第一章 土的组成

一、简答题

1. 什么是土的颗粒级配？什么是土的颗粒级配曲线？ 2. 土中水按性质可以分为哪几类？ 3. 土是怎样生成的？有何工程特点？

4. 什么是土的结构？其基本类型是什么？简述每种结构土体的特点。 5. 什么是土的构造？其主要特征是什么？ 6. 试述强、弱结合水对土性的影响。

7. 试述毛细水的性质和对工程的影响。在那些土中毛细现象最显著？ 8. 土颗粒的矿物质按其成分分为哪两类？ 9. 简述土中粒度成分与矿物成分的关系。 10. 粘土的活动性为什么有很大差异？ 11. 粘土颗粒为什么会带电？

二、填空题

1.根据土的颗粒级配曲线，当颗粒级配曲线较 缓 时表示土的级配良好。

2.工程中常把 的土称为级配良好的土，把 的土称为级配均匀的土，其中评价指标叫 。

3.不同分化作用产生不同的土，分化作用有 、 、 。

4. 粘土矿物基本上是由两种原子层(称为晶片)构成的，一种是 ，它的基本单元是Si—0四面体，另一种是 ，它的基本单元是A1—OH八面体。 5. 不均匀系数Cu、曲率系数Cc 的表达式为Cu＝ 、Cc＝ 。 6. 砂类土样级配曲线能同时满足 及 的土才能称为级配良好的土。

7. 土是 的产物，是各种矿物颗粒的集合体。土与其它连续固体介质相区别的最主要特征就是它的 和 。

8. 土力学是利用 一般原理和 技术来研究土的物理性质以及在所受外力发生变化时的应力、变形、强度、稳定性和渗透性及其规律一门科学。 9.最常用的颗粒分析方法有 法和 法。

10. 著名土力学家 的《土力学》专著问世，标志着现代土力学的开始。

三、选择题

1．在毛细带范围内，土颗粒会受到一个附加应力。这种附加应力性质主要表现为( ) (A)浮力； (B)张力； (C)压力。 2．对粘性土性质影响最大的是土中的( )。

(A)强结合水； (B)弱结合水； (C)自由水； (D)毛细水。

1

3．土中所含―不能传递静水压力，但水膜可缓慢转移从而使土具有一定的可塑性的水，称为( )。

(A)结合水； (B)自由水； (C)强结合水； (D)弱结合水。

4．下列粘土矿物中，亲水性最强的是( )。（2005年注册土木工程师（岩土）职业资格考试题，三峡大学2006年研究生入学考试试题）

(A)高岭石； (B)伊里石； (C)蒙脱石； (D)方解石。 5.毛细水的上升，主要是水受到下述何种力的作用？( ) (A)粘土颗粒电场引力作用； (B)孔隙水压力差的作用 (C)水与空气交界面处的表面张力作用。

6.土的可塑性范围与比表面大小有关，下列说法正确的是（ ） (A)粘土的比表面比砂土大，所以可塑性范围大 (B)粘土的比表面比砂土小，所以可塑性范围大 (C)粘土的比表面与砂土相似，颗粒细，故可塑性范围大

7.图粒大小及级配，通常用颗粒级配曲线表示，土的颗粒级配曲线越平缓，则表示（ ）。

(A)土粒大小均匀，级配良好；(B) 土粒大小不均匀，级配不良；(C) 土粒大小不均匀，级配良好。

8.由某土颗粒级配曲线获得d60=12.5mm，d10=0.03mm，则该土的不均匀系数Cu为（ ）。

(A)416.7； (B)4167； (C)2.4×10-3； (D)12.53。 9．若甲、乙两种土的不均匀系数相同，则两种土的（ ）。

(A)颗粒级配累计曲线相同； (B)有效粒径相同； (C)限定粒径相同； (D) 限定粒径与有效粒径之比相同。

10.在工程上，对于粒径分别大于0.075mm及小于0.075mm的土，采用的颗粒级配试验方法为（）。

(A)均为筛分法；(B)均为水分法；(C)前者为筛分法后者为水分法。 11.毛细水上升高度决定于土粒粒度，下列哪种土毛细水上升高度最大（ ）。

(A)粘性土； (B)粉土； (C)砂土。

12．若将1cm3立方体颗粒分割为棱边0.001mm的许多立方体颗粒，则比表面变为（ ）。 (A)6×102cm2； (B) 6×104cm-1； (C) 6×104。

13.稍湿状态的砂堆，能保持垂直陡壁达几十厘米高不塌落，因为存在（ ）。 (A)拉力； (B)浮力； (C) 重力； (D) 毛细粘聚力。 14.具有更好的分选性和磨圆度的土是（ ）。

(A)残积土； (B)坡积土； (C) 洪积土； (D) 冲积土。

15. 雨雪水流的地质作用将高处岩石风化产物缓慢地洗刷剥蚀，顺着斜坡向下逐渐移动，沉积在平缓的坡脚，这种搬运和堆积方式形成的土称为( )。 （A）残积土 （B）坡积土 （C）洪积土 （D）冲积土 16.下图1-1为某砂土的颗粒级配曲线，是判断属于下列（ ）类。

2

图1-1

(A)A线级配良好，B线级配不良，C线级配不连续； (B) A线级配不连续，B线级配良好，C线级配良好； (C) A线级配不连续，B线级配不良，C线级配良好； (D) A线级配不良，B线级配良好，C线级配不连续。

四、判断改错题

1. 结合水是液态水的一种，故能传递静水压力。 2. 风积土是岩石经物理和化学风化的产物。 3. 土的结构最主要的特征是成层性。

五、计算题

1. 甲乙两土样的颗粒分析结果列于下表，试绘制级配曲线，并确定不均匀系数以及评价级配均匀情况。

粒径/mm 相 对 含量乙土 2～0.5 0.5～ 0.25 24.3 14.2 0.25～ 0.1 20.2 5.0 0.1～ 0.05 14.8 5.0 0.05～ 0.02 10.5 17.1 0.02～ 0.01 6.0 32.9 0.01～0.005 4.1 18.6 0.005～0.002 2.9 12.4 ﹤0.002 3.0 9.0 甲土 （%） 第1章 参考答案

一、简答题

1.【答】

土粒的大小及其组成情况，通常以土中各个粒组的相对含量（各粒组占土粒总量的百分数）来表示，称为土的颗粒级配（粒度成分）。根据颗分试验成果绘制的曲线（采用对数坐标表示，横坐标为粒径，纵坐标为小于（或大于）某粒径的土重（累计百分）含量）称为颗粒级配曲线，它的坡度可以大致判断土的均匀程度或级配是否良好。

3

2. 【答】

3. 【答】

土是连续、坚固的岩石在风化作用下形成的大小悬殊的颗粒，经过不同的搬运方式，在各种自然环境中生成的沉积物。与一般建筑材料相比，土具有三个重要特点：散粒性、多相性、自然变异性。 4. 【答】

土的结构是指由土粒单元大小、矿物成分、形状、相互排列及其关联关系，土中水的性质及孔隙特征等因素形成的综合特征。基本类型一般分为单粒结构、蜂窝结（粒径0.075~0.005mm）、絮状结构（粒径<0.005mm）。

单粒结构：土的粒径较大，彼此之间无连结力或只有微弱的连结力，土粒呈棱角状、表面粗糙。

蜂窝结构：土的粒径较小、颗粒间的连接力强，吸引力大于其重力，土粒停留在最初的接触位置上不再下沉。

絮状结构：土粒较长时间在水中悬浮，单靠自身中重力不能下沉，而是由胶体颗粒结成棉絮状，以粒团的形式集体下沉。 5. 【答】

土的宏观结构，常称之为土的构造。是同一土层中的物质成分和颗粒大小等都相近的各部分之间的相互关系的特征。其主要特征是层理性、裂隙性及大孔隙等宏观特征。 6. 【答】

强结合水影响土的粘滞度、弹性和抗剪强度，弱结合水影响土的可塑性。 7. 【答】

毛细水是存在于地下水位以上，受到水与空气交界面处表面张力作用的自由水。土中自由水从地下水位通过土的细小通道逐渐上升。它不仅受重力作用而且还受到表面张力的支配。毛细水的上升对建筑物地下部分的防潮措施和地基特的浸湿及冻胀等有重要影响；在干旱地区，地下水中的可溶盐随毛细水上升后不断蒸发，盐分积聚于靠近地表处而形成盐渍土。在粉土和砂土中毛细现象最显著。 8. 【答】

（1）一类是原生矿物:母岩经物理风化而成，如石英、云母、长石；

4

（2）另一类是次生矿物：母岩经化学风化而成，土中次生矿物主要是粘土矿物，此外还有铝铁氧化物、氢氧化物和可溶盐类等。常见的粘土矿物有蒙脱石、伊里石、高岭石；由于粘土矿物颗粒很细，比表面积很大，所以颗粒表面具有很强的与水作用的能力，因此，土中含粘土矿物愈多，则土的粘性、塑性和胀缩性也愈大。 9. 【答】

粗颗粒土往往是岩石经物理分化形成的原岩碎屑，是物理化学性质比较稳定的原生矿物颗粒；细小土粒主要是化学风化作用形成的次生矿物颗粒和生成过程中有机物质的介入，次生矿物的成分、性质及其与水的作用均很复杂，是细粒土具有塑性特征的主要因素之一，对土的工程性质影响很大。 10. 【答】

粘土颗粒（粘粒）的矿物成分主要有粘土矿物和其他化学胶结物或有机质，而粘土矿物是很细小的扁平颗粒，颗粒表面具有很强的与水相互作用的能力，表面积（比表面）愈大，这种能力就愈强，由于土粒大小而造成比表面数值上的巨大变化，必然导致土的活动性的极大差异，如蒙脱石颗粒比高岭石颗粒的比表面大几十倍，因而具有极强的活动性。 11. 【答】

研究表明，片状粘土颗粒的表面，由于下列原因常带有布平衡的负电荷。①离解作用：指粘土矿物颗粒与水作用后离解成更微小的颗粒，离解后的阳离子扩散于水中，阴离子留在颗粒表面；②吸附作用：指溶于水中的微小粘土矿物颗粒把水介质中一些与本身结晶格架中相同或相似的离子选择性地吸附到自己表面；③同晶置换：指矿物晶格中高价的阳离子被低

4+3+3+2+

价的离子置换，常为硅片中的Si 被Al置换，铝片中的Al被Mg置换，因而产生过剩

的未饱和的负电荷。④边缘断裂：理想晶体内部是平衡的，但在颗粒边缘处，产生断裂后，晶体连续性受到破坏，造成电荷不平衡。

二、填空题

1. 较平缓

2. CU>10， CU<5，不均匀系数 3. 物理风化，化学风化，生物分化 4. 硅氧晶片（硅片），铝氢氧晶片（铝片） 5.Cu = d60 / d10，Cc = d230 / (d60 ×d10 ) 6. Cu ≧5，Cc = 1～3 7.岩石分化，散粒性，多相性 8.力学，土工测试 9.筛分，水分

10.太沙基（Terzaghi）

三、选择题

1.C 2.C 3.D 4.C 5.C 6.A 7.C 8.A 9.D 10.C 11.B 12.B 13.D 14.D 15.D 16.D

四、判断改错题

1.×，不能传递静水压力。 2. ×，由风力搬运形成的土。 3. ×，结构改为构造。

五、计算题

5

解：甲土颗粒级配曲线如下： 孔径(mm) 留筛土质量（g） 小于该孔径的土质量(g) 2 0.5 0.25 0.1 0.05 0.02 0.01 0.005 0.002 <0.002 0 24.3 14.2 20.2 14.8 10.5 6.0 4.1 2.9 3.0 100 75.7 61.5 41.3 26.5 16 10 5.9 3 小于该孔径的土的百分数% 100 75.7 61.5 41.3 26.5 16 10 5.9 3

， ， ，因为

>10 粒度分布范围较大，土粒越不均匀，级配良好。

乙土颗粒级配曲线如下： 孔径(mm) 留筛土质量（g） 小于该孔径的土质量(g) 2 0.5 0.25 0.1 0.05 0.02 0 0 05 5 5 17.1 100 100 100 95 90 72.9 小于该孔径的土的百分数% 100 100 100 95 90 72.9 6

0.01 32.9 40 40 0.005 18.6 21.4 21.4 0.002 12.4 9 9 <0.002 9 ，

因为

大于5，

在1-3之间 所以为良好级配砂

7

第二章 土的物理性质及分类

一、简答题

1. 什么是土的物理性质指标？哪些是直接测定的指标？哪些是计算指标？ 2. 甲土的含水量大于乙土，试问甲土的饱和度是否大于乙土？ 3. 什么是塑限、液限和缩限？什么是液性指数、塑性指数？ 4. 塑性指数对地基土性质有何影向？ 5. 什么是土的冻胀性？产生机理是什么？ 6. 说明细粒土分类塑性图的优点。 7. 按规范如何对建筑地基岩土进行分类？

8. 甲乙两土的天然重度和含水量相同，相对密度不同，饱和度哪个大？ 9. 简述用孔隙比e、相对密实度Dr判别砂土密实度的优缺点。 10. 简述野外判别碎石土密实度方法？

11. 什么是土的灵敏度和触变性？试述在工程中的应用。 12. 说明下图2-1中各图的横纵坐标，同时标出单位。

（a）级配曲线 （b）击实曲线 （c）塑性图

图2-1

13.影响土压实性的主要因素什么？ 14.什么是最优含水量和最大干密度？ 15.为什么含水量而减小？

16. 在填方压实工程中，土体是否能压实到完全饱和状态？为什么？（华南理工大学2006年攻读硕士学位研究生入学考试） 17.影响土击实效果的因素有哪些？

18. 为什么仅用天然含水量说明不了粘性土的物理状态，而用液性指数却能说明？（长安大学2007年硕士研究生入学考试）

最优含水量

op

时，干密度

d

随增加而增大，

op

时，

d

随增加

二、填空题

1.粘性土中含水量不同，可分别处于 、 、 、 、 四种不同的状态。其界限含水量依次是 、 、 。

2.对砂土密实度的判别一般采用以下三种方法 、 、 。

3.土的天然密度、土粒相对密度、含水量由室内试验直接测定，其测定方法分别是 、 、 。

4. 粘性土的不同状态的分界含水量液限、塑限、缩限分别用 、 、 测定。

8

5. 土的触变性是指 。

6. 土的灵敏度越高，其结构性越强，受扰动后土的强度降低越 。

7. 作为建筑地基的土，可分为岩石、碎石土砂土、 、粘性土和人工填土。 8. 碎石土是指粒径大于 mm的颗粒超过总重量50%的土。 9.土的饱和度为土中被水充满的孔隙 与孔隙 之比。 10. 液性指数是用来衡量粘性土的 状态。

三、选择题

1．作为填土工程的土料，压实效果与不均匀系数Cu的关系：( ) （A）Cu大比Cu小好 (B) Cu小比Cu大好 (C) Cu与压实效果无关 2.有三个同一种类土样，它们的含水率其压缩性有何变化？( )

(A)压缩性越大 (B) 压缩性越小 (C) 压缩性不变

3.有一非饱和土样，在荷载作用下，饱和度由80%增加至95%。试问土样的重度γ和含水率怎样改变？( ) (A)γ增加，

减小 (B) γ不变，

不变 (C)γ增加，

增加

4.土的液限是指土进入流动状态时的含水率，下述说法哪种是对的？( ) (A)天然土的含水率最大不超过液限 (B) 液限一定是天然土的饱和含水率

(C)天然土的含水率可以超过液限，所以液限不一定是天然土的饱和含水率

5. 已知砂土的天然孔隙比为e＝0.303，最大孔隙比emax＝0.762，最小孔隙比emin＝0.114，则该砂土处于( )状态。

（A）密实 （B） 中密 (C)松散 （D）稍密

6．已知某种土的密度ρ＝1.8g/cm3，土粒相对密度ds＝2.70，土的含水量w＝18.0％，则每立方土体中气相体积为( )

(A)0.486m3 (B)0.77m3 (C)0.16m3 (D)0.284m3 7.在土的三相比例指标中，直接通过室内试验测定的是（）。 (A)ds，w,e； (B) ds，w, ρ； (C) ds，e, ρ； (D) ρ，w, e。

8.有若干种粘性土，它们的液限wL相同，但塑性指数IP不同，IP越大，则土的透水性有何不同（ ）。（湖北工业大学2005年攻读硕士学位研究生入学考试） (A) 透水性增大；(B) 透水性不变；(C) 透水性减小。

9．评价粘性土的物理特征指标有哪些（ ）。（湖北工业大学2005年攻读硕士学位研究生入学考试）

(A)天然孔隙比e，最大孔隙比emax，最小孔隙比emin； (B)最大干重度rdmax，最优含水量wop，压实度(C)天然含水量w，塑限Wp，液限WL。

10.对无粘性土的工程性质影响最大的因素是（ ）。

(A)含水量； (B)密实度； (C)矿物成分； (D)颗粒的均匀程度。 11.处于天然状态的砂土的密实度一般用哪一种试验方法测定（ ）。

(A)载荷试验； (B)十字板剪切试验； (C)标准贯入试验； (D)轻便触探试验。

9

c；

都相同，但是饱和度Sr不同，饱和度Sr越大的土，

12．某粘性土的液性指数=0.6，则该土的状态（ ）。 (A)硬塑； (B) 可塑； (C) 软塑； (D)流塑。 13. 粘性土的塑性指数越大，表示土的（ ）。

(A)含水量w越大； (B)粘粒含量越高； (C) 粉粒含量越高； (D) 塑限Wp越高。 14.淤泥属于（ ）。

(A)粉土； (B)粘性土； (C) 粉砂； (D) 细砂。 15. 粘性土的塑性指数越大，说明（）。

（A）土粒比表面积越小； （B）土粒吸附能力越弱；

（C）土的可塑范围越大； （D）粘粒、胶粒、粘土矿物含量越低。 16.不同状态下同一种土的重度由大到小排列顺序是（）。 （A）（C）

； （B）； （D）

； 。

17. 已知甲、乙两土样物理性质指标如表2-1：

表2-1

土样 甲 乙 /% 32 23 /% 20 16 /% 37 27 2.72 2.66 1.0 1.0

判断下列结论中，正确的是（ ）。 （A）甲比乙具有更多的粘粒； （B）甲比乙具有更大的密度； （C）甲比乙具有更大的干密度； （D）甲比乙具有更大的孔隙比。 18.下列叙述正确的是（ ）。 （A）（B）（C）（D）

时，粘性土处于坚硬状态； 时，粘性土处于流动状态； 时，粘性土处于坚硬状态； 时，粘性土处于软塑状态。

19.下面有关粘性土的叙述正确的是（ ）。 （A）粘性土是指塑性指数小于或等于10的土； （B）粘性土是指塑性指数大于10的土； （C）粘性土是指塑性指数大于17的土； （D）粘性土又称为粘土。

20.按《岩土工程勘察规范》（GB 50021-2001），砂土和粉土的分类界限是（ ）。(2004年岩土工程师专业考试试题)

（A）粒径大于0.075mm的颗粒质量超过总质量50%的为粉砂，不足50%且塑性指数IP≤10的为粉土；

（B）粒径大于0.075mm的颗粒质量超过总质量50%的为粉砂，不足50%且塑性指数IP>3的为粉土；

10

（C）粒径大于0.1mm的颗粒质量少于总质量75%的为粉砂，不足75%且塑性指数IP>3的为粉土；

（D）粒径大于0.1mm的颗粒质量少于总质量75%的为粉砂，不足75%且塑性指数IP>7的为粉土。

21.某建筑物地基需要压实填土8000m3，控制压实后的含水量料重度r=15.5kN/m，天然含水量

3

0=10%，相对密度

1=14%，饱和度

Sr=90%；填

GS=2.72，此时需要填料的方量最接近

下列（ ）。(2004年岩土工程师专业考试试题)

(A)10650 m3； (B)10850 m3； (C) 11050 m3； (D) 11250 m3。

22.在下列关于路堤堤防填土压实的说法中，（ ）是正确的。(2004年岩土工程师专业考试试题)

(A)在最优含水量下压实可取得最经济的压实效果及最大干密度；

(B) 最优含水率取决于土类，与进行击实试验仪器的类型及试验方法无关； (C)压实度是指实际达到的干密度与击实试验最大干密度之比； (D) 压实系数随填土深度不同可以不同。

23.采用塑限含水量WP=18%的粉质粘土作填土土料修筑告速公路路基，分层铺土碾压时，下列（ ）种含水率现对比较适合。(2005年岩土工程师专业考试试题) (A)12%； (B)17%； (C) 22% ； (D) 25%。

24.对粘性土填料进行下列压实试验时，下列（ ）选项是错误的。(2005年岩土工程师专业考试试题)

(A)在一定击实功作用下，能使填筑土料达到最大干密度所对应的含水量； (B)与轻型击实仪比较，采用重型击实试验得到土料的最大干密度较大； (C) 填土的塑限增加，最优含水量减小；击实功增加，最优含水量增加。

四、判断改错题

1. 在填方工程施工中，常用土的干密度来评价填土的压实程度。 2. 无论什么土，都具有可塑性。 3. 用塑性指数IP可以对土进行分类。

4. 相对密实度Dr主要用于比较不同砂土的密实度大小。 5. 砂土的分类是按颗粒级配及其形状进行的。

6. 粉土的塑性指数IP小于或等于10、粒径大于0.075的颗粒含量不超过全重55%的土。 7. 甲土的饱和度大于乙土的饱和度，则甲土的含水量一定高于乙土的含水量。 8. 土在最优含水量时，压实密度最大，同一种土的压实能量越大，最优含水量越大。 9. 两种不同的粘性土，其天然含水量相同，则其软硬程度相同。 10.地下水位上升时，在浸湿的土层中，其颗粒相对密度和孔隙比将增大。

五、计算题

1. 有一完全饱和的原状土样切满于容积为21.7cm3 的环刀内，称得总质量为72.49g， 经105℃烘干至恒重为61.28g，已知环刀质量为32.54g，土粒相对密度（比重）为2.74， 试求该土样的湿密度、含水量、干密度及孔隙比（要求按三项比例指标定义求解）。

11

2. 某原状土样的密度为1.85g/cm 3、含水量为34%、土粒相对密度为2.71，试求该土样的饱和密度、有效密度和有效重度（先导得公式然后求解）。

3. 某砂土土样的密度为1.77g/cm3 ，含水量为9.8%，土粒相对密度为2.67，烘干后测定最小孔隙比为0.461，最大孔隙比为0.943，试求孔隙比和相对密度，判断该砂土的密实度。 4. 某一完全饱和粘性土试样的含水量为30%，土粒相对密度为2.73 ，液限为33%，塑限为17%，试求孔隙比、干密度和饱和密度，并按塑性指数和液性指数分别定出该粘性土的分类名称和软硬状态。

5.经测定，某地下水位以下砂层的饱和密度为1.991g/cm3，土粒相对密度为2.66，最大干密

33

度为1.67g/cm，最小干密度为1.39g/cm，试判断该砂土的密实程度。

6.已知某土样含水量为20%，土粒相对密度为2.7，孔隙率为50%，若将该土加水至完全饱

3

和，问10m该土体需加水多少？

7.某土样，土粒相对密度为2.7，孔隙比为0.95，饱和度为37%，现要把饱和度提高到90%，则每1的该土样中应加多少水？ 8.某土样孔隙体积干重度

，土粒体积

，土粒相对密度为ds=2.69，求孔隙比e和

sat和含水量

d；当孔隙被水充满时，求饱和重度

。

9.某土样的干密度为1.60g/cm3，土粒相对密度为2.66，颗粒分析试验表明，该土大于0.5mm的颗粒占总质量的25%。假设细颗粒可以把粗颗粒间的孔隙全部填满，问该土小于0.5mm的那部分细颗粒土的干密度约是多少？若经过压实后，该土在含水量为18%时达到饱和，问该土此时的干密度是多少？

10. 某一施工现场需要填土，基坑的体积为2000 m3，土方来源是从附近土丘开挖，经勘察土的相对密度为2.70,含水量为15%,孔隙比为0.60。要求填土的含水量为17%,干重度为17.6 kN/m3 。

(1) 取土场的重度、干重度和饱和度是多少？ (2) 应从取土场开采多少方土?

(3) 碾压时应洒多少水?填土的孔隙比是多少? (三峡大学2006年研究生入学考试试题)

11.某饱和土样含水量为38.2%，密度为1.85 t/m3，塑限为27.5%，液限为42.1%。问：要制备完全饱和、含水量为50%的土样，则每立方米土应加多少水？加水前和加水后土各处于什么状态？其定名是什么？

12. 某饱和土的饱和密度为1.85 t/m3，含水量为37.04%，试求其土粒相对密度和孔隙比。 13.已知一土样天然密度为1.8 t/m3，干密度为1.3 t/m3，饱和重度为20 kN/m3，试问在1t天然状态土中，水和干土的质量各是多少？若使这些土改变成饱和状态，则需加水多少？ 14.设有1m3的石块，孔隙比e=0，打碎后孔隙比为e=0.6，在打碎后孔隙比为e=0.75，求第一次与第二次打碎后的体积？

15.是推导理论上所能达到的最大击实曲线（即饱和度Sr=100%的击实曲线）的表达式。 16.配置含水量35%的土样，取天然含水量12%的土重20t，已测定土粒相对密度为2.70，问需加水多少？(同济大学1998年研究生入学考试试题)

第2章 参考答案

12

一、简答题

1.【答】

（1）土的各组成部分的质量和体积之间的比例关系，用土的三相比例指标表示，称为土的物理性质指标，可用于评价土的物理、力学性质。

（2）直接测定的指标：土的密度、含水量、相对密度ds；计算指标是：孔隙比e、孔隙率n、干密度

d、饱和密度

sat、有效密度

’

、饱和度Sr

有关，还与ds、e有关。

2. 【答】

甲乙，但Sr甲不一定大于Sr乙。因为Sr3. 【答】 （1）液限（2）塑限（3）缩限

它不仅与含水量s/e，

L：液限定义为流动状态与塑性状态之间的界限含水量。 p: s:

塑限定义为土样从塑性进入半坚硬状态的界限含水量。 缩限是土样从半坚硬进入坚硬状态的界限含水量。

（4）塑性指数IP 定义为土样的液限和塑限之差：IP = wL－wP （5）液性指数：

4. 【答】

塑性指数IP是土的颗粒组合、矿物成分以及土中水的离子成分和浓度的指标。土颗粒越细、粘土矿物含量越多、土粒表面反离子层中低价阳离子增加，IP变大。IP是粘性土的分类标准。IP>17为粘性土，10< IP ≤17为粉质粘土。

5. 【答】

（1）当地层温度降至零摄氏度以下，土中水冻结形成冻土。某些细粘粒土在冻结时，体积发生膨胀，即冻胀现象。

（2）产生机理是由于土层在结冰时，周围未冻区土中的水分向冻结区迁移积聚的结果。 6. 【答】

土的塑性指数是划分细粒土的良好指标，它既能综合反映土的颗粒组成、矿物成分以及土粒吸附阳离子成分等方面的特性，但是不同的液限、塑限可给出相同的塑性指数，而土性却很可能不一样。塑性图考虑了塑性指数和液限两个方面，因此对细粒土分类更加合理。 7. 【答】

作为建筑地基的岩土，可分为岩石、碎石土、砂土、粉土、粘性土和人工填土。 8. 【答】

相对密度大的，饱和度小。 因为：

由此看出：ds大的，Sr就小。

9. 【答】

（1）用e判断砂土的密实度的优点：应用方便，同一种土，密实砂土的空隙比一定比松散砂土的小；缺点：无法反映土的粒径级配因素。

（2）用Dr判断砂土的密实度的优点：考虑了土级配因素，理论上完善；缺点:用长颈漏斗测定emax或用振动叉和击实金属法测定emin因人而异，难以获得较为科学的数据。 10. 【答】

13

野外判别碎石土密实度的方法：根据骨架颗粒含量和排列、可挖性、可钻性，将碎石土分为密实、中密、稍密、松散四种密实状态。

11. 【答】

（1）土的灵敏度定义为原状土强度与扰动土强度之比，即： St= 原状土强度／扰动土强度。土的强度通常采用无侧限抗压强度试验测定，即：注意保护基槽，尽量减少土结构的扰动。

（2）饱和粘性土的结构受到扰动，导致强度降低，但当扰动停止后，土的强度又随时间而逐渐增大。粘性土的这种抗剪强度随时间恢复的胶体化学性质称为土的触变性。

例如：在黏性土中打桩时，可利用土的灵敏度，桩侧土的结构受到破坏而强度降低，将桩打入土中；利用土的触变性，在停止打桩以后，土的强度逐渐恢复，桩的承载力增加。 12. 【答】

（a）横坐标是粒径，用对数表示，纵坐标是小于(或大于)某粒径的土重含量(或称累计百分含量)，用%表示；

3

（b）横坐标是含水量，用%表示，纵坐标是土的干密度，单位g/cm;

。

土的灵敏度愈高，其结构性愈强，受扰动后土的强度降低就愈多。所以在基础施工中应

（c）横坐标是液限，用%表示，纵坐标是塑性指数。 13. 【答】

含水量、击实能量、土的颗粒级配、试验条件。

14. 【答】

在一定的压实能量下使土最容易压实，并能达到最大干密度时的含水量称为土的最优含水量，用

op表示；相对应的干密度叫最大干密度，用

dmax表示。

15. 【答】

因为含水量小于最优含水量

op时，土中水主要是强结合水，颗粒间具有很大的分子引

力，阻止颗粒移动，压实比较困难，干密度较小；当含水量适当增大时，土中结合水膜变厚，土粒间的连接力减弱而使粒易于移动，压实效果变好，干密度增加；当含水量继续增加时超过最优含水量

op出现了自由水，击实时水不易立即排除，阻止土粒靠近，压实效果下降，

干密度又下降。

16. 【答】

粘性土渗透性很小，压实过程中含水量几乎不变，土中少量封闭气体很难全部赶走，要想击实到完全饱和状态是不可能的。

17. 【答】

含水量、土类及级配、击实功能、毛细管压力以及孔隙压力等，其中前三种影响因素是最主要的。

18. 【答】

对于粘性土，因粘土矿物含量高、颗粒细小，其物理状态与含水量关系非常密切。同一种粘性土随其含水量的不同，而分别处于固态、半固态、可塑状态及流动状态。但是由于含不同矿物成分的粘性土，即使具有相同的含水量，也未必处于同样的物理状态，因为含不同矿物成分的粘性土在同一含水量下稠度不同。在一定含水量下，一种土可能处于可塑状态，而含不同矿物颗粒的另一种粘性土可能处于流动状态。因此，考虑矿物成分的影响，粘性土的软硬状态不用含水量直接判断。

二、填空题

14

1. 固态、半固态、可塑态、流动态、缩限、塑限、液限 2. 孔隙比法、相对密实度法、标准灌入法 3. 环刀法、比重瓶法、烘干法 4. 锥式液限仪、搓条法、收缩皿法

5. 粘性土的结构受到扰动时，导致强度降低，但当扰动停止后，土的强度又随时间而逐渐

增大的性质。 6. 越多。 7. 粉土。 8. 2。

9. 体积、总体积。 10.软硬。

三、选择题

1.A 2.B 3.A 4.C 5.A 6.C 7.B 8.C 9.C 10.B 11.C 12.B 13.B 14.B 15.C 16.A 17.A 18.A 19.B 20.A 21.B 22.C 23.B 24.C

21题详解：压实前填料的干重度：压实后填土的干重度：

根据压实前后土体干质量相等的原则计算填料的方量V1：

答案（B）正确

四、判断改错题

。

2. ×，无粘性土不具有可塑性。 3. ×，对粉土和粘性土分类。 4. ×，是反映砂土本身的密实程度。 5. ×，去掉―及其形状‖。 6. ×，将―55%‖改为―50%‖。 7. ×，二者没有必然联系。

8. ×，同一种土的压实能量越大，最优含水量越小。 9. ×，液性指数相同时软硬程度才相同。 10. ×，保持不变。

五、 计算题

1. 解：

15

2. 解：设土颗粒体积为1 由得 3. 解：由

因为1/3< SPAN>所以该砂土的密实度为中密。

4.解：由

得

因为10

得

因为2/3< SPAN>所以该砂土的密实度为密实。 6.解：由得

由

，且

，得

16

当时， 当时，

故应加水

7.解：由得

8. 解：

9.解：设V=1m3，则 粗颗粒质量 细颗粒质量

粗颗粒体积

粗颗粒孔隙体积 细颗粒土的干密度 压实后的孔隙比

10.解：（1）

（2）填土场 取土场

（３）洒多少水

11. 解：

17

粉质粘土

加水前 可塑状态 加水后 流塑状态

12. 解：

联立求解，得

13. 解：

需加水

14. 解：

15. 解：

16. 解：由

得

由 得 需加水

18

第三章 土的渗透性及渗流

一、简答题

1. 试解释起始水力梯度产生的原因。 2. 简述影响土的渗透性的因素主要有哪些。

3. 为什么室内渗透试验与现场测试得出的渗透系数有较大差别？ 4. 拉普拉斯方程适应于什么条件的渗流场？ 5. 为什么流线与等势线总是正交的？ 6. 流砂与管涌现象有什么区别和联系？ 7. 渗透力都会引起哪些破坏？

二、填空题

1.土体具有被液体透过的性质称为土的 。

2.影响渗透系数的主要因素有： 、 、 、 、 、 。

3.一般来讲，室内渗透试验有两种，即 和 。 4.渗流破坏主要有 和 两种基本形式。

5.达西定律只适用于 的情况，而反映土的透水性的比例系数，称之为土的 。三、选择题

1.反应土透水性质的指标是（ ）。 A.不均匀系数 B.相对密实度 C.压缩系数 D.渗透系数

2.下列有关流土与管涌的概念，正确的说法是（ ）。 A．发生流土时，水流向上渗流；发生管涌时，水流向下渗流 B.流土多发生在黏性土中，而管涌多发生在无黏性土中 C.流土属突发性破坏，管涌属渐进式破坏 D.流土属渗流破坏，管涌不属渗流破坏

3.土透水性的强弱可用土的哪一项指标来反映？（ ） A.压缩系数 B.固结系数 C.压缩模量 D.渗透系数

4.发生在地基中的下列现象，哪一种不属于渗透变形？（ ） A.坑底隆起 B.流土 C.砂沸 D.流砂

19

5.下属关于渗流力的描述不正确的是（ ）。 A.其数值与水力梯度成正比，其方向与渗流方向一致 B.是一种体积力，其量纲与重度的量纲相同 C.流网中等势线越密集的区域，其渗流力也越大 D.渗流力的存在对土体稳定总是不利的 6.下列哪一种土样更容易发生流砂？（ ） A.砂砾或粗砂 B.细砂或粉砂 C.粉质黏土 D.黏土 7.成层土水平方向的等效渗透系数A.

>

B.

=

C.

<

与垂直方向的等效渗透系数

的关系是（ ）。

8. 在渗流场中某点的渗流力（ ）。

A.随水力梯度增加而增加 B.随水利力梯度增加而减少 C.与水力梯度无关 9.评价下列说法的正误。（ ）

①土的渗透系数越大，土的透水性也越大，土的水力梯度也越大； ②任何一种土，只要水力梯度足够大，就有可能发生流土和管涌； ③土中任一点渗流力的大小取决于该点孔隙水总水头的大小； ④渗流力的大小不仅取决于水力梯度，还与其方向有关。 A.①对 B.②对 C.③和④对 D.全不对 10.下列描述正确的是（ ）。 A.流网中网格越密处，其水力梯度越小

B.位于同一条等势线上的两点，其孔隙水压力总是相同的 C.同一流网中，任意两相邻等势线间的势能差相等 D.渗透流速的方向为流线的法线方向 11.土体渗流研究的主要问题不包括（ ）。 A.渗流量问题 B.渗透变形问题 C.渗流控制问题 D.地基承载力问题

12.某岸边工程场地细砂含水层的流线上A、B两点，A点的水位标高2.5米，B点的水位标高3.0米，两点间流线长为10米，计算两点间的平均渗透力最接近下列（）个值。 (A)1.25kN/m3； (B)0.83 kN/m3； (C) 0.50 kN/m3； (D) 0.20 kN/m3。

13. 四个坝基土样的孔隙率和细粒含量（以质量百分率计）如下，试按《水利水电工程地质勘察规范》（GB50287-99）计算判别下列（）选项的土的渗透变形的破坏形式属于管涌。 (A) (C)

； (B) ； (D)

； 。

20

四、判断改错题

1. 绘制流网时必须满足的基本条件之一是流线和等势线必须正交。 2. 达西定律中的渗透速度不是孔隙水的实际流速。 3. 土的孔隙比愈大，其渗透系数也愈大。

4. 在流网图中，流线愈密集的地方，水力坡降愈小。 5. 发生流砂时，渗流力方向与重力方向相同。 6. 细粒土的渗透系数测定通常采用―常水头‖试验进行。 7. 绘制流网时，每个网格的长宽比没有要求。 8. 在流网中，任意两相邻流线间的渗流量相等。

9. 管涌发生在渗流溢出处，而流土发生的部位可以在渗流溢出处，也可以在土体内部。

五、计算题

1.如图3－1所示，在恒定的总水头差之下水自下而上透过两个土样，从土样1顶面溢出。 （1） 已土样2底面c－c 为基准面，求该面的总水头和静水头；

（2） 已知水流经土样2的水头损失为总水头差的30%，求 b－b面的总水头和静水头；（3） 已知土样2的渗透系数为0.05cm/s ，求单位时间内土样横截面单位面积的流量； （4） 求土样1的渗透系数。

图3－1 （单位：cm） 图3－3 （单位：cm）

2.如图3－2所示，在5.0m 厚的黏土层下有一砂土层厚6.0 m，其下为基岩（不透水）。为

-23

测定该沙土的渗透系数，打一钻孔到基岩顶面并以10m/s 的速率从孔中抽水。在距抽水

孔15m 和30m 处各打一观测孔穿过黏土层进入砂土层，测得孔内稳定水位分别在地面以下3.0m 和2.5m ，试求该砂土的渗透系数。

21

图3－2 （单位：m）

3. 某渗透装置如图3-3所示。砂Ⅰ的渗透系数

；砂样断面积A=200

，试问：

；砂Ⅱ的渗透系数

(1)若在砂Ⅰ与砂Ⅱ分界面处安装一测压管，则测压管中水面将升至右端水面以上多高？ （2）砂Ⅰ与砂Ⅱ界面处的单位渗流量q多大？ 4. 定水头渗透试验中，已知渗透仪直径

，在60s时间内的渗水量

5.设做变水头渗透试验的粘土式样的截面积为为

，实验开始时的水位差为

，经过

，在

渗流直径上的水头损失

，求土的渗透系数。 ,厚度为

渗透仪细玻璃管的内径

，实验

观察的水位差为

室的水温为20℃，试求式样的渗透系数。

6. 图3-4为一板桩打入透土层后形成的流网。已知透水土层深

板桩打入土层表面以下

，渗透系数

，板桩前后水深如图3-4所示。试求：(1)

图中所示a、b、c、d、e各点的孔隙水压力；(2)地基的单位透水量。

22

图3－4 板桩墙下的渗流图

7.如图3-5所示，在长为10cm，面积

的圆筒内装满砂土。经测定，粉砂的

，

筒下端与管相连，管内水位高出筒5cm(固定不变)，流水自下而上通过试样后可

溢流出去。试求(1)渗流力的大小，判断是否会产生流砂现象；(2)临界水利梯度

值。

图3－5

第3章 参考答案

23

一、简答题

1.【答】

起始水力梯度产生的原因是，为了克服薄膜水的抗剪强度τ0(或者说为了克服吸着水的粘滞阻力)，使之发生流动所必须具有的临界水力梯度度。也就是说，只要有水力坡度，薄膜水就会发生运动，只是当实际的水力坡度小于起始水力梯度时，薄膜水的渗透速度V非常小，只有凭借精密仪器才能观测到。因此严格的讲，起始水力梯度I0是指薄膜水发生明显渗流时用以克服其抗剪强度τ0的水力梯度。 2. 【答】

（1）土的粒度成分及矿物成分。土的颗粒大小、形状及级配，影响土中孔隙大小及其形状，因而影响土的渗透性。土颗粒越粗，越浑圆、越均匀时，渗透性就大。砂土中含有较多粉土及粘土颗粒时，其渗透系数就大大降低。（2）结合水膜厚度。粘性土中若土粒的结合水膜厚度较厚时，会阻塞土的孔隙，降低土的渗透性。 （3）土的结构构造。天然土层通常不是各向同性的，在渗透性方面往往也是如此。如黄土具有竖直方向的大孔隙，所以竖直方向的渗透系数要比水平方向大得多。层状粘土常夹有薄的粉砂层，它在水平方向的渗透系数要比竖直方向大得多。（4）水的粘滞度。水在土中的渗流速度与水的容重及粘滞度有关，从而也影响到土的渗透性。 3. 【答】

室内试验和现场试验渗透系数有较大差别，主要在于试验装置和试验条件等有关，即就是和渗透系数的影响因素有关，详见上一题。 4. 【答】

当渗流场中水头及流速等渗流要素不随时间改变时，这种渗流称为稳定渗流，而拉普拉斯方程是指适用于平面稳定渗流的基本方程。 5. 【答】

在稳定渗流场中，取一微单元体，并假定水体不可压缩，则根据水流连续原理，单位时间内流入和流出微元体的水量应相等，即dqe=dq0。从而得到：

即为二维渗流连续方程，从中由数学知识，可知流线和等势线正交。 6. 【答】

在向上的渗流力作用下，粒间有效应力为零时，颗粒群发生悬浮、移动的现象称为流砂(土)现象。这种现象多发生在颗粒级配均匀的饱和细、粉砂和粉土层中，一般具有突发性、对工程危害大。

在水流渗透作用下，土中的细颗粒在粗颗粒形成的孔隙中移动，以至流失；随着土的孔隙不断扩大，渗流速度不断增加，较粗的颗粒也相继被水逐渐带走，最终导致土体内形成贯通的渗流管道，造成土体塌陷，这种现象称为管涌。它多发生在砂性土中，且颗粒大小差别大，往往缺少某种粒径，其破坏有个时间发展过程，是一种渐进性质破坏。

24

具体地再说，管涌和流砂的区别是：（1）流砂发生在水力梯度大于临界水力梯度，而管涌发生在水力梯度小于临界水力梯度情况下；（2）流砂发生的部位在渗流逸出处，而管涌发生的部位可在渗流逸出处，也可在土体内部；（3）流砂发生在水流方向向上，而管涌没有限制。 7. 【答】

渗流引起的渗透破坏问题主要有两大类：一是由于渗流力的作用，使土体颗粒流失或局部土体产生移动，导致土体变形甚至失稳；二是由于渗流作用，使水压力或浮力发生变化，导致土体和结构物失稳。前者主要表现为流砂和管涌，后者主要则表现为岸坡滑动或挡土墙等构造物整体失稳。

二、填空题

1. 渗透性或透水性

2. 土的粒度成分及矿物成分、土的密实度、土的饱和度、土的结构、土的构造、水的温度 3. 常水头法、变水头法 4. 流砂(土)、管涌 5. 层流、渗透系数

三、选择题

1.D 2.C 3.D 4.A 5.D 6.B 7.A 8.A 9.D 10. C 11. D 12. C 13.D(注：按规范当

时发生管涌)

四、判断改错题

1.√ 2.√

3.，对黏性土不成正比。 4.，改―愈小‖为―愈大‖。 5.，改―相同‖为―相反‖。

6.，改―常水‖头为―降水头‖或―变水头‖。 7.，每个网格的长宽比必须为定值。 8.√

9.，应将管涌与流土对调。

五、计算题

1.解：

如图3-1，本题为定水头实验，水自下而上流过两个土样，相关几何参数列于图中。 （1）以c-c为基准面，则有：zc=0，hwc=90cm，hc=90cm （2）已知

bc

bcac

ac，而

ac由图

2-16知，为30cm，所以

25

∴ hb=hc-bc=90-9=81cm

又∵ zb=30cm，故hwb=hb- zb=81-30=51cm （3）已知k2=0.05cm/s，q/A=k2i2= k2（4）∵ i1

ab/L1=（

ac-bc/L2

3

/s/cm2=0.015cm/s

bc）/L1=（30-9）/30=0.7，而且由连续性条件，q/A=k1i1=k2i2

∴ k1=k2i2/i1=0.015/0.7=0.021cm/s 2. 解：

分析：如图3-2，砂土为透水土层，厚6m，上覆粘土为不透水土层，厚5m，因为粘土层不透水，所以任意位置处的过水断面的高度均为砂土层的厚度，即6m。题目又给出了r1=15m，r2=30m，h1=8m，h2=8.5m。 由达西定律的公式知，

，可改写为：

带入已知条件，得到：

本题的要点在于对过水断面的理解。另外，还有个别同学将ln当作了lg。 3. 解： (1)设所求值为

，砂样Ⅰ和砂样Ⅱ的高度分别为和。因各断面的渗流速度相等，故有

即

(2)砂与砂界面处的单位渗流量q为：

4. 解：

5. 解：

因为试验时的温度为标准温度，故不作温度修正。

6. 解：

26

(1)a、e点位于水面，故 b、d位于土层表面，其孔隙压力分别为：

C点位于板桩底部，该点的水头损失为：

该点的孔压为：

(2)地基的单位渗水量：

7. 解： (1)

因为

，所以不会发生流砂。

(2)

27

第四章 土中应力

一、简答题

1．何谓土中应力？它有哪些分类和用途？

2．怎样简化土中应力计算模型？在工程中应注意哪些问题？

3．地下水位的升降对土中自重应力有何影响？在工程实践中，有哪些问题应充分考虑其影响？

4．基底压力分布的影响因素有哪些？简化直线分布的假设条件是什么？ 5．如何计算基底压力

和基底附加压力

？两者概念有何不同？

6．土中附加应力的产生原因有哪些？在工程实用中应如何考虑？ 7．在工程中，如何考虑土中应力分布规律？

二、填空题

1.土中应力按成因可分为 和 。

2.土中应力按土骨架和土中孔隙的分担作用可分为 和 。 3.地下水位下降则原水位出处的有效自重应力 。 4.计算土的自重应力应从 算起。

5. 计算土的自重应力时，地下水位以下的重度应取 。

三、选择题

1．建筑物基础作用于地基表面的压力，称为（ ）。

(A)基底压力 ； (B)基底附加压力 ； (C)基底净反力 ； (D)附加应力 2．在隔水层中计算土的自重应力(A) (B) (C) (D)

=静水压力 =总应力，且静水压力为零 =总应力，但静水压力大于零

=总应力—静水压力，且静水压力大于零

c时，存在如下关系（

）。

3．当各土层中仅存在潜水而不存在毛细水和承压水时，在潜水位以下的土中自重应力为（ ）。 (A)静水压力 (B)总应力

(C)有效应力，但不等于总应力 (D)有效应力，但等于总应力

4．地下水位长时间下降，会使（ ）。 (A)地基中原水位以下的自重应力增加 (B)地基中原水位以上的自重应力增加

28

(C)地基土的抗剪强度减小 (D)土中孔隙水压力增大

5．通过土粒承受和传递的应力称为（ ）。

(A)有效应力 ； (B)总应力 ； (C)附加应力 ； (D)孔隙水压力

6．某场地表层为4m厚的粉质黏土，天然重度=18kN/m3，其下为饱和重度（ ）。

(A)72kPa ； (B)36kPa ； (C)16kPa ； (D)38kPa 7．同上题，地表以下5m处土的竖向自重应力为（ ）。 (A)91kPa ； (B)81kPa ； (C)72kPa ； (D)41kPa

8．某柱作用于基础顶面的荷载为800kN，从室外地面算起的基础深度为1.5m，室内地面比

23

室外地面高0.3m，基础底面积为4m，地基土的重度为17kN/m，则基底压力为（ ）。

3

sat=19 kN/m

的很厚的黏土层，地下水位在地表下4m处，经计算地表以下2m处土的竖向自重应力为

(A)229.7kPa ； (B)230 kPa ； (C)233 kPa ； (D)236 kPa 9．由建筑物的荷载在地基内产生的应力称为（ ）。

(A)自重应力 ； (B)附加应力 ； (C)有效应力 ； (D)附加压力

10．已知地基中某点的竖向自重应力为100 kPa，静水压力为20 kPa，土的静止侧压力系数为0.25，则该点的侧向自重应力为（ ）。

(A)60 kPa ； (B)50 kPa ； (C)30 kPa ； (D)25 kPa

11．由于建筑物的建造而在基础底面处产生的压力增量称为（ ）。 (A)基底压力 ； (B)基底反力 ；(C)基底附加应力 ； (D)基底净反力 12．计算基础及上回填土的总重量时，其平均重度一般取（ ）。 (A)17 kN/m3 ； (B)18 kN/m3； (C)20 kN/m3 ； (D)22 kN/m3

13．在单向偏心荷载作用下，若基底反力呈梯形分布，则偏心距与矩形基础长度的关系为（ ）。 (A)

； (B)

； (C)

； (D)

14．设b为基础底面宽度，则条形基础的地基主要受力层深度为（ ）。 (A)3b ； (B)4b ； (C)5b ； (D)6b ；

15．设b为基础底面宽度，则方形基础的地基主要受力层深度为（ ）。 (A)1.5b ； (B)2b ； (C)2.5b ； (D)3b ；

16．已知两矩形基础，一宽为2m，长为4m，另一宽为4m，长为8m，若两基础的基底附加压力相等，则两基础角点下附加应力之间的关系是（ ）。 (A)两基础基底下z深度处应力竖向应力分布相同

(B)小尺寸基础角点下z深度处应力与大尺寸基础角点下2z深度处应力相等 (C)大尺寸基础角殿下z深度处应力与小尺寸基础焦点下2z深度处应力相等 17．当地下水位突然从地表下降至基底平面处，对基底附加应力的影响是（ ）。 (A)没有影响 ； (B)基底附加压力增大 ； (C)基底附加压力减小 18．当地基中附加应力曲线为矩形时，则地面荷载形式为（ ）。 (A)圆形均布荷载 (B)矩形均布荷载 (C)条形均布荷载 (D)无穷均布荷载

19．计算土中自重应力时，地下水位以下的土层应采用（ ）。

29

(A)湿重度 ； (B)饱和重度 ； (C)浮重度 ； (D)天然重度 20．在基底附加压力的计算公式P0=P—(A)基础平均深度 (B)从室内地面算起的深度 (C)从室外地面算起的深度

(D)从天然地面算起的埋深，对于新填土场地应从老天然地面算起

md，d

为（ ）。

四、判断改错题

1．在均质地基中，竖向自重应力随深度线性增加，而侧向自重应力则呈非线性增加 2．由于土中自重应力属于有效应力，因而与地下水位的升降无关

3．若地表为一无限大的水平面，则土的重力在土中任一竖直面上产生的剪应力等于零 4．在基底附加压力的计算公式中，对于新填土场地，基底处土的自重应力应从填土面算起 5．增大柱下独立基础的埋深，可以减小基底的平均附加压力 6．柱下独立基础埋深的大小对基底附加应力影响不大

7．由于土的自重应力属于有效应力，因此在建筑物建造后，自重应力仍会继续使土体产生变形

8．土的静止侧压力系数K0为土的侧向与竖向自重应力之比

9．在弱透水土层中，若地下水位短时间下降，则土的自重应力不会明显增大 10．基底附加压力在数值上等于上部结构荷载在基底所产生的压力增量

11．竖向附加应力的分布范围相当大，它不仅分布在荷载面积之下，而且还分布到荷载面积以外，这就是所谓的附加应力集中现象

五、计算题

1．某建筑场地的地层分布均匀，第一层杂填土厚1.5m，=17KN/4m,=19KN/=18.2KN/

,,

；第二层粉质黏土厚

=2.73,w =31%,地下水位在地面下2m深处；第三层淤泥质黏土厚8m，=2.74,w=41%;第四层粉土厚3m,=19.2KN/

，并绘出

,

=2.72,w=27%;第五层

砂岩未钻穿。试计算各层交界处的竖向自重应力四层底

=306.9KPa）

沿深度分布图。（答案：第

2．某构筑物基础如图4-1所示，在设计地面标高处作用有偏心荷载680KN,偏心距1.31m,基础埋深为2m,底面尺寸为4m2m。试求基底平均压力偏心方向的基底压力分布图。（答案：

=301KPa）

和边缘最大压力

，并绘出沿

30

图4-1

3．某矩形基础的底面尺寸为4m2.4m,设计地面下深埋为1.2m(高于天然地面0.2m),设计地面以上的荷载为1200KN,基底标高处原有土的加权平均重度为18KN/1点及2点下各3.6m深度点处

=28.3KPa）

点及

点处的地基附加应力

。试求基底水平面

值（见图4-2）。（答案：

图4-2

4．某条形基础的宽度为2m，在梯形分布的条形荷载（基底附加应力）下，边缘（=200KPa,(

=100KPa，试求基底宽度中点下和边缘两点下各3m及6m深度处值的

分别为59.4及31.2KPa）

,

值。（答案：中点下3m及6m处

5．某路基的宽度为8m(顶)和16m（底），高度H为2m（图4-3），填土重度为18KN/试求路基底面中心点和边缘点下深度位m处地基附加应力处

=35.41KPa）

值。（答案：中心点下2m深

图4-3

6． 按图4—4中给出的资料，计算地基中各土层分界处的自重应力。如地下水位因某种原

3

因骤然下降至▽35.0高程，细砂层的重度为=18.2kN/m，问此时地基中的自重应力有何改

变？

31

图4—4

7．某场地自上而下的土层分布为：杂填土，厚度1m，=16kN/m3；粉质黏土，厚度5m，=19kN/m3，

/

=10kN/m3，K0=0.32；砂土。地下水位在地表以下2m深处。试求地表下4m

深处土的竖向和侧向有效自重应力，竖向和侧向总应力。

8． 某外墙下条形基础底面宽度为b=1.5m，0.000，基础底面标高为-1.50m，室内地面标高为±室外地面标高为-0.60m，墙体作用在基础顶面的竖向荷载F=230kN/m，试求基底压力P。

39． 某场地地表0.5m为新填土，=16kN/m3，w=20％，ds=2.71，填土下为黏土，=18.5kN/m，

地下水位在地表下1m。现设计一柱下独立基础，已知基底面积A=5m，埋深d=1.2m，上部结构传给基础的轴心荷载为F=1000kN。试计算基底附加压力P0。

310． 某柱下方形基础边长4m，基底压力为300kPa，基础埋深为1.5，地基土重度为18kN/m，

2

试求基底中心点下4m深处的竖向附加应力。已知边长为2m的均布方形荷载角点和中心殿下4m深处的竖向附加应力系数分别为0.084和0.108。

11． 已知条形均布荷载P0=200kPa，荷载面宽度b=2m，试按均布矩形荷载下的附加应力计算公式计算条形荷载面中心殿下2m深处的竖向附加应力。

12． 有相邻两荷载面积A和B，其尺寸，相应位置及所受荷载如图4—5所示。若考虑相邻荷载B的影响，试求A荷载中心点以下深度z=2m处的竖向附加应力

z。

图4—5

13． 某地基地表至4.5m深度为砂土层，4.5~9.0m为黏土层，其下为不透水页岩。地下水位距地表2.0m。已知水位以上砂土的平均孔隙比为0.52，平均饱和度为37％，黏土的含水量为42％，砂土和黏土的相对密度均为2.65。试计算地表至黏土层底面范围内的竖向总应力，有效应力和孔隙水压力，并绘制相应的应力分布图。（取

3

w=9.81kN/m）

32

14． 图4—6中所示的柱下独立基础底面尺寸为5m×2.5m，试根据图中所给资料计算基底压力

，

，

及基底中心点下2.7m深处的竖向附加应力

。

图4—6

15． 已知一条形基础底面尺寸为60m×4m，设基底压力均匀分布，基底中心点下2m深度处的竖向附加应力为

，问基底角点下4m深度处竖向附加应力为多少？

16． 图4—7所示为一座平面是L形的建筑物的筏型基础，试按角点法计算地基附加应力的概念分析建筑物上各点A~F中，哪一点的沉降最大？为什么？

图4—7

第4章 参考答案

一、简答题 1.【答】

土体在自重、建筑物荷载及其它因素的作用下均可产生土中应力。一般来说土中应力是指自重应力和附加应力。

土中应力按其起因可分为自重应力和附加应力两种。自重应力是指土体在自身重力作用下产生的尚未完成的压缩变形，因而仍将产生土体或地基的变形。附加应力它是地基产生变形的的主要原因，也是导致地基土的强度破坏和失稳的重要原因。

土中应力安土骨架和土中孔隙的分担作用可分为有效应力和孔隙应力两种。土中有效应力是指土粒所传递的粒间应力。它是控制土的体积（变形）和强度两者变化的土中应力。土中孔隙应力是指土中水和土中气所传递的应力。 2.【答】

33

我们把天然土体简化为线性弹性体。即假设地基土是均匀、连续、各向同性的半无限空间弹性体而采用弹性理论来求解土中应力。

当建筑物荷载应力变化范围比较大，如高层建筑仓库等筒体建筑就不能用割线代替曲线而要考虑土体的非线性问题了。 3.【答】

地下水下降，降水使地基中原水位以下的有效资中应力增加与降水前比较犹如产生了一个由于降水引起的应力增量

，它使土体的固结沉降加大，故引起地表大面积沉降。

地下水位长期上升（如筑坝蓄水）将减少土中有效自重应力。

1、 若地下水位上升至基础底面以上，它对基础形成浮力使地基土的承载力下降。 2、 地下水位上升，如遇到湿陷性黄土造成不良后果（塌陷） 3、 地下水位上升，粘性土湿化抗剪强度降低。 4.【答】

基底压力的大小和分布状况与荷载的大小和分布、基础的刚度、基础的埋置深度以及地基土的性质等多种因素。

假设条件：刚性基础、基础具有一定的埋深，依据弹性理论中的圣维南原理。 5.【答】

基地压力P计算： 基地压力

计算：

(偏心荷载作用下)

(中心荷载作用下)

基地压力P为接触压力。这里的―接触‖，是指基础底面与地基土之间的接触，这接触面上的压力称为基底压力。 基底附加压力6.【答】

由外荷载引起的发加压力为主要原因。需要考虑实际引起的地基变形破坏、强度破坏、稳定性破坏。 7.【答】

由于附加应力扩散分布，他不仅发生在荷载面积之下，而且分布在荷载面积相当大的范围之下。所以工程中：

1、 考虑相邻建筑物时，新老建筑物要保持一定的净距，其具体值依原有基础荷载和地

基土质而定，一般不宜小于该相邻基础底面高差的1-2倍；

2、 同样道理，当建筑物的基础临近边坡即坡肩时，会使土坡的下滑力增加，要考虑和

分析边坡的稳定性。要求基础离开边坡有一个最小的控制距离a.

3、 应力和应变时联系在一起的，附加应力大，地基变形也大；反之，地基变形就小，

甚至可以忽略不计。因此我们在计算地基最终沉降量时，―沉降计算深度比法确定。

二、填空题

34

为作用在基础底面的净压力。是基底压力与基底处建造前土中自重应力

之差，是引起地基附加应力和变形的主要原因。

‖用应力

1． 自重应力、附加应力 2． 有效应力、孔隙压力 3． 增加

4． 天然地面（老天然地面） 5． 有效重度（浮重度）

三、选择题

1 .A 2 .B 3 .C 4 .A 5 .A 6 .B 7 .B 8 .C 9 .B 10 .D 11 .C 12 .C 13. A 14. A15 .A 16 .B 17 .A 18 .D 19 .C 20 .D 四、判断改错题 1．×，均呈线性增长。 2．√ 3．√

4．×，应从老天然地面算起。 5．×，从计算公式206．√

7．×，土的自重应力引起的土体变形在建造房屋前已经完成，只有新填土或地下水位下降等才会引起变形。

8．×，应为侧向与竖向有效自重应力之比。

9．√，因为有效应力的增长在弱透水土层中需较长的时间。

10．×，还应包括基础及其上回填土的重量在基底所产生的压力增量。 11．×，改―集中‖为―扩散‖。 五、计算题 1．解：第一层底：第二层土： 地下水位处：层底： 第三层底： 第四层底：

，故增大埋深

反而会使

略有增加。

可以看出，由于

一般略小于

35

第五层顶：

（图略）

2．解：荷载因偏心而在基底引起的弯矩为：基础及回填土自重：偏心距：因

，说明基底与地基之间部分脱开，故应从新分布计算

（图略）

3．解：基底压力：基底附加压力:点

:过1点将基底分成相等的两块，每块尺寸为

，查表4-5得

点

故有：

，

故

，

：过2点做如下图所示矩形，对矩形 ac2d，

查表4-5得

，故

；对矩形bc21 ，查表4-5得

a b c

d 1 2

4．解：图表求解（查找相对应的系数用表）

均布荷载 Z(m) z/b x/b （kPa）x/b （kPa） =100kPa 三角形分布荷载=100kPa 总铅直应力（kPa） 36

中点下 荷载最小端 荷载最大端 3 6 3 6 3 6 1.5 3 1.5 3 1.5 3 0 0 0.5 0.5 0.5 0.5 0.396 0.208 0.334 0.198 0.334 0.198 39.6 20.8 33.4 19.8 33.4 19.8 0.5 0.5 0 0 1 1 0.2 0.104 0.145 0.096 0.185 0.104 20 10.4 14.5 9.6 18.5 10.4 59.6 31.2 47.9 29.4 51.9 30.2

5．解：土坝最大自重应力

（1）中心点下2m深处：

f e

a b c d

对于△abf(或者△cde)，查其表，得对于□bcef， 查其表，得，则

，故有， ，故有

应力系数列表：

载荷面积

，

，

，

（2）边缘点下2m深处：(以右边缘点为例)

abf bcef

4 1

0.5 0.25

0.003 0.019

37

cde

故有：

6．解： 地下水位处： 黏土层底： 粉质黏土层底： 细砂层底：

0 0.5

0.127

地下水位骤然下降至▽35.0高程时：

黏土和粉质黏土层因渗透性小，土体还来不及排水固结，孔隙水压力没有明显下降，含水量不变，故自重应力没什么变化。

细砂层渗透性大，排水固结块，因水位下降而产生的应力增量很快就转化为有效自量应力，故细砂层底的自重应力为：

7．解：

土的自重应力 静水压力： 竖向总应力： 侧向总应力：

8．解

9．解：

先计算黏土层的有效重度：

基底压力：

基底处土的自重应力（从黏土层算起）：

38

基底附加压力：

10．解：

11．解 因为是中点下所以

，故查表4-10得

，于是有

12． A荷载产生的附加应力：解：荷载可按均匀布计算，

由

B荷载产生的附加应力：（根据角点法） 由 由 由 由

13．解： 砂土层水位以上：

砂土层水位以下： 黏土层： 地下水位处：

。

，

，于是

39

砂土层底： 黏土层底： 14．解：

15．解：

采用角点法计算时，对基底中心点下2m深处：应将基底面积分为4块，每块得

16．解：

D点沉降最大，按角点法划分基础D点处在角上的最多，所以影响最大。

40

第五章 土的压缩性

一、简答题

1．通过固结试验可以得到哪些土的压缩性指标？如何求得？ 2．通过现场（静）载荷试验可以得到哪些土的力学性质指标？ 3．室内固结试验和现场载荷试验都不能测定土的弹性模量，为什么？

4．试从基本概念、计算公式及适用条件等方面比较压缩模量、变形模量与弹性模量，它们与材料力学中杨氏模量有什么区别？

5．根据应力历史可将土（层）分为那三类土（层）？试述它们的定义。 6．何谓先期固结压力？实验室如何测定它？

7．何谓超固结比？如何按超固结比值确定正常固结土？

8．何谓现场原始压缩曲线？三类土的原始压缩曲线和压缩性指标由实验室的测定方法有河不同？

9．应力历史对土的压缩性有何影响？如何考虑？

二、填空题

1．压缩系数用

= ，

表示压力范围

= ，

= 的压缩系数，工程上常

评价土的压缩性的高低。

2．可通过室内试验测定的土体压缩性的指标有 、 、和 。 3．天然土层在历史上所经受过的包括自重应力和其他荷载作用形成的最大竖向有效固结压力称为 。

4．据前期固结压力，沉积土层分为 、 、 三种。

5．在研究沉积土层的应力历史时，通常将 与 之比值定义为超固结比。

三、选择题

1．评价地基土压缩性高低的指标是（ ）

(A)压缩系数 ； (B)固节系数； (C)沉降影响系数； (D)参透系数 2．若土的压缩曲线（e-p曲线）较陡，则表明（ ） (A)土的压缩性较大 (B)土的压缩性较小 (C)土的密实度较大 (D)土的孔隙比较小 3．固结实验的排水条件为（ ）

(A)单面排水； (B)双面排水； (C)不排水； (D)先固结，后不排水 4．在饱和土的排水固结过程中，若外载荷不变，则随着土中有效应力(A)孔隙水压力u相应的增加； (B)孔隙水压力u相应的减少 (C)总应力δ相应增加； (D)总应力δ相应减少

5．无黏性土无论是否饱和，其实形达到稳定的所需时间都比透水性小的饱和黏性土（ ） (A)长得多； (B)短得多； (C)差不多； (D)有时更长，有时更短

41

（ ）

6．在饱和土的排水固节过程中，通常孔隙水压力u与有效力 将发生如下的变化（ ）

(A)u不断减少，不断增加； (B)u不断增加，

不断减少

(C)u与

均不断减少； (D)u与

均不断增加

7．土体产生压缩的时（ ）

(A) 土中孔隙体积减少,土粒体积不变； (B)孔隙体积和土粒体积均明显减少 (C)土粒和水的压缩量均较大； (D)孔隙体积不变 8．土的变形模量可通过（ ）实验来测定。

(A)压缩； (B)载荷； (C)渗透； (D)剪切； 9．土的e-p曲线愈平缓，说明（ ）

(A)压缩模量愈小； (B)压缩系数愈大 (C)土的压缩性愈低 ； (D)土的变形愈大 10．若土的压缩系数a1-2=0.1MPa-1,则该土属于（）

(A)低压缩性土； (B)中压缩性土； (C)高压缩性土； (D)低灵敏土 11．已知土中某点的总应力

，孔隙水压力，则有应力等于（ (A)20kPa ； (B)80kPa； (C)100kPa； (D)120kPa

12．下列说法中，错误的是（ ） (A)土在压力作用下体积会减小 (B)土的压缩主要是土中孔隙体积的减少 (C)土的压缩所需时间与土的透水性有关 (D)土的固结压缩量与土的透水性有关 13．土的压缩性指标包括（ ）

(A)a,Cc,Es,E0 ； (B)a,Cc,Es,e ； (C)a,Cc,E0,e ； （Ｄ）a,Es,Eo,

14．土的压缩模量越大，表示（ ）

(A)土的压缩性越高； (B)土的压缩性越低 (C)e-p曲线越陡 ； (D)e-lgp曲线越陡 15．下列说法中，错误的是（ ） (A)压缩试验的排水条件为双面排水 (B)压缩试验不允许土样产生侧向变形 (C)载荷试验允许土体排水

(D)载荷试验不允许土体产生侧向变形 16．在压缩曲线中，压力p为（ ）

(A)自重应力； (B)有效应力； (C)总应力； (D)孔隙水应力 17．使土体体积减少的主要因素是（ ） (A)土中孔隙体积的减少； (B)土粒的压缩 (C)土中密闭气体的压缩； (D)土中水的压缩 18．土的一维固结微分方程表示（ ） (A)土的压缩性大小与固结快慢 (B)固结度与时间和深度的关系 (C)孔隙水压力与时间和深度的关系 (D)孔隙水压力与时间的关系

）

42

19．土的压缩变形主要是由于土中哪一部分应力引起的？（ ） (A)总应力； (B)有效应力； (C)孔隙应力 20．所谓土的固结，主要是指（ ） (A)总应力引起超孔隙水压力增长的过程 (B)超孔隙水压力消散，有效应力增长的过程 (C)总应力不断增加的过程

(D)总应力和有效应力不断增加的过程

21．在时间因数表示式Tv=Cv/H2中，H表示的意思是（ ） (A)最大排水距离； (B)土层的意思是 (C)土层厚度的一半； (D)土层厚度的2倍

四、判断改错题

１．在室内压缩试验过程中，土样在产生竖向压缩的同时也将产生侧向膨胀。 ２．饱和黏土层在单面排水条件下的固结时间为双面排水时的2倍。 ３．土的压缩性指标可通过现场原位试验求得。 ４．土的压缩性指标只能通过室内压缩试验求得

５．在饱和土的排水固结过程中，孔隙水压力消散的速铝与有效应力增长的速率应该是相同的。

６．饱和黏性土地基在外荷作用下所产生的起始孔隙水压力的分布图与附加应力的分布图是相同的。 ７．８．

曲线中的压力

是有效应力。

的土属超高压缩性土。

９.土体的固结时间与其透水性无关。

１０. 在饱和土的固结过程中，孔隙水压力不断消散，总应力和有效应力不断增长。 １１. 孔隙水压力在其数值较大时会使土粒水平移动。从而引起土体体积缩小。

１２. 随着土中有效应力的增加，土粒彼此进一步挤紧，土体产生压缩变形，土体强度随之提高。

五、计算题

1. 某工程钻孔3号土样3-1粉质黏土和3-2淤泥质黏土的压缩试验数据列于下表，试计算压缩系数

并评价其压缩性。

压缩试验数据

垂直压力（kPa） 0 50 0.799 0.960 100 0.770 0.890 200 0.736 0.803 300 0.721 0.748 400 0.714 0.707 孔隙比 土样3－1 0.866 土样3－2 1.085 43

2． 对一黏土试样进行侧限压缩试验，测得当比分别为：

=0.932和

=0.885，试计算

=100kPa和和

=200kPa时土样相应的孔隙

，并评价该土的压缩性。 曲线上得到的比例界荷载

及相应的

３． 在粉质黏土层上进行载荷试验，从绘制的沉降值

为：=150kPa,

=16mm.。已知刚性方形压板的边长为0.5m，土的泊松比u=0.25，。

试确定地基土的变形模量

第5章 参考答案

一、简答题 1.【答】

压缩系数 压缩指数 压缩模量 压缩系数

压缩指数

压缩模量2.【答】

可以同时测定地基承载力和土的变形模量。 3.【答】

土的弹性模量是指土体在侧限条件下瞬时压缩的应力应变模量。他的变形包括了可恢复的弹性变形和不可恢复的残余变形两部分。而室内固结实验和现场载荷试验都不能提供瞬时荷载，它们得到的压缩模量和变形模量时包含残余变形在内的。和弹性模量由根本区别。 4.【答】 土的压缩模量

的定义是土在侧限条件下的竖向附加应力与竖向应变之比值。

。

土的压缩模量是通过土的室内压缩试验得到的， 土的变形模量

的定义是土体在无侧限条件下的应力与应变的比值。

土的变形模量时现场原位试验得到的， 土的压缩模量和变形模量理论上是可以换算的：反映他们之间的实际关系。 土的弹性模量5.【答】

。但影响因素较多不能准确

的定义是土体在无侧限条件下瞬时压缩的应力应变模量。

土的弹性模量由室内三轴压缩试验确定。

正常固结土（层） 在历史上所经受的先期固结压力等于现有覆盖土重。

44

超固结土（层） 历史上曾经受过大于现有覆盖土重的先期固结压力。 欠固结土（层） 先期固结压力小于现有覆盖土重。 6.【答】

天然土层在历史上受过最大固结压力（指土体在固结过程中所受的最大竖向有效应力），称为先期固结压力，或称前期固结压力。 先进行高压固结试验得到7.【答】

在研究沉积土层的应力历史时，通常将先期固结压力与现有覆盖土重之比值定义为超固结比。 8.【答】

现场原始压缩曲线是指现场土层在其沉积过程中由上覆盖土重原本存在的压缩曲线，简称原始压缩曲线。

室内压缩试验所采用的土样与原位土样相比，由于经历了卸荷的过程，而且试件在取样、运输、试件制作以及试验过程中不可避免地要受到不同程度的扰动，因此，土样的室内压缩曲线不能完全代表现场原位处土样的孔隙比与有效应力的关系。施黙特曼提出了根据土的室内压缩试验曲线进行修正得到土现场原始压缩曲线。 9.【答】 二、填空题 1．

、

、

曲线，在用A.卡萨格兰德的经验作图法求得。

2．压缩系数、压缩指数、压缩模量 3．先期固结压力（前期固结压力） 4．正常固结土、超固结土、欠固结土 5．先期固结压力、现有覆盖土重

三、选择题 1A ．

2

．

A

3

．

B

4

．

B

5． B 6 ．A 7． A 8 ．B 9 ．C 10． B 11． D 12． D 13 ．A 14． B 15． D 16 ．B 17 ．A 18． C 19． B 20 ．B 21． A 四、判断改错题 １．×，由于是完全侧限条件，故不会产生侧向膨胀。 ２．×，应该是4倍。

３．√，一般可由现场载荷试验或的变形模量４．×，变形模量５．√ ６．√，由

=

+u可知，当时间t=0时，

=0，u=

。即二者的分布图是相同的。

可由现场载荷试验求得。

。

７．√，因为压缩试验时固结试验，在各级压力８．×，规范无此分类，应位高压缩性土。 ９．×，透水性越小的土，固结时间越长。

作用下土样均完全固结。

45

１０．×，在外荷载不变的情况下，土中总应力是不变的。

１１．×，孔隙水压力无论其数值大小均不能使土粒产生移动，故不会使土体体积缩小。 １２．√

五、计算题 １．解：土样3-1：

因为０.１<=0.34<0.5

,g故改土属于中压缩性土

土样3-2：

因为=0.87>0.5

,g故改土属于高压缩性土

２．解：

因为０.１<=0.47<0.5

,g故该土属于中压缩性土

3．解：

46

第六章 地基变形

一、简答题

1．成层土地基可否采用弹性力学公式计算基础的最终沉浸量？

2．在计算基础最终沉降量（地基最终变形量）以及确定地基压缩层深度（地基变形计算深度）时，为什么自重应力要用有效重度进行计算？

3．有一个基础埋置在透水的可压缩性土层上，当地下水位上下发生变化时，对基础沉降有什么影响？当基础底面为不透水的可压缩性土层时，地下水位上下变化时，对基础有什么影响？

4．两个基础的底面面积相同，但埋置深度不同，若低级土层为均质各向同性体等其他条件相同，试问哪一个基础的沉降大？为什么？

5．何谓超固结比？在实践中，如何按超固结比值确定正常固结土？

6．正常固结土主固结沉降量相当于分层总和法单向压缩基本公式计算的沉降量，是否相等？ 7．采用斯肯普顿-比伦法计算基础最终沉降量在什么情况下可以不考虑次压缩沉降？ 8．简述有效应力原理的基本概念。在地基土的最终变形量计算中，土中附加应力是指有效应力还是总应力？

9．一维固结微分方程的基本假设有哪些？如何得出解析解

10．何谓土层的平均固结度？如何确定一次瞬时加载、一级加载和多级加载时的地基平均固结度？

二、填空题

1．分层总和法计算地基沉降量时，计算深度是根据 应力和 应力的比值确定的。

2．饱和土的有效应力原理为： ，土的 和 只随有效应力而变。地下水位上升则土中孔隙水压力 有效应力 。

3．地基土层在某一压力作用下，经历时间t所产生的固结变形量与最终固结变形量之比值称为 。

三、选择题

1．对非压缩性土，分层总和法确定地基沉降计算深度(A)

； (B)

； (C)

的标准是（ ）。 ； (D)

2．薄压缩层地基指的是基底下可压缩土层的厚度H与基底宽度b的关系满足（ ）。

47

(A) 3．超固结比

； (B) ；(C) ； (D)

的土属于（ ）。

(A) 正常固结土 ； (B) 超固结土 ；(C) 欠固结土 ； (D) 非正常土 4．饱和黏性土层在单面排水情况下的固结时间为双面排水的（ ）。 (A) 1倍 ； (B) 2倍 ； (C) 4倍 ； (D) 8倍

5．某黏性土地基在固结度达到40%时的沉降量为100mm，则最终固结沉降量为（ ）。 (A) 400mm ； (B) 250mm ； (C) .200mm ； (D) 140mm 6．对高压缩性土，分层总和法确定地基沉降计算深度(A)

； (B)

； (C)

的标准是（ ）。 ； (D)

7．计算时间因数时，若土层为单面排水，则式中的H取土层厚度的（ ）。

(A)一半 ； (B) 1倍 ； (C) 2倍 ； (D) 4倍

8．计算地基最终沉降量的规范公式对地基沉降计算深度

的确定标准是（ ）。

(A) ；(B) ；(C) ；(D)

9．计算饱和黏性土地基的瞬时沉降常采用（ ）。 (A) 分层总和法； (B) 规范公式； (C) 弹性力学公式；

10．采用弹性力学公式计算地基最终沉降量时，式中的模量应取（ ） (A) 变形模量； (B) 压缩模量； (C) 弹性模量； (D) 回弹模量 11．采用弹性力学公式计算地基瞬时沉降时，式中的模量应取（ ）。 (A) 变形模量； (B) 压缩模量；(C) 弹性模量； (D) 回弹模量 12．当土处于正常固结状态时，其先期固结压力(A)

； (B)

；(C)

与现有覆盖土重的关系为（ ）。

；

与现有覆盖土重 ；

的关系为（ ）。

13．当土处于欠固结状态时，其先期固结压力(A)

； (B)

； (C)

14．已知两基础形状、面积及基底压力均相同，但埋置深度不同，若忽略坑底回弹的影响，则（ ）。

(A) 两基础沉降相同； (B) 埋深大的基础沉降大； (C) 埋深大的基础沉降小； 15．埋置深度、基底压力均相同但面积不同的两基础，其沉降关系为（ ）。 (A) 两基础沉降相同 ； (B) 面积大的基础沉降大 ； (C) 面积大的基础沉降小 ；

48

16．土层的固结度与所施加的荷载关系是（ ）。 (A) 荷载越大，固结度也越大 (B) 荷载越大，固结度越小 (C) 固结度与荷载大小无关

17．黏土层在外荷载作用下固结度达到100%时，土体中（ ）。 (A) 只存在强结合水 ； (B) 只存在结合水 (C) 只存在结合水和毛细水； (D) 有自由水

18．有两个黏土层，土的性质相同，土层厚度与排水边界条件也相同。若地面瞬时施加的超荷载大小不同，则经过相同时间后，两土层的平均孔隙水压力（ ）。

(A) 超荷载大的孔隙水压力大 ； (B) 超荷载小的孔隙水压力大； (C) 一样大

四、判断改错题

1．按分层总和计算法计算地基最终沉降时，假定地基土压缩时不产生侧向变形，该假定使计算出的沉降量偏大

2．按分层总和计算法计算地基最终沉降时，通常取基础角点下的地基附加应力进行计算。 3．在分层总和法计算公式

中，

通常取土的初始孔隙比

4．分层总和法确定地基沉降计算深度的标准是

5．按规范公式计算最终沉降量时，压缩模量的取值所对应的应力段范围可取

6．规范公式确定地基沉降计算深度的标准是

7．采用弹性力学公式计算得到的地基沉降常偏大，原因是由荷载试验得到的变形模量常偏小。

8．在无限均布荷载作用下，地基不会产生瞬时沉降 9．较硬的土通常时超固结土

值

10．饱和黏性土地基在外荷载作用下所产生的起始孔隙水压力分布与附加应力分布是相同的 11．在饱和土的固结过程中，若总应力保持不变，则有效应力不断减小，而孔隙水压力不断增加。

12．采用分层总和法计算得到的地基沉降量实质上是固结沉降

13．某饱和黏土地基在固结度达到40%时的沉降量为30mm，则最终沉降量为120mm。 14．当土层的自重应力小于先期固结压力时，这种土称为超固结土

49

五、计算题

1．从一黏土层中取样做室内压缩试验，试样成果列于表5—9中。试求： （1）该黏土的压缩系数

及相应的压缩模量

，并评价其压缩性； ，试计算在大面积堆载

（2）设黏土层厚度为2m，平均自重应力的作用下，黏土层的固结压缩量。

黏土层压缩试验资料 表5—9 P(kPa) e 0 0.850 50 0.760 100 0.710 200 0.650 400 0.640 。从地表

2．底面尺寸为5m×5m，埋深1.5m，上部结构传给基础的轴心荷载起至基底下2.5m为黏土层，

，黏土层下为卵石层（可视为不可压缩层），

黏土层的压缩试验资料见5—9所示。试计算基础的最终沉降量。 3．某场地自上而下的土层分布依次为：中砂，厚度2m，

，

；淤泥，厚度3m，

；黏土。初始地下水位在地表处。若地下水位

自地表下降2m，试计算由此而引起的淤泥层的最终压缩量。设地下水位下降后中砂的重度

。

4． 某饱和黏土层厚度6m，压缩模量

试计算在大面积何载

作

用下的最终沉降量。当沉降量达到30mm时黏土层的固结度为多少？ 5． 某基础长4.8m,宽3m,埋深1.8m,基底平均压力p=170kPa,地基土为黏土，

压缩系数

沉降量。

6. 某地基中一饱和黏土层厚度为4m，顶、底面均为粗砂层，黏土层的平均竖向固结系数

，压缩模量

。若在地面上作用大面积均布荷载

，

,基底下1.2m处为不可压缩的岩层。试计算基础的最终

,试求：（1）黏土层的最终沉降量；（2）达到最终沉降量之半所需的时间；

（3）若该黏土层下卧不透水层，则达到最终沉降量之半所需的时间又是多少？

7． 某场地均匀填筑大面积填土，填土前从厚度H=2m的正常固结黏土层的中部取高度h=20mm的试样进行室内压缩试验（固结试验），测得土的前期固结压力缩指数

压

，初始孔隙比。（1）若在填土荷载作用下黏土层的最终压缩量

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