土力學(xué)與基礎(chǔ)工程2018復(fù)習(xí)題

1、選擇題： 2 分/題，共 10 題，共 20 分判斷題： 1分/ 題，共 10題，共 10分名詞解釋?zhuān)?2分/ 題，共 5題，共 10分簡(jiǎn)答題： 4分/ 題，共 5 題，共 20 分計(jì)算題： 10分/題，共 4題，共 40分一、名詞解釋1. 固 結(jié)：土的骨架受壓產(chǎn)生壓縮變形， 導(dǎo)致土孔隙中水產(chǎn)生滲流， 孔隙中水隨 著時(shí)間的發(fā)展逐漸滲流排除， 孔隙體積縮小，土體體積逐漸壓縮， 最后趨于穩(wěn)定， 這個(gè)過(guò)程常稱(chēng)為滲透固結(jié)、簡(jiǎn)稱(chēng)固結(jié)。2. 壓縮變形： 土體受外力作用后產(chǎn)生體積縮小稱(chēng)為壓縮變形。3. 滲透性： 土被水滲流通過(guò)的性能稱(chēng)為滲透性。4. 流土： 在滲流向上作用時(shí)，土體表面局部隆起或者土顆粒群同時(shí)

2、發(fā)生懸浮和 移動(dòng)的現(xiàn)象。5. 達(dá)西定律： 在穩(wěn)定流和層流的作用下，用粗顆粒土進(jìn)行大量的滲透試驗(yàn)，測(cè) 定水流通過(guò)土試樣單位截面積的滲流量，獲得滲流量與水力梯度的關(guān)系，從 而得到滲流速度與水力梯度 （或水頭能量損失） 和土的滲透性質(zhì)的基本規(guī)律， 即滲流基本規(guī)律達(dá)西滲透定律。6. 滲透力 ：水在土中滲流，受到土骨架的阻力，同時(shí)水也對(duì)土骨架施加推力， 單位體積土骨架所受到的推力就是滲透力。7. 有效應(yīng)力 ：在孔隙水壓力的作用下，孔隙水逐漸排除，同時(shí)使土粒骨架逐漸 承受這部分壓力，此壓力稱(chēng)為有效應(yīng)力。8. 固結(jié)沉降 ：固結(jié)沉降是指荷載壓力作用下， 由于地基土的結(jié)構(gòu)骨架受力壓縮， 使孔隙中水排出體積壓縮引

3、起的部分沉降。9. 土的抗剪強(qiáng)度： 指土抵抗剪切變形與破壞的極限能力 .10. 水力梯度 ：水沿滲透路徑方向流動(dòng)產(chǎn)生的總水頭的損失率。11. 極限荷載 ：地基土從局部剪損破壞階段進(jìn)入整體破壞階段，這時(shí)基礎(chǔ)下滑動(dòng) 邊界范圍內(nèi)的全部土體都處于塑性破壞狀態(tài)，地基喪失穩(wěn)定，此時(shí)的荷載稱(chēng) 為極限荷載，也稱(chēng)為地基的極限承載力。12. 管涌：指在滲透水流的作用下，土體中的細(xì)土粒在粗土粒間的孔隙通道中隨著水流移動(dòng)并被帶出流失的現(xiàn)象16. 粒組：工程上把大小相近的土粒合并成組，稱(chēng)為粒組。17. 自重應(yīng)力 ：由于土的自身重力引起的應(yīng)力。18. 附加應(yīng)力 ：由于外荷載作用在土體上時(shí)，土中產(chǎn)生的應(yīng)力增量。19. 地基

4、容許承載力 ：指地基土在外荷載的作用下，不產(chǎn)生剪切破壞且基礎(chǔ)的沉 降不超過(guò)允許值時(shí)，單位面積上所承受的最大荷載。20. 臨界荷載 ：當(dāng)?shù)鼗兴苄宰冃螀^(qū)最大深度為中心荷載Zmax=B/4 或偏心荷載作用時(shí) Zmax=B/3 與此對(duì)應(yīng)的基礎(chǔ)底面壓力，分別以 Pcr21. 臨塑荷載 ：指在外荷載作用下，地集中剛開(kāi)始產(chǎn)生塑性變形時(shí)，基礎(chǔ)地面單 位面積上所承受的荷載。22. 靜止土壓力 ：擋墻保持原來(lái)位置不動(dòng)，此時(shí)作用在擋墻上的為靜止土壓力。23. 主動(dòng)土壓力 ：擋墻在墻后土體的作用下向前移動(dòng)， 墻后土體也隨之向前移動(dòng)， 土中產(chǎn)生剪應(yīng)力T f。24. 被動(dòng)土壓力 ：擋墻在某種外力作用下向后移動(dòng)，墻后土體

5、也隨之向后移動(dòng)， 土中產(chǎn)生了剪應(yīng)力T f。25. 靈敏度 ：保持原來(lái)天然含水量，但天然結(jié)構(gòu)被破壞的重塑土的強(qiáng)度比保持天 然結(jié)構(gòu)的原狀土的強(qiáng)度低，其比值可作為結(jié)構(gòu)性指標(biāo)。26. 液限 ：粘性土呈液態(tài)和塑態(tài)之間的界限含水量。27. 塑限 ： 粘性土呈塑態(tài)與半固態(tài)之間的界限含水量28. 塑性指數(shù) ：粘性土與粉土的液限與塑限的差值，去掉百分?jǐn)?shù)稱(chēng)塑性指數(shù)。29. 液性指數(shù) ：粘性土的液性指數(shù)為天然含水量與塑限差值液限塑限差值之比30. 土的相對(duì)密度 ：用天然孔隙比 e 與同一種砂的最疏松狀態(tài)孔隙比 emin 和最密 實(shí)狀態(tài)孔隙比emax進(jìn)行對(duì)比，看e靠近emax還是emin,以此判斷它的密實(shí)度。31.

6、總應(yīng)力 ：由自重應(yīng)力、靜水壓力及外荷載 P 所產(chǎn)生的附加應(yīng)力組成。32. 有效應(yīng)力 ：土顆粒間的接觸壓力在截面積上的平均應(yīng)力,稱(chēng)為有效應(yīng)力。33. 壓縮系數(shù) ：在壓力變化不大時(shí),土中孔隙比的變化與壓力的變化成正比。34. 壓縮模量 ：指土在無(wú)側(cè)膨脹的條件下受壓時(shí),豎應(yīng)力增量與與應(yīng)變?cè)隽康谋?值。35. 不均勻系數(shù)：定義為CU= d6 d 10, d 10 , d 6。分別為粒徑分布曲線上小于某粒 徑土的土顆粒含量分別為 10和 60。36. 含水量：土中水的重量與土粒重量之比。37. 孔隙率 ：土體孔隙體積與總體積之比。38. 孔隙比 ：土體孔隙體積與土粒體積之比。二、簡(jiǎn)答題1. 按照排水條件

7、，三軸剪切實(shí)驗(yàn)分為哪三種？ 答：不固結(jié)不排水；固結(jié)不排水；固結(jié)排水。2. 確定土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)的直接剪切試驗(yàn)，按其試驗(yàn)條件區(qū)分為哪幾種？它們 分別適用于什么樣的工程情況？答：有三種：快剪、慢剪和固結(jié)快剪； 快剪：適用于建筑物施工較快、土層排水條件不良的工程情況； 慢剪：適用于建筑物施工較慢，土層排水條件較好，在施工期間充分排水的 工程情況；固結(jié)快剪：適用于介于上述兩種情況之間的工程情況。3. 土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)是什么 ?通常通過(guò)哪些室內(nèi)實(shí)驗(yàn)和原位測(cè)試測(cè)定 ?答 :(1) 指土的粘聚力和內(nèi)摩擦角 .(2) 常用方法 :直接剪切實(shí)驗(yàn) ,三軸壓實(shí)驗(yàn) ,無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度實(shí)驗(yàn) ,十字板剪切實(shí)驗(yàn) 等.4. 擋

8、土墻的土壓力有哪三種 ?是如何定義的 ?在相同條件下 ,哪一種最大? 答:(1) 分為三種 ,分別是 : 主動(dòng)土壓力 : 墻在土壓力作用下向背離填土方向移動(dòng)火繞墻轉(zhuǎn)時(shí) ,當(dāng)墻的移 動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)達(dá)到某一數(shù)量時(shí) ,滑動(dòng)面上的剪應(yīng)力等于土的抗剪強(qiáng)度 , 墻后土體達(dá)到 主動(dòng)極限平衡狀態(tài) ,形成滑動(dòng)面 ,這時(shí)作用在墻上的土推力達(dá)到最小值 . 被動(dòng)土壓力 : 當(dāng)擋土墻在外力作用下向著填土方向移動(dòng)火轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí) ,直到墻的 移動(dòng)量足夠大 , 滑動(dòng)面上的剪應(yīng)力等于抗剪強(qiáng)度 , 墻后土體達(dá)到被動(dòng)極限狀態(tài) ,土 體發(fā)生向上滑動(dòng) , 這時(shí)作用在墻上的抗力達(dá)到最大值 . 靜止土壓力 : 若擋土墻具有足夠的剛度 , 且建立在墻后

9、土體的推力作用下 , 不產(chǎn)生任何移動(dòng)火轉(zhuǎn)動(dòng) , 則墻后土體處于彈性平衡狀態(tài) ,這時(shí),作用在墻背上的土 壓力稱(chēng)為靜止土壓力 .(2) 在相同條件下 , 被動(dòng)土壓力值最大 . 。5朗肯土壓力理論和庫(kù)倫土壓力理論的假定條件分別是什么？ 答：朗肯土壓力 理論按半無(wú)限彈性體的應(yīng)力狀態(tài)研究土體極限平衡狀態(tài)的條件。 假定土體表面水平，且無(wú)限延伸，墻體是垂直的，表面是光滑的，墻體與土體之 間不存在摩擦阻力。庫(kù)倫土壓力 理論是根據(jù)墻后土體處于極限平衡狀態(tài)并形成一滑動(dòng)土楔體時(shí)， 根據(jù)靜力平衡條件得出的理論。 假定：墻后的填土是理想的散粒體 (粘聚力 C=0) 滑動(dòng)破壞面為一平面 ；墻背與滑裂面間的楔體土體視為剛性

10、體。6、簡(jiǎn)述太沙基有效應(yīng)力原理。答案：(1) 土的有效應(yīng)力等于總應(yīng)力減去孔隙水壓力。 (2) 土的有效應(yīng)力控制了土 的變形和強(qiáng)度。7、簡(jiǎn)述地基的破壞形式及發(fā)生條件？ 答案：地基土破壞形式有三種： 1、整體剪切破壞，一般發(fā)生在密實(shí)砂土中； 2、 局部剪切破壞，一般發(fā)生在中等密砂中； 3、刺入破壞，一般發(fā)生在松砂中。8、基礎(chǔ)埋置深度選擇所考慮的因素有哪些？答：建筑物用途及基礎(chǔ)構(gòu)造的影響； 作用于地基上荷載的大小和性質(zhì)； 工程 地質(zhì)和水文地質(zhì)條件；相鄰建筑物基礎(chǔ)的埋深影響；地基土凍脹和融陷的影響。9、簡(jiǎn)述豎向集中荷載作用下地基附加應(yīng)力的分布特征。答：在集中應(yīng)力作用線上， Z值隨深度Z增加而減?。辉谕?/p>

11、一深度水 平面上，在荷載軸線上的附加應(yīng)力最大，向兩側(cè)逐漸減??；距地面愈深，附 加應(yīng)力分布在水平方向上的影響范圍愈廣。10、簡(jiǎn)述土體壓縮變形產(chǎn)生的三大原因。答：土顆粒本身的壓縮；土孔隙中不同形態(tài)的水和氣體的壓縮；孔隙中部分水和氣體被擠出，土顆粒相互移動(dòng)靠攏使孔隙體積減小。11、地基巖土分類(lèi)的原則是什么？ 建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范 (GB500072002) 把地基巖土分為哪幾類(lèi)？答：建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范(GB50007 2002)按照工程性能相似的原 則，把地基巖土分為巖石、碎石土、砂土、粉土、粘性土和人工填土6 類(lèi)。12、地基中的附加應(yīng)力分布有何特點(diǎn)？答：( 1)在地面下任意深度的水平面上。各點(diǎn)的

12、附加應(yīng)力非等值，在集中 力作用線上的附加應(yīng)力最大，向兩側(cè)逐漸減小。（2）距離地面越深，附加應(yīng)力分布的區(qū)域越廣，在同一豎向線上的附加應(yīng)力隨 深度而變化。超過(guò)某一深度后，深度越大，附加應(yīng)力越少。13、簡(jiǎn)述飽和土的滲透固結(jié)過(guò)程。答：飽和土的滲流固結(jié)過(guò)程如下：（1）土體孔隙中自由水逐漸排出；（2）土體孔隙體積逐漸減??；（3）由孔隙水承擔(dān)的壓力逐漸轉(zhuǎn)移到土骨架來(lái)承受，成為有效應(yīng)力。14、如何通過(guò)顆粒級(jí)配曲線判斷土的級(jí)配情況？在工程上，常利用顆粒級(jí)配曲線來(lái)確定的兩個(gè)級(jí)配指標(biāo)值來(lái)判定土的級(jí)配情況。當(dāng)同時(shí)滿(mǎn)足不均勻系數(shù)C三5和曲率系數(shù)G=I3這兩個(gè)條件時(shí)，土的級(jí)配良好, 若不能滿(mǎn)足，則級(jí)配不良。二、計(jì)算題1

13、一塊原狀土樣，經(jīng)試驗(yàn)測(cè)得土的天然密度1.67kN m3 ,含水量為 12.9%，土粒相對(duì)密度ds2.67 ,求孔隙比e、孔隙率n和飽和度Sr解：（1） eds(1 W) W I 2.67(10.129) I 0 8051.67(2) n0.8051 0.80544.6%(3) SrWdSe0.129 2.670.8052某砂土土樣的天然密度為1.77 gcm3，天然含水量為9.8%，土粒的相對(duì)密度為2.67 ,烘干后測(cè)定最小孔隙比為0.461，最大孔隙比為0.943 ,試求天然孔隙比 e和相對(duì)密度Dr ,并評(píng)定該砂土的密實(shí)度。解：（1） eds(1 W) W I 2.67(10.098) I

14、0 6561.77(2) Dremax e 0.943 0.6560.595emaxemin0.9430.461判定該砂土的密實(shí)度為：中密3 粘性土的含水量 W 36.4% ,液限WL 48% ,塑限WP 25.4% ,要求：計(jì)算 該土的塑性指數(shù)：根據(jù)塑性指數(shù)確定該土的名稱(chēng)； 計(jì)算該土的液性指數(shù)；按液性 指數(shù)確定土的狀態(tài)。解：（1）IP WL WP 48%25.4%22.6 為粘土WWD36 4 25 4(2) IL-0.49 土的狀態(tài)為可塑狀態(tài)WL WP48 25.44.某基坑在細(xì)砂層中開(kāi)挖，經(jīng)施工抽水，待水位穩(wěn)定后，實(shí)測(cè)水位從初始水位5.5m降到3.0m。滲流路徑長(zhǎng) 10m=根據(jù)場(chǎng)地勘察報(bào)

15、告：細(xì)砂層飽和重度Sat18.7 kN m3，k4.5 10 2 mm s ,試求滲透水流的平均速度V和滲流力0并判別是否會(huì)產(chǎn)生流砂現(xiàn)象解：i5.5 3.0100.25V ki 4.5 10 2 0.251.125 10 2 mm sj Wi 10 0.252.5kN. m3細(xì)砂層的有效重度Sat W 18.7 10 8.7 j 2.5所以不會(huì)因基坑抽水而產(chǎn)生流砂現(xiàn)象。5. 某廠房為框架結(jié)構(gòu)，柱基底面為正方形，邊長(zhǎng)I b 4m，基礎(chǔ)埋置深度為d 1m。上部結(jié)構(gòu)傳至基礎(chǔ)頂面荷載P 1440 kN。地基為粉質(zhì)粘土，土的天然重度 16kN m3 ,土的天然孔隙比e 0.97。地下水位深3.4m，地下

16、水位以下土的飽和重度Sat 18.2 kN m3。土的壓縮系數(shù)：地下水位以上為1 0.3MPa 1,地下水位以下為20.25MPa 1。利用分層總和法計(jì)算柱基中點(diǎn)的沉降量。解： 計(jì)算地基土的自重應(yīng)力基礎(chǔ)底面：Cd d 16kN. m3地下水面：CW 3.43.4 16 54.4kPa 基礎(chǔ)底面接觸壓力110kPa 基礎(chǔ)底面附加應(yīng)力d 110.0 16 94kPa 地基中的附加應(yīng)力基礎(chǔ)底面為正方形，用角點(diǎn)法計(jì)算，分成相等的四小塊，計(jì)算過(guò)程略 地基受壓層深度ZnZn 6.0m 地基沉降計(jì)算分層計(jì)算層每層厚度hi0.4b 1.6m。地下水位以上2.4m分兩層，各1.2m;第三2m.層1.6m;第四層

17、因附加壓力很小，可取 地基沉降計(jì)算SrTZhi 163 129 9 6144.3mm6.某條形基礎(chǔ)下地基土中一點(diǎn)的應(yīng)力為:250kPa ，100kPa， XZ 40kPa，已知土的30o， C 0，問(wèn)該點(diǎn)是否破壞?解:根據(jù)( )2 2ZX2ZXZ不口 342(Zx)212XZ求出1260,39030 2）2701260所以該點(diǎn)未剪切破壞190 ta n2(457.設(shè)砂土地基中一點(diǎn)的大小主應(yīng)力分別為50OkPa和18OkPa，其內(nèi)摩擦角36o，求：（1）（2）（3）該點(diǎn)最大剪應(yīng)力是多少？最大剪應(yīng)力面上的法向應(yīng)力為多少？此點(diǎn)是否已達(dá)到極限平衡狀態(tài)？為什么？如果此點(diǎn)未達(dá)到平衡狀態(tài)，令大主應(yīng)力不變，而

18、改變小主應(yīng)力，使該點(diǎn)達(dá)到極限平衡狀態(tài)，這時(shí)小主應(yīng)力應(yīng)為多少?（答案：160kPa,340kPa,未達(dá)到極限平衡狀態(tài)；129.8kPa）max解：（ 1）3500 180-160kPa2500 180340kPa(2)31 ta n2(45-)500ta n22713032所以該點(diǎn)未剪切破壞121202(3)要破壞,13OkPa8. 某飽和粘性土無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)得不排水抗剪強(qiáng)度 CU 70kPa ,如果對(duì)同一 土樣進(jìn)行三軸不固結(jié)不排水試驗(yàn)，施加周?chē)鷫毫?3 150kPa ,問(wèn)試件將在多大 的軸向壓力作用下發(fā)生破壞？(答案： 290kPa)解：已知CU 70kPa ,可知：摩爾應(yīng)力圓直徑為2 70140又 3 150kPa，f 為水平線 所以 I 150 140 290kPa9. 擋土墻高6m墻背豎直光滑，填土面水平，填土為粘性土，其重度、內(nèi)摩擦 角、內(nèi)聚力分別為：17kN.m3,200,c 8kPa ,試計(jì)算主動(dòng)土壓力Ea及作用點(diǎn)位置。解：墻底處的土壓力強(qiáng)度2Pahtan (45) 2ctan(45)2