一一、填空题(每空1分,共20分)1、无粘性土的性质主要取决于颗粒粒径的和级配。2、用三轴试验测定土的抗剪强度指标,在其它条件都相同的情况下,测的抗剪强度指标值最大的是固结排水实验验,最小的是不排水不固结试验。3、评价粗颗粒土粒径级配的指标有不均匀系数和曲率系数。4、τf表示土体抵抗剪切破坏的极限能力,当土体中某点的剪应力τ=τf时,土体处于极限平衡状态;ττf时,土体处于破坏状态;ττf时,土体处于平衡状态。5、桩按受力分为端和摩擦。6、用朗肯土压力理论计算土压力时,挡土墙墙背因垂直、光滑,墙后填土表面因水平。7、桩的接头方式有、和。8、建筑物地基变形的特征有沉降量、沉降差、距不倾斜和倾斜四种类型。二、选择题(每小题2分,共10分)1、采用搓条法测定塑限时,土条出现裂纹并开始断裂时的直径应为()B(A)2mm(B)3mm(C)4mm(D)5mm2、《地基规范》划分砂土的密实度指标是(C)(A)孔隙比(B)相对密度(C)标准贯入锤击数(D)野外鉴别3、建筑物施工速度较快,地基土的透水条件不良,抗剪强度指标的测定方法宜选用(A)(A)不固结不排水剪切试验(B)固结不排水剪切试验(C)排水剪切试验(D)直接剪切试验4、地基发生整体滑动破坏时,作用在基底的压力一定大于(C)。(A)临塑荷载(B)临界荷载(C)极限荷载(D)地基承载力5、夯实深层地基土宜采用的方法是(A)(A)强夯法(B)分层压实法(C)振动碾压法(D)重锤夯实法三、简答题(每小题5分,共20分)1、直剪试验存在哪些缺点?2、影响边坡稳定的因素有哪些?1、答:(1)土坡的边坡坡度。以坡角表示,坡角θ越小越安全,但不经济。(2)土坡的边坡高度H,在其它条件都相同的情况下,边坡高度H越小越安全。(3)土的物理力学性质。如γ,c,φ越大,则土坡越安全3、产生被动土压力的条件是什么?4、什么是单桩竖向承载力?确定单桩承载力的方法有哪几种?四、计算题(共50分)1、某土样重180g,饱和度Sr=90%,相对密度为2.7,烘干后重135g。若将该土样压密,使其干密度达到1.5g/cm3。试求此时土样的天然重度、含水量、孔隙比和饱和度。(10分)2、某独立柱基底面尺寸b×l=4.0×4.0m2,埋置深度d=1.0m,上部结构荷载条件如图所示,地基土为均匀土,天然重度γ=20kN/m3,试求基础下第二层土的沉降量。(14分)矩形面积受均布荷载作用时,角点下应力系数αz/bl/b0.60.81.01.210.22290.19990.17520.1516侧限压缩试验e-p关系p050kPa100kPa200kPae0.890.860.840.81N=1536kN杂填土γ=16kN/m31.0m01.2m11.2m21000。187675。04523、挡土墙高4m,墙背竖直光滑,填土水平,共有两层。各层物理力学性质指标如图。地下水位距地面以下2m。若填土水平并作用有荷载q=20kN/m2。试求主动土压力Ea,并绘出主动土压力强度分布图。(12分)q=20kN/m2γ1=19kN/m32mφ1=30ºc1=0γsat=19kN/m3φ2=20º2mc2=10kN/m2一、填空题(每空1分,共20分)1、粒径、级配2、固结排水剪切、不固结不排水剪切3、不均匀系数、曲率系数4、极限平衡、破坏、平衡5、端承桩、摩擦桩6、垂直、光滑、水平7、角钢焊接、法兰盘连接、硫磺胶泥连接8、沉降量、沉降差、局部倾斜、二、选择题BCACA三、简答题2、答:(1)土样在试验中不能严格控制排水条件,无法量测孔隙水压力;(2)剪切面固定在剪切盒的上下盒之间,该处不一定是土样的薄弱面;(3)试样中应力状态复杂,有应力集中情况,仍按均匀分布计算;(4)试样发生剪切后,土样在上下盒之间错位,实际剪切面积减小,但仍按初始面积计算。3、答:(1)土坡的边坡坡度。以坡角表示,坡角θ越小越安全,但不经济。(2)土坡的边坡高度H,在其它条件都相同的情况下,边坡高度H越小越安全。(3)土的物理力学性质。如γ,c,φ越大,则土坡越安全3、答:挡土墙向着填土方向移动,当达到某一位移量时,墙后填土出现滑裂面,作用在挡土墙上的土压力达到最大值,墙后填土处于极限平衡状态。此时作用在挡土墙的土压力称为被动土压力。4、答:(1)单桩竖向承载力是指单桩在外荷载作用下,不丧失稳定,不产生过大变形所能承受的最大荷载。(2)由桩身材料强度和土对桩支承力综合确定。其中确定土对桩支承力方法主要有:桩的静载荷试验和按静力学公式计算等。四、计算题(共50分)1、解:由已知条件可得原土样的三相数值为:m=180gms=135gmw=180-135=45gVs=135/2.7=50cm3Vw=45cm3Vv=45/0.9=50cm3V=50+50=100cm3土样压密后的三相数值为:V=135/1.5=90cm3Vv=90-50=40cm3Vw=40cm3mw=40gm=135+40=175gγ=175/90×10=19.4kN/m3w=40/135×40%=30%e=40/50=0.8Sr=40/40×100%=100%2、解:基底接触压力:p=(1536+4×4×20×1.0)/(4×4)=116kN/m2基底附加压力:p=116-16×1.0=100kN/m2计算土层自重应力:1点σcz1=16×1.0+20×1.2=40kPa2点σcz2=40+20×1.2=64kPa计算土层附加应力:1点1.2/2=0.6查得α=0.2229σz1=4×0.2229×100=89.2kPa2点2.4/2=1.2查得α=0.1752σz2=4×0.1752×100=70.1kPaσz=(89.2+70.1)/2=79.7kPa计算第二层土的沉降量:由σcz=52kPa可得e1=0.859由σcz+σz=52+79.7=131.7kPa可得e2=0.830s=(0.859-0.830)×120/(1+0.859)=1.87cm3、解:第一层填土表面处主动土压力强度:pa0=(q+γz)tg2(45º-φ1/2)=(20+0)tg2(45º-30º/2)=6.6kN/m2第一层填土底面处主动土压力强度:pa1=(q+γ1h1)tg2(45º-φ1/2)=(20+19×2)×tg2(45º-30º/2)=19.14kN/m2第二层填土顶面处主动土压力强度:pa2=(q+γ1h1)tg2(45º-φ2/2)-2c2tg(45º-φ2/2)=(20+19×2)×tg2(45º-20º/2)-2×10×tg(45º-20º/2)=14.42kN/m2第二层填土底面处主动土压力强度:pa2=[q+γ1h1+(γsat-10)·h2]tg2(45º-φ2/2)-2c2tg(45º-φ2/2)=[20+19×2+(20-10)×2]×tg2(45º-20º/2)-2×10×tg(45º-20º/2)=kN/m2主动土压力:Ea=1/2×2×(6.6+19.14)+1/2×2×(14.42+24.22)=64.38kN/m6.619.1414.42pa24.22PW204、解:(1)确定单桩承载力Rk按静载荷试验:Rk=600/2=300kN按经验公式:Rk=qpAp+up∑qsilsi=1800×0.32+4×0.3×(1×12+4.9×10+1.6×25+1×35)=325.2kN所以取小值,Rk=300kN(2)单桩平均轴向力验算:每桩受力:Q=(N+G)/n=(2130+2.3×2.6×1.5×20)/8=2309.4/8=288.68kNRk=300kN(满足)(3)单桩中受最大轴向力桩的验算:My=M+Q·H=260+40×1.5=320kN·mQmax=(N+G)/n+My·xmax/∑xi2=288.68+320×1/(4×12+2×0.52)=359.79kN1.2Rk=360kN(满足)二土力学试卷及标准答案二、是非题(每题1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。(×)2.完全饱和土体,含水量w=100%(×)3.固结度是一个反映土体固结特性的指标,决定于土的性质和土层几何尺寸,不随时间变化。(×)4.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。(×)5.土的固结系数越大,则压缩量亦越大。(×)6.击实功能(击数)愈大,土的最优含水率愈大。(×)7.当地下水位由地面以下某一深度上升到地面时地基承载力降低了。(√)8.根据达西定律,渗透系数愈高的土,需要愈大的水头梯度才能获得相同的渗流速度。(×)9.三轴剪切的CU试验中,饱和的正常固结土将产生正的孔隙水应力,而饱和的强超固结土则可能产生负的孔隙水应力。(√)10.不固结不排水剪试验得出的值为零(饱和粘土)。(√)三、填空题(每题3分)1.土的结构一般有___单粒结构__、__蜂窝状结构__和___絮状结构__等三种,其中__絮状结构____结构是以面~边接触为主的。2.常水头渗透试验适用于_透水性强的无粘性土___土,变水头试验适用于__透水性差的粘性土_。3.在计算矩形基底受竖直三角形分布荷载作用时,角点下的竖向附加应力时,应作用两点,一是计算点落在___角点___的一点垂线上,二是B始终指___宽度___方向基底的长度。4.分析土坡稳定的瑞典条分法与毕肖甫法其共同点是__假设滑动面是圆弧面__、假定滑动体为刚体_,不同点是瑞典条分法不考虑条间力。5.地基的破坏一般有整体剪切破坏、局部剪切破坏和__冲剪破坏_等三种型式,而其中整体剪切破坏破坏过程将出现三个变形阶段。四、问答及简述题(共30分)1.为什么说在一般情况下,土的自重应力不会引起土的压缩变形(或沉降),而当地下水位下降时,又会使土产生下沉呢?(10分)一般情况下,地基是经过了若干万年的沉积,在自重应力作用下已经压缩稳定了。自重应力已经转变为有效应力了,这种情况下,自重应力不会引起土体压缩。但如土体是新近沉积,自重应力还未完全转变未有效应力,则自重应力将产生压缩。(5分)当地下水位下降时,部分土层从水下变为水上,该土层原来受到浮托力作用,现该浮托力因水位下降而消失,相当于在该土层施加了一个向下的体积力,其大小等于浮托力。该力必然引起土体压缩。(5分)2.简述用分层总和法求基础沉降的方法步骤。(10分)1根据作用在基础上的荷载的性质,计算基底压力和分布(2分)2将地基分层.(1分)3计算地基中土的自重应力分布(1分)4计算地基中垂向附加应力分布(1分)5按算术平均求各分层平均自重应力和平均附加应力(1分)6求第I层的压缩量,(2分)7将各个分层的压缩量累加,得到地基的总的沉降量.(2分)3.土的粒径分布曲线和粒组频率曲线如何测得,有何用途?对级配不连续的土,这两个曲线各有什么特征?(10分)1.土的粒径分布曲线:以土颗粒粒径为横坐标(对数比例尺)小于某粒径的土质量占试样的总质量的百分数为纵坐标绘制的曲线。(2分)根据土的粒径分布曲线可以求得土中各粒组的含量,用于评估土的分类和大致评估的工程性质.某些特征粒径,用于建筑材料的选择和评价土级配的好坏。(3分)2.粒组频率曲线:以个颗粒组的平均粒径为横坐标对数比例尺,以各颗粒组的土颗粒含量为纵坐标绘得。(2分)土的粒径分配曲线不仅可以确定粒组的相对含量,还可以根据曲线的坡度判断土的级配的好坏.(五、计算题(共30分)1.某一取自地下水位下的饱和试样,用环刀法测定其容重。环刀的体积为50cm3,环刀重为80g,环刀加土重为172.5g,该土的土粒比重为2.7,试计算该土样的天然容重、饱和容重、干容重及孔隙比。(10分)解:m=72.5-80=92.5;v=50cm3饱和土:ρ=ρ==92.5/50=1.85g/cm3(3分)r=r=1.85×9.8=18.13kN/m3(2分)因为:;=1.0=2.7/(1+1)=1.35g/cm3;(4分)rd=1.35×9.8=13.23kN/m3(1分)2.对一完全饱和的正常固结土试样