福州大学2005级土力学试卷与答案

第1页共6页福州大学2006～2007学年第学期考试B卷课程名称考试日期考生姓名学号专业或类别题号一二三四五六七八总分累分人签名题分100得分考生注意事项：1、本试卷共5页，请查看试卷中是否有缺页。2、考试结束后，考生不得将试卷、答题纸和草稿纸带出考场。一、填空题(共25分)得分评卷人1．颗粒级配曲线越平缓（陡），不均匀系数越大（小），颗粒级配越好（差）。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。（4%）2．对于上层软弱下层坚硬的地基，上层土中的荷载中轴线附近的附加应力比均质土体时增大；离开中轴线，应力差逐渐减小，直至一距离后，应力又将小于均匀半无限体的应力，这种现象称为应力集中现象。(4%)3．根据对粘性土地基在局部荷载作用下的实际变形特征的观察和分析，粘性土地基的最终沉降S可以认为是由机理不同的三部分沉分组成，分别是瞬时沉降（初始沉降）、固结沉降（主固结沉降）、次固结沉降（蠕变沉降）。(3%)4．土的压缩模量Es定义是：土体在侧限条件下竖向压应力与竖向总应变之比，Es愈大，土体的压缩性愈低。(3%)5．1776年，法国科学家库伦通过一系列砂土剪切试验，提出的砂土抗剪强度表达式为：tanf。(2%)6．土的孔隙率是指土中孔隙的体积与土的总体积之比，以百分数表示。(2%)7．国标《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）将建筑地基的土（岩）分为：岩石、碎石土、砂土、粉土、粘性土和人工填土。(4%)8．土的三相比例指标中，由试验直接测定的三个基本指标是土的的密度、土粒的相对密度及土的含水量，导出指标中可以描述砂土的密实度是孔隙比。（3%）第2页共6页二、选择题(共10道，每题2分，共20分)得分评卷人1.土中一点发生剪切破坏时，剪切面与小主应力方向成夹角为（A）。A.245B.245C.45D.452.对工程施工速度较快，地基土排水条件较差时，采用三轴试验方法为（A）。A.不固结不排水B.固结不排水C.固结排水D.不固结排水3.下列说法中，哪一条是错误的（C）。A.地下水位的上升使土中的自重应力减小B.地下水位的下降使土中的自重应力增大C．地下水位的升降对土中自重应力无影响D.地下水位的下降对土中自重应力的影响大小与土体的重度和下降的水位有关4．某桩下方形基础边长2m，埋深d=1.5m，桩传给基础的竖向力800kFkN，地下水位在地表下0.5m处，则基底平均压力kp为（A）A．220.0kPaB.230.0kPaC.200.0kPaD.215.0kPa5.在上题中，设地基为粘土，重度3/18mkN，饱和重度3/19mkNsat，则基底平均附加压是0p为（A）A．202.0kPaB.220.0kPaC.193.0kPaD.191.5kPa6．下列四种说法正确是（D）（1）土的渗透系数越大，土的透水性越大，土中的水力梯度越大（2）任何一种土只要渗透坡降足够大就可能发生流土和管涌（3）土中一点渗流力大小取决于该点孔隙水总水头的大小（4）地基中产生渗透破坏的主要原因是因为土粒受透流力作用而引起的。因此，地基中孔隙水压力越高，土粒受的渗流力越大，越容易产生渗透破坏A．只（2）对B.（2）和(4)对C.只（c）对联D.全不对7.现场十字板剪切试验得到的土体强度室内哪一种试验方法测定的强度相当（A）？A．不固结不排水试验B.固结不排水试验C.固结排水试验D.慢剪第3页共6页3.6m2.4m3.0m柱状图地下水位粉质粘土%100%3572.2/0.183SrwdmkNs粘土%3.3474.2/9.183wdmkNsats8．朗肯土压力理论中，当墙后填土达到主动朗肯状态时，填土破裂面与水平面夹角为（A）A．245B.245C.45D.459．指出下列不属于压缩性指标是（D）A．21aB.sEC.0ED.sd10.下列说法错误的是（C）A.压缩试验的排水条件为双面排水B．压缩试验不允许土样产生侧向变形C．在压缩试验中土样不仅有体积变化，也有剪切变形D．载荷试验允许产生侧向变形三、计算题(共55分)得分评卷人1．某建筑物场地的地质柱状图和土的有关指标列于图中，试计算地面下深度为2.5m、5m和9m处的自重应力，并绘出分布图(包括水压力分布图)。(8%)解：wsswswdded)1(11111h1=18*3.6=65kPa=65+8.4*2.4=85kPa’2h2+1h1=65+8.4*2.4=85kPa’3h3+’2h2+1h1=85+8.9*3=112kPa1．有一板桩挡土墙，土的渗透系数smk/100.14，其流网如图所示，试计算：①挡土墙下游土坡是否发生流土？②图中M点的测压管水位高度是多少？孔隙水压力又是多少？③挡土墙下每米宽的渗流水量。（15%）第4页共6页解:首先用图解法绘制流网图，挡土墙上游为等势线，下游为等势线，板墙和不透水层为流线，中间流线和等势线根据相互正交形成曲正方形经过试画得到。最终图解法绘制的流网图如例图4-1所示。流网图等势线间隔数为6条，相邻等势线的水头差：mhh5.0636M点在第2条等势线上，水头损失=2h=1m，M点测压管水位比上游水位低1m。因此2/43103.43.42.215.400.3mkNrhumhwMMM下游最容易发生流土处为AC处，量得该处平均流线长0.9m。ABwcwccABABirrirriJlhi8.0108''56.09.05.0因此，不会发生流土。挡土墙下每米宽的渗流水量smhNNkQdf/10364103443．某土层厚5m，原自重压力p1=100kPa。现在考虑在该土层上建造建筑物，估计会增加压力150pkPa，求该土层在拟建的建筑物作用下的压缩变形量是多少？该压缩试验数据如下表。(5%)p(kPa)050100200300400e1.4061.2501.1200.9900.9100.850解：1001pkPa，150pkPa，h=5m所以ppp12=100+150=250kPa第5页共6页由压缩试验结果：95.0，120.121ee压缩变形量为：cmmheees404.0512.1195.012.111214．设砂土地基中一点的大小主应力分别'1=500kPa，13=180kPa，其内摩擦解'=36o，求：1)、该点的最大剪应力是多少？最大剪应力面上的法向应力'n又是多少？（6%）2)、此点是否已达到极限平衡状态？为什么？（5%）3)、此果此点未达到极限平衡状态，令大主应力'1不变，而改变小主应力13，使该点达到极限平衡状态，这时小主应力13又应是多少？（5%）解：'1=500kPa，13==180kPa，'=36o(1)、求该点最大剪应力max及最大剪应力面上的法向应力2sin)(5.021当2sin=1时，即夹解为45o时，出现最大值所以，160)180500(5.02sin)(5.021maxkPa最大剪应力面上的法向应力为340kPa)452cos()180500(21)180500(21cos)''(21)''(212121'on（2）因kPa33.693)23645(tan180)'245(tan'500'0020231所以该点未达到极限平衡状态。（用2反求1来求解也完全可以）（3）kPa8.129)1845(tan500)23645(tan''00200213f5、挡土墙高6m，填土的物理力学指标为：o34，0c，19kN/m3，墙背直立、光滑、填土面水平并有均布荷载10qkPa，试求挡土墙的主动土压力合力Ea及其作用点位置，并绘出土压力分布图（提示：先将地面均布荷载换算成填土的当量土层厚）。(10%)第6页共6页解：将地面均布荷载换算成填土的当量土层厚：526.01910qhm在填土处的土压力强度为aaaqKhKp1kPaoo8.2)23445(tan102在墙底处：1.35)1745(tan)61910()(022oaaKHhpkPa所以8.1132/6)1.358.2(2)(21HppEakN/土压力作用点位置15.2232121aaaappppHzm（距墙底距离）6m填土