土力学试题B卷-

青岛工学院命题专用纸2013-2014学年第_一_学期课程名称：土力学试卷类型：B卷专业年级：_________________学号_______________姓名_____________第1页一、选择题（每题1分，共10分）。1．在土的三相比例指标中，直接通过室内试验测定的是（）(A)ds，w,e；(B)ds，w,ρ；(C)ds，e,ρ；(D)ρ，w,e。2．不同状态下同一种土的重度由大到小排列顺序是（）(A)satd'(B)satd'(C)d'sat(D)satd'3．土的颗粒级配曲线平缓，表示（）(A)土粒大小分布范围小，级配不良(B)土粒大小分布范围大，级配不良(C)土粒大小分布范围小，级配良好(D)土粒大小分布范围大，级配良好4．粘性土(c0，0)地基上，有两个宽度不同而埋置深度相同的条形基础，则（）(A)宽度大的临塑荷载大(B)宽度小的临塑荷载大(C)两个基础的临塑荷载一样大(D)无法判断5．一个饱和的粘性土试样，在三轴仪内进行不固结不排水试验。试问土样的破坏面（）(A)与水平面呈45(B)与水平面呈60(C)与水平面呈75(D)与水平面呈906．主动土压力aE、静止土压力0E、被动土压力pE的大小关系为（）(A)aE0EpE(C)aE=0E=pE(B)aE0EpE(D)不确定7．地基临塑荷载是地基（）(A)无塑性区出现时对应的外荷载(B)刚要出现塑性区时对应的外荷载(C)极限荷载的一半(D)塑性区开展最大深度为b/3时对应的外荷载8．土中某点处于极限平衡状态，此时该点应力状态的摩尔圆与土的抗剪强度包线的关系是（）。(A)相切(B)相割(C)相离(D)不确定9.朗金土压力理论的被动土压力系数pK为（）。(A)2tan(45)2(B)2tan(45)2(C)tan(45)2(D)tan(45)210.饱和粘土地层在单面排水情况下的固结时间为双面排水时的（）(A)1倍(B)2倍(C)4倍(D)8倍二、判断题（每题1分，共10分）。1.附加应力大小只与计算点深度有关，而与基础尺寸无关。（）青岛工学院命题专用纸2013-2014学年第_一_学期课程名称：土力学试卷类型：B卷专业年级：_________________学号_______________姓名_____________第2页2.基底附加压力是基底压力的一部分。（）3.完全饱和土体，含水量w=100%。（）4.根据达西定律，渗透系数越高的土，需要越大的水头梯度才能获得相同的渗流速度。（）4.地下水位上升将使土中自重应力增加。（）5．当土体中某一点的13时，土体不会发生破坏。（）6．饱和土的固结主要是由于孔隙水的渗透排出，因此当固结完成时，孔隙水应力全部消散为零，孔隙中的水也全部排干了。（）7．结合水是液态水的一种，故能传递静水压力。（）8.通常情况下地下室的外墙承受的是主动土压力。（）9.不固结不排水剪切试验得出的内摩擦角值为零（饱和粘土）。（）10．有地下水影响时，土坡的稳定安全系数不会发生改变。（）三、简答题（每题4分，共20分）1、简述流网的特征。2、简述固结的过程。3、朗金主动土压力的适用条件是什么？4、简述有效应力原理，写出其表达式，并简述表达式中各参数意义。5、简述主动土压力、被动土压力、静止土压力的概念。四、计算题（共60分）1、某饱和土体积为973cm，土的重力为1.98N，土烘干后重力为1.64N，求含水量、孔隙比e及干重度d。（10分）2、某基坑在细砂层中开挖，井施工抽水，待水位稳定后，实测水位情况如图所示。根据场地勘察报告提供：细砂层饱和重度3218.7kN/m,4.510mm/satks，试求渗透水流的平均速度v和渗流力dG，并判断是否会发生流砂现象。（10分）3.0m5.5m10.0m粘土层细砂层第2题图3、某饱和粘土层的厚度为10m，在外荷载作用下产生的附加应力沿土层深度分布简化为梯形分布，上为排水面，1200kPa，下为透水层，2100kPa，如下图所示。已知初始孔隙比10.85e，压缩系数4-12.510kPaa，渗透系数2.5cm/k年。求：（1）加荷一年时的沉降量；（2）沉降量达15cm时所需的时间。（14分）p100kPa200kPaH不透水层固结度与实践因数关系如下表所示。第3题图Ut00.10.20.30.40.540.60.740.80.9青岛工学院命题专用纸2013-2014学年第_一_学期课程名称：土力学试卷类型：B卷专业年级：_________________学号_______________姓名_____________第3页Tv00.0080.0310.0710.120.1850.2870.4220.5670.8484、已知某土体单元的大主应力1＝480kPa，小主应力3＝220kPa。通过试验测得土的抗剪强度指标c=20kPa，＝18°，问该单元土体处于什么状态？此题中最大剪应力平面上，是否也达到破坏？（12分）5、已知某挡土墙高5.0m，符合朗金土压力理论。填土的物理力学性质指标为：12.0kPac，20，318.0kN/m。试计算该挡土墙的主动土压力及其作用点位置，并绘出土压力强度分布图。（14分）5.0mγ=18.0kPac=12kPa=20°第5题图任课老师命题教师签字教研室主任签字年月日《土力学》试卷参考答案（B卷）青岛工学院命题专用纸2013-2014学年第_一_学期课程名称：土力学试卷类型：B卷专业年级：_________________学号_______________姓名_____________第4页一、选择题（每题1分，共10分）。1-5BADCA6-10BBABC二、判断题（每题1分，共10分）。1-5×√××√6-10××√√√三、简答题（每题3分，共15分）。1、简述流网的特征。答：对于各向同性的渗透介质，流网具有下列特征：（1）流线与等势线彼此正交；（2）每个网格的长宽比为常数，当该常数为1时，网格为曲边正方形；（3）相邻等势线间的水头损失相等；（4）各流槽的渗流量相等。2、简述固结的过程。答：要点：固结过程为空隙水压力不断消散，有效应力不断增加的过程。3、朗金主动土压力的适用条件是什么？答：墙背竖直光滑，填土面水平。4、简述有效应力原理，写出其表达式，并简述表达式中各参数意义。答：在任一时刻，有效应力σ′和孔隙水压力u之和始终等于饱和土的总应力，表达式为σ＝σ′＋u。即渗透固结过程中，孔隙水压力逐渐减小，有效应力逐渐增加，强度随之提高。各量的物理意义分别为：σ：饱和土体总应力；σ′：有效应力；u：孔隙水压力5、简述主动土压力、被动土压力、静止土压力的概念。答：主动土压力：当挡土墙向离开土体方向偏移至墙后土体达到极限平衡状态时，作用于墙背上的土压力称为主动土压力，一般用aE表示。被动土压力:当挡土墙在外力作用下，向土体方向偏移至墙后土体达到极限平衡状态时，作用于墙背上的土压力称为被动土压力，一般用pE表示。静止土压力：当挡土墙静止不动，墙后土体处于极限平衡状态时，作用于墙背上的土压力称为静止土压力，一般用0E表示。四、计算题（共60分）。1、（10分）解：由题意可知：土烘干后的重力也就是土粒重力为1.64N，由此可求得：水的重力为1.98N-1.64N=0.34N水的体积为330.3434.79.8110wVcm土粒体积为39734.762.3sVcm则：0.34100%20.7%1.6434.70.55762.3e3331.6416.910/16.9/97dNcmkNm2、（10分）解：青岛工学院命题专用纸2013-2014学年第_一_学期课程名称：土力学试卷类型：B卷专业年级：_________________学号_______________姓名_____________第5页2235.53.00.2510.04.5100.251.12510mm/100.252.5kN/mdwivkisGi细砂层的有效重度3'18.7108.7kN/msatw因为332.5kN/m'8.7kN/mdG所以不会发生流砂现象。3、（15分）解：（1）求t=1y时的沉降量平均附加应力1+150kPa2z（100200）粘土层最终沉降量：42.510=1501000cm20.27cm110.85zasHe竖向固结系数：521v4(1)2.5+==18.510cm/2.51010wkeCya（10.85）时间因素：5vv2218.5101=0.18510CtTH查表得，相应的固结度0.54tU，那么，t=1y时的沉降量：t0.5420.2710.91mmtsUs（2）沉降量达150cm时所需的时间固结度由定义得：15.0==0.7420.27ttsUs查表得：tU0.74时，时间因数v=T0.422，则所需时间为：2250.4221000t=2.22y1.8510vvTHC4、（10分）解：已知1＝480kPa，3＝220kPa，c=20kPa,φ＝18°分别求出剪破面上的法向应力和剪应力为：1313f11+-cos2211=++-cos22=303kPa（）（）2（480210）（480210）10813f1-sin21=-sin2=128kPa（）2（480210）108求相应面上的抗剪强度f为青岛工学院命题专用纸2013-2014学年第_一_学期课程名称：土力学试卷类型：B卷专业年级：_________________学号_______________姓名_____________第6页tan20+303tan18=118kPafc由于f，说明该单元体早已破坏。(2)最大剪应力平面与大主应力平面成45°角，正应力13=+=345kPa（）/2，tan133.72kPafc剪应力13=[(-=130kPa)/2]sin90由于f，说明土单元中剪应力最大的点点尚未达到破坏状态。5、（15分）解：因墙背竖直光滑，填土面水平，符合朗金条件，可计算得第一层填土的土压力强度为：220a=tan2K（45-）=0.49故地面处：a=a-2a18.000.49212.00.4916.80kPazKcK墙底处：a=a-2a=18.05.00.49212.00.4927.30kPazKcK因为土为粘性土，故需要计算临界深度0z，02212.0==1.9ma18.00.49czK可绘制土压力强度分布图如下图所示：其总主动土压力为：a27.30=42.32kN/mE（5.0-1.9）/2主动土压力aE的作用点位置距离墙底的距离为：05.01.91.03m33hz