土力学试题及答案_

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1第1章土的物理性质与工程分类一.填空题1.颗粒级配曲线越平缓,不均匀系数越大,颗粒级配越好。为获得较大密实度,应选择级配良好的土料作为填方或砂垫层的土料。2.粘粒含量越多,颗粒粒径越小,比表面积越大,亲水性越强,可吸附弱结合水的含量越多,粘土的塑性指标越大3.塑性指标pLpwwI,它表明粘性土处于可塑状态时含水量的变化范围,它综合反映了粘性、可塑性等因素。因此《规范》规定:1710pI为粉质粘土,17pI为粘土4.对无粘性土,工程性质影响最大的是土的密实度,工程上用指标e、rD来衡量。5.在粘性土的物理指标中,对粘性土的性质影响较大的指标是塑性指数pI。6.决定无粘性土工程性质的好坏是无粘性土的相对密度,它是用指标rD来衡量。7.粘性土的液性指标pLpL,它的正负、大小表征了粘性土的软硬状态,《规范》按LI将粘性土的状态划分为坚硬、硬塑、可塑、软塑、流塑。10.某砂层天然饱和重度20satkN/m3,土粒比重68.2sG,并测得该砂土的最大干重度1.17maxdkN/m3,最小干重度4.15mindkN/m3,则天然孔隙比e为0.68,最大孔隙比maxe0.74,最小孔隙比mine0.57。11.砂粒粒径范围是0.075~2mm,砂土是指大于2mm粒径累计含量不超过全重50%,而大于0.075mm粒径累计含量超过全重50%。12.亲水性最强的粘土矿物是蒙脱石,这是因为它的晶体单元由两个硅片中间夹一个铝片组成,晶胞间露出的是多余的负电荷,因而晶胞单元间联接很弱,水分子容易进入晶胞之间,而发生膨胀。二问答题说明三相草图中e11和ee1的物理概念。答:e11代表单元土体中土骨架所占有的体积,ee1代表孔隙在单元土体中所占有的体积。液限仪测定。1.说明土的天然重度,饱和重度sat,浮重度和干重度d的物理概念和相互关系,2并比较同一土中的、sat、、d的数值大小。答:gVm,gVVmwVssat,gVVmwss,Vmsd。dsat。四、计算题1.某地基土样数据如下:环刀体积60cm3,湿土质量0.1204kg,土质量0.0992kg,土粒相对密度为2.71,试计算:天然含水量w,天然重度,干重度d,孔隙比e。3/020.010601204.0cmNgVm3/0165.010600992.0cmNgVmsd336.3671.2100992.0cmGmVsss639.06.366.3660sssvVVVVVe2.若原状土样的天然密度3/1.2mt,含水量%15w,土颗粒相对密度sG=2.71,试计算孔隙比e.答:设31mVs,71.2wssGmt407.071.2*15.0swmwmt484.11.2407.071.2wsmmVm3484.011484.1sssvVVVVVe3.测得沙土的天然重度3/6.17mkN,含水量%6.8w,土粒相对密度66.2sG,最小孔隙比462.0mine,最大孔隙比71.0maxe,试求沙土的相对密度rD。答:设31cmVs%3.11%1000992.00992.01024.0swmmw3则66.2wsssGVmg229.066.2086.0swwmmg3641.176.1229.066.2/cmgmmmVws641.011641.1sssvVVVVVe278.0462.071.0641.071.0minmaxmaxeeeeDr4.某干沙土样重度为16.6KN/m3,土粒相对密度69.2sG,置于雨中,若砂样体积不变,饱和度增加到40%,求砂样在雨中的孔隙比。答:设31cmVsgVGmssws69.262.166.169.2dsmVcm362.0sssvVVVVVe5.某工地进行基础施工时,需在土中加水以便将土夯实,现取土样1000g,测其含水量为20%,根据施工要求,将土的含水量增加20%,问应在土样内加多少水?答:由%100swmmw得gwmms833)2.01/(1000)1/(gmmmsw167需加水量为gmmmwsw166167833*4.04.06.某工程地质勘察中,取原状土60cm3,重99.15g,烘干后重78.05g,67.2sG,求此土的孔隙比和饱和度。答:gmmmsw65.2005.7815.99365.20/cmmV323.2967.205.78cmGmVwsss053.123.2923.2960sssvVVVVVe671.023.296065.20vwrVVS7.某土样的干重度3/4.15mkNd,含水量%3.19w,土粒相对密度73.2sd,求饱和度rS。答:设31cmVs,则gVGmwsss73.24gwmmsw527.073.2193.03773.154.173.2/cmgmmVdsds3527.01527.0cmmV%2.681773.1527.0%100%100swvwrVVVVVS第三章地基土的应力与变形14.什么是基底压力?答:建筑物的荷载是通过自身基础传给地基的。基底压力是作用于基础底面上的荷载效应,它与荷载的大小和分布、基础的刚度、基础的埋深以及地基土的性质等多种因素有关。16.地基变形按其特征分为哪几种?其定义是什么?答:分为瞬时沉降、固结沉降和次压缩沉降。四、计算题1.土层分布如图,计算土层的自重应力,并绘制自重应力的分布图。解:(1)砂土:设11sV,则65.2111swssGVmg265.065.2*1.0111swmwmg265.011cm3699.0379.0265.011rwvSVVcm371.9699.01165.211111ggVVVmvswssKN/m3(2)黏土设12sV则70.2222wsssGVmg54.070.2*2.0222swmwmg76.110/4.1854.07.2222wsmmVcm32m4m%9.37,65.2%,1011rsSdw311/4.18,70.2%,20mkNdws19.42kN/m258.06kN/m2566.976.117.2222gVVmwsskN/m32.某粉土地基如图,测得天然含水量%24w,干密度3/54.1mtd,土粒比重73.2sG,地面及地下水位高程分别为35.00及30.00m,汛期水位将上升到35.5m高程。试求25.00高程处现在及汛期时的土的自重应力。当汛期后地下水下降到30.00高程(此时土层全以饱和状态计)、25.00m处的自重应力是多少?解:1sV,73.2wsssGVmt655.073.2*24.0swwmmt772.154.173.2dsmVm38.9772.1173.2ggVVmwsskN/m31.19772.1655.073.2ggVmmwskN/m38.19wsatkN/m3现在的自重应力5.1445*8.95*1.19ckPa,汛期时的自重应力kPac9810*8.9地下水下降后kPa1485*8.95*8.191.图所示基础基底尺寸为mm24,试求基底平面平均压力p和maxp及minp,绘出沿偏心方向的基底压力分布图。解:基底平面平均压力为4*24*2*2*20680AGFp2/125mkNkNFGN8406802420mkNFM23835.068035.0)(33.06228.0840238mNMe35.5035.0030.0025.00汛期水位现在水位细砂粉土kNF6802m0.35mG4m37.6063.149663.441054261238428402minmaxWMANPkN/m38.有一矩形基础,底面尺寸mm84,埋深2m,受4000kN中心荷载(包括基础自重)的作用,地基为粉砂层,3/19mkN,压缩资料如表所示,试用分层总和法计算地基最终陈降量。解:略。9.如图,已知基础长42.5m,宽13.3m,基础底面附加压力kPap2400基础底面铺有水砂层,地基为粉质黏土层,压缩模量MpaEs5.7,渗透系数scmk/106.060,土层厚8m,底部基岩处附加应力为160Pa,试计算:(1)地基的最终沉降量,(2)计算地基的固结系数。解:mmHEppHEps33.213810*5.7*21602402310土的竖向固结系数236105.410/105.7106.0/wsvkEccm2/s10.饱和黏土层厚8m,受大面积荷载kPap120作用,该土层初始孔隙比0.1e,压缩系数13.0MPaaacmk/18,在单面排水条件下问加荷一年的沉降量为多少?解:粘土层的压缩模量为MPaaeEs67.6103.00.1116粘土层的最终沉降量为mmHEssz93.14380001067.610001206竖向固结系数amaekcwv/120103.010000)11(1018)1(262对于单面排水条件下:竖向固结时间因数875.18112022HtcTvv,查表得固结度接近100%,所以加荷一年的沉降量为143.93mm。11.某饱和粘土层厚8m,受大面积荷载120pkPa作用,该土层初始孔隙比为0.1e,3.0aMPa-1,8.1kcm/a,单面排水,问沉降达140mm所需的时间。解:粘土层的压缩模量为MPaaeEs67.6103.00.11167粘土层的最终沉降量为mmHEssz93.14380001067.610001206竖向固结系数amaekcwv/12103.010000)11(108.1)1(262平均固结度将为973.093.143140ssUtz根据zU查得93.0vT,在单向排水条件下:96.412893.022vvcHTt年。四、计算题1.某条形基础下地基土体中某点的应力kPaz250,kPax100,kPaxz40,已知土的030,0c,问该点是否剪损。解:31=2222xzxzxz=kPakPa90260破坏可能性判断245tan2245tan00231cmf023045tan90002270kPa2601mkPa所以该点未剪损。2.某饱和土样做三轴固结不排水剪切试验,测得剪切破坏时大主应力1、小主应力3和超孔隙水压力u,如下表所示,试用有效应力法和总应力法确定c、及c、。解:(1)将1、3代入粘性土的极限平衡条件245tan2245tan00231c得方程组8145=60)2/45tan(2)2/45(tan002c223=100)2/45tan(2)2/45(tan002c解得079.18,c=9.99kPa.(2)将有效应力u11、u33代入极限平衡条件得104=19)2/45tan(2)2/45(tan002c164=41)2/45tan(2)2/45(tan002c解得061.27,kPac80.15。3.对某饱和土试样进行无侧限抗压试

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