大学土力学试题及答案
更新时间:2024-03-22 10:48:01 阅读量: 综合文库 文档下载
第1章 土的物理性质与工程分类
一.填空题
1. 颗粒级配曲线越平缓,不均匀系数越大,颗粒级配越好。为获得较大密实度,应选择级
配良好的土料作为填方或砂垫层的土料。
2. 粘粒含量越多,颗粒粒径越小,比表面积越大,亲水性越强,可吸附弱结合水的含量越
多,粘土的塑性指标越大 3. 塑性指标Ip?wL?wp,它表明粘性土处于可塑状态时含水量的变化范围,它综合反
映了粘性、可塑性等因素。因此《规范》规定:10?Ip?17为粉质粘土,Ip?17为粘土。
4. 对无粘性土,工程性质影响最大的是土的密实度,工程上用指标e、Dr来衡量。 5. 在粘性土的物理指标中,对粘性土的性质影响较大的指标是塑性指数Ip。 6. 决定无粘性土工程性质的好坏是无粘性土的相对密度,它是用指标Dr来衡量。 7. 粘性土的液性指标IL?w?wpwL?wp ,它的正负、大小表征了粘性土的软硬状态,《规范》
按IL将粘性土的状态划分为坚硬、硬塑、可塑、软塑、流塑。
8. 岩石按风化程度划分为微风化、中等风化、强风化。
9. 岩石按坚固程度划分为硬质岩石,包括花岗岩、石灰岩等;软质岩石,包括页岩、泥岩
等。 10.某砂层天然饱和重度?sat?20kN/m3,土粒比重Gs?2.68,并测得该砂土的最大干重度?dmax?17.1kN/m3,最小干重度?dmin?15.4kN/m3,则天然孔隙比e为0.68,最大孔隙比emax?0.74,最小孔隙比emin?0.57。
11.砂粒粒径范围是0.075~2mm,砂土是指大于2mm粒径累计含量不超过全重50%,而大于0.075mm粒径累计含量超过全重50%。 12.亲水性最强的粘土矿物是蒙脱石,这是因为它的晶体单元由两个硅片中间夹一个铝片组成,晶胞间露出的是多余的负电荷,因而晶胞单元间联接很弱,水分子容易进入晶胞之间,而发生膨胀。
二 问答题
1. 概述土的三相比例指标与土的工程性质的关系? 答:三相组成的性质,特别是固体颗粒的性质,直接影响土的工程特性。但是,同样一种土,密实时强度高,松散时强度低。对于细粒土,水含量少则硬,水含量多时则软。这说明土的性质不仅决定于三相组成的性质,而且三相之间量的比例关系也是一个很重要的影响因素。
2. 地下水位以下一原状土样,其w?28%,Gs?2.70;??1.88t/m3,计算孔隙比时,用
公式e?ds?w(1??)??1,计算得e?0.838,用公式e??dssr计算得e?0.756,试
问该用那个公式,e为多少?另一个公式在这里为什么不能用?
答:公式e?ds?w(1??)??1该用,e?0.838,而另一公式不能用,因为饱和度sr未
给,不能认为sr?1,实际上将e?0.838代入e??dssr,得sr?0.902。
3. 说明三相草图中
答:
1e和的物理概念。 1?e1?e1e代表单元土体中土骨架所占有的体积,代表孔隙在单元土体中所占有的1?e1?e体积。
4. 什么是粘性土的界限含水量?它们与土中那一层水膜相对应,他们又如何确定?
答:土由一种状态转到另一种状态的界限含水量称为阿太堡界限含水量。分别为缩限、塑限和液限。分别和强结合水(吸着水)、弱结合水(薄膜水)和自由水相对应。缩限可用收缩皿法测定,塑限可用滚搓法、液塑限联合测定法,液限可用锥式液限仪或碟式液限仪测定。
四、计算题
1. 某地基土样数据如下:环刀体积60cm,湿土质量0.1204kg,土质量0.0992kg,土粒
相对密度为2.71,试计算:天然含水量w,天然重度?,干重度?d,孔隙比e。
3ms0.0992m0.12043g??10?0.016N5/cm3 ??g??10?0.020N/cm ?d?V60V60
mw0.1024?0.0992??100%?11.3% ms0.0992
w?ms0.0992?103Vs???36.6cm3
Gs2.71e?VvV?Vs60?36.6???0.639 VsVs36.632.若原状土样的天然密度??2.1t/m,含水量w?15%,土颗粒相对密度Gs=2.71,试计算孔隙比e.
3答:设Vs?1m,ms?Gs?w?2.71 t
mw?w?ms?0.15*2.71?0.407t
V?ms?mw??2.71?0.407?1.484m3
2.1e?VvV?Vs1.484?1???0.484 VsVs133.测得沙土的天然重度??17.6kN/m,含水量w?8.6%,土粒相对密度Gs?2.66,最小孔隙比emin?0.462,最大孔隙比emax?0.71,试求沙土的相对密度Dr。
3答: 设Vs?1cm
则ms?VsGs?w?2.66g
mw?wms?0.086?2.66?0.229g
V?m??ms?mw2.66?0.229??1.641cm3
?/g1.76e?VvV?Vs1.641?1???0.641 VsVs1emax?e0.71?0.641??0.278
emax?emin0.71?0.462Dr?
第二章 土的渗透性
一、填空题
1. 当土体两点之间有水头差,有渗流长度时,则渗流发生,渗流速度v?ki,与水头差成
正比,与渗流长度成反比。但在黏土中,只有当水头梯度超过起始梯度时才开始渗流。 2. 渗透力(即动水压力)是土对水的压力,渗透力的表达式是?wi,产生流砂的条件是渗
流力克服了土体的重力。
二、 简答题
1. 什么叫渗透力,其大小和方向如何确定?
答:地下水在土体中流动时,由于受到土的阻力,而引起水头损失,从作用力与反作用力的原理可知,水流经过时必定对土颗粒施加一种渗流作用力,单位体积土颗粒所受到的渗流作用力称为渗透力。渗流力的大小与水力梯度成正比,其方向与渗流方向一致。
2. 达西定律的基本假定是什么?试说明达西渗透定律的应用条件和适用范围。
答:由于土的孔隙很小,在大多数情况下水在孔隙中的流速较小,可以认为属于层流(即水流流线相互平行的流动),那么土中的渗流规律可以认为是符合层流渗透定律。由于达西定律只适用于层流的情况,故一般只用于中砂、细砂、粉砂等,对粗砂、砾石、卵石等粗粒土不适合;而黏土中的渗流规律不完全符合达西定律,需进行修正。修正后为
v?k(I?I0)。
3 渗透力是怎样引起渗透变形的?渗透变形有哪几种形式?在工程上会有什么危害?防治渗透破坏的工程措施有哪些?
答:地下水的渗流方向自下而上,已知土的有效重度为??,当向上的动水力GD与土的有效重度相等时,即
GD??wI?????sat??w
这时土颗粒间的压力就等于零,土颗粒将处于悬浮状态而失去稳定,这种现象叫流沙。 在渗透水流作用下,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,渗透速度不断增加,较粗的颗粒也相继被水流逐渐带走,最终导致土体内形成贯通的渗流管道,造成土体塌陷,这种现象叫管涌。 防治流土的关键在于控制溢出处的水力坡降,为了保证实际的溢出坡降不超过允许坡降,可采取以下工程措施:1。可通过做垂直防渗帷幕、水平防渗铺盖等,延长渗流途径、降低溢出处的坡降;2。在溢出处挖减压沟或打减压井,贯穿渗透性小的黏土层,以降低作用在粘性土层底面的渗透压力;3。在溢出处加透水盖重,以防止土体被渗透力所悬浮。防止管涌一般可从下列两方面采取措施:1。做防渗铺盖或打板桩等,降低土层内部和渗流溢出处的渗透坡降;2。在渗流溢出部位铺设层间关系满足要求的反滤层。
4.生管涌和流土的机理与条件是什么?与土的类别和性质有什么关系?工程上如何判断土
可能产生渗透破坏并进行分类的?
答:发生管涌与流土的机理如上一题答案所诉。发生流土的条件是水力梯度i大于或等于临界水力梯度icr。临界水力梯度与土性密切相关,研究表明,土的不均匀系数Cu愈大,
icr值愈小,土中细颗粒含量高,icr值增大,土的渗透系数愈大,icr值愈低。
发生管涌首先取决于土的性质,管涌多发生在砂性土中,其特征是颗粒大小差别较大,往往缺少某种粒径,孔隙直径大且相互连同。无黏性土产生管涌的两个必备条件是:1。几何条件:土中粗颗粒所构成的孔隙直径必须大于细颗粒的直径,这是必要条件,一般不均匀系数Cu?10的土才会发生管涌;2水力条件:渗流力能够带动细颗粒在孔隙间滚动或移动是管涌发生的水力条件,可用管涌的水力梯度来表示。
第三章 地基土的应力与变形
一. 填空题
1。附加应力引起土体压缩,有效应力影响土体的抗剪强度。
2.一般情况下,自重应力不会引起地基沉降,附加应力引起地基的沉降,在成土年代不久,
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