土力学计算例题

3-1 某土层及其物理指标如图3-31所示，计算土中自重应力。(参考答案：9m处

?cz?103.8kPa)

习题3-1图

解：第一层土为细砂，地下水位以下的细砂是受到水的浮力作用，其浮重度?为：

‘?’?(Gs?1)?(2.69?1)?20??10.65KNm3

Gs(1?w)2.69?(1?0.18)w?wpwL?wp?50?25?1.09?1，故认为粘土层受到水的浮力

48?25第二层粘土层的液性指数IL?作用。其浮重度为：

?’?(Gs?1)?(2.72?1)?19??8.01KNm3

Gs(1?w)2.72?(1?0.50)z?0,?cz??z?0;

z?2m,?cz?20?2?40kPa;

z?5m,?cz?20?2?10.65?3?71.95kPa; z?9m,?cz?20?2?10.65?3?8.01?4?104kPa

3-2 如图3-32所示桥墩基础，已知基础底面尺寸b=4m，l=10m，作用在基础底面中心

的荷载N=4000kN，M=2800kN﹒m，计算基础底面的压力并绘出分布图。（参考答案：pmax?205kPa）

图3-32 习题3-2图

1

解：

e?M28004??0.7??0.67m N40006pmax?'2N2

1. 某原状土样的体积为76cm3,湿土质量为0.126kg,干土质量为0.1043kg,土粒的相对密度为2.60。求土样的密度、重度、干土密度、干土重度、含水量、孔隙比、饱和土重度及有效重度。

2. 某中砂层在地下水位以下，经测定得知：饱和容重?sat?19.9KN/m3，ds?2.60，问该砂层的天然孔隙比为多少？如又测得其最疏和最密时的孔隙比分别为0.64和0.56，求其相对密度Dr的值，并按Dr的大小确定该砂层所处的物理状态。

3. 一体积为100cm3的原状土样，其湿土质量为0.19kg，干土质量为0.148kg，土粒的相对密度为2.71，试求土的含水量?、重度?、孔隙比e和浮重度?'。 4. 某土样处于完全饱和状态，土粒的相对密度为2.65，含水量为27.17%，试求土样的孔隙比e和重度?。

5. 某砂样的天然密度为1.74t/m3，含水量为20%，土粒的相对密度为2.65，最大干密度为1.67t/m3，最小干密度为1.39t/m3。试求其相对密实度Dr，并测定其密实程度。

6. 在某土层中，用体积为72cm3的环刀取样。经测定，土样质量为129.1g，烘干质量121.5g，土粒相对密度为2.70，问该土样的含水量、湿重度、饱和重

计算岩土力学现有软件及其应用情况

1. 简介

岩体是一种具有不连续性、非均质性、各向异性和非线性的天然地质体[1],由于岩体介质的复杂性, 分析边界和工况的多变, 用经典力学求解复杂的岩体工程问题的解析解已经很难, 甚至不可能。随着计算机科学的进步，数值计算方法也不断发展，并且在岩土工程领域得到了广泛的应用。例如，20世纪60年和70年代开始出现用于岩土工程稳定性计算的数值计算方法，主要是有限元法；20世纪80年代有限元、边界元及其混合模型得到广泛应用[2]；20世纪90年代以来，离散元法、DDA法等方法层出不穷。随着数值计算方法的百花齐放，计算岩土力学也从无到有发展起来，并且根据不同的计算方法形成了众多的计算软件，本文主要介绍较为常见且使用较广的几款计算软件。

数值计算方法大致分为连续变形分析方法和非连续变形分析方法两大类[3]。连续变形分析方法主要有：有限单元法（FEM）、有限差分法（FDM）、边界单元法（BEM）等，其中以有限单元法应用最为广泛；非连续变形分析方法主要有：离散元法（DEM）、非连续变形分析（DDA）、流形元法（MM）、无单元法（EFM）等。[4]

2. 有限单元法

有限元分析中最基本的思想就是单元离散，即将求解区域剖分为

1. 某原状土样的体积为76cm3,湿土质量为0.126kg,干土质量为0.1043kg,土粒的相对密度为2.60。求土样的密度、重度、干土密度、干土重度、含水量、孔隙比、饱和土重度及有效重度。

2. 某中砂层在地下水位以下，经测定得知：饱和容重?sat?19.9KN/m3，ds?2.60，问该砂层的天然孔隙比为多少？如又测得其最疏和最密时的孔隙比分别为0.64和0.56，求其相对密度Dr的值，并按Dr的大小确定该砂层所处的物理状态。

3. 一体积为100cm3的原状土样，其湿土质量为0.19kg，干土质量为0.148kg，土粒的相对密度为2.71，试求土的含水量?、重度?、孔隙比e和浮重度?'。 4. 某土样处于完全饱和状态，土粒的相对密度为2.65，含水量为27.17%，试求土样的孔隙比e和重度?。

5. 某砂样的天然密度为1.74t/m3，含水量为20%，土粒的相对密度为2.65，最大干密度为1.67t/m3，最小干密度为1.39t/m3。试求其相对密实度Dr，并测定其密实程度。

6. 在某土层中，用体积为72cm3的环刀取样。经测定，土样质量为129.1g，烘干质量121.5g，土粒相对密度为2.70，问该土样的含水量、湿重度、饱和重

一、填空题

1.土体的最大特征是（ 三相组成 ）

2.在土的物理性质指标中被称为基本指标的有（含水率，密度，土粒比重 ） 3.常用的填土夯实控制指标是（ 压实系数 ）

4.判定砂土密实度的指标有（ 相对密实度Dr；标准贯入实验锤击数N63.5 孔隙比e） 5.粘土的分界含水量有（液限wl。塑限wp。缩限ws ） 6.当液性指数为1.5时，该粘土的状态为（ 流塑 ）

7.在用累计曲线法表示粒度成分时描述土级配的指标是（ 曲率系数 ） 8.动水力的单位是（ kn-m3 ）

9.土中水渗流速度V与真实流速V0之间的关系（ v大于v0 ） 10.水头梯度是指（ 沿渗流途径水头损失与渗流途径长度的比值 ） 11.流沙产生的条件（ 渗透梯度大于临界水力梯度 ） 12.测定渗透系数K的方法有（ 实验室测定和野外现场测定 ） 13.土的毛细性是指（ 土的毛细孔隙能使水产生毛细现象的性质 ）

14.管涌是指（ 在渗流的作用下，土体中的细土粒间的孔隙通道中随水流移动并被带走的现象 ）

二、单项选择题

1.当土中的孔隙被水充满时，该土体为（ ）。 ① 非饱和土 ② 饱和土 ③

土质学与土力学复习题

第1章 一、填空题

1.若某土样的颗粒级配曲线较缓，则不均匀系数数值较 ，其夯实后密实度较 。

2、常用的粒度成分的表示方法有 、 、 。

3.利用 曲线可确定不均匀系数Cu；为了获得较大密实度，应选择Cu值较 的土作为填方工程的土料。

4.能传递静水压力的土中水是 水和 水。

5.影响压实效果的土中气是与大气 的气体，对工程性质影响不大的土中气是与大气 的气体。

6.对于粒径小于0.075mm的颗粒分析应采用 法，对于粒径大于0.075mm的颗粒分析应采用 法。

7.粘性土越坚硬，其液性指数数值越 ，粘性土的粘粒含量越高，其塑性指数数值越 。

8.小于某粒径土的质量占土总质量10%的粒径，称为 粒径，小于某粒径土的质量占土总质量60%的粒径，称为

土力学复习题

1．土颗粒的大小及其级配，通常是用颗粒累计级配曲线来表示的，级配曲线越陡峭表示土粒大小 均匀，级配 不良 。

2．对公路路基土的干湿状态及建筑物的防潮有重要影响的是 毛细水 。 3超固结比大于1的土属于超固结土 。

4．粘土矿物组成主要有高岭石、蒙脱石、伊利石，其中亲水性最强的是 蒙脱石 。 5．已知一宽度为3m的条形基础，在基础平面上作用着中心荷载F?250kN及力矩

M=100kN?m，则基础底面边缘最小压应力pmin > 0。

6. 动水力是一种体积力，其方向与渗透方向 一致 ，其数值与水头梯度成 正比 。 7. 相同条件下，作用在挡土结构上的主动土压力Ea，被动土压力Ep，静止土压力Eo的大小关系是 Ep> Eo> Ea 。

8．当液性指数小于0时，粘土的状态为固态或半固态 ，液性指数大于1时，粘土的状态为 流动状态 。

9．在一般工程荷载作用下，土的体积压缩主要是由 孔隙的体积减小造成的。 10. 土的颗粒曲线平缓，则说明土体的不均匀系数 大 。 11．土是由固相、 液相 和 气相 三部分组成。

12. 某砂土地基，天然重度??18.5kN/m3,饱和重度?sa

一、填空题

1.土体的最大特征是（ 三相组成 ）

2.在土的物理性质指标中被称为基本指标的有（含水率，密度，土粒比重 ） 3.常用的填土夯实控制指标是（ 压实系数 ）

4.判定砂土密实度的指标有（ 相对密实度Dr；标准贯入实验锤击数N63.5 孔隙比e） 5.粘土的分界含水量有（液限wl。塑限wp。缩限ws ） 6.当液性指数为1.5时，该粘土的状态为（ 流塑 ）

7.在用累计曲线法表示粒度成分时描述土级配的指标是（ 曲率系数 ） 8.动水力的单位是（ kn-m3 ）

9.土中水渗流速度V与真实流速V0之间的关系（ v大于v0 ） 10.水头梯度是指（ 沿渗流途径水头损失与渗流途径长度的比值 ） 11.流沙产生的条件（ 渗透梯度大于临界水力梯度 ） 12.测定渗透系数K的方法有（ 实验室测定和野外现场测定 ） 13.土的毛细性是指（ 土的毛细孔隙能使水产生毛细现象的性质 ）

14.管涌是指（ 在渗流的作用下，土体中的细土粒间的孔隙通道中随水流移动并被带走的现象 ）

二、单项选择题

1.当土中的孔隙被水充满时，该土体为（ ）。 ① 非饱和土 ② 饱和土 ③

土力学复习题

1．土颗粒的大小及其级配，通常是用颗粒累计级配曲线来表示的，级配曲线越陡峭表示土粒大小 均匀，级配 不良 。

2．对公路路基土的干湿状态及建筑物的防潮有重要影响的是 毛细水 。 3超固结比大于1的土属于超固结土 。

4．粘土矿物组成主要有高岭石、蒙脱石、伊利石，其中亲水性最强的是 蒙脱石 。 5．已知一宽度为3m的条形基础，在基础平面上作用着中心荷载F?250kN及力矩

M=100kN?m，则基础底面边缘最小压应力pmin > 0。

6. 动水力是一种体积力，其方向与渗透方向 一致 ，其数值与水头梯度成 正比 。 7. 相同条件下，作用在挡土结构上的主动土压力Ea，被动土压力Ep，静止土压力Eo的大小关系是 Ep> Eo> Ea 。

8．当液性指数小于0时，粘土的状态为固态或半固态 ，液性指数大于1时，粘土的状态为 流动状态 。

9．在一般工程荷载作用下，土的体积压缩主要是由 孔隙的体积减小造成的。 10. 土的颗粒曲线平缓，则说明土体的不均匀系数 大 。 11．土是由固相、 液相 和 气相 三部分组成。

12. 某砂土地基，天然重度??18.5kN/m3,饱和重度?sa

土的渗透及变形

一、单项选择题：

1、土坝中，由于 的作用，土坝上游的水会通过坝体渗透到下游。 （ B ） A、水的流速 B、水位差 C、静水压力

2、由于渗透，会给输水、挡水建筑物带来二类问题，一是渗漏问题，二是 （ C ） A、滑坡 B、垮塌 C、渗透稳定 D、洪流

3、水在土体中的渗透通过大量的实验，总结出满足 定律。 （ A ） A、达西定律 B、库仑定律 C、渗流定律

4、渗透系数k的物理意义是： 。 （ B ） A、水的流动速度 B、水力坡降的渗流速度 C、水头的高低 5、常见黏性土的渗透系数为 数量级。

A、﹥10-2 B、10-5~10-4 C、﹤10-6 D、10-3

6、常见砂—砂砾土的渗透系数为 数量级。 （ C ） A、﹥10-2