)向離開土體方向發(fā)生位移。如橋臺(tái)在土壓力作用下背離土體方向移動(dòng)被動(dòng)土壓力擋土結(jié)構(gòu)向著土體方向發(fā)生位移。如碼頭擋土結(jié)構(gòu)在水壓力作用下向著土體方向發(fā)生位移。有效應(yīng)力的內(nèi)容是什么？及適用條件。（與3有時(shí)一起考［03年］）（all）答：1）土的有效應(yīng)力?？偟扔诳倯?yīng)力。減去空隙水壓力u2）有效應(yīng)力控制了土的變形與強(qiáng)度性能。適用于飽和土。庫侖土壓力理論的基本假定是什么?（10分）（02、03、09、10、11）答：①假定擋土墻后填土是均勻砂性土。當(dāng)墻背離土體移動(dòng)或推向土體時(shí)，墻后土體達(dá)到極限平衡狀態(tài)，其滑動(dòng)面是通過墻腳的平面。假定滑動(dòng)土楔是一剛體。確定地基容許承載力有幾種方法？（all）答：1、根據(jù)荷載試驗(yàn)靜力觸探試驗(yàn)、標(biāo)準(zhǔn)灌入試驗(yàn)的P?S曲線來確定地基容許承載力用極限承載力Pu除以安全系數(shù)K可得到容許承載力，K取2-3取P?S曲線上臨塑荷載（比例界限荷載）卩裁作為容許承載力對(duì)于拐點(diǎn)不明顯的試驗(yàn)曲線，可采用相對(duì)變量來確定地基承載力容許值2、根據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)范確定3、根據(jù)地基承載力理論公式確定地基容許承載力。5、結(jié)合圖形、曲線和公式敘述分層總和法計(jì)算地基最終沉降量的步驟和方法。（P101參數(shù)意義）（25分）（03-13）答：（1）地基土分層。成層土的層面及地下水面分層，此外分層厚度不宜大于0.4b。（2）計(jì)算各分層界面處土自重應(yīng)力。土自重應(yīng)力從天然地面起算，地下水位以下一般應(yīng)取有效重度。（3）計(jì)算各分層界面處基底中心下豎向附加應(yīng)力為（4）確定地基沉降計(jì)算深度（或壓縮層厚度）一般取地基附加應(yīng)力等于自重應(yīng)力的20%（oz=0.2oc）深度處作為沉降計(jì)算深度的限值。（5）計(jì)算各層土的壓縮量ASi△S=EH=［Ae/（1+e）］Hiii,iliix=［（e-e）/（1+e）］Hli2ilii=［a（P-P）/（1+e）］Hi2ililii=^P*H/E（6）按S=^^S計(jì)算基礎(chǔ)平均沉降量。寫出粘性土中一點(diǎn)處于極限平衡狀態(tài)時(shí)主應(yīng)力之間所滿足的關(guān)系式，并畫圖說明該點(diǎn)處于極限平衡狀態(tài)的概念及破裂面的方向。（l0分）答：o=otan2（45°+①/2）+2ctan（45°+①/2）l3當(dāng)粘性土處于極限平衡狀態(tài)時(shí)，其摩爾圓必與強(qiáng)度包線T=otg①+C相切，f切點(diǎn)A的縱坐標(biāo)T值即為此剪切面發(fā)生剪切破壞時(shí)的剪應(yīng)力，破壞面與最大主f應(yīng)力作用面成a=45°+0/2的夾角。破裂面方向：為什么僅用天然含水量說明不了粘性土的物理狀態(tài)，而用液性指數(shù)卻能說明？如果某土樣的Wp=10%,WL=18%,W=20%,判斷該土樣的物理狀態(tài)（15分）（05、07、08、10、13）答：1、粘性土狀態(tài)的描述用液性指數(shù)2、含水量只能在一定程度上說明土的軟硬與干濕狀況,不同土體界限含水量不同,不能確切地說明土處于什么狀態(tài),而液性指數(shù)的定義是一個(gè)表示天然含水量與界限含水量相對(duì)關(guān)系的指標(biāo)來描述土的狀態(tài)的,所以僅用天然含水量說明不了粘性土的物理狀態(tài),而用液性指數(shù)卻能說明。IL=W-WP=0.2-0.1=1.25>1處于流動(dòng)狀態(tài)。WL-WP0.18-0.1何謂土的固結(jié)度,計(jì)算土的固結(jié)度有何用途？（16分）（07）*答：1、固結(jié)度：指地基土層在某一壓力作用下，t時(shí)間內(nèi)所產(chǎn)生的固結(jié)變形量與最終固結(jié)變形量之比,或土孔隙水壓力的消散程度。2、解決工程中沉降與時(shí)間問題，推估地基在某一時(shí)刻的沉降量，也可應(yīng)用于軟土地基的處理。三軸剪切試驗(yàn)有幾種方法？并對(duì)各種方法予以敘述。（10分）（11）答：1、不固結(jié)不排水剪（UU試驗(yàn)）：試樣在施加周圍壓力和隨后施加偏應(yīng)力直至剪壞的整個(gè)試驗(yàn)過程都不允許排水。2、固結(jié)不排水剪（CU試驗(yàn)）：在施加周圍壓力時(shí)，將排水閥門打開，允許試樣充分排水，待固結(jié)穩(wěn)定后關(guān)閉排水閥門，然后再施加軸向壓力，使試樣在不排水的條件下剪切破壞。3、固結(jié)排水剪（CD試驗(yàn)）：在施加周圍壓力和隨后施加軸向壓力直至剪壞的整個(gè)過程都將排水閥門打開，并給與充分的時(shí)間讓試樣中的孔隙水壓力能夠完全消散。比較庫倫土壓力和朗金土壓力有哪些相同點(diǎn)和不同點(diǎn)？有人說“朗金土壓力理論是庫倫土壓力理論的一種特殊情況”你認(rèn)為這種說法是否正確？（10分）（10B、13）*答：（1）相同點(diǎn)：兩者都是通過擋土墻背離或推向土體，使土體達(dá)到極限平衡條件進(jìn)行分析的。2?當(dāng)條件為土面水平，墻背豎直以及墻背光滑的無黏性土（即B=0、￡=0、5=0）,兩種理論有相同的計(jì)算結(jié)果。（2）不同點(diǎn)：郎金土壓力理論應(yīng)用半空間中的應(yīng)力狀態(tài)和極限平衡理論，假定墻背直立、光滑、墻后填土水平；公式對(duì)黏性土和無黏性土都適用。庫倫土壓力理論墻后滑動(dòng)土楔的靜力平衡條件導(dǎo)得土壓力公式，考慮墻背與土之間的摩擦力，并可用于墻背和填土傾斜的情況；由于假設(shè)填土是無黏性土，故不能直接用該理論計(jì)算黏性土的土壓力。（3）我認(rèn)為不準(zhǔn)確，雖然兩者都在墻背豎直以及墻背光滑時(shí)計(jì)算無黏性土有相同結(jié)果，但朗金土壓力理論和庫倫土壓力分別根據(jù)不同假設(shè)，以不同的分析方法計(jì)算土壓力并導(dǎo)得計(jì)算公式，所以這種說法不準(zhǔn)確。17?說明飽和粘土的沉降。（飽和黏土地基的沉降？）（20分）m）答：飽和黏性土（地基）在（建筑物）荷載作用下要經(jīng)過很長(zhǎng)時(shí)間才能達(dá)到最終沉降，從機(jī)理上分析，由三部分組成。1、瞬時(shí)沉降：是在施加荷載后瞬時(shí)發(fā)生的，在很短時(shí)間內(nèi)，孔隙中的水來不及排出，沉降在沒有體積變形的條件下產(chǎn)生。2、固結(jié)沉降：是在荷載作用下，孔隙水唄慢慢擠出，空隙體積逐漸減小，從而土體壓密產(chǎn)生體積變形而引起的沉降，是黏性土地基沉降的最主要組成部分。3、次固結(jié)沉降：是指靜孔隙水壓力消散為零，在有效應(yīng)力基本不