土力学试卷及参考答案

一、填空题（每空1分，共10分）

1． 在工程中常用______标注贯入实验_____试验来判别天然砂层的密实度。 2． 在土层中，通过土粒传递的粒间应力称为___有效应力_________。

3． 土在侧限条件下的压缩性可以用____孔隙比______和__有效应力_______的关系曲线来表示。 4． 地基的总沉降为______瞬时____沉降、固结沉降和___次固结_______沉降三者之和。 5． 地基沉降计算深度下限，一般可取地基附加应力等于自重应力的 0.2 σc。 6． 土中的液态水可分为自由水和_____结合水_____两大类。

7． 砂土和粘性土的工程分类分别按 颗粒粒径大小 和 塑性指数 进行。

二、选择题（每小题1分，共10分）

1．建筑物基础作用于地基表面的压力，称为（ A） A、基底压力

B、基底附加压力 C、基底净压力 D、附加压力

2．在土的三相比例指标中，直接通过试验测定的是（ B ） A、Gs，w

，e

B、Gs，w，? C、Gs，? ，e

D、?，w，e

3．地下水位长时间下降，会使（ A ）

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 C、地基土的抗剪强度减小 D、土中孔隙水压力增大 4．室内压缩试验的排水条件为（ B ） A、单面排水

B、双面排水 C、不排水

D、先固结，后不排水

5．设条形基础的宽度B，沉降量S，若基底单位面积平均附加压力相同，则（A ） A、B大S大 B、B大S小 C、B对S无影响

D、无法确定

6．土中一点发生剪切破坏时，破裂面与小主应力作用方向的夹角为（ ）

A、45???2 B、45???2

C、45?

D、45???

7．在外荷载作用下地基中局部剪切破坏时，基础底面单位面积上所承受的荷载 为（ ） A、临塑荷载 B、临界荷载 C、极限荷载 D、以上均不是

8．在地面上修建一座梯形土坝，则坝基的压力分布形状为何种形式（ B ） A、矩形 B、梯形 C、马鞍形 D、抛物线形

9．基底附加应力及埋深相同，但基底面积不同的两个基础，它们的沉降量有何不同（ C A、面积大的沉降量大 B、面积小的沉降量大 C、两基础沉降量相同 D、面积大的沉降量小

1

）

10．下列三个土样，液性指数均为0.25，其w、wp如下，不属于粘性土的是（ ） A、w=35%，wp=30% B、w=30%，wp=26% C、w=25%，wp=22% D、w=35%，wp=33%

三、名词解释（每小题3分，共15分）

1． 压缩系数 2． 超固结土 3． 相对密实度

四、简述题（每小题10分，共30分）

1． 为什么把土中应力分为自重应力、附加应力、有效应力和孔隙水压力？并由此简述土固结的过程。 2． 简述分层总和法计算地基沉降的步骤。

3． 何谓液、塑限含水率？分别说明它们的测定方法及意义。

五、计算题（共35分）

1． 已知某砂土试样的室内土工试验结果为：土的密度??1.82g/cm，土粒比重Gs?2.65，土的含水

3 n ， Sr ， ?d ， ?sat ， ?? 。率w?24.3%。求其余六个物理性质指标：e ，（8分）

2． 某矩形基础，长2m，宽1m，相关参数如图所示。计算此矩形基础底面中心点及长边中点下，深度z＝1.0m处的附加应力值。（基底水平面处的附加应力系数?c请查表）（9分）

3． 某干砂试样进行直剪试验，当

A 3.5m 1m

l/b N=1440kN

z/b 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 1.0 0.1752 0.1999 0.2034 0.2042 0.2044 ??16kN/m3

2.0 0.0840 0.1202 0.1314 0.1350 0.1363 3.0 0.0447 0.0732 0.0870 0.0931 0.0959 4.0 0.0270 0.0474 0.0603 0.0674 0.0712 q=100kPa

?=300kPa时，测得

?f=200kPa。求：①砂的内摩擦

坏时的大、小主应力；③大主应面所形成的角度?。（6分）

?1=32° ?1=16.5kN/m3 角?；②破力与剪切

7.0m B 3.5m 2 ?2=30° ?2=19.25kN/m3

C

4． 某挡土墙的墙壁光滑（?=0），直立。墙高7.0m，墙后有两层填土，性质如图所示，地下水位在填土

表面下3.5m处，与第二层填土面平齐。填土表面作用有q=100kPa的连续均布荷载。试求作用在墙上的总主动土压力、水压力及其作用点位置。（12分）

《土力学》试卷参考答案

1、标准贯入试验；2、有效应力；3、孔隙比和应力关系曲线（或e-p曲线）；4、瞬时沉降、次固结沉降；5、0.2；6、结合水；7、颗粒的粒径大小、塑性指数。

1、A；2、B；3、A；4、B；5、A；6、B；7、C；8、B；9、C；10、D

1、压缩系数a：指在单位压力增量作用下土孔隙比的减小值。即a???e。 ?p2、超固结土：指该土层历史上曾经受过大于现有覆盖土重的前期固结压力的土。

3、相对密实度：是用于判断级配不同砂土的密实程度的指标，用天然孔隙比e与一种砂土在最松散和最密实状态下的孔隙比的相对大小来描述，即四、简述题

1答：地基中某一深度处的土体在上覆土体自重应力的作用下完成固结压缩后处于一种稳定状态，当地表修建建筑物后，结构物的重量通过基础传递到地基土体后产生一个额外的应力，称之为地基土体的附加应力。该附加应力由土体颗粒和土体空隙中的水来共同承担，其中土颗粒承担的部分称为有效附加应力，空隙水承担的则称为孔隙水压力。正是由于有效附加应力的作用才导致土体的压缩变形，结果使土体孔隙体积减小，孔隙中多余的水被挤压排除，孔隙水压力逐渐消散降低。因此土体固结的过程就是土体有效应力不断增大而孔隙水压力不断消散的过程，只有区分出土体的自重应力、附加应力、有效应力和孔隙水压力，才能真正把握住土体固结的本质。

2答：分层总和法计算地基沉降的步骤为： （1）、按比例绘制地基土层分布剖面图和基础剖面图； （2）、计算地基土的自重应力，并将计算结果按比例绘制于基础中心线的左侧； （3）、计算基础底面的接触压力； （4）、对地基土体进行分层，每层厚度不大于0.4b，同时地下水面和不同土体的界面必须是分层面； （5）、计算基础底面的附加应力，并将计算结果按比例绘制于基础中心线的右侧； （6）、确定地基土受压层深度。一般土体中以附加应力等于自重应力的0.2倍处的深度为计算深度，对于软土则为0.1倍处深度为计算深度； （7）、计算各土层的压缩量； （8）、计算地基的最终压缩量：把地基受压层范围内各土层压缩量相加即可。 3答：液限含水率是指粘性土呈塑态与半固态之间的分界含水率。测定方法为：（1）搓条法：取8-10g试样，放在毛玻璃板上用手掌滚撮，当土条撮成直径为3mm时刚好产生裂缝并开始段裂，则此时土条的含水率即为塑性含水率。（2）液、塑性联合测定仪：制备3份不同稠度的试样，试样的含水率分别接近液限、塑限和两者的中间状态，用76g质量的圆锥式液限仪分别测定三个试样的圆锥下沉深度和相应的含水率，

3

D?emax?e

emax?emin

然后以含水率为横坐标，圆锥下沉深度为纵坐标，将二者之间的关系绘制于双对数坐标纸上，并将三点连成一条直线，则圆锥下沉量为2mm所对应的含水率即为塑限含水率。

液限含水率是指粘性土呈液态与塑态之间的分界含水率。测试方法为：（1）锥式液限仪法：如前所述，得到含水率和圆锥下沉深度的关系曲线后，查得圆锥下沉深度为10mm时所对应的含水率即为液限含水率。（2）碟式液限仪法：将制备好的试样铺于铜碟前半部分，用调土刀刮成水平，试样厚度为10mm。用特制的开槽器将试样划成V型槽，以每秒两转的速度转动摇柄，使铜碟反复起落，撞击底部。当击数为25次时，V型槽两边的试样合拢长度刚好为13mm时，试样的含水率就是液限含水率。

测定液、塑性含水率的意义：（1）粘性土的液、塑性含水率之间的范围越大，表明该土能吸附结合水越多，土中粘粒含量高或矿物成分吸水能力强。（2）液、塑性含水率之间的差值即塑性指数，是粘性土与粉土定名的标准。 五、计算题

1解：假设V=1cm，则由??3

m?1.82，得到m=1.82g…………………1分 vms?1.46g,由??mwm?ms??0.243，得到mw?0.36g…………………2分 msmsvw?0.36cm3ms?ms?2.65vs?0.55v?v由 ，得到 …………………………3分 swsvv?0.45v?vs?vv?1Gs?所以按照定义则有：e?vv0.45??0.82…………………………………4分 vs0.55n?vv0.45v0.36??0.45,Sr?w??100%?80%……………………6分 v1vv0.45?d?msm?mw?1.46,?sat?s?1.91,?/??sat??w?0.91…………8分 vv2解：基底压力：p?N1440??d??20?1?740kpa……………………1分 b?l1?2基底附加应力：p0?p??d?740?16?1?724kpa…………… 3分 基底中心点1m深处附加应力：

?c?4??p0?4?f(11,)?724?4?0.1202?724?348.1kpa………… 6分 0.50.5基底长边中心点下1m深处的附加应力：

4

?c?2??p0?2?f(,)?724?2?0.1752?724?253.7kpa………… 9分

11113解：

?f??tan??????1??3?12???32cos2???由题目条件可知：?????1??3?解之，得到： f?2sin2????45?????2??????33.69?..................................1分????61.85?.................................1分kpa...........................2分 ???1?673.5??3?191.6kpa...........................2分

4解：

e?32?Aa?qKa1?100?tg2?45?2???100?tg2?29?30.7KPa e2Ba上?eAa??hKa1?30.7?16.5?3.5?tg29?48.4KPa eBa下?(q??1h1)Ka2?(100?16.5?3.5)tg230?52.58KPa eca?(q??1h1??/2h2)tg230?(100?16.5?3.5?9.25?3.5)?13 ?(100?25.75?3.5)?113?190.125?3?63.4KPa P11a?2(20.7?48.4)?3.5?2(52.58?63.4)?3.5 ?3.52(30.7?48.4?52.58?63.4)?341.3KPa u1w?2?35?3.5?61.25KPa

5

2分 4分 6分

8分

10分

水压力合力作用点:

3.5?1.17m (距墙底) 12分 3 6