工程地质与土力学试题库(计算题)

工程地质与土力学试题库（计算题）1、用体积为72cm3的环刀取得某原状土样重132g，烘干后土重122g，sd=2.72，试计算该土样的、e、rs、、sat、、d，并比较各重度的大小。（答案：%2.8，61.0e，%6.36rS，33.18KN/m3，68.20satKN/m3，68.10KN/m3，89.16dKN/m3，dsat）解：（1）土的密度72132=1.83g／cm3，重度=10×1.83=18.3KN/m3（2）含水量=122122132=8.2%（3）天然孔隙比1)1(wsde=13.1810)082.01(72.2=0.61（4）d=1=082.013.18=16.9KN/m3（5）wssateed1=20.68KN/m3（6）=sat-w=10.68KN/m3（7）饱和度rs=61.072.2082.0eds=36.6%各重度之间大小关系为：dsat2、某土样处于完全饱和状态，土粒比重为2.68，含水量为32.0％，试求该土样的孔隙比e和重度。（答案：e＝0.86；＝19kN／m3）3、某完全饱和的土样，经测得其含水率＝30％，土粒比重sd＝2.72。试求该土的孔隙比e、密度和干密度d。解：（1）根据土样饱和edSsr=1.0，得孔隙比e=sd=0.3×2.72=0.816（2）由1)1(wsde，得=edws1)1(=95.1816.011)3.01(72.2g／cm3（3）干密度d＝1=3.0195.1=1.5g／cm34、某干砂试样密度＝1.66g／cm3，土粒比重sd＝2.69，置于雨中，若砂样体积不变，饱和度增至40％时，此砂在雨中的含水量为多少？解：（答案：＝9.2％）5、某原状土，=32%，L=30%，P=18%，确定土的名称与物理状态。解：（1）定名：PLPI=30-18=12，大于10小于17，故该土样为粉质黏土。（2）确定状态：土的液性指数PLPLI=18301832=1.171，属于流塑状态。6、某砂土的颗粒级配曲线，10d=0.07mm，30d=0.2mm，60d=0.45mm，求不均匀系数和曲率系数，并进行土的级配判别。解：不均匀系数1060ddCu07.045.0=6.4，曲率系数1060230dddCc45.007.02.02.0=1.27，满足uC≥5且cC=1~3时，故属于级配良好。7、某土样土工试验成果如下：大于0.075mm累加含量为40%，L=27%，P=19%，=22%，sG=2.7，=183/mKN，确定土的名称及状态。解：（1）定名：大于0.075mm累加含量为40%，不超过50%，属于细粒土。PLPI=27-19=810，故该土样为粉土。（2）确定状态：土的液性指数PLPLI=19271922=0.35，属于可塑状态。8、某土样湿土重120g，烘干至恒重为100g，土的比重sd=2.74，天然重度=183/mKN，求天然孔隙比。解：（1）含水量=100100120=20.0%（2）天然孔隙比1)1(wsde=11810)2.01(74.2=0.839、在击实筒（其体积为1000cm3）内装有击实过的湿土1870g，当把这些土烘干后得干土重为1677g，已知土粒相对密度为2.66，试求其含水量、重度、干重度d、孔隙比e、孔隙率n、饱和重度sat、有效重度和饱和度rs。解：已知V=1000cm3，m=1870g，sm=1677g，wm=1870－1677=193g，所以含水率swmm=1677193=11.5%，密度Vm=10001870=1.87g/cm3重度g=18.73/mKN，孔隙比1)1(wsde=586.0187.11)115.01(66.2孔隙率n=ee1=586.01586.0=36.9%干重度d=115.017.181=16.83/mKN饱和重度sat=10586.01586.066.21wseed=20.53/mKN有效重度=sat-w=20.5-10=10.53/mKN饱和度rs=586.066.2115.0eds=52.2%10、某土样测得重量为1.87N，体积为1003cm，烘干后重量为1.67N，已直土的相对密度为2.66。求土的、w、e、d、sat、rs、。11、某土的体积为723cm，土样质量为129g,干土质量为120g,土的相对密度为2.70，求含水量、重度、饱和重度、浮重度、干重度。12、某饱和粘土的含水量为35%，相对密度为2.72，求孔隙比和干重度。13、某土的液限为36%，塑限为20%，含水量为35%，求土样的塑性指数、液性支书，并确定土样名称和状态。14、例某砂土天然状态下的密度为1.83/cmg，含水率为20%，颗粒比重为2.65，最大干密度maxd=1.73/cmg，最小干密度mind=1.423/cmg，求相对密度并判别密实度。解：（1）砂土的天然孔隙比1)1(WSGe=8.1)20.01(165.21=0.767（2）最大孔隙比maxe1mindSwG=142.165.21=0.866（3）最小孔隙比mine1maxdSwG=17.165.21=0.559（4）相对密度minmaxmaxeeeeDr=559.0866.0767.0866.0=0.3220.33，可知该砂样处于松散状态。15、某砂土样，其颗粒分析结果如表，确定土样名称。粒径mm0.5~20.25~0.50.075~0.250.05~0.0750.01~0.050.01粒组含量%5.617.527.424.015.510.016、柱下单独基础底面尺寸为3×2m2，柱传给基础的竖向力F=1000kN，弯矩M=180kN·m，试按图中所给资料计算p、maxp、minp、0p，并画出基底压力的分布图。[解]md3.26.2221kNG210101.1202.123kPaAGFp7.201232101000)(5.06)(149.01210180mlmGFMe)(8.2613149.0617.20161maxkPalepp)(6.1413149.0617.20161minkPalepp)(6.1413149.0617.20161minkPaleppcdpp0kPa6.1751.110199.0187.20117、某原状土的室内侧限压缩试验见表，求土的压缩系数21a、压缩模量21sE并判别土的压缩性大小。土的压缩试验)(kpap50100200400e0.9640.9520.9360.914解：21a=16.01.02.0936.0952.01MPa，21sE=MPaae2.1216.0952.011211，为中等压缩性。18、某土层压缩系数为0.501MPa，天然孔隙比为0.8，土层厚1m，已知该土层受到的平均附加应力z=60Kpa，求该土层的沉降量。解：si=iziiihea11=mmmm7.1610008.0110605.03，也可以先求出该土层的压缩模量aeEs11=MPa6.35.08.01，计算si=siziEih=mm7.1616.360。19、设粘性土地基中某点的主应力KPa3001,KPa75.1233，土的抗剪强度指标KPac20，26，试问该点处于什么状态？解：由式：)245(2)245(213tgctg可得土体处于极限平衡状态而最大主应力为1时所对应的最小主应力为：3321390)245(2)245(ffKPatgctg故：可判定该点处于稳定状态。或：由)245(2)245(231tgctg得`3201KPaf，11f，∴稳定20、已知地基中某点的应力状态，KPa2801，KPa5.733，土的抗剪强度指标KPac1.42，42。试判断该点是否产生剪切破坏？解：由式：)245(2)245(231tgctg可得土体处于极限平衡状态时的最大主应力1f为：)245(2)245(23f1tgctg=73.5×tg2(45)224+2×42.1×)22445(tg=303kPa，则1＜1f，故该点没有产生剪切破坏。21、某土样进行三轴剪切试验，剪切破坏时，测得KPa0051，KPa1003，剪切破坏面与水平面夹角为60，求：（1）土的C、；（2）计算剪切面上的正应力和剪应力。22、某土的内摩擦角和凝聚力分别为=25，C=15Kpa，KPa1003，求：（1）达到极限平衡时的大主应力1；（2）极限平衡面与大主应力面的夹角；（3）当KPa2801，土体是否发生剪切破坏？23、某多层砖混结构住宅建筑，筏板基础底面宽度b=9.0m，长度l=54.0m，基础埋深d=0.6m，埋深范围内土的平均重度m=17.0kN／m3，地基为粉质粘土，饱和重度sat=19.5kN／m3，内摩擦角标准值k=18，内聚力标准值ck=16.0kPa，地下水位深0.6m，所受竖向荷载设计值F=58000.0kN，计算地基的承载力。承载力系数：Mb=0.43，Md=2.72，Mc=5.31。解：1)计算基底压力3.1316.0200.540.958000dAFpGkPa2)计算地基承载力特征值fak基础底面宽度b=9.0m,大于6.0m时按6.0m考虑，持力层在地下水位以下取浮重度，=9.5kN/m3kcmdbacMdMbMf2.1370.1631.56.00.1772.20.65.943.0kPa。24、已知某承重墙下钢筋混凝土条形基础宽度b=2.2m，埋置深度为1.5m，埋置深度范围内土的重度m=17.0kN／m3，基础下为黏土层，重度=18.23/mKN，内摩擦角=22，C=25Kpa，地基承载力特征值fak。承载力系数：Mb=0.61，Md=3.44，Mc=6.04。解：kcmdbacMdMbMf=0.61×18.2×2.2+3.44×17×1.5+1.5×6.04×25=263.14kPa。25、挡土墙符合朗肯土压力条件，mH10，C=18Kpa，=15，=17.03/mKN，求主动土压力aE及作用点位置。解：主动土压力系数)245(2tgka=59.0)21545(2tgZ=0，aaakczkP.2=kpa6.2759.01820Z=H，aaakcHkP.2=1759.010kpa7.7259.0182，故存在土压力零点，土压力零点位置aakkcz20=m76.259.01759.0182，主动土压力大小：由公式(6.7)得：aE==akZH20)(21=mKN/26359.0)76.210(17212，作用点位置，离墙底mZH41.2376.2103026、挡土墙符合朗肯土压力条件，mH6，C=20Kpa，=30，=18.03/mKN，填土面作用有均布荷载21Kpa，求主动土压力。解：主动土压力系数)245(2tgka=31)230