土力学考试题目

1.将某粘土试样置于渗透仪中进行变水头渗透试验，当试验经过的时间t为1小时时，测压管的水头高度从h1=310.8cm降至h2=305.6cm。已知试样的横断面积A为32.2cm2，高度l为3.0cm，变水头测压管的横段面积A'为1.1cm2，求此土样的渗透系数k值。参考答案k＝4.8×10－7cm/s2.基坑开挖剖面如下图所示。其中粉质粘土夹粉砂层的孔隙比e1＝1.10，土粒密度s1＝2.75g/cm3，渗透系数k1＝1.8×10-5cm/s；砂土层的孔隙比e2＝0.68，土粒密度s2＝2.68g/cm3，渗透系数k2＝3.6×10-2cm/s。设砂土层层底的测压管水头位于地表下1.5m处且保持不变，基坑开挖过程中坑内水位与坑底齐平。（1）若将基坑底面以下土层内的渗流视为垂直单向渗流，试证明坑底下粉质粘土夹粉砂层与砂土层的平均等效渗透系数kz为：（2）当开挖深度H＝5.0m时,求每昼夜基坑内单位面积的渗流量Q；（3）求不发生流土破坏的最大开挖深度Hmax。参考答案Q＝0.027m3/d×m2，Hmax＝5.36m3.某基坑施工中采用地下连续墙围护结构，其渗流流网如图2－20所示。已知土层的孔隙比e＝0.96，土粒密度s＝2.70g/cm3，坑外地下水位距离地表1.2m，基坑开挖深度为8.0m，a、b点所在流网网格长度l＝1.8m，评判基坑中a～b区段的渗流稳定性。iab＝0.34，ic＝0.87，渗流安全1.将某砂土试样置于渗透仪中进行常水头渗透试验，已知试样的横断面积A为55.2cm2，高度l为10.0cm，水头高差为1.6m，达到渗流稳定后，量得10分钟内流经试样的水量为636cm，求此土样的渗透系数k值。参考答案k＝1.2×10-3cm/s2.如下图所示的基坑，坑外水位h1=1.8m,坑内水位h2=0.6m，渗流流网如图中所示。已知土层渗透系数k＝1.2×10-2cm/s，a点、b点和c点分别位于地表以下3.5m、3.0m和2.0m。试求:(1)整个渗流区的单宽流量q；(2)ab段的平均渗透速度vab；参考答案q＝4.98m3/d×m，vab＝1.44×10-3cm/s1.某地基为粉土，层厚4.80m。地下水位埋深1.10m，地下水位以上粉土呈毛细管饱和状态。粉土的饱和重度γsat=20.1kN／m3。计算粉土层底面处土的自重应力。参考答案59.48kPa2.已知矩形基础底面尺寸b=4m，l=10m，作用在基础底面中心的荷载N=400kN，M=240kN·m（偏心方向在短边上），求基底压力最大值与最小值。参考答案19.00kPa、1.00kPa3.有一矩形均布荷载p0=250kPa，受荷面积为2.0m×6.0m的矩形面积，分别求角点下深度为0m、2m处的附加应力值以及中心点下深度为0m、2m处的附加应力值。参考答案125kPa、8.4kPa、250kPa、131.4kPa1.已知矩形基础底面尺寸b=4m，l=10m，作用在基础底面中心的荷载N=400kN，M=320kN·m（偏心方向在短边上），求基底压力分布。参考答案22.22kPa,02.某矩形基础底面尺寸为2.00m×6.00m。在基底均布荷载作用下，基础角点下10.00m深度处的竖向附加应力为4.30kPa，求该基础中心点下5.00m深度处的附加应力值。参考答案17.20kPa3.有一个环形烟囱基础，外径R=8m，内径r=4m。在环基上作用着均布荷载100kPa，计算环基中心点O下16m处的竖向附加应力值。参考答案19.8kPa1.某地基的地表为素填土，γ1=18.0kN／m3，厚度h1=1.50m；第二层为粉土，γ2=19.4kN／m3，厚度h2=3.60m；第三层为中砂，γ3=19.8kN／m3。厚度h3=1.80m；第四层为坚硬整体岩石。地下水位埋深1.50m。计算地基土的自重应力分布。若第四层为强风化岩石，基岩顶面处土的自重应力有无变化？参考答案基岩顶面132.5kPa，有变化，78.5kPa2.已知某工程为条形基础，长度为l，宽度为b。在偏心荷载作用下，基础底面边缘处附加应力pmax=150kPa，pmin=50kPa。计算此条形基础中心点下深度为：0，0.25b，0.50b，l.0b，2.0b，3.0b处地基中的附加应力。参考答案100kPa，96kPa，82kPa，55.2kPa，30.6kPa，20.8kPa3.某条形基础宽度为6.0m，承受集中荷载P=2400kN／m，偏心距e=0.25m。计算基础外相距3.0m的A点下深度9.0m处的附加应力。参考答案81.3kPa1.某原状土压缩试验结果如下表所示，计算土的压缩系数a1-2、压缩指数cc和相应侧限压缩模量Es1-2，并评价此土的压缩性。压应力p(kPa)50100200300孔隙比e0.9620.9500.9360924参考答案0.14MPa-1，0.047,13.9MPa；中压缩性2.某工程矩形基础长度3.60m，宽度2.00m，埋深d=1.00m。地面以上上部荷重N=900kN。地基为粉质粘土，γ=16.0kN／m3，孔隙比e0=1.0，压缩系数a=0.4Mpa-1。试用应力面积法计算基础中心O点的最终沉降量。参考答案68.4mm3.厚度为8m的粘土层，上下层面均为排水砂层，已知粘土层孔隙比e0=0.8，压缩系数a=0.25Mpa-1，渗透系数k=0.000000063cm/s，地表瞬时施加一无限分布均布荷载p=180kPa。分别求出加荷半年后地基的沉降和粘土层达到50%固结度所需的时间。参考答案14.7cm，0.22年1.一饱和粘土试样在压缩仪中进行压缩试验，该土样原始高度为20mm，面积为30cm2，土样与环刀总重为1.756N，环刀重0.586N。当荷载由p1=100kPa增加至p2=200kPa时，在24小时内土样的高度由19.31mm减少至18.76mm。试验结束后烘干土样，称得干土重为0.910N。求土样的初始孔隙比e0。参考答案0.7652.某土样的压缩试验结果如下表所示，计算其压缩系数a1-2、压缩指数cc和相应侧限压缩模量Es1-2，并评价此土的压缩性。压应力p(kPa)50100200300孔隙比e0.8600.8520.8360825参考答案0.16MPa-1，0.053,11.6MPa；中压缩性3.某柱基底面尺寸为4.00m×4.00m，基础埋深d=2.00m。上部结构传至基础顶面中心荷载N=4720kN。地基分层情况如下：表层为细砂，γ1=17.5kN／m3，Es1=8.0MPa，厚度h1=6.00m；第二层为粉质粘土，Es2=3.33MPa，厚度h2=3.00m；第三层为碎石，厚度h3=4.50m，Es3=22MPa。用分层总和法计算粉质粘土层的沉降量。参考答案60mm4.厚度为6m的饱和粘土层，其下为不可压缩的不透水层。已知粘土层的竖向固结系数Cv=0.0045cm2/s，γ=16.8kN/m3。粘土层上为薄透水砂层，地表瞬时施加无穷均布荷载p=120kPa。（1）若粘土层已经在自重作用下完成固结，然后施加p，求达到50%固结度所需的时间。（2）若粘土层尚未在自重作用下固结，自重固结同时施加p，求达到50%固结度所需的时间。参考答案0.51年，0.57年1.已知一矩形基础底面尺寸为5.6m×4.0m，基础埋深d=2.0m。上部结构总荷重P=6600kN，基础及其上填土平均重度取20kN／m3。地基土第一层为填土，γ1=17.5kN／m3，厚度h1=6.0m；第二层为粘土，γ2=16.0kN／m3，e0=1.0，a=0.6MPa-1，厚度h2=1.60m；第三层为卵石，Es3=25MPa。试用简化方法求粘土层的最终沉降量。参考答案48mm2.某柱基底面积为2.00m×2.00m，基础埋深d=l.50m。上部结构中心荷载作用在基础顶面N=576kN。地基土分层为：第一层杂填土，γ1=17.0kN／m3，厚度h1=1.50m；第二层为粉土，γ2=18.0kN／m3，Es2=3MPa，厚度h2=4.40m；第三层为卵石，Es3=20MPa，厚度h3=6.5m。用应力面积法计算柱基最终沉降量。参考答案123.5mm3.地基为正常饱和粘土，其厚度为12m，在外荷作用下产生的附加应力沿土层深度分布可简化为梯形。上为透水层，下为不透水层，透水面附加应力为180kPa，不透水面附加应力为120kPa。设e0=0.82，a=0.0002m2/kN，k=2.1cm/年。求地基受荷1年时的沉降量和地基完成沉降90%所需要的时间。参考答案19.78cm，6.52年1.某高层建筑地基取原状土进行直剪试验，4个试样的法向压力p分别为100，200，300，400kPa，测得试样破坏时相应的抗剪强度为f分别为67，119，162，216kPa。试用作图法，求此土的抗剪强度指标c、值。若作用在此地基中某平面上的正应力和剪应力分别为225kPa和105kPa，试问该处是否会发生剪切破坏？参考答案c=18kPa，=26°20′,不会发生剪切破坏2.已知某土样粘聚力c=8kPa、内摩擦角为32°。若将此土样置于三轴仪中进行三轴剪切试验，当小主应力为40kPa时，大主应力为多少才使土样达到极限平衡状态？参考答案159kPa3.已知地基中某一点所受的最大主应力为σ1=600kPa，最小主应力σ3=100kPa。①绘制摩尔应力圆；②求最大剪应力值和最大剪应力作用面与大主应力面的夹角；③计算作用在与小主应力面成30°的面上的正应力和剪应力。参考答案250kPa,45°,225kPa,217kPa4.某地基为饱和粘土，进行三轴固结不排水剪切试验，测得4个试样剪损时的最大主应力σ1、最小主应力σ3和孔隙水压力u的数值如下表。试用总应力法和有效应力法，确定抗剪强度指标。σ1(kPa)145218310401σ3(kPa)60100150200u(kPa)315792126参考答案=17°6′，c=13kPa；=34°12′，c=3kPa1.已知某土样粘聚力c=8kPa、内摩擦角为32度。若将此土样置于直剪仪中作直剪试验，当竖向应力为100kPa时，要使土样达到极限平衡状态，需加多少水平剪应力？参考答案70.5kPa2.某干砂试样进行直剪试验，当法向压力σ=300kPa时，测得砂样破坏的抗剪强度τf=200kPa。求：(1)此砂土的内摩擦角；(2)破坏时的最大主应力σ1与最小主应力σ3；(3)最大主应力与剪切面所成的角度。参考答案33°42′；673kPa，193kPa；28°9′3.某粘性土试样由固结不排水试验得有效抗剪强度指标:有效内聚力24kPa,有效内摩擦角22°,如果该试样在周围压力200kPa下进行固结排水试验至破坏,试求破坏时的大主应力。参考答案510kPa4.条形基础下地基土体中一点的应力为：σz=250kPa，σx=100kPa，τ=40kPa。已知地基为砂土，土的内摩擦角=30°。问该点是否发生剪剪切破坏？若σz和σx不变，τ值增大为60kPa，该点是否安全？参考答案未破坏；剪切破坏1.取砂土试样进行直剪试验，试样水平面积为25cm2，竖向荷载p=375N，试验结果如下表。剪切位移(mm/100)040100140180240320剪力(N)06.156.0110.3169.5233.0125.0(1)绘制剪应力τ(kPa)与剪切位移ε(mm)的关系曲线并确定砂土的抗剪强度τf；(2)计算此砂土的内摩擦角。考答案93kPa；31°48′2.已知地基中某点处两个相互垂直平面上的正应力分别为800kPa和300kPa，剪应力均为200kPa。求：(1)最大主应力σ1和最小主应力σ3；(2)若地基土的粘聚力c=55.0kPa，内摩擦角=30°判断该点的平衡状态。参考答案870kPa，230kPa；稳定平衡3.饱和土样进行无侧限抗压试验，得无侧限抗压强度为152kPa，如果对同种土进行不固结不排水三轴试验，周围压力为172kPa，问总竖向压应力为多少时，试样将