土力学试题~~~~

第一章

1-10、甲、乙两土样的颗粒分析结果列于表1-4，试绘制颗粒级配曲线，并确定颗粒不均匀系数及评价级配均匀情况。

粒径（mm） 2~0.5 0.5~0.25 0.25~0.1 0.1~0.05 0.05~0.02 0.02~0.01 0.01~0.005 0.005~0.002 <0.002 相对甲 24.3 14.2 20.2 14.8 10.5 6.0 4.1 2.9 3.0 含量（%） 乙 5.0 5.0 17.1 32.9 18.6 12.4 9.0 解：

孔径(mm) 2 0.5 0.25 0.1 0.05 0.02 0.01 0.005 0.002 <0.002

留筛土质量（g） 0 24.3 14.2 20.2 14.8 10.5 6.0 4.1 2.9 3.0 小于该孔径的土质量(g) 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

甲土：d10=0.013, d30=0.078, d60=0.25,

Cu=Cc=

=

=

=19.23,

=1.87 满足Cu>5，Cc在1~3之间，

良好级配土

乙土颗粒级配曲线如下：

孔径(mm) 2 0.5 0.25 0.1 0.05 0.02 0.01 0.005 0.002 <0.002

留筛土质量（g） 0 0 05 5 5 17.1 32.9 18.6 12.4 9 小于该孔径的土质量(g) 100 100 100 95 90 72.9 40 21.4 9 小于该孔径的土的百分数% 100 100 100 95 90 72.9 40 21.4 9

乙土：d10=0.003, d30=0.008, d60=0.014,

Cu=Cc=

==

=4.67,

=1.52 Cu<5,属均质土，级配不良，

Cc在1~3之间。

（Cu越大，表明粒度的分布范围越大，土越不均匀，级配越良好。 Cc过大或过小，均表明土中缺少中间粒组，各粒组间孔隙的连锁充填效应降低，级配变差。）

第二章

2-1 比较下列各对土的三相比例指标的异同点：（1）ρ与ρs；(2)ω与Ss；(3)e与n；(4) ρd与ρ’；(5) ρ与ρsat

答：（1）ρ与ρs

都是表征土体密实程度的指标

ρ：土的密度，单位体积的土的质量，ρ= ρs：土粒密度，单位体积土颗粒的质量，ρs=

，（g/cm3）

注意ρs与Gs（ds）的关系：数值相等，但量纲不同, Gs（ds）是一个无量纲量。 (2) ω与Ss

都是表征土中含水程度的指标 ω，土的含水量，ω=

×100%，

Ss，土的饱和度，表示土中水体积在孔隙体积中所占的比例，Ss=×100% (3) e与n

都是表征土体密实程度（土中孔隙含量）的指标，可相互换算。 e：土的孔隙比，土中孔隙体积与土颗粒体积之比， e= n：土的孔隙率，土中孔隙所占体积与土体总体积之比，n=×100% (4) ρd与ρ’

特殊条件下土的密度

ρd：土的干密度，单位体积土体中固体颗粒的质量，ρd=般用于填土击实后密实度的评判；

，一

ρ’：土的浮密度，地下水位以下，土体单位体积中土粒的质量与同体积水质量之差。（是一个换算量，没有实际意义。）ρ’=(5) ρ与ρsat

都是表征土的密实度的指标

ρ：土的密度，单位体积的土的质量，ρ= ρsat：空隙中充满水时，单位体积土体的质量，ρsat=

2-2、有一饱和原状土，切满容积为21.7cm3的环刀内，称得总质量为72.49g，经105?C烘干至恒重为61.28g，已知环刀质量为32.54g，土粒比重为2.74，

求土样的湿密度、含水量、干密度及空隙比。

已知：V=21.7cm3，m湿=72.49g， m干=61.28g， m刀=32.54g，ds=2.74， 求：ρ，ω，ρd，e 解： ρ==

ω=ρd=

=×100%=

=1.84g/cm3 ×100%=

×100%=39%

设ms=dsρω， mω=ωdsρω， Vs=1， Vv=e, V=

=1+e =1.324g/cm3

e=

-1=

-1=1.069

2.3、某原状土样的密度为1.77g/cm3，含水量为34%，土粒相对密度为2.71，试求土的饱和密度，有效密度，有效重度。

解： 设ms=dsρω， mω=ωdsρω， Vs=1， Vv=e

V=

ρsat=

ρ’=

==

=

=1+e; e=

=1.329g/cm3

=

=0.872g/cm3

-1

γ’=ρ’g=

g=8.71kN/m3

2-4、某沙土土样的密度为1.77g/cm3，含水量9.8%，土粒相对密度为2.67，烘干后测得最小空隙比为0.461，最大空隙比为0.943，试求空隙比和相对密实度。

已知： ρ=1.77g/cm3，ω=9.8%，ds=2.67，emax=0.943，emin=0.461 求： e，Dr 解： e=

-1=

=0.656

2-5、某一完全饱和黏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%，试求空隙比、干密度和饱和密度。并按塑性指数和液性指数分别定出该黏性土的分类名称及软硬状态。

已知：ωL=33%，ωp=17%，ds=2.73，完全饱和时含水量ω=30% 求：e，ρd，ρsat 确定分类名称及软硬状态 解：

ρsat=

=

=1.951g/cm3

Ip=ωL-ωp=33-17=16 满足10

Ip≥0.63（ωL-20） 低液限黏土

0.5

第三章

3-1、解释起始水力梯度产生的原因。

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。

3-2 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？

答：室内试验和现场试验渗透系数有较大差别，主要在于进行室内试验取样时会对土样有一定程度的扰动，破坏了土体的结构性；同时还与试验装置和试验条件等有关，即和渗透系数的影响因素有关。

（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。

3-6. 流砂与管涌现象有什么区别和联系？

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。

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。

3-7. 渗透力都会引起哪些破坏？

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

因为

出现拉应力，故改用公式

（3） 平均基地应力

4-10、某矩形基础的底面尺寸为4m × 2.4m，设计地面下埋深为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/m3。试求基底水平面1点及2点下各3.6m深度M1点及M2点处的地基附加应力σz值。

解：（1）（2） （3）

基地压力

基地附加压力 附加应力

M1点 分成大小相等的两块 l=2.4m, b=2m, =1.2 =1.8

查表得： ɑc=0.108

σz·M1=2×0.108×131=28.31kPa M2点 做延长线后进行分块 对于大块l=6m, b=2m, =3, =1.8

查表得 ɑc=0.143

对于小块 l=3.6m, b=2m, =1.8, =1.8 查表得 ɑc=0.129

σz·131=3.7kPa M2=2ɑc·M2P0=2(ɑc大-ɑc小) P0= 2(0.143-0.129)×

基地附加应力 地基附加应力

第五章

5-1．通过固结试验可以得到哪些土的压缩性指标？如何求得？

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

5-2．通过现场（静）载荷试验可以得到哪些土的力学性质指标？

答：可以同时测定地基承载力和土的变形模量

5-3．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？

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。和弹性模量有根本区别。

5-4．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？ 答：土的压缩模量Es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Eo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：E0=β·Es。但影响因素较多不能准确反映他们之间的实际关系。

土的弹性模量E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。

5-5．根据应力历史可将土（层）分为那三类土（层）？试述它们的定义。

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。

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。

5-6．何谓先期固结压力？实验室如何测定它？

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e-lgP曲线，在用A.卡萨格兰德的经验作图法求得。

5-7．何谓超固结比？如何按超固结比值确定正常固结土？

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。

当超固结比OCR=1~1.2时，视为正常固结土。

5-8．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何不同？

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。

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