～學(xué)年第一學(xué)期土力學(xué)試卷答案

朽木易折，金石可鏤。千里之行，始于足下。第頁(yè)/共頁(yè)2006～2007學(xué)年第一學(xué)期土力學(xué)試卷（海洋工程2004級(jí)）年級(jí)學(xué)號(hào)姓名得分1填空題(每空0.5分，共10分)1-1成土礦物分為原生礦物和次生礦物兩大類(lèi)，其中次生礦物主要是粘土礦物。常見(jiàn)的粘土礦物有高嶺石、伊利石和蒙脫石三類(lèi)。1-2土體中的應(yīng)力，按土骨架和土中孔隙的應(yīng)力承擔(dān)作用原理或應(yīng)力傳遞方式可分為有效應(yīng)力和孔隙應(yīng)（壓）力。1-3對(duì)A、B、C三種土樣舉行顆粒分析實(shí)驗(yàn)，其粒徑分布曲線(xiàn)如圖1-3所示，從圖中看出級(jí)配良好的是B土樣。圖11-4按照滲透水流所引起的局部破壞特征，土體的滲透變形可分為流土和管涌?jī)煞N基本形式。1-5粘性土所受的應(yīng)力歷史不同，其壓縮特性也不同。按照粘性土所受的應(yīng)力歷史不同，可以將粘性土分為超固結(jié)土、正常固結(jié)土和欠固結(jié)土。1-6三軸實(shí)驗(yàn)按照試樣的固結(jié)和排水條件不同，可分為不固結(jié)不排水剪（UU）、固結(jié)不排水剪（CU）和固結(jié)排水剪（CD）三種實(shí)驗(yàn)主意。1-7地基破壞的型式有整體剪切破壞、局部剪切破壞和沖剪破壞。決定地基承載力的主意有理論公式法、規(guī)范主意和實(shí)驗(yàn)主意。2判斷題(在準(zhǔn)確的說(shuō)法后打√，錯(cuò)誤的說(shuō)法后打×；每小題1分，共10分)1徹低飽和土體，含水量w=100％。（×）2兩個(gè)試樣，它們的體積相同，含水量相同，土粒比重也相同，故其分量也一定相同。（×）3滲透力的大小與水力坡降有關(guān)，與土的性質(zhì)無(wú)關(guān)。（√）4粘性土的殘余強(qiáng)度與應(yīng)力歷史無(wú)關(guān)。（√）5欠固結(jié)土和正常固結(jié)土的超固結(jié)比都等于１。（√）6不固結(jié)不排水剪實(shí)驗(yàn)得出的值為零（飽和粘土）。（√）7被動(dòng)土壓力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于主動(dòng)土壓力，因此對(duì)擋土結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定是不利的。（×）8按庫(kù)侖理論，在許多假定的滑動(dòng)面中，真正的主動(dòng)破壞面是沿該面算得的（按主動(dòng)破壞分析得的）土壓力最大者。（√）9前期固結(jié)應(yīng)力指土體在歷史上曾經(jīng)歷到過(guò)的最大有效應(yīng)力。（√）10飽和土的固結(jié)主要是因?yàn)榭紫端臐B透排出，因此當(dāng)固結(jié)完成時(shí)，孔隙水應(yīng)力所有消散為零，孔隙中的水也所有排干了。（×）三名詞解釋(每小題4分，共20分)1管涌：管涌是滲透變形的另一種形式。它是指在滲流作用下土體中的細(xì)土顆粒在粗土粒形成的孔隙比孔道中發(fā)生移動(dòng)并被帶出的現(xiàn)象。常發(fā)生在砂礫中，發(fā)生在建造物的底部2最優(yōu)含水率在擊數(shù)一定時(shí)，當(dāng)含水率較低時(shí)，擊實(shí)后的干密度隨著含水率的增強(qiáng)而增大；而當(dāng)含水率達(dá)到某一值時(shí)，干密度達(dá)到最大值，此時(shí)含水率繼續(xù)增強(qiáng)反而招致干密度的減小。干密度的這一最大值稱(chēng)為最大干密度，與它對(duì)應(yīng)的含水率稱(chēng)為最優(yōu)含水率。3粘性土土坡穩(wěn)定分析中考慮滲流作用的“代替法”：代替法就是在土坡穩(wěn)定分析重用浸潤(rùn)線(xiàn)以下，坡外水位以上所包圍的同體積的水重對(duì)滑動(dòng)圓心的力矩來(lái)代替滲流力對(duì)圓心的滑動(dòng)力矩。4主動(dòng)土壓力：當(dāng)擋土墻向沿著填土方向轉(zhuǎn)動(dòng)或移動(dòng)時(shí)，隨著位移的增強(qiáng)墻后受到擠壓而引起土壓力增強(qiáng)，當(dāng)墻后填土達(dá)到極限平衡狀態(tài)時(shí)增強(qiáng)到最大值，作用在墻上的土壓力稱(chēng)為被動(dòng)土壓力。5超固結(jié)比：把土在歷史上曾經(jīng)歷到的最大有效應(yīng)力稱(chēng)為前期固結(jié)應(yīng)力，以pc表示；而把前期固結(jié)應(yīng)力與現(xiàn)有應(yīng)力po＇之比稱(chēng)為超固結(jié)比OCR，對(duì)天然土，OCR>1時(shí)，該土是超固結(jié)土，當(dāng)OCR＝1時(shí)，則為正常固結(jié)土。四、簡(jiǎn)述題(每小題5分，共20分)1.土坡發(fā)生滑動(dòng)的滑動(dòng)面有哪幾種形式？分離發(fā)生在何種情況？在舉行邊坡穩(wěn)定分析時(shí)常采用哪些條分法？（5分）答：土坡發(fā)生滑動(dòng)的滑動(dòng)面有：圓弧、平面、復(fù)合滑動(dòng)面(1分)。圓弧滑動(dòng)通常發(fā)生在較均質(zhì)的粘性土坡中；平面滑動(dòng)通常發(fā)生在無(wú)粘性土坡中；復(fù)合滑動(dòng)面發(fā)生在土坡土質(zhì)很不勻稱(chēng)的土坡中。(2分)在舉行邊坡穩(wěn)定分析時(shí)常采用的條分法有：瑞典條分法、畢肖普條分法、楊布條分法和不平衡推力法等。(2分)2.簡(jiǎn)述用分層總和法求基礎(chǔ)沉降的主意步驟。答：按照作用在基礎(chǔ)上的荷載的性質(zhì)，計(jì)算基底壓力和分布(1分)將地基分層．(0.5分)計(jì)算地基中土的自重應(yīng)力分布(0.5分)計(jì)算地基中垂向附加應(yīng)力分布(0.5分)按算術(shù)平均求各分層平均自重應(yīng)力和平均附加應(yīng)力(0.5分)求第I層的壓縮量，(1分)將各個(gè)分層的壓縮量累加，得到地基的總的沉降量.(1分)3.

其它條件相同情況下，超固結(jié)粘土的沉降一定小于正常固結(jié)粘土的沉降嗎？為什么？(5分)是的(1分)。因?yàn)楹驼９探Y(jié)粘土相比，超固結(jié)粘土孔隙比比正常固結(jié)土小，倘若現(xiàn)有有效應(yīng)力相同，則在某荷載增量作用下，超固結(jié)土是沿再壓縮曲線(xiàn)壓縮，而正常固結(jié)土沿壓縮曲線(xiàn)壓縮。因?yàn)橥煌临|(zhì)，再壓縮曲線(xiàn)絕對(duì)比壓縮曲線(xiàn)緩，即再壓縮指數(shù)比壓縮指數(shù)小，因此，超固結(jié)粘土沉降比正常固結(jié)土小。(4分)4、地基三種破壞形式各自會(huì)發(fā)生在何種土類(lèi)地基？按照承載力的理論計(jì)算公式來(lái)看，影響淺基礎(chǔ)地基承載力的主要因素有哪一些？答：地基破壞形式主要與地基土的性質(zhì)尤其是壓實(shí)性有關(guān)，普通而言，對(duì)于堅(jiān)實(shí)或密實(shí)的土具有較低的壓縮性，通常展示整體剪切破壞．對(duì)于剛強(qiáng)黏土或松沙地基具有中高壓縮性，常常展示局部剪切破壞或沖剪破壞．（1分）土體容重和強(qiáng)度指標(biāo)、，基礎(chǔ)寬度b，基礎(chǔ)埋深d，地下水位等。(4分)五計(jì)算題(每小題10分，共40分)1今有一土樣，稱(chēng)重120克，體積60ｃｍ3，烘干后土重90克，若該土的液限wL=28%，塑限wP=14%，比重Gs=2.7，求該土樣的含水率w，孔隙比ｅ，塑性指數(shù)ＩP及液性指數(shù)ＩL。解：2如圖，擋土墻墻背豎直且光潔，墻后填土為無(wú)粘性土土，填土表面有20kPa均布荷載作用，土的容重及強(qiáng)度指標(biāo)如圖中所示。試采用朗肯土壓力理論計(jì)算擋土墻上的主動(dòng)土壓力分布及水壓力分布，并繪出分布圖，計(jì)算土壓力和水壓力的合力及其作用點(diǎn)位置。a4m2ma4m2mb地下水位b地下水位圖2圖2ccKa=1/3ea=20/3=6.67kPaeb=(20+18*2)/3=18.67kPaec=(20+18*2+10.2*4)/3=32.27kPaP=(6.67+18.67)*2/2+(18.67+32.27)*4/2=127.22kN/m,y=2.42mpw=9.8*4=39.2kPaPw=9.8*4*4/2=78.4kPaP總=P+Pw=205.62kPaY0=(6.67*2*5+(18.67-6.67)*2*(0.67+4)/2+18.67*4*2+(32.27-18.67)*4*4/3/2+78.4*4/3)/205.62=2.0m3對(duì)一徹低飽和的正常固結(jié)土試樣，為了模擬其原位受力狀態(tài)，先在周?chē)鷫毫Ζ遥?140kpa作用下固結(jié)，然后再在Δσ3＝０的情況下舉行不排水剪實(shí)驗(yàn)，測(cè)得其破壞時(shí)的σ1=260，同時(shí)測(cè)出破壞時(shí)的孔隙水應(yīng)力Ｕf(shuō)=110kpa，試求：（１）該試樣的不排水強(qiáng)度Cｕ；（２）破壞時(shí)試樣中的有效主應(yīng)力σ1＇及σ3＇；（３）破壞時(shí)的孔隙水應(yīng)力系數(shù)Ａf；（４）試樣的固結(jié)不排水抗剪強(qiáng)度指標(biāo)Ccu、φcu和有效應(yīng)力強(qiáng)度指標(biāo)c',φ'。解：1.σ3＝σｃ=140kPa；σ1＝260kPa;故Cu=(σ1-σ3)/2=(260-140)/2=60kPa(2分)2、σ＇1＝σ1-uf=260-110=150kPa;σ＇3＝σ3-uf=140-110=30kPa(2分)3、(2分)4、正常固結(jié)土，C