土力學(xué)與地基基礎(chǔ)試題及答案(密題).doc

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第一部分選擇題 一、單項(xiàng)選擇題（本大題共10小題，每小題2分，共20分）在每小題列出的四個(gè)備選項(xiàng)中只有一個(gè)是符合題目要求的，請(qǐng)將其代碼填寫在題后的括號(hào)內(nèi)。錯(cuò)選、多選或未選均無分。 1．在土中對(duì)土顆粒產(chǎn)生浮力作用的是 ( ) A．強(qiáng)結(jié)合水 B．弱結(jié)合水 C．毛細(xì)水 D．重力水 2．評(píng)價(jià)粘性土軟硬狀態(tài)的物理指標(biāo)是 ( ) A．含水量 B．孔隙比 C．液性指數(shù) D．內(nèi)聚力 3．淤泥質(zhì)土是指 ( ) A．w> wP，e≥1.5的粘性土 B．w> wL，e≥l.5的粘性土 C．w> wP，1.O≤e <1.5的粘性土 D．w> wL，1-O≤e<1.5的粘性土 4．基底附加壓力式中d表示 ( ) A．室外基底埋深 B．室內(nèi)基底埋深 C．天然地面下的基底埋深 D．室內(nèi)外埋深平均值 5．為了方便比較，評(píng)價(jià)土的壓縮性高低的指標(biāo)是 ( ) A．a(chǎn)1-2 B．a(chǎn)2-3 D．a(chǎn)2-4 C. a1-3 6．原狀土試樣的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度與重塑土樣的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度之比稱為土的 ( ) A．液化指標(biāo) B．強(qiáng)度提高系數(shù) C．固結(jié)系數(shù) D．靈敏度 7．作用在擋土墻上的土壓力，當(dāng)在墻高、填土物理力學(xué)指標(biāo)相同條件下，對(duì)于三種土壓力的大小關(guān)系，下列表述哪項(xiàng)是正確的？ ( ) A. Ea ；　　Ｃ．E>E0>Es1-2；　 Ｄ．E>Es1-2 >E0． 10、庫倫公式只適用無粘性土,在工程實(shí)際中 , 對(duì)干粘性土 , 常把粘聚力視為零而將________增大. A:土的內(nèi)摩擦角φ B:填土面的坡度角β C:墻背傾斜角α D:填土高度 四、計(jì)算題（共4題，計(jì)50分。請(qǐng)用合理的計(jì)算步驟表述） 1、一干砂試樣的密度為1.66g/cm3，土粒相對(duì)密度為2.70，將此干砂試樣置于雨中，若砂樣體積不變，飽和度增加到0.60，試計(jì)算此濕砂的密度和含水量。（10分） 2、擋土墻高5 m，墻背直立、光滑，墻后土體表面水平，共分二層，各層土的物理力學(xué)指標(biāo)如圖所示，求主動(dòng)土壓力并繪出土壓力分布圖。（10分） 3、擋土墻高5 m，實(shí)測(cè)墻背后土壓力合值為100KN/m，土的物理力學(xué)指標(biāo)如圖所示，試用朗肯土壓力公式驗(yàn)證該擋土墻后土體是否已達(dá)到極限平衡狀態(tài)，為什么？（15分） 4、某飽和粘土層厚度10m，從該層中部取樣進(jìn)行室內(nèi)壓縮試驗(yàn)（試樣高度20mm）,試驗(yàn)成果如表5－1所示，并測(cè)得當(dāng)固結(jié)度U=50%時(shí)相應(yīng)的固結(jié)時(shí)間為3小時(shí)。試問： (1)在大面積堆載p0=120kPa作用下，粘土層的最終沉降量是多少？（已知粘土層的平均自重應(yīng)力為σc=90kPa） (2)粘土層在單面排水條件下固結(jié)度達(dá)到50％時(shí)所需的時(shí)間是多少？ 粘土層壓縮試驗(yàn)資料 p(kPa) 0 50 100 200 300 e 0.827 0.779 0.750 0.722 0.708 土力學(xué)試卷及標(biāo)準(zhǔn)答案 一、名詞解釋 (每題 2 分，共12分 ) 1. 頻率曲線: 粒組頻率曲線：以個(gè)顆粒組的平均粒徑為橫坐標(biāo)對(duì)數(shù)比例尺，以各顆粒組的土顆粒含量為縱坐標(biāo)繪得。 2. 塑性指數(shù)：液限和塑限之差的百分?jǐn)?shù)（去掉百分?jǐn)?shù)）稱為塑限指數(shù)，用Ip表示，取整數(shù)，即：Ip=wL－Wp。塑性指數(shù)是表示處在可塑狀態(tài)的土的含水率變化的幅度。 3. 流土:流土是指在滲流作用下局部土體表面隆起，或土粒同時(shí)啟動(dòng)而流失的現(xiàn)象。 4. 超固結(jié)比：把土在歷史上曾經(jīng)受到的最大有效應(yīng)力稱為前期固結(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。 5. 容許承載力：地基所能承受的最大的基底壓力稱為極限承載力，記為fu．將F除以安全系數(shù)fs后得到的值稱在地基容許承載力值fa,即fa＝fu／fs 6. 砂土液化：是指砂性土在循環(huán)荷載作用或者在動(dòng)力荷載作用下，孔隙水應(yīng)力增加有效應(yīng)力為零，從而導(dǎo)致其抗剪強(qiáng)度喪失的過程。 二、簡答題 (共 36 分) 1. 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？(10分) 答：是的。(2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，如果現(xiàn)有有效應(yīng)力相同，則在某荷載增量作用下，超固結(jié)土是沿再壓縮曲線壓縮，而正常固結(jié)土沿壓縮曲線壓縮。由于同一土質(zhì)，再壓縮曲線肯定比壓縮曲線緩，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。 (8分) 2. 什么是有效應(yīng)力原理？圖中，地基土濕重度、飽和重度和浮重度分別為、和，水重度，M點(diǎn)的測(cè)壓管水柱高如圖所示。寫出M點(diǎn)總應(yīng)力、孔隙水應(yīng)力、有效應(yīng)力、自重應(yīng)力的計(jì)算式。(8分) 答：由外荷在研究平面上引起的法向總應(yīng)力為б，那么它必由該面上的孔隙力u和顆粒間的接觸面共同分擔(dān)，即該面上的總法向力等于孔隙力和顆粒間所承擔(dān)的力之和，即б=б＇＋u。（2分） M點(diǎn)總應(yīng)力：（1分） M點(diǎn)孔隙水應(yīng)力：（1分） M點(diǎn)有效應(yīng)力： （2分） M點(diǎn)自重應(yīng)力：（2分） 3. 土坡發(fā)生滑動(dòng)的滑動(dòng)面有哪幾種形式？分別發(fā)生在何種情況？沒有滲流的情況下的粘性土坡的穩(wěn)定安全系數(shù)可以有哪幾種方法計(jì)算？（10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。(3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)生在無粘性土坡中；復(fù)合滑動(dòng)面發(fā)生在土坡土質(zhì)很不均勻的土坡中。(4分) 沒有滲流的情況下，粘性土坡的穩(wěn)定安全系數(shù)計(jì)算方法有：φ＝0分析法、瑞典條分法、簡化畢肖普法。 (3分) 4. 地基破壞的型式有哪幾種？未修正的太沙基極限承載力公式適用于哪種破壞型式的地基？利用太沙基極限承載力公式具體說明地下水位的位置對(duì)承載力是如何的影響？（8分） 答：有整體剪切破壞，局部剪切破壞和沖剪破壞。（3分） 未修正的太沙基極限承載力公式適用于整體剪切破壞的條形基礎(chǔ)的地基。 (2分) 太沙基極限承載力公式。地下水位埋深較大時(shí)，式中第1、2項(xiàng)中的γ均不受影響；若地下水位在基底處，則第1項(xiàng)中的γ應(yīng)用浮容重，承載力降低；若地下水位上升到地面處或以上時(shí)，則第1、2項(xiàng)中的γ均應(yīng)用浮容重，承載力進(jìn)一步降低。 (3分) 三、計(jì)算題(共 52 分) 1 . 某一取自地下的試樣，用環(huán)刀法測(cè)定其密度。環(huán)刀的體積為60cm3，環(huán)刀質(zhì)量為50g，環(huán)刀加濕土質(zhì)量為172.5g，環(huán)刀加干土質(zhì)量為152.0g，試計(jì)算該土樣的含水率、天然密度、干密度。（6分） 解：m=172.5-50=122.5g; ms=152.0-50=102.0g V=60cm3 g/cm3 g/cm3 2 . 某砂土地基中間夾有一層厚2m的正常固結(jié)粘土層。地下水位在地面以下2m深處。砂土層的飽和重度21kN/m3，濕重度19kN/m3。粘土層的天然孔隙比1.0，飽和重度20kN/m3，壓縮指數(shù)Cc=0.4，固結(jié)系數(shù)Cv=2.010-4層cm/s。今在地面大面積堆載100kPa。（1）堆載施加瞬時(shí)，測(cè)壓管水頭高出地下水位多少米？（2） 粘土層壓縮穩(wěn)定后，圖中h 等于多少米？（3）試計(jì)算粘土層的最終壓縮量（不必分層）。（4） 堆載施加30天后，粘土層壓縮量為多少？（假定土層平均固結(jié)度可用確定）（12分） 解：（1）對(duì)飽和土，B＝1 加載瞬時(shí)，kPa m (2) 壓縮穩(wěn)定后，超孔隙水應(yīng)力完全消散 h=0 (3) kPa kPa kPa m (4) St=U * S=0.29*15=4.35cm 3. 對(duì)一完全飽和的正常固結(jié)土試樣，為了模擬其原位受力狀態(tài)，先在周圍壓力σｃ=100ＫＰａ作用下固結(jié)，然后再在Δσ3＝０的情況下進(jìn)行不排水剪試驗(yàn)。 若該土的固結(jié)不排水強(qiáng)度指標(biāo) φcu=20，破壞時(shí)的大主應(yīng)力σ1應(yīng)為多大?，同時(shí)測(cè)出破壞時(shí)的孔隙水應(yīng)力uf=50kPa，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σ＇1及σ＇3；（３）破壞時(shí)的孔隙水應(yīng)力系數(shù)Ａf；（４）有效應(yīng)力強(qiáng)度指標(biāo)c, φ。(14分) 解：(1) σ3f＝σｃ=100kPa； ccu=0 kPa 故 Cu=(σ1-σ3)/2=(416-100)/2=150 kPa (2分) (2) σ＇1＝σ1-uf =416-50=366 kPa; σ＇3＝σ3-uf=100-50=50 kPa (2分) (3) (2分) (4) 正常固結(jié)土：Ccu=0; C＇=0 φ＇＝49.4 (2分) A B C 4. 墻背直立的光滑擋土墻，墻高為10ｍ，兩層填土的性質(zhì)指標(biāo)如下圖所示，上層粘土厚度5m，試求作用在墻背上總的主動(dòng)土壓力大小，并繪出壓力分布圖（不必求土壓力作用點(diǎn)）（12分） 解：對(duì)第一層土 m B點(diǎn)以上的主動(dòng)土壓力： pa1=r1H1’ka1－2c=203.43tg232.5-210tg32.5=15.1 kPa (2分) B點(diǎn)交界面下：pa2=r1H1’ ka2－2c2=203.43tg230-0=22.87 kPa (2分) C點(diǎn)：pa3=（r1H1’＋r2H2）ka2－2c2 (2分) =（203.43＋185）tg230-0=52.87 kPa Pa=0.53.4315.1＋0.55（22.87+52.87） =215.25 kN/m (2分) 四川大學(xué)《土力學(xué)》考試試題 1. 土中水的體積與孔隙體積之比值稱為（ ）。 （A）飽和度 （B）孔隙比 （C）孔隙率 2. 作用在基底上的荷載合力通過基礎(chǔ)形心時(shí)，假定線性分布的基底壓力為（ ）。 （A）均勻分布 （B）三角形分布 （C）梯形分布 3. 考慮基礎(chǔ)的埋置深度，計(jì)算地基變形時(shí)采用基底壓力應(yīng)稱之為（ ）。 （A）壓縮應(yīng)力 （B）附加應(yīng)力 （C）基底附加應(yīng)力 4. 極限平衡條件下，土體破壞面與大主應(yīng)力作用面的夾角呈（ ）。 （A） （B） （C） 5. 土體受到400kPa以下壓力時(shí)，土體體積的壓縮主要是由于（ ）。 （A）土粒的破碎和壓縮 （B）土中水和封閉氣體的壓縮 （C）土中孔隙體積的減小 6. 土中某點(diǎn)處于極限平衡狀態(tài)，此時(shí)該點(diǎn)應(yīng)力狀態(tài)的摩爾圓與土的抗剪強(qiáng)度線的關(guān)系是（ ）。 （A）相切 （B）相割 （C）不相交 7. 朗肯土壓力理論的被動(dòng)土壓力系數(shù)KP為（ ）。 （A） （B） （C） 8. 擋土墻墻背與填土間的外摩擦角增大，則作用于墻背的主動(dòng)土壓力會(huì)（ ）。 （A）增大 （B）減小 （C）不變 9. 相鄰兩單獨(dú)基礎(chǔ)沉降量之差值為（ ）。 （A）傾斜 （B）沉降差 （C）局部傾斜 10. 水在土體孔隙中流動(dòng)時(shí)，對(duì)土體產(chǎn)生的滲透力為（ ）。 （A）應(yīng)力 （B）體積力 （C）集中力 二、填空題（每題2分，共16分） 1. 土中的水主要有 、 和 三種。 2. 粘性土的塑性指數(shù)表達(dá)式為IP＝ 。 3. 土的滲透系數(shù)K值越小，表明該土的滲透性越 。 4. 土的直接剪切試驗(yàn)中，根據(jù)試樣在法向壓力作用下的的固結(jié)情況和剪切速度不同，剪切試驗(yàn)分為 、 、 。 5. 因土的性質(zhì)，加荷速度，基礎(chǔ)埋深，基礎(chǔ)大小等的不同，故地基的破壞有 、 、 三種模式。 6. 影響土的擊實(shí)特性的因素有： 、 、 、 等。 7. 砂性土的結(jié)構(gòu)一般都為 結(jié)構(gòu)，其松密狀態(tài)一般用 來表示。 8. 常用的顆粒分析方法中， 法用于粗粒土， 用于細(xì)粒土。 三、名詞解釋（每小題2.5分，共20分） 1. 飽和土 2. 有效應(yīng)力 3. 固結(jié)度 4. 極限平衡狀態(tài) 5. 管涌 6. 傾斜 7. 地基極限承載力 8.主動(dòng)土壓力 四、簡答題（每小題5分，共10分） 1. 簡述影響土的滲透性的因素。 2. 簡述振沖置換法的加固原理和適用的土類。 六、計(jì)算題（共39分） 1. 環(huán)刀體積為60cm3，重45.4g，環(huán)刀取濕土后稱重為159.4g（包括環(huán)刀重），土樣孔隙比e為1.12，土粒比重Gs為2.68。從土樣中取濕土12.7g，烘干后稱重為10.6g。求土的濕密度，含水量和有效密度。（10分） 本題共 3 頁，本頁為第 2 頁 教務(wù)處試題編號(hào)：  學(xué)號(hào)： 姓名 2. 有一高度為4米的擋土墻，若墻背垂直光滑，填土面水平并作用有連續(xù)均布荷載q=20kPa，地下水位在填土面以下2m。墻后填土為砂土，其容重＝18 kN／m3，＝20 kN／m3，內(nèi)摩擦角＝35，繪出作用于墻背的主動(dòng)土壓力強(qiáng)度和水壓力分布圖，并計(jì)算總主動(dòng)土壓力和水壓力的大??？（10分） 3. 某飽和粘性土土樣在三軸壓縮儀中進(jìn)行固結(jié)不排水試驗(yàn)。施加周圍壓力σ3=200 kPa，土樣破壞時(shí)主應(yīng)力差σ1-σ3=280 kPa。如果破壞面與水平面夾角57，試求破壞面上的法向應(yīng)力以及土樣中的最大剪應(yīng)力。（9分） 4. 某淺埋條形基礎(chǔ)承受中心荷載，底寬5米，埋深1.5米，地下水位與基底齊平。地基土為粉質(zhì)粘土，其c＝15kPa，＝28，土的重度＝19kN／m3，飽和重度＝21kN／m3。試確定地基土的承載力值。（承載力系數(shù)如下表所列，強(qiáng)度安全系數(shù)取2）（10分） φ Mb Md Mc 26 1.10 4.37 6.96 28 1.40 4.93 7.40 30 1.90 5.59 7.95 本題共 3 頁，本頁為第 3 頁 .先期固結(jié)壓力 5.靜止土壓力 四、簡答題(本大題共4小題，每小題5分，共20分) 3.影響抗剪強(qiáng)度大小變化的因素有哪些？ 4.庫倫土壓力理論的基本假設(shè)是什么？它的適用范圍如何？ 砂土液化：是指砂性土在循環(huán)荷載作用或者在動(dòng)力荷載作用下，孔隙水應(yīng)力增加有效應(yīng)力為零，從而導(dǎo)致其抗剪強(qiáng)度喪失的過程。 26.設(shè)計(jì)中,可以采取哪幾方面的建筑措施來減小建筑物不均勻沉降所造成的危害? 27.土壓力分為哪幾種?其劃分依據(jù)是什么?對(duì)于同一擋土墻,各種土壓力之間的大小關(guān)系如何 3.壓縮模量 24.靜止土壓力