土力学与基础工程2018复习题

选择题：2分/题，共10题，共20分判断题：1分/题，共10题，共10分名词解释：2分/题，共5题，共10分简答题：4分/题，共5题，共20分计算题：10分/题，共4题，共40分一、名词解释1.固结：土的骨架受压产生压缩变形，导致土孔隙中水产生渗流，孔隙中水随着时间的发展逐渐渗流排除，孔隙体积缩小，土体体积逐渐压缩，最后趋于稳定，这个过程常称为渗透固结、简称固结。2.压缩变形：土体受外力作用后产生体积缩小称为压缩变形。3.渗透性：土被水渗流通过的性能称为渗透性。4.流土：在渗流向上作用时，土体表面局部隆起或者土颗粒群同时发生悬浮和移动的现象。5.达西定律：在稳定流和层流的作用下，用粗颗粒土进行大量的渗透试验，测定水流通过土试样单位截面积的渗流量，获得渗流量与水力梯度的关系，从而得到渗流速度与水力梯度（或水头能量损失）和土的渗透性质的基本规律，即渗流基本规律——达西渗透定律。6.渗透力：水在土中渗流，受到土骨架的阻力，同时水也对土骨架施加推力，单位体积土骨架所受到的推力就是渗透力。7.有效应力：在孔隙水压力的作用下，孔隙水逐渐排除，同时使土粒骨架逐渐承受这部分压力，此压力称为有效应力。8.固结沉降：固结沉降是指荷载压力作用下，由于地基土的结构骨架受力压缩，使孔隙中水排出体积压缩引起的部分沉降。9.土的抗剪强度：指土抵抗剪切变形与破坏的极限能力.10.水力梯度：水沿渗透路径方向流动产生的总水头的损失率。11.极限荷载：地基土从局部剪损破坏阶段进入整体破坏阶段，这时基础下滑动边界范围内的全部土体都处于塑性破坏状态，地基丧失稳定，此时的荷载称为极限荷载，也称为地基的极限承载力。12.管涌：指在渗透水流的作用下，土体中的细土粒在粗土粒间的孔隙通道中随着水流移动并被带出流失的现象。16.粒组：工程上把大小相近的土粒合并成组，称为粒组。17.自重应力：由于土的自身重力引起的应力。18.附加应力：由于外荷载作用在土体上时，土中产生的应力增量。19.地基容许承载力：指地基土在外荷载的作用下，不产生剪切破坏且基础的沉降不超过允许值时，单位面积上所承受的最大荷载。20.临界荷载：当地基中塑性变形区最大深度为中心荷载Zmax=B/4或偏心荷载作用时Zmax=B/3与此对应的基础底面压力，分别以Pcr21.临塑荷载：指在外荷载作用下，地集中刚开始产生塑性变形时，基础地面单位面积上所承受的荷载。22.静止土压力：挡墙保持原来位置不动，此时作用在挡墙上的为静止土压力。23.主动土压力：挡墙在墙后土体的作用下向前移动，墙后土体也随之向前移动，土中产生剪应力τf.。24.被动土压力：挡墙在某种外力作用下向后移动，墙后土体也随之向后移动，土中产生了剪应力τf。25.灵敏度：保持原来天然含水量，但天然结构被破坏的重塑土的强度比保持天然结构的原状土的强度低，其比值可作为结构性指标。26.液限：粘性土呈液态和塑态之间的界限含水量。27.塑限：粘性土呈塑态与半固态之间的界限含水量28.塑性指数：粘性土与粉土的液限与塑限的差值，去掉百分数称塑性指数。29.液性指数：粘性土的液性指数为天然含水量与塑限差值液限塑限差值之比30.土的相对密度：用天然孔隙比e与同一种砂的最疏松状态孔隙比emin和最密实状态孔隙比emax进行对比，看e靠近emax还是emin，以此判断它的密实度。31.总应力：由自重应力、静水压力及外荷载P所产生的附加应力组成。32.有效应力：土颗粒间的接触压力在截面积上的平均应力，称为有效应力。33.压缩系数：在压力变化不大时，土中孔隙比的变化与压力的变化成正比。34.压缩模量：指土在无侧膨胀的条件下受压时，竖应力增量与与应变增量的比值。35.不均匀系数:定义为Cu=d60/d10,d10,d60分别为粒径分布曲线上小于某粒径土的土颗粒含量分别为10％和60％。36.含水量：土中水的重量与土粒重量之比。37.孔隙率：土体孔隙体积与总体积之比。38.孔隙比：土体孔隙体积与土粒体积之比。二、简答题1.按照排水条件，三轴剪切实验分为哪三种？答：不固结不排水；固结不排水；固结排水。2.确定土的抗剪强度指标的直接剪切试验，按其试验条件区分为哪几种？它们分别适用于什么样的工程情况？答：有三种：快剪、慢剪和固结快剪；快剪：适用于建筑物施工较快、土层排水条件不良的工程情况；慢剪：适用于建筑物施工较慢，土层排水条件较好，在施工期间充分排水的工程情况；固结快剪：适用于介于上述两种情况之间的工程情况。3.土的抗剪强度指标是什么?通常通过哪些室内实验和原位测试测定?答:(1)指土的粘聚力和内摩擦角.(2)常用方法:直接剪切实验,三轴压实验,无侧限抗压强度实验,十字板剪切实验等.4.挡土墙的土压力有哪三种?是如何定义的?在相同条件下,哪一种最大?答:(1)分为三种,分别是:①主动土压力:墙在土压力作用下向背离填土方向移动火绕墙转时,当墙的移动或转动达到某一数量时,滑动面上的剪应力等于土的抗剪强度,墙后土体达到主动极限平衡状态,形成滑动面,这时作用在墙上的土推力达到最小值.②被动土压力:当挡土墙在外力作用下向着填土方向移动火转动时,直到墙的移动量足够大,滑动面上的剪应力等于抗剪强度,墙后土体达到被动极限状态,土体发生向上滑动,这时作用在墙上的抗力达到最大值.③静止土压力:若挡土墙具有足够的刚度,且建立在墙后土体的推力作用下,不产生任何移动火转动,则墙后土体处于弹性平衡状态,这时,作用在墙背上的土压力称为静止土压力.(2)在相同条件下,被动土压力值最大.。5．朗肯土压力理论和库伦土压力理论的假定条件分别是什么？答：朗肯土压力理论按半无限弹性体的应力状态研究土体极限平衡状态的条件。假定土体表面水平，且无限延伸，墙体是垂直的，表面是光滑的，墙体与土体之间不存在摩擦阻力。库伦土压力理论是根据墙后土体处于极限平衡状态并形成一滑动土楔体时，根据静力平衡条件得出的理论。假定：墙后的填土是理想的散粒体（粘聚力C=0）滑动破坏面为一平面；墙背与滑裂面间的楔体土体视为刚性体。6、简述太沙基有效应力原理。答案：(1)土的有效应力等于总应力减去孔隙水压力。(2)土的有效应力控制了土的变形和强度。7、简述地基的破坏形式及发生条件？答案：地基土破坏形式有三种：1、整体剪切破坏，一般发生在密实砂土中；2、局部剪切破坏，一般发生在中等密砂中；3、刺入破坏，一般发生在松砂中。8、基础埋置深度选择所考虑的因素有哪些？答：建筑物用途及基础构造的影响；作用于地基上荷载的大小和性质；工程地质和水文地质条件；相邻建筑物基础的埋深影响；地基土冻胀和融陷的影响。9、简述竖向集中荷载作用下地基附加应力的分布特征。答：①在集中应力作用线上，σz值随深度z增加而减小；②在同一深度水平面上，在荷载轴线上的附加应力最大，向两侧逐渐减小；③距地面愈深，附加应力分布在水平方向上的影响范围愈广。10、简述土体压缩变形产生的三大原因。答：①土颗粒本身的压缩；②土孔隙中不同形态的水和气体的压缩；③孔隙中部分水和气体被挤出，土颗粒相互移动靠拢使孔隙体积减小。11、地基岩土分类的原则是什么？《建筑地基基础设计规范》（GB50007—2002）把地基岩土分为哪几类？答：《建筑地基基础设计规范》（GB50007—2002）按照工程性能相似的原则，把地基岩土分为岩石、碎石土、砂土、粉土、粘性土和人工填土6类。12、地基中的附加应力分布有何特点？答：（1）在地面下任意深度的水平面上。各点的附加应力非等值，在集中力作用线上的附加应力最大，向两侧逐渐减小。（2）距离地面越深，附加应力分布的区域越广，在同一竖向线上的附加应力随深度而变化。超过某一深度后，深度越大，附加应力越少。13、简述饱和土的渗透固结过程。答：饱和土的渗流固结过程如下：（1）土体孔隙中自由水逐渐排出；（2）土体孔隙体积逐渐减小；（3）由孔隙水承担的压力逐渐转移到土骨架来承受，成为有效应力。14、如何通过颗粒级配曲线判断土的级配情况？在工程上，常利用颗粒级配曲线来确定的两个级配指标值来判定土的级配情况。当同时满足不均匀系数Cu≧5和曲率系数Cc=1～3这两个条件时，土的级配良好，若不能满足，则级配不良。三、计算题1一块原状土样，经试验测得土的天然密度367.1mkN，含水量为12.9%，土粒相对密度67.2sd，求孔隙比e、孔隙率n和饱和度rS。解：（1）805.0167.1)129.01(67.21)1(wswde（2）%6.44805.01805.01een（3）%43805.067.2129.0ewdSsr2某砂土土样的天然密度为31.77gcm，天然含水量为9.8%，土粒的相对密度为2.67，烘干后测定最小孔隙比为0.461，最大孔隙比为0.943，试求天然孔隙比e和相对密度rD，并评定该砂土的密实度。解：（1）656.0177.1)098.01(67.21)1(wswde（2）595.0461.0943.0656.0943.0minmaxmaxeeeeDr判定该砂土的密实度为：中密3．粘性土的含水量36.4%w，液限48%Lw，塑限25.4%pw，要求：计算该土的塑性指数：根据塑性指数确定该土的名称；计算该土的液性指数；按液性指数确定土的状态。解：（1）6.22%4.25%48pLpwwI为粘土（2）49.04.25484.254.36pLpL某基坑在细砂层中开挖，经施工抽水，待水位稳定后，实测水位从初始水位5.5m降到3.0m。渗流路径长10m。根据场地勘察报告：细砂层饱和重度318.7satkNm，24.510kmms，试求渗透水流的平均速度v和渗流力j，并判别是否会产生流砂现象。解：5.53.00.2510i2234.5100.251.12510100.252.5wvkimmsjikNm细砂层的有效重度18.7108.72.5satwj所以不会因基坑抽水而产生流砂现象。5.某厂房为框架结构，柱基底面为正方形，边长4lbm，基础埋置深度为1dm。上部结构传至基础顶面荷载1440PkN。地基为粉质粘土，土的天然重度316kNm，土的天然孔隙比0.97e。地下水位深3.4m，地下水位以下土的饱和重度318.2satkNm。土的压缩系数：地下水位以上为110.3MPa，地下水位以下为120.25MPa。利用分层总和法计算柱基中点的沉降量。解：①计算地基土的自重应力基础底面:316mkNdcd地下水面：kPacw4.54164.34.3②基础底面接触压力kPa110③基础底面附加应力kPad94160.1100④地基中的附加应力基础底面为正方形，用角点法计算，分成相等的四小块，计算过程略⑤地基受压层深度nzmzn0.6⑥地基沉降计算分层计算层每层厚度mbhi6.14.0。地下水位以上2.4m分两层，各1.2m;第三层1.6m;第四层因附加压力很小，可取2m.⑦地基沉降计算mmhesizi3.441.699.123.16116.某条形基础下地基土中一点的应力为：250zkPa，100xkPa，40xzkPa，已知土的30，0c，问该点是否破坏？解：根据xzxzxz2214)(2和xzxzxz2234)(2求出90,26031260270)23045(tan90121所以该点未剪切破坏7.设砂土地基中一点的大小主应力分别为500kPa和180kPa，其内摩擦角36，求：（1）该点最大剪应力是多少？最大剪应力面上的法向应力为多少？（2）此点是否已达到极限平衡状态？为什么？（3）如果此点未达到平衡状态，令大主应力不变，而改变小主应力，使该点达到极限平衡状态，这时小主应力应为多少？（答案：160,340,kPa